на каком топливе ездят тепловозы
Общие сведения о топливе
Дизельное топливо, применяемое для тепловозов, должно обладать следующими свойствами:
хорошо распыляться, обеспечивать плавное и полное сгорание, не вызывать стуков, образования сажи, дымного выхлопа и обеспечивать легкий запуск двигателей, а также независимо от времени года и климатических условий хорошо прокачиваться по топливной системе;
не вызывать коррозии емкостей и топливной аппаратуры;
обеспечивать необходимую смазку топливной аппаратуры, не образовывать смолистых и лаковых отложений на иглах распылителей форсунок, приводящих к их зависанию;
иметь высокое цетановое число, т. е. обладать малым периодом задержки самовоспламенения;
не образовывать нагаров и отложений в камере сгорания, в цилиндрах двигателя, на поршнях и выпускном тракте;
обладать высокой теплотой сгорания и иметь малый удельный расход;
быть стабильным при транспортировке, хранении и применении.
Для того чтобы дизельное топливо удовлетворяло перечисленным выше требованиям, оно должно обладать определенными физико-химическими свойствами, оцениваемыми Государственным общесоюзным стандартом (ГОСТом), в котором имеются 17 различных показателей качества. По этим показателям судят об эксплуатационных свойствах топлива и о влиянии на процессы топливо-подачи, смесеобразования, самовоспламенения, сгорания и т.д.
В двигателях тепловозов должно применяться специальное дизельное топливо по ГОСТ 10489-63 и по ГОСТ 4749-49. Дизельное топливо для транспортных дизелей получают как прямой перегонкой нефти, так и смешением продукта прямой перегонки с гидроочищенными и другими компонентами, которые применялись при изготовлении образцов топлива и прошли государственные испытания с положительными результатами.
Дизельное топливо для транспортных дизелей по ГОСТ 10489-63 вырабатывают следующих сортов:
Для двигателей тепловозов и дизельных поездов применяют также дизельное топливо, вырабатываемое из малосернистых пефтей по ГОСТ 4749-49. Это топливо получают путем прямой перегонки. Оно является одним из лучших сортов дизельных топлив, вырабатываемых в СССР, и предназначено для использования в быстроходных двигателях.
За последнее время летнее дизельное топливо по ГОСТ 4749-49 стали вырабатывать путем гидроочистки и из сернистых нефтей на ряде заводов. По этому ГОСТу вырабатывают топливо четырех сортов:
арктическое дизельное марки ДА, применяемое при температуре окружающего воздуха ниже минус 30°С. Это топливо имеет малую вязкость и облегченный фракционный состав, что обеспечивает нормальный запуск и работу дизеля в зимних условиях при особо низких температурах. Для тепловозов железнодорожного транспорта указанное топливо не поставляется;
зимнее дизельное марки ДЗ, применяемое при температуре окружающего воздуха до минус 30°С. Благодаря облегченному фракционному составу и низкой температуре застывания это топливо широко используется в дизелях тепловозов зимой;
летнее дизельное марки ДЛ, применяемое в весенне-летний и осенний периоды года при температуре окружающего воздуха выше 0°С. Это топливо имеет несколько утяжеленный фракционный состав и большую вязкость. Оно является одним из основных марок, которое получает железнодорожный транспорт;
специальное дизельное марки ДС, применяемое для быстроходных судовых дизелей. В двигателях тепловозов такое топливо не применяется.
Технические условия дизельного топлива, применяемого на тепловозах, приведены в табл. 3.
Тепловоз — как он устроен и работает (часть 1)
Опубликовано 09.05.2020 · Обновлено 04.02.2021
По железным дорогам нашей страны ведут поезда тепловозы и электровозы. Мы в повседневной жизни видим их постоянно, особенно когда путешествуем по железной дороге. Эта статья о тепловозах, для всех кому интересна эта тема. Здесь я не буду углубляться в тонкости определенных узлов, агрегатов и премудростей устройства. Кого интересует конкретное устройство тепловозов, читайте мои статьи на данном сайте.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-300×208.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg» width=»1000″ height=»694″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg» alt=»Тепловоз 2ТЭ10М» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-300×208.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107-768×533.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9107.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Тепловоз 2ТЭ10М
Что такое тепловоз?
Тепловоз — это локомотив с установленным на нем двигателем внутреннего сгорания (дизелем), он мобилен и не требует для работы посторонних устройств и сооружений, например контактной сети, как электровоз. Силовой установкой на всех тепловозах являются именно дизели, мощность которых зависит от назначения локомотива.
Машинное отделение тепловоза — дизель
По роду службы их подразделяют на грузовые, пассажирские и маневровые. Но для движения одного дизеля естественно мало, для передачи его мощности к колесным парам используются следующие принципиальные схемы – электрическая и гидравлическая. В электрической передаче используется генератор электрического тока, вращаемый дизелем, а вырабатываемый ток питает тяговые электродвигатели, в гидравлической передаче рабочим телом, которое передает вращение дизеля к колесным парам, является жидкость (масло). В гидромуфтах и гидротрансформаторах создаваемый насосным колесом, вращаемым дизелем, напор масла воздействует на турбинное колесо, через которое передается вращающий момент посредством карданных валов на редукторы, в которых установлены колесные пары тепловоза, но все это конечно очень упрощенно, в общих чертах. Мы немного коснемся работы гидропередачи позже, а подробное описание техническим языком можно прочитать в моей статье здесь.
Устройство тепловоза
Все тепловозы имеют раму, на которой установлен дизель, независимо от типа передачи, на раме устанавливается кузов тепловоза и все необходимые агрегаты. Кузов тепловоза опирается через шкворни на рамы тележек и тележка может совершать повороты в любую сторону, согласно профиля пути. Тележки еще имеют скользящие опоры с обоих сторон, которые также опираются на раму тепловоза.
Тележка тепловоза, буксы
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-300×217.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg» width=»1000″ height=»724″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg» alt=»ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-300×217.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1-768×556.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_6759-1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Тележка тепловоза, буксы
В рамах тележек установлены или тяговые электродвигатели при электрической передаче или тяговые редукторы при гидравлической передаче, торцы осей колесных пар располагаются в буксовых узлах, корпуса которых в свою очередь располагаются либо в жестких направляющих тележки, так называемых «челюстях» (тележки челюстного типа), либо специальными поводками соединяются с рамой тележки (тележки бесчелюстного типа).
Таким образом через рамы тележек тяговые усилия передаются на раму тепловоза в которой установлены автосцепные устройства, соединенные с автосцепками вагонов и все, поехали. В принципе такое-же устройство имеют и тележки электровозов.
Электрическая передача
Такой тип передачи нашел наиболее широкое распространение. Дизель тепловоза, при такой передаче, с помощью пластинчатой муфты присоединяется к валу электрогенератора — эта система называется дизель-генераторной установкой (ДГУ). Электрические передачи могут работать как на постоянном, так и на переменном токе, и даже на переменно-постоянном токе.
При постоянном токе как тяговый генератор, так и тяговые электродвигатели работают соответственно на постоянном токе. Такая передача наиболее проста, хорошо регулируются параметры тяговых электродвигателей, однако как двигатели, так и генератор постоянного тока в составе имеют щеточно-коллекторный аппарат, содержащий трущиеся друг об друга элементы, что значительно снижает их надежность, увеличивает трудоемкость при изготовлении и обслуживании, у таких электрический машин большие габариты и вес. Но тем не менее большинство тепловозов работают на электрической передаче.
Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» width=»1000″ height=»680″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» alt=»Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-768×522.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД
Передача переменно-постоянного тока
На тепловозах с данным типом передачи тяговый генератор вырабатывает переменный ток, а тяговые электродвигатели работают уже на постоянном токе. Понятное дело, что переменный ток не подойдет для питания ТЭД постоянного тока, и между двигателем и генератором должен быть некоторый преобразователь — в нашем случае это выпрямительная установка (ВУ). Габариты генератора меньше, а вес ниже, а также в нем отсутствуют трущиеся части, такие как щелочно-коллекторный аппарат. Соответственно один узел является более надежным и менее трудоемким в производстве и обслуживании. Однако ввод третьего узла — ВУ немного уменьшает положительные качества такой системы, да и КПД у тепловозов с такой передачей меньше, чем у постоянников.
Тяговый электродвигатель (ТЭД) от тепловоза
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-300×208.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg» width=»1000″ height=»692″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg» alt=»Тяговый электродвигатель ТЭД от тепловоза» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-300×208.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100-768×531.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9100.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Тяговый электродвигатель (ТЭД) от тепловоза
Передача переменного тока
В настоящее время приобретает все большее развитие. В этой передаче как тяговый генератор так и тяговые электродвигатели работают на переменном токе. Соответственно щелочно-коллекторный аппарат отсутствует вообще, такие электроустановки очень надежны. Почему же ранее не использовалась такая выгодная схема? — Все дело в том, что частота вращения и крутящий момент ТЭД переменного тока регулируются изменением частоты тока и напряжения, что является достаточно сложной задачей. Решается эта задача с помощью преобразователя частоты, который включается между двигателями и генератором. На железные дороги нашей страны уже выходят тепловозы именно с такой передачей, она особенно эффективна на локомотивах большой мощности.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg» width=»1000″ height=»667″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg» alt=»Тепловозный дизель» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108-768×512.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9108.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Тепловозный дизель
Принцип работы генератора
Идем дальше. Вот наш условный дизель начинает вращать главный генератор (ГГ), пусть он будет постоянного тока, чтобы выработанный им ток пошел на питание тяговых двигателей. Прогуляемся немного в славный мир электротехники, откуда нам уже давно известно, что при перемещении какого-нибудь проводника в магнитном поле в этом проводнике возникает электрический ток. Это и есть генератор. Если по этому проводнику мы возьмем и пропустим ток, то уже получится электродвигатель. Потому-что вокруг любого проводника с током образуется магнитное поле. Здесь мы немного остановимся. Принципы понятны. Магнитное поле в генераторе создает ток протекающий в обмотке возбуждения, которая расположена по кругу корпуса генератора (статор), это понятно, ведь постоянный магнит не установишь на всех двигателях и генераторах, так и ресурсов не напасешься и постоянных магнитов такой мощности просто не существует, поэтому и подают ток на обмотки возбуждения, превращая их в мощные магниты.
Тяговый генератор тепловоза
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-300×204.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg» width=»1000″ height=»680″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg» alt=»Тяговый генератор тепловоза» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-300×204.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106-768×522.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9106.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Тяговый генератор тепловоза
ЭДС и противоЭДС
Теперь главное – в электродвигателях ток протекает и по обмотке в якоре, поэтому магнитные поля обмоток возбуждения и якоря друг с другом взаимодействуют, что и приводит к вращению якоря. В генераторах по якорю, который вращается от коленчатого вала дизеля, ток не пропускается, но в его обмотках под воздействием магнитных полей возбуждения возникает электрический ток, который и питает тяговые электродвигатели. И чем быстрее вращается якорь, тем большее напряжение мы получаем на выходе. Но есть одна серьезная и очень серьезная сила – электродвижущая сила (ЭДС), которая возникает при подключенной нагрузке (подключение цепей ТЭД) при вращении якоря, и физически направлена она против направления вращения якоря, в электротехнике она называется «противоЭДС». То есть эта сила можно сказать всячески сопротивляется вращению, она увеличивается с увеличением электрической нагрузки. Вот это и есть главное, что преодолевает всей своей мощью дизель, поэтому тепловозные дизели все не слабые, иначе не провернешь вал генератора под нагрузкой. Именно противоЭДС используется в тяговых электродвигателях тепловозов и электровозов, когда они переводятся в генераторный режим (по обмоткам якорей не протекает ток), это называется — реостатное (рекуперативное) торможение, когда скорость поезда снижается благодаря только электродвигателям, без применения автоматических тормозов и надо сказать, здорово тормозит и держит необходимую скорость, особенно на затяжных спусках, я всегда использовал этот вид торможения, когда можно было выбирать.
Управление дизелем
Все управление дизелем, аппаратами, машинами и агрегатами происходит с пульта управления из кабины машинистом. Управление осуществляется электрическим путем, с помощью применения электромагнитных контакторов и электрических реле в цепях управления, а в силовых цепях работают электропневматические контакторы. Контроллер машиниста имеет 15 (на некоторых тепловозах 8) позиций и представляет из себя электрический аппарат с контактами, замыкание и размыкание которых приводит к различным действиям в цепях управления, благодаря чему происходит коммутация (сборка-разборка) различных комбинаций электрических цепей, каждая из которых отвечает за определенный режим работы силовых агрегатов локомотива. Контроллер может поворачиваться рукояткой или штурвалом, в современных тепловозах небольшой рукояткой или джойстиком, все зависит от конструкции, все позиции контроллеры фиксированные. На тепловозах не существует педали газа, как на автомобилях, а обороты дизеля регулируются специальным устройством – регулятором числа оборотов (РЧО), также регулятор частоты вращения (РЧВ), но смысл один и тот же. Это устройство закрепляется на корпусе дизеля и соединяется с коленчатым валом дизеля. Управляется РЧО контроллером машиниста посредством специальных электромагнитов (МР), их всего пять, через металлическую пластину.
Машинное отделение тепловоза — дизель
Регулятор частоты вращения коленчатого вала
В данном регуляторе с помощью специальных гидравлических устройств (золотника, гидравлического сервомотора, специальной буксы) происходит перемещение реек топливных насосов высокого давления (ТНВД ) к плунжерным парам, само перемещение осуществляет сервомотор, в результате чего подача топлива либо увеличивается, либо уменьшается.
Постоянство оборотов поддерживается системой, использующей принцип центробежной силы – парой грузиков и пружиной, перемещающих золотник. Все современные тепловозы оборудованы регуляторами совмещающими несколько устройств, и автоматического регулирования нагрузки дизеля, и автоматической корректировки подачи топлива по давлению наддувочного воздуха и устройств по ограничению мощности дизель-генератора.
А зачем мощность дизель-генератора ограничивать?
Выше я писал про зловредную противоЭДС, возникающую в главном генераторе, которую собственно дизель мужественно преодолевает, вот и главное: мощность дизеля всегда должна соответствовать нагрузке, создаваемой потребителем энергии, и в нашем случае нагрузкой для дизеля является главный генератор, а для него уже электродвигатели колесных пар (вот собственно и схема электрической передачи, от колес к дизелю). Как раз регулировка мощности осуществляется уменьшением или увеличением подачи топлива в цилиндры дизеля в соответствии с изменением нагрузки генератора.
Тепловоз в разрезе
Почему бы не оставить подачу топлива постоянной?
Если это произойдет, то при изменении нагрузки на ТЭД (например поезд едет в гору или с горы) частота вращения вала дизеля тоже изменится, что может привести к неприятным последствиям. Когда в дизель стабильно подается один объем топлива, то и энергия его сгорания остается постоянной, а вместе с ней и производимая мощность, однако если нагрузка на генератор вдруг уменьшится (поезд поехал с горы), то есть уменьшится противоЭДС, но топливо-то все еще поступает в прежнем объеме.. И вот мы получаем «излишнюю» мощность, которая направляется в раскрутку коленчатого вала, который теперь не отягощен противоЭДС, и в конце концов дизель может «пойти вразнос» — крайне неприятная вещь (разбегайся кто куда). При увеличении нагрузки и постоянной подаче топлива мощности дизеля просто станет не достаточно, для продолжения стабильной работы, частота вращения вала будет уменьшаться, в конечном счете дизель будет не в силах преодолевать нагрузку главного генератора и заглохнет, на профессиональном языке – генератор «задавит» дизель. Чтобы не произошло всех этих неприятностей, необходимо изменять подачу топлива и устанавливать ее каждый раз в соответствии с изменившейся нагрузкой, и все это без изменения позиций контроллера.
Машинное отделение тепловоза
Вот эту непростую задачу в пути следования и решают наши автоматические регуляторы частоты вращения вала дизеля, совместно с очень непростой системой автоматического управления электрической передачей тепловоза. Она регулирует посредством многих систем, аппаратов, агрегатов нагрузку главного генератора и в конце концов подачу топлива. Эту систему я описал отдельно, но в нее входят: магнитный усилитель с самовозбуждением – амплистат, имеющий кучу обмоток, синхронный подвозбудитель, трансформаторы постоянного тока (ТПТ) и постоянного напряжения (ТПН), тахогенератор, регулятор напряжения, селективный узел и т.д. В общем всего навалом, но не так страшно, если разобраться, вся работа системы основана на принципах электромагнитной индукции. В итоге на регуляторе размещен эектромагнитный датчик – индуктивный датчик (ИД), шток которого также соединен с рейками топливного насоса и он также изменяет подачу топлива в зависимости от сложившихся условий.
Голубое топливо или голубая мечта РЖД и «Газпрома»? Прошлое, настоящее и будущее газомоторных локомотивов в обзоре vgudok.com
Тема перевода автономного тягового подвижного состава железных дорог страны на газ давно будоражит учёные умы. Недавно ПАО «Газпром» и ОАО «РЖД» подписали Программу мероприятий по реализации заключённого ранее Соглашения в области использования газомоторного топлива.
Vgudok.com предлагает взглянуть на появление газомоторных локомотивов и оценить перспективы их использования.
Несомненный плюс газотурбинных двигателей (ГТД) — экологичность, а обратная сторона медали — повышенный шум. Другой «бонус», о котором не очень любят говорить вслух: использование газового топлива исключает возможность хищения дизельного топлива. Железнодорожники, с которыми мы пообщались, рассказали о масштабах проблемы.
Постройка газомоторных локомотивов (газотурбовозов) началась в США в сороковых-пятидесятых годах прошлого века. В качестве топлива газотурбовозы использовали мазут. По ряду характеристик (надёжность и возможность использования дешёвого мазута) новые машины значительно превосходили паровозы и существующие на тот момент тепловозы, но эксплуатационные параметры, самый главный из которых — мощность, оставляли желать лучшего.
Советский Союз включился в газовую историю позже. Лишь в 1955 году задача разработки отечественного газотурбовоза была поставлена главному конструктору Коломенского тепловозостроительного завода Льву Лебедянскому, именно в его честь в свое время серия «Л» была присвоена разработанному под его руководством паровозу. В конце 1959 г. был построен первый отечественный газотурбовоз Г1-01. В 1964 г. на базе тепловоза ТЭП60 были созданы пассажирские газотурбовозы ГП1-001 и ГП1-002.
Как «слить» с газотурбовоза топливо в случае непланового ремонта?
Эксплуатация опытных машин показала, что их КПД составляет 15%, а показатель расхода условного топлива выше, чем у тепловоза ТЭ3 в 2,3-2,4 раза. Газотурбовоз Г1-01 и два газотурбовоза ГП1 работали, не вызывая нареканий. В 1974 г. министр путей сообщения СССР Борис Бещев, инспектируя депо Льгов, с удивлением узнал, что газотурбовозы работают, и жалоб на них не поступало. Он сообщил об этом в своём ведомстве, и специалисты тяги поездов решили заказать Коломенскому тепловозостроительному заводу несколько подобных машин. Однако выяснилось, что это невозможно: помещения переданы другим цехам, сотрудники переквалифицировались, большая часть специального оборудования сдана в утиль. Эксплуатация первого поколения советских газотурбовозов прекратилась.
В дальнейшем научная и практическая работа по внедрению газомоторных локомотивов велась, в том числе, и в направлении постройки газодизельных машин. Слабым местом оставалось устройство впрыска и воспламенения смеси. К началу XXI века были сделаны выводы о том, что самой жизнеспособной является технология, основанная на применении шугообразного и сжатого природного газа (СПГ). Шугообразный газ обладает большей, по сравнению с СПГ, энергоёмкостью, но в настоящее время отсутствуют технологии, позволяющие организовать снабжение машин этим видом топлива. Остаётся СПГ, из недостатков которого — больший в два раза по отношению к дизельному топливу объём для получения того же количества энергии, но и стоит он в два раза дешевле дизельного топлива и не содержит вредных примесей, вызывающих коррозию узлов ГТД. Другой проблемный вопрос — как «слить» с газотурбовоза топливо в случае непланового ремонта.
Мощность локомотива определяется частотой вращения турбины — как на обычном тепловозе, где вместо турбины установлен дизельный двигатель.
На сегодняшний день в стране существует два экземпляра газотурбовозов и один газотепловоз. Разработаны они в АО «ВНИКТИ» (научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава). Два – ГТ1h-001 и ГТ1h-002 — грузовые магистральные локомотивы. Первая машина фактически представляет собой макетный образец, не подлежащий сертификации. На локомотивах применена электрическая передача переменно-постоянного тока: турбина вращает вал генератора переменного тока, который затем выпрямляется и подаётся на тяговые электродвигатели. Мощность локомотива определяется частотой вращения турбины — как на обычном тепловозе, где вместо турбины установлен дизельный двигатель.
На газотурбовозы в конструкцию добавлена тяговая аккумуляторная батарея, это позволило осуществлять маневровые передвижения без использования мощной газовой турбины. На второй машине применена бустерная (промежуточная) секция с ёмкостью для хранения СПГ. Криогенная ёмкость выполнена в виде контейнера, что позволяет снабжать машину топливом — как традиционным способом, так и путём замены ёмкости.
Вопрос с шумом решён путём наклейки на борта и некоторые агрегаты шумопоглощающих материалов. Полученные результаты соответствуют принятым в РФ нормативам.
По результатам эксплуатации ГТ1h-002 был сделан вывод о том, что эффективное использование данного вида тягового подвижного состава возможно при стоимости СПГ не более 50% стоимости дизтоплива.
Третий локомотив, работающий на сжиженном природном газе, — это газотепловоз, имеющий обозначение ТЭМ19. Назначение машины — маневровое и вывозное движение. Если первые два экземпляра имели кузова т.н. «вагонного» типа, то ТЭМ19 – «капотного» исполнения. Машина принципиально отличается от первых двух: вместо газотурбинного двигателя здесь используется газопоршневой двигатель. При работе на холостом ходу имеется возможность отключения части цилиндров.
В настоящее время маневровый газотепловоз ТЭМ19, как и оба ГТ1h, эксплуатируется на Свердловской железной дороге. По результатам проводимых с 2014 г. испытаний машины даётся оценка всех тонкостей применения газомоторной техники, все они будут учтены в дальнейших разработках. Одну из остростоящих проблем — отсутствие инфраструктуры снабжения топливом — «Газпром» вместе с РЖД намерены решить на Свердловской дороге до 2023 г. В более далёкое будущее никто не заглядывает, о расширении полигона использования газотурбовозов речи тоже не идёт. По крайней мере, на сегодняшний день.