Локомотивный парк полуюрского периода. Будут ли в России производить локомотивы? Краткая характеристика и описание

В.Н. Балабин,
доктор техн. наук,профессор, действительный член Международной академии транспорта, профессор кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» МИИТ
В.В. Евпаков,
канд. техн. наук, руководитель Центра комплексных проблем промышленного транспорта, вице-президент Некоммерческого объединения «Союзгрузпромтранс»

Производство маневровых и промышленных локомотивов: проблемы развития отрасли

Отечественное машиностроение для нужд промышленного транспорта развивается сейчас менее активно, чем за рубежом. При этом российские заказчики настроены покупать современную удобную, экономичную и безопасную маневровую технику и не хотят приобретать локомотивы, производимые без учета их реальных потребностей. Определяя оптимальный вектор развития отрасли в ближайшей перспективе, приходится ориентироваться на опыт других стран и тенденции мирового технического прогресса.

Большинство промышленных предприятий нашей страны обладают собственным парком локомотивов, для которого характерны многосерийность, раздробленность, большой разброс, недостаточная эффективность использования, несоответствие в ряде случаев параметров тепловозов условиям эксплуатации.

В связи с этим актуальной задачей является определение сферы целесообразного использования гидравлической и электрической передачи для локомотивов маневрового и промышленного ряда службы. Одно из основных направлений энергосбережения в локомотивном хозяйстве — использование локомотивов, параметры которых соответствуют конкретным условиям эксплуатации.

Основу парка промышленных локомотивов составляют тепловозы с гидравлической передачей: ТГМ1, ТГМ23, ТГМ4, ТГМ6, ТГМ40 различных модификаций и тепловозы с электрической передачей постоянного тока ТЭМ2 различных модификаций, а также тепловоз с передачей переменно-постоянного тока ТЭМ7.

Для руководителя или владельца предприятия при покупке нового тепловоза решающее значение имеет его общая экономическая эффективность, которая зависит от коэффициента использования тепловоза и общих расходов. Коэффициент использования тепловоза определяется техническими свойствами системы передачи мощности, значения отдельных технических параметров меняются от потребителя к потребителю в зависимости от тяговых, эксплуатационных требований.

Вследствие различных условий эксплуатации могут иметь место изменения в структуре общих расходов. Поэтому однозначная оценка той или другой системы передачи мощности, действительная во всех случаях применения, невозможна; нужен анализ отдельных оценочных критериев использования локомотива. Поскольку в дальнейшем фактор экономической выгоды будет играть еще более важную роль, такой анализ необходимо производить непосредственно на месте эксплуатации тепловозов.

Предельный износ

Структура основных фондов промышленного железнодорожного транспорта с точки зрения возрастного состава характеризуется наличием значительной доли технических средств, работающих за пределами амортизационных сроков и требующих замены.

Износ основных средств промышленного железнодорожного транспорта уже давно превысил 80-85 %, а их моральный износ не поддается описанию. Это в полной мере касается и локомотивного парка промышленного транспорта.

Большинство промышленных предприятий поддерживает парк локомотивов в работоспособном состоянии за счет ремонта с продлением срока службы, который все чаще осуществляется на частных предприятиях.

По статистическим данным, сегодня тепловозы возрастом старше 25 лет составляют около 50 % парка, из них 57 % приходится на морально устаревшие модели с гидропередачей — ТГМ4 и ТГМ6.

Около 95 % эксплуатируемых в настоящее время машин - это техника еще советского производства. Из них 92 % парка маневровых тепловозов — модели ТГМ4, ТГМ6, ТЭМ2, ТЭМ7. По оценке ЗАО «Трансмашхолдинг», большая часть парка маневровых тепловозов в разные годы была изготовлена на трех заводах — Брянском машиностроительном (БМЗ), Людиновском и Муромском тепловозостроительных. Значительно меньшую долю в парке занимают машины Калужского и Камбарского машиностроительных заводов. Исключение составляет парк локомотивов серий ЧМЭ2 и ЧМЭ3, которые в советское время импортировались из Чехословакии. В настоящее время завод, который их производил, уже не выпускает локомотивы.

Причин продления срока эксплуатации тепловозов несколько. К основным относятся отсутствие необходимых инвестиций на приобретение новых тепловозов, особенно в условиях финансового кризиса, а также недостаточное техническое совершенствование конструкций тепловозов, отсутствие действенного улучшения технико-экономических параметров при значительном росте стоимости новых тепловозов.

Агрегатный метод ремонта тепловозов позволяет продлять срок их эксплуатации. При этом следует иметь в виду, что после 20-летней эксплуатации тепловоза в его комплектации фактически может не сохраниться «родных» узлов и агрегатов, кроме кузова и рамы .

Российские локомотивы проигрывают

В МИИТе были проанализированы основные параметры зарубежных и отечественных маневровых и промышленных тепловозов. В качестве удельных параметров выбраны следующие:

Удельная масса, кг/кВт;

Удельная касательная мощность, Вт/кН;

Удельная сила тяги, кН/кВт;

Осевая касательная мощность, кВт/ось;

Осевая сила тяги, кН/ось;

Коэффициент тяги.

В результате обработки данных было определено, что у отечественных локомотивов по сравнению с зарубежными образцами тенденции к снижению удельной массы очень малы, вследствие чего растет общая стоимость локомотива.

По характеру распределения удельной тяги в зависимости от эффективной мощности видно, что тепловозы отечественного производства обладают меньшими по сравнению зарубежными аналогами тяговыми усилиями на единицу мощности. Тепловозы с передачей переменно-переменного тока характеризуются наиболее высокими показателями удельной силы тяги (180-593 кН/кВт). Они хорошо зарекомендовали себя в тяжелых условиях эксплуатации, где уклоны достигают 30-35 % (карьеры, участки с горным профилем).

Величина коэффициента полезного использования мощности дизеля, характеризующая долю мощности дизеля, которая реально доходит до колеса с учетом потерь в передаче и на вспомогательные механизмы, у зарубежных тепловозов с передачей переменно-переменного тока выше, чем у всех других видов отечественных и зарубежных тепловозов.

Диапазон изменений основных параметров локомотивов отечественного и зарубежного производства маневрового и промышленного рода службы представлен в табл.

На основе проделанного анализа можно сделать следующие выводы. Среди всех тепловозов мира наилучшие показатели имеют:

Зарубежные тепловозы с передачей переменно-переменного тока (по удельной массе, удельной тяге, осевой силе тяги, коэффициенту тяги, коэффициенту полезного использования мощности дизеля, диапазону рабочих скоростей);

Зарубежные тепловозы с гидравлической передачей (по осевой мощности, коэффициенту полезного использования мощности дизеля).

Среди отечественных тепловозов наилучшими показателями отличаются:

Тепловозы с гидравлической передачей (по удельной касательной мощности, удельной тяге, коэффициенту тяги, диапазону рабочих скоростей);

Тепловозы с передачами переменно-постоянного и постоянного тока (по удельной массе, осевой мощности, осевой силе тяги, коэффициенту полезного использования мощности дизеля).

Основные модели отечественных тепловозов не имеют необходимой унификации используемого оборудования, на них установлены различные модели дизелей, что создает определенные затруднения при эксплуатации и содержании локомотивов.

Экономичность — главный ориентир

Что касается производственных возможностей, то их сегодня вполне достаточно для выпуска новых моделей промышленных локомотивов в достаточном количестве.

В последнее время лидерами по объемам производства маневровых тепловозов можно назвать БМЗ (входит в «Трансмашхолдинг») и «Людиново-тепловоз» (входит в холдинг «Синара — Транспортные машины»). БМЗ специализируется на производстве тепловозов с электропередачей, Людиновский завод в основном выпускает модели с гидропередачей.

Брянский машиностроительный завод продолжает совершенствовать маневровый тепловоз на базе ТЭМ18. Современная модификация выпускается под обозначением ТЭМ18ДМ. В нем применяется экономичный дизель 1ПД-4Д без радиаторных секций для охлаждения масла, комплексное локомотивное устройство безопасности, гребнесмазыватели, микропроцессорная система управления и диагностики и ряд других современных технических решений. Также ТЭМ18ДМ оснащен новой кабиной машиниста, полностью отвечающей всем требованиям норм безопасности и санитарных правил.

По словам экспертов, основным направлением развития модельного ряда тепловозов будет расширение мощностного ряда в сторону менее мощной, но более экономичной техники.

В Трансмашхолдинге, например, сейчас ведется работа по созданию локомотивов, обеспечивающих экономию топлива в эксплуатации. Учитывая, что дизель маневрового локомотива значительную долю времени (до 85 %) работает на холостом ходу, отрабатываются технические решения, обеспечивающие снижение расхода топлива за счет уменьшения количества постоянно работающих цилиндров. Кроме того, запланирован серийный выпуск двухдизельного локомотива. Унификация кузовов, тележек и вспомогательного оборудования на основе концепции базовой платформы — еще одно направление развития парка тепловозов, которое позволит владельцам тепловозов значительно снизить расходы на ремонт.

Во ВНИКТИ ведутся работы по созданию локомотива с комбинированным (гибридным) приводом, в котором за счет дизельного двигателя небольшой мощности обеспечивается зарядка аккумуляторных батарей, питающих электродвигатели в необходимый, пиковый момент. Мировой опыт применения таких систем свидетельствует, что они дают возможность экономить до 30 % топлива. При этом надежность аккумуляторных батарей, работающих в экстремальных режимах, вызывает сомнение.

Приобретает все большее значение и постепенно становится первоочередной проблема повышения надежности тепловозов. Это обусловлено тем, что производительность локомотивов в связи со спецификой их эксплуатации неразрывно связана с надежностью, определяемой коэффициентом технического использования, который в настоящее время по ряду тепловозов составляет около 70 %.

Крайне неудовлетворительная ситуация сложилась с тепловозами мощностью 550 кВт и менее, которые выпускаются с высокооборотными дизелями, имеющими низкую надежность. Этот недостаток усиливается неудовлетворительным состоянием ремонтной базы вследствие территориальной раздробленности промышленного транспорта и отсутствия единого руководства.

Параметры перспективных тепловозов

Основной особенностью оценки экономической эффективности использования тепловозов в сфере промышленного транспорта является крайне ограниченная возможность повышения их потенциальной производительности как способности осуществлять большой объем перевозки в единицу времени.

В отличие от локомотивов железнодорожного транспорта общего пользования в промышленном транспорте оценка эффективности зачастую ведется не через грузооборот, а через вагонооборот.

Считается, что производительность локомотивов — наиболее комплексный показатель качества работы и один из основных, определяющий их экономическую эффективность. Несмотря на однозначность этого понятия, показатель производительности тепловоза является сложным и его значение зависит от множества факторов, среди которых выделяются:

Технический уровень и качество промышленных локомотивов, определяемые его надежностью, тяговыми и тормозными свойствами;

Качество управления локомотивом и организации перевозочной работы;

Характер перевозочного процесса (маневровый, вывозной и другие) и условия его выполнения (профиль, план, состояние пути и другие);

Количество локомотивов на предприятии;

Система технического обслуживания и ремонта.

В настоящее время для промышленного железнодорожного транспорта необходимо предусмотреть разработку и поставку тепловозов со следующими параметрами (возможны небольшие погрешности):

Также, конкуренцию для Общества по сбыту электровозов на рынок СНГ, могут составить активно развивающиеся проекты по сотрудничеству стран СНГ с мировыми лидерами локомотивостроения, например производство электровозов в Казахстане.

3.3. Мировые производители локомотивов

В настоящее время практически весь мировой рынок железнодорожной техники поделен между несколькими крупными многопрофильными транснациональными корпорациями, в составе которых выделены подразделения, работающие в транспортном машиностроении. На тройку лидеров (Bombardier, Siemens, Alstom) приходится более 50% мирового рынка.

За период 2004-2008 гг. в мире выпущено порядка 5000 ед. электровозов и 8400 ед. тепловозов.

Основными поставщиками электровозов в мире являются – Alstom, Siemens, Bombardier («большая тройка»). Поставки электровозов «большой тройки» охватывают весь мир.

Крупными производителями тепловозов в мире, активно действующих в нескольких регионах, являются две североамериканские тепловозостроительные компании General Electric (GE) и Electro-Motive Diesel (ЕМD), которые производят преимущественно стандартные серии магистральных тепловозов.

В настоящее время происходит значительное увеличение производственных мощностей в Азии. Китайские производители наращивают свои производственные мощности и развивают сотрудничество с мировыми лидерами, поставляя продукцию в основном на свой внутренний рынок, но в последние годы они начали экспортировать локомотивы в Туркменистан, Вьетнам, Узбекистан, Казахстан, Беларусь.

Краткая характеристика мировых производителей локомотивов:

Alstom Transport (Франция)

Alstom вместе с Siemens, Bombardier доминирует на рынке электровозов. В последние годы компания Alstom сконцентрировалась на производстве пассажирского подвижного состава (особенно в высокоскоростном сегменте). В локомотивном сегменте четко выделяется производство электровозов и тепловозов. Производство локомотивов Alstom размещено в Белфорте (Франция) и Дайтонге (Китай).

Таблица 6 – Краткая характеристика магистральных локомотивов Alstom

№ п/п	Наименование	Краткая характеристика и описание
		Изначально спроектирован как платформа для электровоза, но в 2006 году была разработана дизель-электрическая версия. Продуктовый ряд, основанный на этой платформе, состоит из различных типов и версий. Локомотивы серии Prima предназначены как для грузового движения, так и для вождения пассажирских поездов. Созданное Alstom семейство локомотивов Prima занимает 13% рынка электровозов в Западной Европе. Основные поставки компания осуществляет на внутренний рынок. В состав семейства Prima входят локомотивы двух видов: § электровозы (двух-, трех-, четырех- системные) мощностью от 4,2 до 10 тыс. кВт, приспособленные к питанию от переменного тока 25 кВ, 50 Гц и 15 кВ, 16,7 Гц, а также постоянного тока 1,5 и 3 кВ; § тепловозы с электрической передачей разной мощности. В 2009 году Alstom представил новый электровоз Prima II. Инвертор на IGBT-транзисторах делает локомотив четырёхсистемным: он может работать при напряжении 1500 и 3000 В, 15 или 25 кВ. Мощность составляет 6,4 МВт, а скорость в зависимости от модификации – 140–200 км/ч. Локомотив не приспособлен к замене традиционного для Европы винтового сцепного механизма на используемый в России автоматический, поэтому на российском рынке новая машина не появится. С 2007-2010 гг. Alstom поставил для Марокканских железных дорог 20 электровозов Prima II. В 2007 году Alstom поставил первый из 180 электровоз Prima II, которые заказали железные дороги Китая. Это двухсекционный восьмиосный локомотив, мощностью 2×5000 кВт, предназначенный для вождения поездов массой до 20 тыс.т. В этом же году подписан контракт на поставку 500 шестиосных локомотивов для Китая, поставляемых компанией Datong Electric Locomotives – производителем продукции Alstom в Китае. Тепловозы семейства Prima помимо Франции поставляются в Иран, Сирию, Шри-Ланка, Великобританию, США.
		Двухсекционный локомотив, мощностью 9600 кВт, с максимальной скорость 120 км/ч, разработанный в кооперации с Datong Electric Locomotives (CNR) для тяжелых грузовых перевозок на железных дорогах Китая.
		Шестиосный магистральный электровоз, разработанный в кооперации с Datong Electric Locomotives (CNR) для Китайской государственной железной дороги. Заказ 500 локомотивов.

У компании существуют планы по выходу на российский рынок. В марте 2010 года Alstom и ЗАО «Трансмашхолдинг» подписали соглашение о стратегическом сотрудничестве по совместной деятельности в области разработки и производства нового тягового подвижного состава (Alstom планирует приобретение блокирующего пакета акций 25% плюс одна акция ЗАО «ТМХ»).

Из неофициальных источников, Alstom Transport в рамках сотрудничества с ТМХ намеревается организовать на территории России сборку электровозов на базе платформы PRIMA.

Одним из ближайших проектов Трансмашхолдинга и Alstom является создание производства электровозов в Казахстане.

В рамках обновления тягового подвижного состава Белорусской железной дороги в 2011-2012 годах планируется поставка 12 единиц грузовых магистральных двухсекционных электровозов БКГ-1, создаваемых на базе электровоза HXD2, разработанного CNR Datong Electric Locomotive (Китай) совместно с Alstom.

Bombardier Transportation (Канада)

Bombardier Transportation является одним из мировых лидеров в области производства подвижного состава во всех сегментах. Компания доминирует на рынке электровозов. В Европе Bombardier – лидер рынка, занимающий 56% сегмента электровозов. Занимая 21% мирового рынка (в 2004-2008гг.), Bombardier удерживает лидерство по количеству поставленных электровозов в течение последних лет.

Таблица 7 – Краткая характеристика магистральных локомотивов Bombardier

В котором отражены результаты контрольного мероприятия «Проверка использования средств Фонда национального благосостояния, направленных на финансирование инфраструктурного проекта «Приобретение тягового подвижного состава ».

В Документе, в частности, отмечается, что, как было отмечено на Коллегии Счетной палаты, по состоянию на 1 января 2016 года на реализацию проекта ОАО «РЖД» получено из средств ФНБ 60,2 млрд. рублей, что соответствует Паспорту проекта*. Согласно результатам проверки, средства ФНБ использованы не в полном объеме. «Израсходовано 57,4 млрд. рублей, неиспользованный остаток составил 2,8 млрд. рублей, или 4,6 % предоставленных средств ФНБ», - сообщил на Коллегии аудитор Валерий Богомолов.

Двухсекционный магистральный тепловоз ТГ16М постройки ОАО "Людиновский тепловозостроительный завод" (с) Группа Синара

Кроме того, по предложению ОАО «РЖД» в Детальный план включалась большая потребность на приобретение локомотивов, чем было предусмотрено условиями договоров и установленной ценой на локомотивы. Так, на приобретение 5 локомотивов ТГ16М в проект Детального плана ОАО «РЖД» было заложено 953 млн. рублей, при фактической их цене в 731 млн. рублей. «Завышение потребности на 222 млн. рублей привело к созданию скрытого резерва, использованного впоследствии на приобретение дополнительных локомотивов сверх количества, установленного паспортом проекта**», - отметил Валерий Богомолов.

Он также сообщил, что из-за несоблюдения графиков поставки локомотивов производителями Детальный план в течение года дважды корректировался. Имевшие место значительные отклонения от плана были устранены путем приведения плановых показателей в соответствие с фактом за прошедший период. Всего по состоянию на 1 января 2016 г. производителями поставлено 500 локомотивов (при плане - 502), что на 33 единицы локомотивов больше, чем было предусмотрено паспортом проекта. Среди недостатков на Коллегии было отмечено включение в Детальный план поставки двух локомотивов, не имеющих сертификата соответствия Таможенного союза на серийный выпуск.

По словам аудитора, приобретение таких несерийных локомотивов за счет средств ФНБ является неэффективным использованием бюджетных средств, так как ввиду рисков технических неисправностей не гарантирует достижение основной цели Проекта - обеспечения бесперебойной перевозки грузов и пассажиров, а также безопасности движения поездов. «В дальнейшем, - подчеркнул Валерий Богомолов, - приобретение таких локомотивов должно осуществляться «РЖД» за счет собственных средств с отнесением рисков и последствий недостижения запланированных результатов на деятельность Общества».

Результаты проверки также свидетельствуют о низком качестве поставляемых локомотивов. «Несмотря на наличие на заводах-изготовителях приемщиков продукции от ОАО «РЖД», контролирующих процесс производства, в 2015 году по закупленным локомотивам было оформлено 467 рекламаций по причине неисправности отдельных деталей и узлов», - отметил Валерий Богомолов.

Кроме того, остается высокой доля импортных комплектующих в производимых российскими предприятиями локомотивах. По некоторым сериям локомотивов импортозависимая продукция достигает 60-80% стоимости. При этом запланированные ОАО «РЖД» темпы снижения объемов приобретения импортных комплектующих не позволят обеспечить полную независимость Общества от импорта в период реализации проекта.