Развитие тяжеловесного движения требует укрепления инфраструктуры РЖД и создания условий для активного внедрения вагонов повышенной грузоподъемности. Что же препятствует более широкому распространению этой технологии?

Весомый график движения

В прошлом году на сети РЖД сформировали более 150 тыс. поездов массой свыше 6 тыс. т, отправка которых позволила перевезти дополнительно 50 млн т грузов, что составило 4% от общего объема погрузки, сообщил заместитель генерального директора – начальник Центральной дирекции управления движением ОАО "РЖД" Павел Иванов. По его словам, тяжеловесное движение повышает эффективность использования пропускной способности существующей железнодорожной инфраструктуры. И график движения на 2018-2019 гг. предусматривает увеличение размеров движения поездов повышенной массы и длины. В 2019 г. в таких составах планируется перевезти не менее 80 млн т грузов, или более 6% от общего объема погрузки. На недавнем заседании Объединенного ученого совета ОАО "РЖД" было отмечено, что при развитии тяжеловесного движения важную роль играет отправка поездов, составленных из вагонов с повышенной осевой нагрузкой. В связи с этим рекомендовалось форсировать исследования ученых АО "ВНИИЖТ" о влиянии данного подвижного состава на объекты путевой инфраструктуры. Напомним, они проводились в прошлом году на участке Качканар – Смычка Свердловской железной дороги. На основе полученных результатов намечено установить перспективные весовые нормы для грузовых поездов и технические характеристики новых локомотивов, которые предстоит заказывать у заводов-изготовителей в дальнейшем, а также уточнить целевые ориентиры по снабжению сети энергоресурсами, что в значительной мере определит будущую модель организации перевозочного процесса.

Весьма показательно, что перед проведением испытаний Ространснадзор проверил состояние верхнего строения пути. Выявленные нарушения были устранены, и затем проблем с испытанием нового парка практически не было. Это указывает на то, что для использования вагонов повышенной грузоподъемности в большинстве случаев вполне достаточно просто привести инфраструктуру в нормативное состояние, то есть, по сути, снять те ограничения, с которыми сейчас приходится сталкиваться на многих участках сети. Это, конечно, приведет к росту расходов ОАО "РЖД", но эти проблемы так или иначе все равно придется решать – вне зависимости от типа используемых вагонов, полагают эксперты. Таким образом, в целом затраты, связанные с расширением полигонов использования подвижного состава с осевой нагрузкой 27 тс, по большей части укладываются в действующие нормативы по поддержанию пути в рабочем состоянии. А с учетом повышенной надежности современных вагонов можно сделать вывод о том, что не только оператор, но и перевозчик получит экономический эффект. Этот вывод подтверждается как результатами исследований АО "ВНИИЖТ", так и расчетами департамента госполитики в области железнодорожного транспорта Минтранса России. Там разработали методику оценки экономической эффективности эксплуатации инновационных грузовых вагонов на железнодорожной инфраструктуре. Данная методика позволяет увязать между собой четыре основные составляющие расходов: на топливно-энергетические ресурсы при обеспечении тяги поездов, на содержание локомотивов в движении в зависимости от их скорости, на содержание пути и обслуживание вагонов в пути следования. В последнем случае важнейшим показателем служит количество отцепок в ТОР в расчете на 1 млн вагоно-км пробега. Если применить указанную методику, то оказывается, что в конечном счете эксплуатация вагонов с осевой нагрузкой 27 тс может снизить расходы ОАО "РЖД" на тягу поездов и содержание инфраструктуры, а операторов – на обслуживание вагонов в пути следования. Это, в частности, опровергает мнение о том, что широкое внедрение подвижного состава с повышенной грузоподъемностью не окупается. Мифы о вагонах Можно также развенчать и некоторые другие мифы, возникшие по поводу вагонов с нагрузкой 27 тс. Один из них заключается в том, что их нельзя использовать на путях ППЖТ. Однако на самом деле такие вагоны имеют те же габариты, что и с нагрузкой 25 тс, и легко могут размещаться на путях необщего пользования. Это значит, что после угольных маршрутов на обратном пути они способны заходить за попутными грузами, вместо того чтобы следовать порожними. Другое дело, что есть компании, которые свои вагоны с осевой нагрузкой 27 тс все равно предпочитают перегонять обратно порожними. Почему - это вопрос уже другого рода. Правда, если в подвижном составе с увеличенной грузоподъемностью клиент захочет перевозить дополнительный груз не только по весу, но и по объему, то вагон должен быть спроектирован под габарит Тпр. В таком случае могут возникнуть некоторые ограничения, но это пока вопрос на перспективу. Другой миф – мол, поезда из вагонов с нагрузкой 27 тс особо не разгонишь. Проведенные исследования показали, что существующая инфраструктура обеспечивает их движение со скоростью до 100 км/ч. Наоборот, подобное преимущество сложно реализовать, потому что пока основной парк снабжен тележками модели 18-100, которые не рекомендовано разгонять свыше 60 км/ч. Однако проектная и ремонтная документация УВЗ дает возможность модернизации тележки для увеличения скорости. Кроме того, у перевозчика и операторов появляется дополнительный стимул для обновления парка. Третий миф заключается в том, что вагоны нового поколения плохо вписываются в кривые на поворотах и это ограничивает полигоны их использования. Но это опять-таки не так. Правда, пока производители не пришли к общему мнению о том, какой должна быть конструкция перспективного подвижного состава. В УВЗ считают целесообразным увеличить нагрузку на ось до 27 тс за счет внедрения трехосной тележки. Это позволит в дальнейшем вести разработки подвижного состава еще большей грузоподъемности. Минус данной идеи состоит в том, что вагон становится более громоздким и тяжелым. В ОВК продвигают вместо этого вариант сочлененных вагонов на обычных двухосных тележках 25 тс. Плюсов в данном случае гораздо больше. Главное, что подвижной состав сохраняет высокую надежность и маневренность. ГОСТы для систем сочленения уже разработаны – осталось их утвердить. А вот на трех- и четырехосные тележки стандарты еще только планируется сформировать.

"Свои решения вагоностроители представили ОАО "РЖД" и операторам. Теперь должны дать свои заключения в Минтрансе и Минэкономразвития. Отрегулировать подобные технологии должно государство. Речь идет о том, какое направление инновационной деятельности следует поддержать", – комментирует президент НП "Объединение вагоностроителей" Александр Плешаков. Тормоза и автосцепка Что же еще отличает вагоны, создаваемые для тяжеловесного движения, от обычных? По данным НП "Объединение производителей железнодорожного транспорта" (ОПЖТ), вагоностроители намерены добиться снижения числа отцепок в ТОР. Начальник управления вагонного хозяйства Центральной дирекции инфраструктуры ОАО "РЖД" Михаил Сапетов сообщил, что ОПЖТ утвердило соответствующую программу повышения надежности вагонов, реализация которой до 2025 года позволит сократить количество ТОРов на 53%. Ожидаемый экономический эффект, по расчетам экспертов ОПЖТ, должен составить 0,5 млрд руб. в виде дополнительной прибыли РЖД и 2,5 млрд руб. – для операторов. Прежде всего это станет возможным за счет новых конструктивных решений. Пристальное внимание уделяется повышению прочности литых деталей и отдельных узлов. Как считают ученые, это достижимо путем применения технологии поверхностной закалки и композитных материалов, обеспечивающих улучшенную износостойкость. Проведены исследования надежности автосцепки и способности ее компонентов выдерживать ударные нагрузки, а также рациональных параметров рессорного подвешивания. Предполагается установить повышенные требования к таким важным элементам конструкции тележек грузовых вагонов, как скользуны, пятники, фрикционные клинья, буксы и адаптеры для колесных пар. Будет совершенствоваться и целый ряд других направлений, касающихся сферы стандартизации, отметил генеральный директор НВЦ "Вагоны" Юрий Бороненко. Суть исследований сводится к тому, что в мировой практике накоплен большой опыт проектирования грузовых вагонов и ходовых частей, имеющих усиленные технико-экономические параметры. В частности, в США, Канаде, Австралии эксплуатируют вагоны, укомплектованные тележками с осевой нагрузкой более 30 тс. В России следует учесть этот опыт. Однако не менее важно, чтобы новые конструкции тележек могли безопасно применяться на действующей инфраструктуре РЖД – иными словами, без оказания сверхнормативного влияния на существующее устройство верхнего строения пути. Особое внимание уделяется тормозной системе тележек. В этой сфере имеется немало перспективных разработок. В частности, интересным представляется вариант вагона производства ТВСЗ с увеличенным до 103 куб. м кузовом и пониженным уровнем пола. Его особенность в том, что такая конструкция не позволяет использовать классическую тормозную рычажную передачу. В связи с этим и было найдено новое решение, при котором исполнительная часть устройства была расположена в межосевом пространстве тележки. Это позволило не только высвободить подкузовное пространство вагона, но и эффективнее защитить тормозное оборудование от рисков внешних воздействий. Именно такие вагоны испытывались на участке Качканар – Смычка. Нужно учитывать, что при вождении тяжеловесных поездов локомотивы распределяются в составе особым образом, поэтому необходима также распределенная система управления тормозами, что и предъявляет повышенные требования к вагонам. Особенно если в ОАО "РЖД" ставят задачу вождения поездов с достаточно высокой скоростью на перегонах. Заметим попутно, что поиск более надежных и эффективных тормозных систем ведется в АО "ВНИИЖТ" и для грузовых поездов-экспрессов (в расчете на более высокие скорости – до 140- 160 км/ч). Весьма характерно, что новые системы планируется устанавливать только на вагонах современной конструкции. Дело в том, что повышенное тормозное усилие может приводить к проскальзыванию колесных пар и перегреву тормозных колодок. Это предъявляет новые требования к тормозам – как для тяжеловесных, так и для скоростных грузовых поездов. Более того, разработки должны учитывать планы ОАО "РЖД" по внедрению на локомотивах электронной системы управления тормозами. Это должно увеличить точность и быстродействие их работы. В дальнейшем подобный подход позволит оптимизировать управление тормозной системой поезда с помощью бортового компьютера, что, в свою очередь, повысит эффективность тяжеловесного движения и увеличит межремонтный пробег вагонов. Программа намечена на 10 лет, сообщили в АО "ВНИИЖТ". Тяга и инфраструктура Для развития тяжеловесного движения в ОАО "РЖД" разработали специальные задания заводам-изготовителям локомотивов. Согласно методике Минтранса они должны обеспечить не только повышенную тягу, но и более экономный расход топлива и щадящее влияние на путь (как и новые вагоны). Этим показателям вполне отвечает линейка новых локомотивов, оборудованных микропроцессорной системой управления и поосным регулированием тяги. Последнее означает, что возможен выбор необходимого количества двигателей, которые требуются для ведения поезда. За счет этого электровоз может экономить энергию, а при необходимости – работать с повышенной производительностью. Это актуально при движении на участках со сложным рельефом. Экономить энергию позволяет также применение асинхронных двигателей на электровозах. В их конструкцию заложены увеличенные по сравнению с локомотивами предыдущих поколений межремонтные пробеги. Здесь можно назвать хорошо известные электровозы как в двухсекционном исполнении (2ЭС5, 2ЭС6, 2ЭС7, 2ЭС10), так и в четырехсекционном (4ЭС5К). За счет передачи переменно-постоянного тока с силовой установки принцип поосного регулирования силы тяги применен и в новых тепловозах - 2ТЭ25А с асинхронным двигателем и 2ТЭ25КМ с модернизированным коллекторным приводом (90% комплектующих последнего - отечественного производства). Улучшенные характеристики имеет трехсекционный тепловоз 3ТЭ116У. На тяжеловесное движение рассчитан также магистральный газотурбовоз. Для использования более мощных локомотивов (как и вагонов с повышенной нагрузкой на ось) в ОАО "РЖД" принимают меры для снятия инфраструктурных ограничений. В частности, для снабжения тяжеловесных поездов энергией недавно на Транссибе было расшито 12 лимитирующих зон между Байкалом и Приморьем. Также были увеличены приемоотправочные парки ряда станций, включая Карымскую. На сети внедрена единая технология технического обслуживания составов, позволяющая ускорить выполнение операций на станциях. Создан автоматизированный передвижной комплекс испытания автотормозов вагонов. На самых грузонапряженных участках все более широкое применение находят системы автоматизированной диагностики на ходу подвижного состава, позволяющие повысить маршрутные скорости поездов. Это посты акустического контроля и многофункциональные комплексы технических средств для выявления дефектов буксовых узлов. Первые это определяют по шуму от вибрации подшипников, а вторые – по излучениям от нагрева букс. Еще одна новинка - автоматизированный диагностический комплекс геометрических параметров колесных пар, позволяющий находить их неисправности. Реализация этих и других проектов поможет и дальше развивать тяжеловесное движение на сети. График движения на 2018-2019 гг. предусматривает увеличение размеров движения поездов повышенной массы и длины. В 2019 г. в таких составах планируется перевезти не менее 80 млн т грузов, или более 6% от общего объема погрузки.

Точка зрения

Александр Плешаков, президент НП "Объединение вагоностроителей"

Производители вагонов ждут поправок в ПТЭ – прежде всего по определению потенциально опасного подвижного состава. Также они ждут критерии отцепки вагонов в ТОР, принятия стандартов для сочлененных вагонов и подвижного состава с дополнительными осями. Необходимо, чтобы Минтранс разработал соответствующие подзаконные акты. Рассчитываем, что правительство поддержит и послепродажный сервис вагонов с повышенной нагрузкой на ось.

Виктор Богданов, главный научный сотрудник АО "ВНИИЖТ"

Повышение массы и длины грузовых поездов с использованием распределенной тяги - способ увеличить погрузку на линиях с высоким заполнением пропускной способности на 40% до 2025 года. В то же время с этим связан ряд технологических проблем. Во-первых, почти исчерпаны возможности повышения массы поезда за счет увеличения его длины в пределах станционных путей. Во-вторых, необходимо обновить действующие нормативы по строительству и ремонту пути, которые сильно устарели. Для выработки комплексного подхода к совершенствованию технологии перевозочного процесса, тяговому обеспечению, подготовке инфраструктуры и экономической оценки предлагаемых технических решений необходимо создать рабочую группу из ученых, вагоностроителей, специалистов аппарата ОАО "РЖД" и дорог Восточного полигона. ОПЖТ утвердило соответствующую программу повышения надежности вагонов, реализация которой до 2025 г. позволит сократить количество ТОРов на 53%. Ожидаемый экономический эффект, по расчетам экспертов ОПЖТ, должен составить 0,5 млрд руб. в виде дополнительной прибыли РЖД и 2,5 млрд руб. – для операторов.