19.07.2021
РИА "РБК"

«Уральские локомотивы» создают электровоз нового поколения

2021 год обещает войти в историю отечественного локомотивостроения. В декабре из цеха завода «Уральские локомотивы» должен выйти новый электровоз с асинхронным приводом российской разработки.

2ЭС6А – за этим набором цифр и букв прячется ближайшее будущее российских грузоперевозок. Наверное, звучит немного пафосно, но на деле вполне соответствует действительности. Новая разработка уральских машиностроителей не только учитывает все сегодняшние требования РЖД – основного грузоперевозчика в стране – к грузовым локомотивам, но и рассчитана на повышение стандартов.

Новая разработка – это платформа на ближайшие 15-20 лет. В ней сразу заложены технические решения, которые позволят создавать на этой базе различные модификации машин с учетом возрастающих требований заказчика, – поясняет первый заместитель генерального директора по технической политике завода «Уральские локомотивы» Виталий Брексон.

Он рассказал РБК+, как велась работа над созданием платформы и российским асинхронным двигателем, какие ноу-хау внедрены в опытном образце, что будет с другими известными уральскими электровозами – «Гранит» и «Синара», когда 2ЭС6А выйдет в серийное производство.

 

От первых чертежей до создания опытного образца прошло два года

– Идея создать новый электровоз родилась еще в 2015 году. Перед этим мы разрабатывали электровоз 2ЭС10 «Гранит», в котором используется асинхронный привод Siemens. Получили хороший опыт и решили его применить для разработки отечественного привода.

Но шесть лет назад это была только идея. Тогда и «Гранит», и даже появившийся до него электровоз постоянного тока 2ЭС6 «Синара» были сравнительно новыми разработками.

К 2019 году в РЖД появились новые технические требования к грузовым локомотивам, связанные и с мощностными характеристиками, и с габаритами, и с цифровизацией. В частности, увеличилась единая весовая норма – с 6300 тонн до 7100, при этом жестко лимитирована длина электровоза: состав должен вместиться в длину приемо-отправочных путей, и приоритет в этом случае отдан вагонам. То есть локомотивы должны быть маленькими и тяговитыми.

Плюс появились требования по цифровому локомотиву. В РЖД сегодня создают единое информационное пространство «Доверенная среда», куда локомотивы автоматически должны передавать данные о своем состоянии.

В итоге к 2019 году наши идеи по созданию собственного тягового привода и новые требования РЖД сошлись в одной точке. Мы подготовили техническое задание, заказчик в лице РЖД его рассмотрел и согласовал, и мы приступили к работе.

Поскольку весь процесс создания сразу идет в цифровой среде, срок работы над новой машиной можно назвать небольшим. Если раньше, когда основная работа шла на бумаге, на создание нового электровоза уходило 4-5 лет, то сегодня хватает двух.

 

Вся работа над 2ЭС6А ведется «в цифре»

Конечно, нам помогает и широкая кооперация. Не надо думать, что все – от колеса до проводов – мы сами, придумали, разработали, начертили. Наши соразработчики – компания «Тяговые компоненты», которая также, как и мы, входит в Группу Синара. Они занимаются созданием и поставкой тягового оборудования, систем управления и безопасности. Причем также делают это не в одиночку, а совместно с НПО «САУТ», НПО «Горизонт», «Русскими электрическими двигателями». То есть «Тяговые компоненты» – это такой синарский агрегатор научных мощностей. Над новым асинхронным двигателем мы работали вместе.

2ЭС6А – инновационный электровоз «Уральских локомотивов».

 

Прежние варианты привода исчерпали свои возможности

Чтобы понять, в чем важность нашей разработки, надо немного окунуться в историю. Первые советские электровозы появились в 30-е годы прошлого века. Для них был разработан коллекторный двигатель постоянного тока. Это очень неплохая машина с точки зрения простоты регулирования скорости и крутящего момента, и до определенного времени она справлялась со всеми задачами по грузоперевозке.

Но сейчас эти задачи усложнились: растут объемы перевозок, растут весовые требования. Коллекторные двигатели исчерпали свои возможности в силу своих конструкционных особенностей. К примеру, современный асинхронный двигатель мощностью 1000 кВт весит 3 тонны, а коллекторный двигатель мощностью 800 кВт – 5,5 тонн. То есть коллекторный двигатель весит больше, тянет хуже, места занимает много.

Инженеры «Уральских локомотивов» разработали «умный» блок проскальзывания, который отвечает за распределение усилий между колесами локомотива. Он может индивидуально регулировать движение каждого колеса. Если одно колесо начинает буксовать – на железной дороге, кстати, говорят «боксовать» – другое восполняет этот потерянный момент, на движении состава это не сказывается, электроэнергия экономится, безопасность повышается.

В новом электровозе работа каждого колеса может регулироваться индвидуально.

Кроме того, наша разработка, в отличие от, скажем, немецкого привода, учитывает реалии эксплуатации именно в российских условиях. У нас другое состояние верхнего строения пути, особенно в регионах Западной Сибири, порой сложно реализовать тяговый момент, возникает дополнительная вибрация. Мы, зная такие особенности, сразу учитывали это в разработке.

Конечно, одно из главных преимуществ нового привода – то, что это собственная разработка. На электровозах, оснащенных импортными двигателями, всегда есть риск потерять ресурсы: финансовые, временные. Может измениться валютный курс, появиться какие-то очередные санкции, не будет в наличии необходимых запчастей...

 

Новые электровозы выйдут в серийное производство в 2023 году

Мы создавали электровоз 2ЭС6А, исходя из стоимости жизненного цикла машины в 28 лет. За первые 14 лет эксплуатации машина должна полностью самортизировать затраты, которые понес заказчик при ее покупке. Через 14 лет локомотиву необходим обязательный капремонт, обеспечивающий еще 14 лет бесперебойной работы. А дальше заказчик должен принять решение – то ли делать очередной капремонт, то ли взять новый электровоз: ведь за это время прогресс шагнет далеко вперед, новая машина будет работать эффективнее.

Вообще новая базовая платформа для электровозов появляется раз в 15-20 лет. В 2004-2006 году мы разработали платформу, на которой базируется сегодня 2ЭС6 «Синара» – самый массовый в России локомотив, работающий на постоянном токе, и «Гранит». К настоящему моменту наш заказчик – РЖД выдвигает уже новые требования и необходимо разрабатывать подвижной состав, отвечающий им.

Как только 2ЭС6А выйдет на стадию серийного производства, будет происходить поэтапное замещение на производственных линиях предприятия ранее выпускаемых машин на новые.

В текущем декабре мы выпустим опытный образец нового электровоза и передадим машину для последующих испытаний, которые проводят специализированные компании. Они проходят в несколько этапов: после 5000 км пробега – предварительные. Затем приемочно-сертификационные испытания. После этого, уже в конце 2022 года, будет приемочная комиссия, которая должна сопоставить опытно-конструкторские разработки и результаты всех проведенных испытаний и принять решение о выпуске установочной серии. Как правило это 30-50 локомотивов, на которых отрабатываются принципы серийного производства.

Опытный образец 2ЭС6А идет на существующем оборудовании. Для серийного производства понадобятся новые технологические мощности.

Один серийный электровоз строится три месяца. Так что, если все испытания пройдут хорошо, первые серийные образцы могут появиться уже весной 2023 года. Сколько будет выпущено таких электровозов, сегодня сказать невозможно. Мощность нашего завода рассчитана на 320 секций в год. 2ЭС6А состоит из двух секций, то есть в год мы сможем производить 160 локомотивов. Установка на производство новой техники всегда ведет к развитию самого производства: расширению парка оборудования и применению новых технологий.