| Lokomotiva s plynovou turbínou GT1h | |
|---|---|
| GT1-001 (nahoře) a GT1h-002 (dole) | |
| Základní data | |
| Hlavní hybatel | plynová turbína |
| Rok výstavby |
2007 (001), 2013 (002) |
| Země stavby | Rusko |
| Továrna |
Voroněž (001) Ljudinovskij (002) |
| Výrobce |
Zheldorremmash (001) Sinara Group (002) |
| Celkem postaveno | 2 (1 na základě VL15 , 1 na základě TE8 ) |
| Technické údaje | |
| Typ služby | náklad |
| Axiální vzorec |
001: 2 × (2 0 -2 0 -2 0 ), 002: 2 × (2 0 +2 0 - 2 0 +2 0 ) |
| Dimenze | 1-T |
| Délka lokomotivy |
2 × 22530 mm (001) 2 × 21500 mm (002) |
| Šířka |
3240 mm (001) 3150 mm (002) |
| Výška | 5250 mm (001) |
| plný rozvor |
16 430 mm (001) 17 200 mm (002) |
| Vzdálenost mezi čepy podvozku |
6765 + 6765 mm (001) 10900 mm (002) |
| Rozvor podvozků |
2900 mm (001) 6300 mm (002) |
| Průměr hnacího kola |
1250 mm (001) 1050 mm (002) |
| Šířka stopy | 1520 mm |
| Operační váha |
300 t (001) 368 t (002) |
| Zatížení od hnacích náprav na kolejích |
245 kN (001) 226 kN tf (002) |
| Typ turbíny | NK-361 |
| Výkon turbíny |
8300 kW (001) 8500 kW (002) |
| Typ převodovky | elektrický střídavý - stejnosměrný proud |
| typ TED |
rozdělovač: TL-3B (001), ED-133A (002) |
| Výstupní výkon TED |
12×560 kW (001) 16×415,6 kW (002) |
| Tangenciální síla |
6720 kW (001, nepřetržitý provoz ) 6650 kW (002, nepřetržitý provoz ) 7355 kW (002, hodinový provoz ) |
| Tažná síla režimu hodin | 775 kN (002) |
| Rychlost režimu sledování | 33 km/h (002) |
| Tažná síla s dlouhou životností |
620 kN (001) 775 kN (002) |
| Rychlost kontinuálního režimu |
38 km/h (001) 30 km/h (002) |
| Tažná síla při maximální rychlosti |
245 kN (001) 255 kN (002) |
| Rychlost návrhu | 100 km/h |
| Dodávky paliva | 17 t (001), 20 t (002) |
| Vykořisťování | |
| Země působení | Rusko |
| Operátor | Ruské železnice |
| Silnice | Sverdlovsk |
| Sklad | Jegoršino |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
GT1 (později GT1h - plynová turbínová lokomotiva , typ 1 , h ybrid ) je ruská hlavní dvoučlánková plynová turbínová lokomotiva ( lokomotiva s plynovým turbínovým motorem ), nejvýkonnější plynová turbínová lokomotiva na světě. Lokomotiva využívá elektrický převod AC-DC: motor s plynovou turbínou na zkapalněný zemní plyn je připojen k alternátoru a jím generovaný proud je usměrněn na stejnosměrný proud a přiváděn do trakčních elektromotorů , které uvádějí lokomotivu do pohybu. Konstrukčním znakem lokomotivy je umístění jediného soustrojí s plynovou turbínou pouze na jedné její sekci a palivového prostoru na druhé, přičemž obě sekce jsou trakční .
Celkem vznikly dvě zásadně odlišné konstrukční verze této řady, z nichž každá vyráběla jednu lokomotivu. První lokomotiva byla modernizována v roce 2007 ve Voroněžském závodě na opravu dieselových lokomotiv z elektrické lokomotivy VL15 s šestinápravovými sekcemi a druhá byla postavena v závodě Ljudinovskij dieselové lokomotivy na základě podvozku podobného osmiválcům TEM7 a TE8. -nápravové dieselové lokomotivy a karoserie částečně designově unifikovaná s dieselovou lokomotivou TE8 a elektrickou lokomotivou 2ES6 . Po absolvování zkoušek vjely obě lokomotivy do depa Jegoršino na Sverdlovské železnici a řídily nákladní vlaky v úseku Jegoršino - Serov .
V období od 40. do 70. let 20. století se v řadě zemí světa aktivně pracovalo na vytvoření lokomotiv s plynovou turbínou jako alternativy k dieselovým lokomotivám . V SSSR na konci 50. let bylo vyvinuto několik modelů lokomotiv s plynovou turbínou a postaveny prototypy: jedna sekce dvoučlánkových nákladních G1 a GT101 a dvě osobní jednodílné GP1 . Pilotní provoz těchto lokomotiv však ukázal, že jsou více než dvakrát úspornější než dieselové lokomotivy podobného výkonu. Účinnost tehdy vyráběných motorů s plynovou turbínou byla nízká (asi 15 %), v důsledku čehož náklady na spotřebované palivo byly srovnatelné s dieselovými lokomotivami, ale rychleji se spotřebovávala zásoba paliva. Plynové turbíny byly přitom na výrobu mnohem dražší než dieselové motory a díky používání nekvalitního paliva se rychle kontaminovaly a vyžadovaly časté opravy. V této době již byla zvládnuta výroba dostatečně výkonných dieselových motorů, proto se v budoucnu lokomotivy s plynovou turbínou v SSSR nevyráběly a práce na jejich vytvoření byly zastaveny [1] .
V 21. století se náklady na výrobu motorů s plynovou turbínou snížily v důsledku jejich velkosériové výroby pro proudová letadla, plynové kompresorové jednotky a elektrárny s plynovou turbínou . Zároveň se zvýšila jejich účinnost díky zlepšení konstrukce a použití tepelně odolnějších materiálů, které umožňují zvýšit teplotu spalování plynů a tím zvýšit účinnost motoru až o 30 %. To oživilo zájem o použití těchto motorů v železniční dopravě díky jejich vyšší hustotě výkonu ve srovnání s pístovými spalovacími motory , možnosti použití levnějších nízkokvalitních paliv, zvýšené životnosti díky menšímu počtu otěrových dílů a mnohem menšímu množství uhlíkových usazenin [ 2] [1] .
Jedním z důvodů, které oživily zájem o vznik lokomotiv s plynovou turbínou v Rusku, byl nárůst objemu nákladní přepravy na ruských železnicích, což vedlo k potřebě navýšení délky a hmotnosti či počtu nákladních vlaků a jejich rychlosti. Hnací vlaky zvýšené hmotnosti vyžadovaly buď použití většího počtu lokomotivních oddílů ve vlaku, nebo vytvoření lokomotiv s elektrárnami vyššího výkonu. Možnost vytvoření výkonných dieselových lokomotiv však byla oproti elektrickým lokomotivám značně omezena z důvodu nutnosti umístit na ně primární elektrárnu s chladicím systémem a větší palivovou nádrží. To vedlo k nutnosti reorganizace těžkých nákladních vlaků na křižovatce elektrifikovaných a neelektrifikovaných silničních úseků, zvýšení jejich odstávek ve stanicích nebo použití více dieselových lokomotiv v jednom vlaku, což si vyžádalo navýšení vozového parku a provozních nákladů. na jejich údržbu a opravy. Použití plynové turbíny místo dieselového motoru umožnilo vytvořit autonomní lokomotivu, hmotnostně podobnou sériovým dieselovým lokomotivám, ale zároveň je výrazně převyšující výkonem, který byl srovnatelný s hlavními elektrickými lokomotivami [3] .
Dalším důvodem byl problém vyčerpání světových zásob ropy a rostoucí ceny motorové nafty, což vedlo ke zdražení nákladní dopravy na neelektrifikovaných úsecích železnic, a také problém znečišťování životního prostředí spalováním produkty z kapalných uhlovodíků. V tomto ohledu ruské železnice JSC začaly zvažovat otázku vytvoření dieselových lokomotiv s použitím levnějších a ekologicky šetrných druhů paliva. V energetické strategii Ruských drah bylo rozhodnuto o postupném převedení části vozového parku dieselových lokomotiv na zemní plyn ( metan ), který je ve velkém množství dostupný na polích Ruska. Hlavní nevýhodou tohoto typu paliva je jeho nízká hustota a pro uložení dostatečného množství plynu na palubě lokomotivy musí být buď stlačen na velmi vysoký tlak (až 200 atmosfér), což vyžaduje použití těžké silnostěnné cisterny a proto není vhodný pro hlavní lokomotivy, nebo jeho zkapalňování ochlazením na teplotu pod -161 °C, čímž je možné dosáhnout snížení objemu plynu asi 600krát [3] . Náklady na výrobu i zkapalněného zemního plynu (LNG) jsou přitom téměř poloviční než u motorové nafty, což snižuje provozní náklady [4] .
Zkapalněný zemní plyn (LNG) však zabírá dvojnásobek objemu motorové nafty stejné hmotnosti a ke svému uskladnění vyžaduje speciální tepelně izolovanou kryogenní nádrž, která musí mít více než dvojnásobek objemu standardních palivových nádrží, aby bylo možné uskladnit dostatek paliva. na palubě lokomotivy.. Vzhledem k velkému objemu nelze palivovou nádrž LNG umístit na stejnou sekci hlavní lokomotivy jako pohonné jednotky a vyžaduje další tendrovou sekci [5] . Aby bylo možné na tento úsek umístit trakční motory za účelem efektivnějšího využití adhezivní hmoty lokomotivy, musí primární elektrárna na druhém úseku poskytovat vysoký výkon, kterého lze dosáhnout použitím plynové turbíny namísto plynové pístový nebo plyno- dieselový motor. Použití plynového motoru, zejména plynové turbíny, navíc umožňuje dosáhnout snížení množství škodlivých emisí do ovzduší oproti vznětovému motoru [3] .
V souvislosti s tím vedení Ruských drah rozhodlo, že by bylo účelné vytvořit hlavní plynovou turbínovou lokomotivu schopnou řídit vlaky stejné hmotnosti jako sériové hlavní elektrické lokomotivy a na zkapalněný zemní plyn [3] .
Počátkem roku 2005 zahájil Všeruský výzkumný a konstrukční a technologický institut (VNIKTI) v Kolomně na příkaz Ruských drah vývoj hlavní dvoučlánkové nákladní lokomotivy s plynovou turbínou GT1 s elektrickým převodem o jmenovitém výkonu. motoru s plynovou turbínou o výkonu 8300 kW a využívající jako palivo zkapalněný zemní plyn (LNG) znovu zplynovaný před přivedením do plynové turbíny. Kryogenní nádrž LNG vyžadovala značný objem, aby se vešla, a proto bylo rozhodnuto umístit ji a elektrárnu do samostatných sekcí, což zjednodušilo jejich údržbu. Takovéto uspořádání bylo dříve používáno u experimentálních sovětských dieselových lokomotiv 2TE10G a 2TE116G , mezi jejichž hlavní sekce byl připevněn tendrový úsek s kryogenní nádrží bez trakčních elektromotorů, a dále nákladních plynových turbínových lokomotiv USA , ke kterým tendr sekce v podobě nádrže s topným olejem byla připevněna k zadní části. Rozdíl mezi novou plynovou lokomotivou a těmito lokomotivami byl v tom, že trakční motory na ní byly umístěny i na tendrovém úseku s palivovou nádrží, čímž se z něj stal posilovací úsek . V tomto úseku měl navíc být umístěn pomocný dieselagregát sloužící ke spouštění plynové turbíny a k provozu lokomotivy bez zatížení za účelem úspory paliva [3] [5] .
Pro urychlení procesu tvorby nové lokomotivy s plynovou turbínou bylo rozhodnuto o využití skříně a podvozku stávající lokomotivy. V roli druhé jmenované byla zvolena nákladní dvoučlánková dvanáctinápravová elektrická lokomotiva řady VL15 , která měla dostatečně dlouhý úsek pro umístění plynové turbínové elektrárny a vhodný celkový výkon trakčních motorů [3] . Tyto elektrické lokomotivy byly vyrobeny ve druhé polovině 80. let 20. století Tbilisi Electric Locomotive Plant , zatímco jejich skříň a podvozky byly vyrobeny Novocherkassk Electric Locomotive Plant [6] . V lednu 2005 zahájil závod na opravu elektrických lokomotiv Čeljabinsk přípravy na modernizaci elektrické lokomotivy VL15-008, vyrobené v roce 1987 a dříve provozované na Oktyabrské železnici [7] , po demontáži veškerého hlavního elektrického zařízení z karoserie a z střecha. V červnu téhož roku byla nedostatečně obsazená elektrická lokomotiva odeslána k další přestavbě na lokomotivu s plynovou turbínou do Voroněžského závodu na opravu dieselových lokomotiv [8] .
Zároveň od března 2005 začaly práce na výběru komponentů pro budoucí lokomotivu s plynovou turbínou [3] . Na vytvoření lokomotivy s plynovou turbínou a jejího vybavení se podílelo 54 průmyslových podniků, z nichž 90 % byly společnosti z Ruska. Společnost VNIKTI se stala hlavním vývojářem návrhu a technické dokumentace lokomotivy a koordinovala práce na její montáži a výrobě komponentů a vytvořila také mikroprocesorový řídicí systém a software. Modernizaci lokomotivy, instalaci zařízení a výrobu řady nových jednotek mechanické části provedl Voroněžský závod na opravu dieselových lokomotiv . Motor s plynovou turbínou vyrobil Vědeckotechnický komplex N. D. Kuznetsov Samara , trakční a pomocné generátory vyrobila Elektrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), kryogenní nádrž vyrobila Uralkriomash OJSC (Nizhny Tagil), nová řídicí kabina - JE "Let" (Obninsk) [9] . V procesu vytváření lokomotivy s plynovou turbínou podniky provedly komplex komplexních výzkumných a vývojových prací na vytvoření plynové turbíny na metan a jím poháněného vysokorychlostního trakčního generátoru bez převodovky, systému dodávky paliva a zplynování s minimální dobu přípravy, mikroprocesorový řídicí a diagnostický systém a také uspořádání zařízení [1] .
Protože vypočtený výstupní výkon trakčních motorů lokomotivy s plynovou turbínou byl nižší než u původní elektrické lokomotivy, byl učiněn pokus nahradit původní trakční motory lokomotivy TL-3B lehčími a méně výkonnými elektromotory NB-420B. z elektrických lokomotiv VL82 . Náhradní motory se ale nenašly a bylo rozhodnuto o jejich demontáži ze dvou elektrických lokomotiv VL82, které byly v relativně dobrém technickém stavu. V procesu přezbrojování se ukázalo, že tyto motory nejsou vhodné a v důsledku toho byly na plynové turbínové lokomotivě ponechány motory původního typu. Současně bylo rozhodnuto poslat elektrické lokomotivy VL82 používané jako dočasné donátory motorů z neznámého důvodu k odříznutí [5] .
Při výběru plynové turbíny odborníci VNIKTI studovali několik modelů plynových turbínových motorů vyrobených ruskými podniky, včetně FSUE Salyut, JSC Aviamotor Scientific and Technical Complex Sojuz (Moskva), JSC Aviadvigatel (Perm) a JSC " Samara Scientific and Technical Complex pojmenovaný po N. D. Kuzněcov "(Samara). Volba byla učiněna ve prospěch podniku Samara, který měl na konci 80. a na začátku 90. let zkušenosti s vytvářením leteckého proudového motoru, který běžel na zkapalněný vodík a zkapalněný metan. Konstrukčním znakem motoru bylo provedení zplynování chlazeného kapalného paliva vlivem ohřevu horkými výfukovými plyny ve výfukovém potrubí turbíny bez použití mezinosičů tepla, čímž se zvýšila účinnost procesu úpravy plynu. Experimentální motory byly použity na experimentálním osobním letadle Tu-155 (obdoba sériového Tu-154 s petrolejovými motory), ale ukázalo se, že v letectví nejsou nárokovány. Získané zkušenosti se však ukázaly být užitečné při vytváření motoru s plynovou turbínou pro lokomotivu [3] .
Hlavní práce na vytvoření motoru s plynovou turbínou NK-361 pro lokomotivu na bázi komerčně dostupných leteckých motorů provedli specialisté z Kuzněcovova SNTK v roce 2005 [10] . Počátkem roku 2006 začalo testování plynového generátoru a brzy i celého motoru s plynovou turbínou [11] . Při výrobě turbíny byly testovány její jednotlivé komponenty včetně spalovací komory při startování na studený plyn. Brzy Electrotyazhmash-Privod vyrobil pro tuto turbínu vysokorychlostní trakční generátor, který byl po továrních testech dodán do závodu v Samaře v létě téhož roku. V prosinci 2006 byly provedeny závěrečné zkoušky reostatu na stolici plynové turbíny a generátoru [12] [3] . Při zkouškách bylo provedeno 73 startů motoru, při kterých byl zkontrolován provoz palivového systému od kryogenní nádrže po plynovou turbínu a provoz olejových systémů plynové turbíny a generátorů, při odladění studeného startu motor s plynovou turbínou s přístupem ke jmenovitým otáčkám, stanovení hlavních parametrů motoru, trakčního a pomocného generátoru při různých režimech zatížení od volnoběhu po maximum, posouzení vibrací motoru. Testy potvrdily očekávaný výkon motoru, ale zlepšení vyžadoval systém regulace provozních režimů [13] .
V procesu přestavby elektrické lokomotivy na lokomotivu s plynovou turbínou ve voroněžském závodě prošly podvozky a skříň lokomotivy zásadní opravou, přičemž byly odříznuty původní kovové kabiny a byly instalovány nové polokabiny ze sklolaminátu, podobné jako u kabiny elektrických lokomotiv ES4K a ES5K [9] . Střecha karoserie byla také odříznuta, aby byla nahrazena novou modulární s větší výškou, a do bočních stěn byly vyříznuty mřížky nasávání vzduchu a skládací dveře pro přístup k vybavení zvenčí, přičemž byla odstraněna některá okna [ 14] . Do konce roku 2006 byla lokomotiva s plynovou turbínou prakticky smontována a na jaře 2007 byla definitivně dokončena instalace zařízení na ni [13] . Lokomotiva byla opatřena červeným nátěrem s šedobílým pruhem na boku, šedou střechou a modrým čelem s oranžovým pruhem. Náklady na výrobu lokomotivy s plynovou turbínou činily 200 milionů ruských rublů [15] .
Lokomotiva s plynovou turbínou GT1-001 byla v budoucnu opakovaně modernizována na území VNIKTI v Kolomně, kde došlo k zásadním změnám její palivové soustavy a vybavení řídicího systému [13] [16] . V roce 2012 byla provedena modernizace lokomotivy s plynovou turbínou výměnou pomocné dieselgenerátorové elektrárny s palivovou nádrží za trakční baterii pro posunové jízdy s vypnutým motorem s plynovou turbínou s indexem "h" (hybrid - hybrid). Zároveň bylo mírně změněno i zbarvení: na bočních stěnách dole se objevil světle zelený pruh se žlutými nápisy „LNG-Hybrid“ a „LNG-Hybrid“ [7] [17] .
Po úpravě palivového systému a úspěšném dokončení zkoušek lokomotivy s plynovou turbínou GT1-001 se Ruské dráhy začaly zabývat otázkou sériové výroby takových lokomotiv. Voroněžský závod pouze modernizoval stávající lokomotivu a pro nové lokomotivy s plynovou turbínou bylo nutné sestavit nové skříně a podvozek, jejich výrobu měl organizovat v Novočerkasském závodě elektrických lokomotiv , který svého času sériově vyráběl skříně a podvozky. elektrických lokomotiv VL15 [5] , dále elektrické lokomotivy VL85 , VL65 , EP1 a EP1M s podobnou konstrukcí mechanické části, která by mohla zajistit rozvoj výroby lokomotiv s plynovou turbínou GT1 s minimálními náklady. Transmashholding , který zahrnoval tento závod, se však nechopil iniciativy k vývoji projektu lokomotivy s plynovou turbínou a požadoval, aby Ruské železnice samostatně vyřešily řadu problémů s dokončením návrhu lokomotivy a také předložily podmínku pro vytvoření sítě čerpacích stanic plynu na navržené trase jejich provozu před zahájením jejich výroby. Vzhledem k tomu, že jednání nevedla k očekávaným dohodám, rozhodly se Ruské dráhy zvážit další výrobu lokomotiv s plynovou turbínou jinými společnostmi [18] .
Začátkem roku 2012 vedení Ruských drah dosáhlo předběžné dohody se skupinou Sinara o organizaci výroby hlavních lokomotiv s plynovou turbínou v závodě na výrobu dieselových lokomotiv Ljudinovskij , který je součástí skupiny [18] . Dříve se v tomto závodě vyráběla posunovací lokomotiva s plynovou turbínou TGEM10 s pomocnou sekcí obsahující lahve na stlačený zemní plyn . V červnu téhož roku podniky uzavřely smlouvu, která počítala s výrobou prototypu lokomotivy v roce 2013, a pokud úspěšně projde zkouškami, s organizací sériové výroby dalších 39 takových lokomotiv [19] .
Bylo rozhodnuto vytvořit novou lokomotivu s plynovou turbínou vycházející z elementové základny lokomotiv vyráběných společností Sinara Group, pro kterou byl projekt kompletně přepracován. Stejně jako v případě první lokomotivy se společnost VNIKTI stala hlavním zpracovatelem konstrukční a technické dokumentace nového stroje a koordinovala výrobu komponentů a montáž lokomotivy. Při vytváření plynové turbíny byly zohledněny konstrukční nedostatky prvního stroje založeného na VL15 [17] [20] [21] . Bylo rozhodnuto zvětšit objem palivové nádrže na pomocné sekci a otevřít ji pro možnost její výměny za jinou místo doplňování paliva a za účelem zvýšení bezpečnosti [17] .
V původním projektu měla nová lokomotiva s plynovou turbínou podvozek se třemi dvouosými podvozky, jako první lokomotiva, ale s použitím kabin a dílů karoserie sjednocených s elektrickými lokomotivami 2ES6 vyrobenými závodem Ural Locomotives v Jekatěrinburgu , který je součástí skupiny Sinara. [22] . Ljudinovský závod, který byl výrobou stroje pověřen, však lokomotivy s podvozkem takové konstrukce nevyráběl a pro urychlení výroby bylo rozhodnuto vyrobit lokomotivu osminápravovou na bázi podvozku z dieselových lokomotiv TEM7 A, TEM14 a TE8 sériově vyráběných závodem se dvěma čtyřnápravovými kloubovými podvozky a délkou podél os automatických spřáhel 21 500 mm. To vedlo ke zvýšení hmotnosti každého úseku oproti první lokomotivě s plynovou turbínou na 184 tun místo 150, nicméně vzhledem k většímu počtu motorových náprav se měly zlepšit trakční vlastnosti lokomotivy a náprava zatížení kleslo na 23 tun na nápravu. I přes tak výrazné rozdíly v konstrukci oproti první lokomotivě s plynovou turbínou bylo lokomotivě přiděleno stále stejné sériové označení - GT1h [17] [20] [21] .
Motor s plynovou turbínou, stejně jako u první lokomotivy, vyrobila Kuzněcov SNTK, nový vylepšený trakční generátor vyrobila Electrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), trakční motory vyrobila Elektrotyazhmash State Enterprise (Charkov), kryogenní palivová nádrž byla výrobce OAO Uralkriomash" (Nižnij Tagil), kryogenní čerpadlo - Fives Cryomec (Švýcarsko), přijímač plynu a řada prvků palivového systému - OJSC "Cryomash-BZKM" (Balashikha) [20] , kabina a ovládací panel, as i převodník vlastní potřeby - JE "Gorizont" [23] a NPO "Avtomatika" (Jekatěrinburg) a mikroprocesorový řídicí systém vyvinula firma VNIKTI [20] [24] [21] .
V lednu 2013 Ljudinovský závod vyrobil posilovací část [25] a zahájil stavbu trakční a výkonové části, která byla smontována v červnu téhož roku. Lokomotiva dostala tříbarevnou červeno-šedou korporátní barvu ruských drah podle schématu podobného elektrickým lokomotivám 2ES6 : horní polovina karoserie v prostoru kabiny a úzký horní pruh v prostoru strojovny jsou natřeny červeně; střecha, úzký střední pás v prostoru kokpitu na úrovni nárazníků, který se pak lomí nahoru a pokračuje jako široký v prostoru strojovny - ve světle šedé barvě a rám, spodní polovina zadní části karoserie , čistič kolejí a podvozky - v tmavě šedé barvě. Kryogenní nádrž byla natřena světle šedou barvou a na obou stranách dostala vzor s motýly létajícími nad zelenou loukou [26] .
Původně ruské dráhy plánovaly uzavřít před začátkem roku 2015 kontrakt na dodávku dalších 39 lokomotiv s plynovou turbínou GT1h do konce roku 2020 [19] , ale kvůli hospodářské krizi v Rusku a chybějící infrastruktuře pro zkapalňování zemního plynu závodů a čerpacích stanic lokomotiv se výrobní plány těchto lokomotiv s plynovou turbínou neustále zpožďovaly a snižovaly jejich objem. V říjnu 2016 získala skupina Sinara na základě výsledků testů GT1h-002 povolení k výrobě instalační série 24 podobných strojů [27] . V roce 2017 bylo plánováno zahájení montáže třetí lokomotivy, ale tyto plány nebyly nikdy realizovány. V roce 2019 podepsaly Ruské dráhy dohodu o záměru se skupinou Sinara na výrobu 23 lokomotiv s plynovou turbínou do roku 2025 [28] , ale jejich výroba nebyla od poloviny roku 2020 zahájena.
Do budoucna Ljudinovskij závod zvažuje možnost vytvoření tažené střední tendrové sekce s jednou další kryogenní palivovou nádrží pro svou realizaci lokomotivy s plynovou turbínou. Tento úsek se plánuje zavěsit mezi trakci a posilovač, aby byl umožněn provoz lokomotiv s plynovou turbínou bez doplňování paliva na úsecích dlouhých až 1400 km. Úsek bude mít podle projektu kratší délku než trakční a bude podepřen dvěma dvounápravovými bezmotorovými podvozky. Podél okrajů tendrové sekce je plánováno vybavit oddíly kryogenními čerpadly, která budou čerpat palivo do energetické části, a to jak z ní, tak z posilovací sekce, přičemž prostory budou vybaveny bočními vstupy a přechody křižovatek [29] .
Hlavní lokomotivy s plynovou turbínou GT1 (GT1h) jsou určeny pro pohon nákladních vlaků se zvýšenou délkou a hmotností nebo v horském terénu se složitým profilem na neelektrifikovaných úsecích železnic o rozchodu 1520 mm . Lze je provozovat v mírném klimatu při okolní teplotě -50 až +40 °C, přičemž oproti dieselovým lokomotivám nevyžadují v zimě předehřívání motoru a jsou mnohem ekologičtější z hlediska emisí škodlivých látek. Nominální životnost lokomotivy je 40 let [30] .
Výkonově jsou dvoučlánkové plynové turbínové lokomotivy GT1h srovnatelné s dieselovými lokomotivami řady 3TE25K / 3TE25A v tříčlánkovém uspořádání nebo soustavou dvou dvoučlánkových hlavních dieselových lokomotiv řady 2TE10 nebo 2TE116 (ve čtyř -úsekové uspořádání), což umožňuje jejich použití při změně typu trakce z elektrické na autonomní bez reformování nákladních vlaků na menší hmotnost nebo použití dvou lokomotiv k jejich pohonu. Vzhledem k tomu, že výkon dieselových lokomotiv je obecně nižší než výkon elektrických lokomotiv, musí se při tažení neelektrifikovanými úseky nákladní vlaky často odpojovat a přepravovat po částech, zatímco lokomotiva s plynovou turbínou může táhnout celé vlaky. Lokomotivy s plynovou turbínou mají zároveň kratší délku a hmotnost než dvojité vlaky se třemi nebo čtyřmi dieselovými sekcemi o podobné celkové kapacitě a jsou levnější na údržbu [1] .
Z ekonomického hlediska je použití lokomotiv s plynovou turbínou nejpřínosnější v oblastech výroby zemního plynu nebo průchodu hlavních plynovodů, kde je levná doprava a zkapalňování plynu a zařízení po železnici sítě čerpacích stanic. možný. Vzhledem ke zvýšené spotřebě paliva motoru s plynovou turbínou naprázdno nebo při nízkém zatížení ve srovnání s dieselovým motorem se však provoz lokomotiv s plynovou turbínou stává rentabilním pouze tehdy, pokud po většinu provozní doby neustále jezdí velké vlaky [31] .
Lokomotivy s plynovou turbínou GT1h-001 (založené na VL15) [16] [32] [6] a GT1h-002 (konstrukčně podobné TE8 a 2ES6) [20] [33] [34] [35] mají tyto hlavní charakteristiky:
| Parametr | Hodnota podle typu lokomotivy s plynovou turbínou | ||
| GT1h-001 (založeno na VL15) |
GT1h-002 (podobně jako TE8 a 2ES6) | ||
| Axiální vzorec | 2 × (2 0 -2 0 -2 0 ) | 2 × (2 0 +2 0 -2 0 +2 0 ) | |
|---|---|---|---|
| Rozměry | |||
| Délka, mm | podél os automatických spojek | 2 x 22530 = 45060 | 2 x 21 500 = 43 000 |
| podle rámu | 21 310 | 20 366 | |
| Šířka, mm | tělem | 3180 | 3150 |
| podle rámu | 3240 | 3150 | |
| Výška od úrovně hlavy kolejnice, mm |
střechy anténami | 5250 [14] | ? |
| spojkové nápravy | 1060 | ||
| Rozměry podvozku , mm |
plný rozvor | 16 430 | 17 200 |
| Základna na středech podvozků | 6765 + 6765 | 10 900 | |
| Rozvor kol vozíku | 2900 | 3×2100 | |
| Průměr nových kol | 1250 | 1050 | |
| Šířka stopy | 1520 | ||
| Minimální poloměr průjezdných oblouků |
125 000 | ||
| Indikátory hmotnosti | |||
| Provozní hmotnost, t | 2 x 150 = 300 | 2 x 184 = 368 | |
| Zatížení nápravy na kolejích, kN (tf) | 245 (25) | 226 (23) | |
| Zásoba paliva, t | zkapalněný plyn (pro GTE) | 17 | dvacet |
| diesel (pro pomocnou naftu) | 0,4 (před modernizací) |
— | |
| Trakční a energetické vlastnosti | |||
| Výkon plynové turbíny, kW (hp) | 8300 (11 284) | 8500 (11 557) | |
| Výkon pomocného dieselgenerátoru, kW | 400 (před modernizací) |
— | |
| Výkon trakčních motorů, kW |
hodinově | n.a. | 16 x 459,7 = 7355 |
| v nepřetržitém režimu | 12 x 560 = 6720 | 16 × 415,6 = 6650 | |
| Tažná síla, kn (ts) | při odtahování | 883 (90) | 981 (100) |
| hodinově | — | 775 (79) | |
| v nepřetržitém režimu | 620 (63) | 775 (79) | |
| při maximální rychlosti | 245 (25) | 255 (26) | |
| Rychlost, km/h | hodinově | — | 33 |
| v nepřetržitém režimu | 38 | třicet | |
| strukturální | 100 | ||
Lokomotivy s plynovou turbínou řady GT1 se skládají ze dvou hlavních motorových sekcí - trakční a silové, na kterých je umístěna turbogenerátorová elektrárna, a posilovací sekce, na které je umístěna kryogenní palivová nádrž. Sekce jsou sjednoceny z hlediska konstrukce podvozku, kabiny řidiče a částečně nástavby a mají stejnou délku, rozměry a provozní hmotnost. Vzhledem k rozdělení palivové nádrže a elektrárny na různé sekce však nemohou pracovat samostatně a nejsou zaměnitelné, na rozdíl od dieselových lokomotiv s jednotlivými motory a palivovými nádržemi. Mechanická část lokomotiv s plynovou turbínou prvního a druhého typu se od sebe výrazně liší, liší se také elektrické stroje a zařízení, zatímco obecné uspořádání zařízení, palivový systém a motor s plynovou turbínou mají podobnou konstrukci [17] [ 36] [37] .
Lokomotivy s plynovou turbínou GT1 obou verzí mají ocelové vozové skříně s jednou řídicí kabinou v každém úseku a křižovatkou z protilehlé strany kabiny. Skládají se z nosného hlavního rámu, rámů pro zajištění stěn a zařízení a vnitřních příček, bočních a koncových stěn, modulární kabiny řidiče a modulové střechy. Tělesa trakční a posilovací sekce se od sebe liší řadou prvků u bočních a koncových stěn a střechy a umístěním vnitřních příček [3] [5] , jakož i absencí stěn. a střechou v prostoru palivové nádrže lokomotivy s plynovou turbínou druhého typu [38] . Mezi tahem a výkonem a zadní částí posilovací sekce je možný průjezd křížovými přechody, přechod do přední části pomocné sekce však není zajištěn z důvodu kryogenní nádrže [5] [20 ] . Na koncích rámu jsou automatická spřáhla SA-3, která slouží ke spřažení sekcí k sobě z krajních stran a ke spřažení lokomotivy s ostatními kolejovými vozidly z čelních stran. Velikost karoserie u obou verzí je 1T [17] .
Skříň první lokomotivy s plynovou turbínouSkříň první lokomotivy s plynovou turbínou GT1 byla upravena ze skříně elektrické lokomotivy VL15. Úprava spočívá v instalaci nové kabiny řidiče a vyšší modulární střechy, vyřezání poklopů a mřížek nasávání vzduchu do bočních stěn a provedení řady dalších změn v jejich konstrukci, z důvodu umístění elektrárny s plynovou turbínou, kryogenního zařízení a palivová nádrž v lokomotivě [3] . Původní karoserie VL15, vyráběná v Novočerkasském závodě elektrických lokomotiv, je konstrukčně podobná skříni střídavé elektrické lokomotivy VL85, vyráběné stejným závodem [6] . Délka těla každé sekce je 22 530 mm, podél nárazníkových tyčí - 21 310 mm ; šířka korby ve spodní části v oblasti rámu je 3240 mm a v hlavní části podél bočních stěn - 3180 m [39] .
Základem karoserie každé sekce je obdélníkový nosný rám, který má svařovanou konstrukci a vnímá všechny typy podélných a příčných zatížení. Rám se skládá ze dvou podélných nosníků vyrobených z kanálů a propojených plechy o tloušťce 12 mm, příčných nárazníkových tyčí upevňujících podélné nosníky na koncích a příčných nosníků příhradového typu, které mají krabicový průřez a upevňují podélné nosníky v uchycení body závěsných prvků karoserie na vozících. Všechny nosné prvky a rámové jednotky jsou svařeny pevnými švy a tvoří nosnou konstrukci navrženou pro tlakovou podélnou sílu 2940 kN (300 tf) [39] . Na koncích rámu jsou do nárazníkových tyčí přivařeny skříně tlumiče s automatickou spojkou SA-3 a ze strany kabin jsou také upevněny čističe kolejí. Trakční konzoly vnějších podvozků jsou přivařeny ke spodní části tyčí nárazníků a konzola středního podvozku je centrálně namontována na spodní rovině mezilehlého příhradového nosníku. Středy vozíků jsou od sebe umístěny ve vzdálenosti 6765 mm [6] . Ze spodu k rámu mezi předním a středním podvozkem jsou zavěšeny hlavní nádrže pneumatického systému a mezi středním a zadním podvozkem jsou bateriové skříně (posilovací sekce první lokomotivy měla místo externích baterií palivovou nádrž před modernizací v GT1h) [36] .
Na plynovou turbínovou lokomotivu prvního typu GT1h byly místo původních rovných kabin z VL15 se šikmým čelním sklem instalovány modulární polokabelové konvexní kabiny výrobce NPP Polyot se sklolaminátovým potahem. Konstrukčně jsou kabiny lokomotivy s plynovou turbínou téměř podobné kabinám elektrických lokomotiv řady ES4K a ES5K , které tento podnik také vyráběl, ale v GT1 mají větší výšku nad světlometem. Kabina je rám z tuhých vodorovných a svislých kovových profilů, na vnější straně jsou instalovány plastové podběhy a zevnitř - vnitřní obložení [9] . Přední část kabiny má zakřivený konvexní tvar, který nejvíce vyčnívá vpřed v úrovni rámu a nárazníkových světel a má shora obloukovité prohnutí, plynule přecházející do střechy [7] . Pod čelním sklem je vybavena výztužným pásem pro snížení poškození lokomotivy a zranění posádky lokomotivy před vážným zraněním v případě kolize. Odolává zatížení 290 kN (30 tf), rovnoměrně rozloženém po šířce přední části [40] . Po okrajích přední části jsou pod mírným úhlem umístěny úzké rohové panely, které se směrem nahoru postupně rozšiřují a ohýbají do bočních sklonů střechy lokomotivy [7] .
Kabina má jedno lichoběžníkové čelní sklo se zúžením v horní části, pod ním opatřené dvěma stěrači. Na vnější straně čelního skla jsou po stranách spojky přivařeny schůdky, nad spojkou je zapuštěný schůdek a uprostřed a těsně pod čelním sklem uprostřed madla po stranách nárazníkových světel. Nad čelním sklem v zóně ohybu je instalován lichoběžníkový světlomet se zúžením v horní části, který je zapuštěn do těla kabiny a nakloněn dozadu, a po stranách světlometu jsou mřížky nasávání vzduchu, které v ES4K / chybí. Elektrické lokomotivy ES5K. Uprostřed mezi automatickou spojkou a spodkem čelního skla jsou ve dvojicích umístěna horizontální nárazníková LED světla kulatého tvaru, zabudovaná ve společné plastové skříni a podobně jako nárazníková světla raných elektrických lokomotiv ES4K a ES5K [9 ] . Červená koncová světla jsou umístěna na okrajích a bílá koncová světla jsou blíže středu kokpitu [7] .
Pod spodními aerodynamickými kryty je k přednímu nárazníku rámu připevněn nakloněný čistič pásů se šesti drážkami. Čistič kolejí slouží ke shazování cizích předmětů z cesty a je dimenzován na podélnou sílu 120-140 kN působící na její spodní okraj. Zespodu je k čističi kolejí přišroubován hledí, které má pět řad otvorů pro šrouby, což umožňuje upravit jeho výšku nad úrovní hlav kolejnic v závislosti na opotřebení pneumatik kol [39] [7] .
Po stranách kabiny strojvedoucího lokomotivy s plynovou turbínou jsou dvě boční okna, jako v rané výrobě elektrických lokomotiv ES4K / ES5K - trojúhelníková pevná a obdélníková se sklem spadajícím dolů, před kterými jsou výhledy dozadu. zrcadla. V prostoru strojovny, ze tří kulatých oken na každé straně sekce, která měla VL15, má lokomotiva s plynovou turbínou GT1 pouze jedno čelo podél každé strany u trakční a výkonové části a střední a zadní na pravoboku sekce palivového posilovače, zatímco zbytek oken je svařen ocelovými plechy. Pro vstup do lokomotivy za kabinou strojvedoucího v hlavní části skříně na každé straně slouží jednokřídlé dveře otevírané otočením dovnitř, přičemž dveřní křídla jsou oproti VL15 opatřena obdélníkovým oknem. Pro zajištění možnosti zvedání z náspu nebo nízké plošiny jsou po stranách dveří svislá madla, uprostřed bočnice rámu je nášlap a pod korbou pod dveřmi jsou dvě -stupňový žebřík [7] .
Boční stěny za kabinou strojvedoucího tvoří rám z válcovaných a ohýbaných profilů opláštěný ocelovými plechy o tloušťce 2 mm [41] . V hlavní části karoserie jsou pro zvýšení tuhosti stěny opatřeny podélným zvlněním a v úrovni rámu mají hladký povrch a oproti hlavním stěnám vyčnívají na každou stranu o 30 mm. Výška bočnic kabiny strojvedoucího je větší než u hlavní části karoserie, ve které je svislá část střechy uchycena nad bočnicemi.Oproti původní elektrické lokomotivě jsou mřížky nasávání vzduchu a výklopné dveře výřezy v bočních stěnách lokomotivy s plynovou turbínou, které slouží pro přístup k zařízení zvenčí a doplňování paliva do kryogenní palivové nádrže . V přední části každé sekce lokomotivy s plynovou turbínou, v úrovni oken na obou stranách, jsou dvě větrací mřížky komory kování, přičemž u posilovací sekce jsou umístěny přímo za předními dveřmi a u trakční a výkonová část - na určitou vzdálenost. Dále trakční a výkonová část naproti hlavní strojovně s motorem s plynovou turbínou na křižovatce boční stěny se střechou má dlouhou řadu deseti vzduchových mřížek a posilovací část v prostoru kryogenní nádrže má malé mřížky v průměrné výšce na každé straně. V zadní části trakční sekce na levé straně u kryogenního přijímače jsou dvě mřížky se širokými nakloněnými uzávěry a v zadní části posilovací sekce na pravoboku u dieselagregátu nebo trakční baterie je jedna [7 ] .
Koncové křížové stěny lokomotivy s plynovou turbínou jsou opláštěny hladkými ocelovými plechy, přičemž z nich byly demontovány hlavní zásobníky pneumatického systému dostupného na VL15 [39] , přenesené pod rám lokomotivy s plynovou turbínou [36] . Uprostřed koncových stěn nad automatickými spojkami jsou křižovatky vybavené koncovými dveřmi, kovovými přechodovými plošinami a nehermetickými pryžovými balónkovými suflé po stranách a nahoře. Na levé straně prostoru křižovatky, pokud je čelo považováno za trakční a silovou část, jsou na koncových stěnách v úrovni podlahy lokomotivy umístěny nátrubky pro potrubí kryogenních kapalných a plynových palivových vedení, propojené dvěma pružnými tepelně izolované hadice [42] . O něco níže na obou stranách jsou zásuvky, kterými jsou sekce propojeny elektrickými kabely [7] .
Střecha plynové turbínové lokomotivy prvního typu GT1h má hranatý profil s vodorovnou středovou částí a šikmými bočními sklony a tvoří ji samostatné modulové panely s příčně vystupujícími spoji. Část střešních panelů je odnímatelná pro možnost montáže a demontáže vnitřního vybavení lokomotivy při opravách. Střecha má vpředu zaoblený hladký sklon se zabudovaným bodovým světlem a větracími mřížkami na její straně. Rádiové antény jsou umístěny na střechách nad kabinami řidiče, přívody vzduchu klimatizačního a ventilačního systému kabiny jsou umístěny v bočních sklonech. V bočních svazích nad zadní částí výstrojní sekce jsou také větrací mřížky. V horizontální části střechy trakční silové části je umístěn blok multicyklonových vzduchových filtrů a mřížka výfukového systému pro výfukové plyny [7] .
Skříň druhé lokomotivy s plynovou turbínouSkříň plynové turbínové lokomotivy GT1h druhého typu je rámovým provedením podobná dieselové lokomotivě TE8 a provedením kabiny a bočních stěn - elektrické lokomotivě 2ES6 [17] , oproti druhé je však má větší délku, stejně jako tvar a výšku střechy. Délka těla každé sekce je 21 500 mm, podél nárazníkových tyčí - 20 366 mm; šířka - 3150 mm [43] [33] .
Základem karoserie každé sekce je obdélníkový nosný rám, který má svařovanou konstrukci a vnímá všechny typy podélných a příčných zatížení. Konstrukčně rám sekcí lokomotivy s plynovou turbínou vychází z rámu dieselových lokomotiv TEM7 a TE8 s řadou změn z důvodu umístění dalšího vybavení a montáže vozové skříně místo kapotové. Rám se skládá z podélných středových nosníků I-profilu, posunutých od okrajů lokomotivy do hloubky a spojených palubou z ocelových plechů o tloušťce 10-12 mm, žlaby podél okrajů lokomotivy, spojovací skříně, čep sestavy a příčné příčky tvořící nosnou konstrukci. Podélné nosníky jsou nahoře a dole vyztuženy pásy a jsou na koncích propojeny vaznými krabicemi přivařenými k nosným prvkům rámu, v mezerách mezi krabicemi příčnými přepážkami z ocelových plechů o tl. chladicí vzduchové kanály trakčních motorů. Boční kanály jsou ke středovým nosníkům připevněny příčnými konzolami, umístěnými v horní části rámu a ve srovnání s nosníky mají malou tloušťku, tvořící volný prostor na straně nosníků, který je částečně obsazen pružiny systému zavěšení karoserie na podvozcích. Na koncích rámu jsou instalovány automatické spřáhla SA-3 s tažným převodem a ze strany kabiny je k rámu připevněn čistič kolejí. Ve vzdálenosti 10 900 mm od sebe uprostřed rámu byly vyrobeny výztuhy pro montáž čepů podvozku a na jejich stranu byly navařeny lité konzoly pro závěsný systém. Pod rámem trakční a výkonové části je místo nádrže na naftu používané u dieselových lokomotiv uprostřed mezi podvozky zavěšena skříň s trakčními bateriemi a pod rámem posilovací části je skříň s chladicími ventilátory. pro trakční motory. Zespodu jsou k rámu mezi podvozky a centrální skříní podélně zavěšeny čtyři hlavní zásobníky pneumatického systému a na pravé straně pod kabinou strojvedoucího je zásobník brzdového pneumatického systému [44] .
Na plynové turbínové lokomotivě GT1h druhého typu jsou instalovány úhlové modulové kabiny vyrobené firmou NPO Gorizont (Jekatěrinburg), které se konstrukčně podobají kabinám elektrických lokomotiv 2ES6 a dieselových lokomotiv TE8 . Přední část kabiny má zakřivený profil dvou plochých šikmých panelů s ohybem vystupujícím dopředu, pod nimiž je svislý přední rámový panel. Přední část kabiny v oblasti spodního šikmého panelu je opatřena výztužným pásem pro snížení stupně poškození lokomotivy a poranění osádky lokomotivy od vážných zranění v případě srážky. Odolává zatížení 290 kN (30 tf), rovnoměrně rozloženém po šířce přední části [45] [23] .
Většinu plochy horního panelu zabírá obdélníkové čelní sklo kabiny řidiče, pod nímž jsou dva stěrače. Nad čelním sklem je do střechy integrován LED reflektor čtvercového tvaru s lichoběžníkovým lemováním. V úrovni mezi automatickou spojkou a spodkem čelního skla jsou ve spodní části nakloněného panelu umístěny dvojice horizontálních nárazníkových LED světel kulatého tvaru, zabudovaných do mírně vyčnívajícího obdélníkového pouzdra. Bílá zadní světla jsou umístěna na okrajích a červená zadní světla jsou blíže středu kokpitu, tedy opačně, než je umístění světel u GT1h-001. Zpočátku byla nárazníková světla pokryta obdélníkovým matným sklem, jako u dieselových lokomotiv TE8, ale později byla demontována. Mezi návěstidly je upevněn štítek s označením série a čísla lokomotivy s plynovou turbínou. Kabina je vybavena vodorovnými madly-schůdky umístěnými ve středu přímo nad a pod čelním sklem, uprostřed mezi deskou a ohybem čelního skla a pod deskou [26] [23] [45] .
Pod úrovní podlahy kabiny je plynule se zužující přední panel vertikálního rámu, pozvolna se zužující směrem dolů. Zespodu je k ní připevněn čistič stop, sloužící jako její pokračování a zároveň se směrem dolů zužující. Čistič kolejí slouží ke shazování cizích předmětů z cesty a je dimenzován na podélnou sílu minimálně 137 kN (14 tf) působící na její spodní okraj. Mírně nad přehlednější dráhou vyčnívá zpod předního panelu rámu automatická spojka a po jejích stranách jsou umístěny objímky pneumatických linek, na levé straně je uvolňovací páka, na kterou jsou přivařeny schůdky. stopa jasnější doprava. Čistič kolejí má zespodu tři šikmé hrany, na jejichž spodní straně je přišroubováno svislé hledí. Hledí má tři řady otvorů pro šrouby, což umožňuje nastavit jeho výšku nad úrovní hlav kolejnic v závislosti na opotřebení ráfků kol. Na čistič kolejí je možné instalovat kovové kartáče pro čištění stopy v oblasti průchodu skříní převodů jednotek kolo-motor [44] .
Po stranách kabiny strojvedoucího lokomotivy s plynovou turbínou jsou dvě boční okna, konstrukčně podobná elektrické lokomotivě 2ES6 - lichoběžníková pevná a obdélníková se sklem pohybujícím se vpřed, před nimiž jsou zpětná zrcátka. Pro vstup do lokomotivy za kabinou strojvedoucího v hlavní části skříně na každé straně slouží jednokřídlé dveře s oválným oknem, otevírané otočením dovnitř, podobně jako dveře sériových elektrických lokomotiv 2ES6. Aby byla zajištěna možnost zvedání z náspu nebo nízké plošiny, jsou na stranách dveří upevněna svislá madla, schůdek je přišroubován ke kanálu kanálu rámu a svislý žebřík je připevněn k tělu vozíku [ 26] .
Boční stěny hlavní části nástavby za kabinou tvoří rám z válcovaných a ohýbaných ocelových profilů opláštěných ocelovými plechy o tloušťce 3 mm. Ve srovnání s první lokomotivou mají stěny hladký povrch, zatímco posilovací sekce v oblasti kryogenní nádrže je nemá. Stěny hlavní části korby obou sekcí jsou vybaveny otevíracími poklopy pro přístup k zařízení zvenčí a také větracími mřížkami. V bočních stěnách trakční a silové části jsou vedle vstupních dveří na každé straně pod střechou zabudovány čtyři větrací mřížky velínu. Dále, ve stejné úrovni, jsou stěny sekce ohnuty se sklonem k samému konci sekce a tvoří vzduchový prostor pod střešními přívody vzduchu. Po většinu délky tohoto ohybu jsou na izolátorech po obou stranách položeny trojité elektrické přípojnice pro napájení sekce zesilovače. V posilovací části jsou boky přední a zadní části rovné až ke střeše. Ve všech strojovnách nejsou okna [43] [26] .
Koncové křížové stěny obou sekcí lokomotivy s plynovou turbínou a mezistěny posilovací sekce podél okrajů palivové nádrže jsou opláštěny hladkými ocelovými plechy. Uprostřed koncových stěn nad automatickými spojkami jsou křižovatky vybavené koncovými dveřmi, kovovými přechodovými plošinami a nehermetickými pryžovými balónkovými suflé po stranách a nahoře. Zadní pískoviště jsou umístěna po stranách křižovatky na venkovních stěnách. Na levé straně koncové stěny každé sekce, v úrovni mírně nad rámem lokomotivy, jsou vnější hnízda potrubí kryogenního palivového potrubí, směřující šikmo nahoru a propojené speciálním tepelně izolovaným potrubím U. -tvarovaný profil s ohebnými šikmými trubkami, jejichž vodorovná střední trubka je umístěna příčně nad křižovatkou. Na pravé straně pískovišť jsou zásuvky pro průsečíkové elektrické přípojky, kterými jsou sekce propojeny elektrickými kabely zavěšenými pod průsečíkovým přechodem nad automatickými spojkami [43] [26] .
Střecha plynové turbínové lokomotivy GT1h druhého typu má hranatý profil s vodorovnou střední částí a šikmými bočními sklony a tvoří ji samostatné modulové panely s příčně vystupujícími spoji. Část střešních panelů je odnímatelná pro možnost montáže a demontáže vnitřního vybavení lokomotivy při opravách. Přední část střechy nad kabinou řidiče a zádveří v obou sekcích mají podobný design. Rádiové antény jsou umístěny na střechách nad kabinami řidiče, přívody vzduchu klimatizačního a ventilačního systému kabiny jsou umístěny v bočních sklonech a poklopy předních pískovišť jsou umístěny nad vestibuly ve vodorovné části střechy. Ve vodorovné části střechy trakční a výkonové části je blok multicyklonových vzduchových filtrů a mřížka výfukového systému na výfukové plyny a pod svahy v prostoru hlavní strojovny v ohybu boku stěny jsou přívody vzduchu pro elektrárnu s plynovou turbínou. Zadní část střechy obou sekcí má rovněž podobnou konstrukci a slouží k umístění vysokonapěťových křížových přípojnic, které jdou po stranách trakční a silové části a jdou pod střechu posilovače [43] [46] .
Každý článek plynové turbínové lokomotivy GT1h-001 je založen na třech dvouosých motorových bezčelisťových bezotočných podvozcích s dvoustupňovým zavěšením kolébka-pružina, zděděných po elektrické lokomotivě VL15 [16] [39] . Konstrukčně jsou tyto podvozky unifikovány i s podvozky elektrických lokomotiv VL85 [6] . Podvozky se skládají z rámu, systému odpružení karoserie a ložiskové skříně, táhel, bloků kol-motorů a brzdového zařízení. Konstrukce středního podvozku se poněkud liší od systému odpružení krajní korby a souvisejících prvků, aby umožnily boční posuv podvozku při průjezdu zatáčkami, a zadní podvozek sekce se liší od předního podvozku přítomností ruční brzdy [47 ] .
Rám vozíku je jeho hlavním nosným prvkem a skládá se ze dvou podélných bočních nosníků a tří příčných nosníků skříňového průřezu - centrálního a dvou krajních nosníků, svařených do jedné ocelové plechové konstrukce. Bočnice rámu mají ve střední části podvozku mírné podhodnocení. K rámu jsou přivařeny držáky pro uchycení nápravových skříní, systému zavěšení nástavby, podvozků a trakčních motorů, tlumičů vibrací a brzdového systému, vyčnívající dolů a po stranách karoserie rámu podvozku z vnějšku i zevnitř [47] [39] .
Ve druhém stupni odpružení spočívá korba na rámu každého podvozku prostřednictvím čtyř pružných prvků, po dvou na každé straně, které slouží jak k přenosu vertikálního zatížení z korby na podvozek, tak k mírnému posunutí nebo naklonění korby. do strany s vytvořením elastické protipůsobící síly. U vnějších podvozků slouží jako podpěry kolébkové závěsy, mírně nakloněné vůči vertikále směrem ke středu skříně. Závěs kolébky je tyč se základnou kolébky ve spodní části a podložkou s podpěrnou pružinou v horní části. Těleso spočívá na spodní základně prostřednictvím vyvažovačů a kloubového mechanismu a přenáší sílu na tyč, která se pomocí horní podložky opírá o rám podvozku prostřednictvím pružiny umístěné kolem horní části tyče koaxiálně s ní . Vodorovné síly při pohybu těla do stran ve vzdálenosti do 30 mm od středové polohy jsou vnímány pouze kolébkovými závěsy, od 30 do 45 mm - závěsy spolu s pružinou, po které doraz pevně omezuje posuv [39] [ 48] . Koncové podvozky jsou dále vybaveny dvojčinnými teleskopickými pístovými hydraulickými tlumiči kmitů instalovanými mezi nimi a rámem skříně pod úhlem 45° pro snížení účinku plynové turbínové lokomotivy na trať ve vertikálním směru. U středních podvozků se místo šikmých kolébkových závěsů používají dlouhé svislé kyvné podpěry v podobě tyčí s pružinami, které se zespodu opírají o podvozky a slouží jako podpěra korby shora a umožňují při jízdě vozíku více do stran. projíždění zatáček než u kolébkových závěsů. Průhyb pružiny kolébkového závěsu při statickém zatížení 68,7 kN je 77 mm, tuhost pružiny kolébkového závěsu je 0,893 kN/mm, tuhost vodorovného dorazu je 1,8 kN/mm. Průhyb podpěry středního podvozku při statickém zatížení 63,7 kN je 114 mm, tuhost je 0,559 kN/mm [39] [48] .
V první fázi odpružení spočívá rám podvozku prostřednictvím osmi vinutých pružin na čtyřech listových pružinách (každá po dvou pružinách), které jsou jednotlivě zavěšeny ve středu prostřednictvím závěsu ke spodní části každé ze čtyř nápravových skříní. Listová pružina a pružiny zajišťují tlumení rázů a vertikálních kmitů od kol při pohybu lokomotivy s plynovou turbínou. Každá pružina se skládá z deseti listů o šířce 120 mm a tloušťce 16 mm, uspořádaných vodorovně nad sebou ve formě stylizovaných křídel - horní tři listy jsou stejně dlouhé a další se postupně zkracují. Každá pružina má 2,5 pracovních závitů a je vyrobena z ocelové tyče o průměru 42 mm. Průměr pružiny je 204 mm, tuhost pružiny je 2747 N/mm, ekvivalentní tuhost na kolo je 1015 N/mm, tuhost listové pružiny je 1246 N/mm, statická výchylka pružiny je 17 mm, statická výchylka pružiny je 68,5 mm [39] . Pro přenos sil z nápravové skříně na rám podvozku a jeho udržení ve svislé poloze slouží dvě vodítka – horní a spodní. Vodítka jsou připevněna k držákům rámu pomocí závěsu, přičemž ze strany okraje podvozku je vodítko umístěno nad úrovní nápravové skříně a je spojeno s krátkou konzolou a od středu podvozku je pod osou ložiskové skříně a je spojen s dlouhou konzolou [47] [39] .
Trakční a brzdné síly z podvozků do skříně jsou přenášeny pomocí mechanismu tří šikmých táhel probíhajících podélně pod střední částí lokomotivy. Tažný mechanismus podvozku je tvořen dvěma tyčemi a slouží k posunutí bodu uchycení šikmého článku s korbou zpod středu podvozku blíže k jeho okraji. Jedna z podvozkových tyčí má složitý tvar v podobě tlustě oplechovaného ostrého trojúhelníku, ke kterému na konci ostré části navazuje nakloněný oblouk. Základna trojúhelníku je připevněna ke konzolám centrálního nosníku podvozku ve dvou bodech podél jeho okrajů a poté se postupně zužuje, klesá v mírném sklonu dolů k bodu ohybu, který se nachází pod nápravou dvojkolí, po kterém se pokračování tahu stoupá pod úhlem 45° k vodorovné rovině, kde navazuje na další krátkou válcovou tyč podvozku připevněnou ke konzole koncového nosníku. V ohybu velkého podvozkového článku pod nápravou je k němu připevněn šikmý válcový článek pro spojení s rámem nástavby. Pro zajištění mobility jsou táhla navzájem a s rámem podvozku spojena pomocí kladek a závěsů. Ze strany těla je nakloněná tyč připevněna k nárazníkovému zařízení, které změkčuje škubání [48] .
Vozík má dva bloky kol s motorem. Kolo-motorová jednotka se skládá z nápravy, dvou nápravových skříní, dvou kol, dvou převodovek, trakčního motoru a jeho systému odpružení. Trakční elektromotory jsou umístěny uprostřed v prostoru mezi centrálním nosníkem podvozku a nápravou dvojkolí a mají nosné axiální odpružení, pevně spočívající na nápravě prostřednictvím nosných nálitků a axiálních ložisek motoru a elasticky - na centrální nosník přes gumové podložky a kovové vodítko. Motory jsou jednotlivě poháněny ke každé nápravě prostřednictvím dvou ozubených kol namontovaných na hřídeli motoru po obou jeho stranách, která pohánějí velká ozubená kola namontovaná na ose dvojkolí vedle pojezdových kol. Převodový poměr ozubeného soukolí je 88:23 = 3,826, vzdálenost mezi vnitřními konci ozubených kol je 1090 mm [6] . Pojezdová kolečka mají otvory ve tvaru slzy a jsou opatřena bandáží , která se na ně za horka přitiskne. Průměr kol s novými pneumatikami v okruhu běhounu je 1250 mm, vzdálenost mezi vnitřními konci pneumatik je 1440 mm, šířka pneumatiky je 140 mm, tloušťka nové pneumatiky je 90 mm [39] [47] .
Brzdový systém vozíku tvoří dva pneumatické brzdové válce upevněné na boku uprostřed na každé straně, pákový převod a jím poháněné brzdové čelisti. Táhlo zadního podvozku je kromě pneumatického brzdového válce vybaveno také pohonem ruční brzdy. Každé kolo je vybaveno dvěma brzdovými destičkami, které jej při brzdění stlačují z obou stran. Pákový převod se skládá z rotujících vyvažovačů, tyčí a vodorovných tyčí, které přenášejí sílu z válce na vnitřní a poté na vnější podložky. Průměr brzdového válce je 356 mm, maximální tlak ve válci je 372 kPa, montážní výkon tyče je od 70 do 85 mm, limit je 150 mm, přítlačná síla brzdových destiček jednoho páru kol je 164 kN, tlak brzdových destiček na pneumatiku je 975 kPa, převodový poměr - 1,43 [39] [47] .
Podvozky druhé lokomotivy s plynovou turbínouKaždý článek plynové turbínové lokomotivy GT1h-002 sériového typu se opírá o dva čtyřnápravové bezčelisťové motorové otočné podvozky s dvoustupňovým odpružením, konstrukčně unifikované s podvozky osminápravových dieselových lokomotiv Ljudinovského závodu TEM7. , řady TEM14 a TE8 [17] . Kloubové čtyřnápravové podvozky se skládají z mezirámu, systému pružinového odpružení karoserie, rejdového čepu a dvou dvounápravových podvozků, které se mohou otáčet vzhledem ke čtyřnápravovému mezirámu, jakož i systému kyvného odpružení mezirámu na nich a šikmé táhla spojující dvounápravové podvozky se společným čtyřnápravovým rámem [49] . Každý z dvounápravových podvozků má svařovanou litou konstrukci a skládá se z vlastního rámu, odpružení nápravové skříně, bloků kol-motorů a brzdového zařízení. Vzdálenost od středu čtyřnápravy ke středům dvounápravových podvozků, stejně jako rozvor mezi středy dvou sousedních náprav podvozku, je 2100 mm [50] [51] .
Mezirám má tvar H a skládá se ze dvou podélných bočních nosníků, které jsou ve středu vodorovné a na koncích skloněné s poklesem v horní části dolů, a příčného středového nosníku, v jehož středu je umístěn nízko posazený čep pro přenos horizontálních sil na tělo. Rám každého dvounápravového podvozku je jeho hlavním nosným prvkem a skládá se ze dvou podélných nosníků, které mají rovněž na koncích sklony horní části dolů, a tří příčných nosníků skříňového průřezu – středního a dvou spodních. , svařené do jediné konstrukce z ocelového plechu. Zespodu ke koncovým nosníkům dvouosých podvozků jsou upevněny bezpečnostní tyče, vyčnívající mírně dopředu. K mezirámu a rámům podvozků jsou přivařeny konzoly a jsou vyvrtány otvory pro uchycení kyvadlových závěsů, pružinového zavěšení stupňů karoserie a skříně nápravy, táhel, trakčních motorů a brzdového systému. K mezirámu podvozků plynové lokomotivy jsou v jeho šikmé části přivařeny také svislé žebříky: na předním podvozku obou sekcí pod vstupem do kabiny strojvedoucího na obou stranách a na zadním podvozku posilovací sekce pro obsluhu jeřábů. při tankování LNG jsou dva žebříky vlevo a jeden vpravo [52] [52] [ 51] .
Mezirám spočívá na rámech dvounápravových podvozků prostřednictvím čtyř na jeho okrajích procházejících kyvadlových závěsů (dva na každé straně). Kyvadlový závěs je příčně kyvná svislá tyč s horní a spodní opěrnou hlavou. Společný mezirám spočívá na spodní hlavě a okraje horní hlavy na rámu dvounápravového podvozku. Odpružení umožňuje vychýlení mezirámu od rámu dvounápravového podvozku s amplitudou 40 mm v příčném směru v každém směru, z toho v první polovině amplitudy se zavěšení volně kývá a v další je odpružený bočním dorazem, čímž vzniká vratná síla [53] [51] .
Ve druhém stupni odpružení spočívá nástavba na mezirámu každého z podvozků prostřednictvím čtyř podpěrných mechanismů pružinových kladek. Každá podpěra obsahuje dvě sady pružin, mezi nimiž a rámem nástavby je deska s válečkovými ložisky, umožňující čtyřnápravovému podvozku natáčet se vůči nástavbě v zatáčkách. Pružinové sady každé podpěry jsou instalovány diagonálně k podélnému směru ve tvaru /\. Jeden z nich je umístěn v hloubce blízko středové základny rámu nástavby v blízkosti podobné sady jiného páru a druhý je umístěn poblíž okraje rámu v určité vzdálenosti od středu. Každá sada pružin se skládá ze tří spirálových vinutých pružin se společným středem, které mají statickou výchylku 120 mm. Před a za každou vnější pružinovou sadou pod úhlem jsou instalovány dvojčinné teleskopické pístové hydraulické tlumiče vibrací, dva na pružinovou sadu, které slouží ke snížení účinku plynové turbínové lokomotivy na trať ve vertikálním směru a připojení válečku nosná deska k rámu podvozku [54] [55] . Pro tlumení vodorovných vibrací mezi dvounápravovými podvozky a rámem nástavby je instalován deskový tlumič skládající se z třecích spojek a čtyř ocelových lamel umístěných nad sebou, z nichž dvě jsou široké a mají trojúhelníkový tvar a jedna nad sebou. a pod nimi je úzký obdélníkový [56] . Také jsou nad dvounápravové podvozky mezi nimi a rámem nástavby instalovány dva pneumatické přídavné nakladače, které vlivem stlačeného vzduchu zvyšují zatížení přední části podvozku ve směru jízdy, což zlepšuje přilnavost kol k kolejnice při rozjezdu lokomotivy s plynovou turbínou, načež se při dosažení rychlosti 10 km/h automaticky odčerpá vzduch [57] [51] .
V první fázi odpružení spočívá rám každého dvounápravového podvozku na konzolách čtyř nápravových skříní prostřednictvím osmi sad pružin, po dvou pro každou nápravovou skříň, a má samostatné zavěšení pro každou nápravovou skříň dvojkolí. Každá ze čtyř nápravových skříní podvozku má dvě konzoly, z nichž jedna vyčnívá do strany zvenčí a dolů a do stran zevnitř. Každý držák je podepřen sadou pružin skládající se ze dvou zkroucených souosých válcových pružin se společným středem. Sady pružin mají stejnou délku, ale jsou umístěny v různých výškách, přičemž pružiny na straně středu dvounápravového podvozku jsou umístěny pod pružinou na straně jeho okraje. Statický průhyb pružin je 56 mm, ekvivalentní průhyb s přihlédnutím k tuhosti nosičů náprav je 44 mm. Pro přenos tažných a brzdných sil z nápravové skříně na rám podvozku a jeho udržení ve stabilní poloze slouží dvě vodítka – horní a spodní. Vodítka jsou prostřednictvím závěsu připevněna ke konzolám rámu podvozku vyčnívajícím směrem dolů, přičemž ze strany okraje podvozku je vodítko umístěno pod pružinovou sadou ve stejné úrovni jako nosná konzola podvozku pod osou nápravy. skříň, a ze středu podvozku - nad pružinou usazenou nad osou skříně nápravy [58] [55 ] .
Tažné a brzdné síly z dvounápravových podvozků na čtyřnápravový rám jsou přenášeny pomocí pákového mechanismu pro přenos tažné síly, umístěného mezi dvounápravovými podvozky pod středovým příčným nosníkem mezirámu čtyřnápravového podvozku. Tažný mechanismus každého dvounápravového podvozku tvoří dvě dvouramenná otočná ramena namontovaná na konzolách koncových nosníků dvounápravových podvozků v blízkosti jejich okraje, krátké podélné šikmé tyče je spojují se spodními litými konzolami centrálního nosníku. mezirámu a příčnou teleskopickou elastickou tyčí spojující otočná ramena ze dvou stran pro zajištění jejich synchronního otáčení při průjezdu zatáčkami a snížení zatížení rámů podvozků. Pro zajištění mobility jsou táhla spojena s rámem mezipodvozku a páky pomocí kuličkových ložisek a otočné páky s rámy dvounápravových podvozků jsou spojeny pomocí kladek. Krátké tyče jsou umístěny jak v mírném stoupání od dvouosého podvozku k mezilehlému rámu, tak v mírném úhlu diagonálně k podélnému směru: na straně jednoho z podvozků se vzdálenost mezi tyčemi sbíhá a na straně druhé straně se odchyluje od dvouosého podvozku k mezirámu. Pružný příčný článek je vybaven pružinou o tuhosti 200 kg/mm, předepjatou silou 30 kN (3 tf) a se zdvihem 16 mm v tahu a tlaku [59] [51] .
Dvounápravový podvozek má dva bloky kol a motorů. Jednotka kolo-motor se skládá z nápravy, dvou nápravových skříní, dvou kol, jednoho ozubeného kola, trakčního motoru a jeho systému odpružení. Trakční elektromotory jsou umístěny v prostoru mezi středovým nosníkem podvozku a jsou mírně přesazeny k pravé straně dvojkolí vzhledem k blízké hraně podvozku. Motory mají podpěrné axiální zavěšení, pevně uložené na nápravě prostřednictvím nosných výstupků a axiálních ložisek motoru a pružně na centrálním nosníku dvounápravového podvozku prostřednictvím sady pružin. Pohon od motorů je prováděn jednotlivě na každé nápravě přes ozubená kola převodovky namontovaná na hřídeli motoru a nápravu dvojice kol vpravo od motoru mezi ní a pojezdové kolo. Pojezdová kola jsou pevná a opatřena bandáží , která se na ně za horka přitisknou. Průměr kol s novými běhouny v dezénu je 1050 mm, vzdálenost mezi vnitřními konci pneumatik je 1440 mm [60] [61] .
Brzdový systém každého dvounápravového podvozku tvoří dva pneumatické brzdové válce, pákový převod a jím poháněné brzdové čelisti. U předního dvounápravového podvozku pod kabinou strojvedoucího je pákový převod kromě pneumatického brzdového válce vybaven také pohonem ruční brzdy, který se skládá z vyvažovače a vlastního spojovacího systému blíže středu podvozku. Každé kolo je vybaveno dvěma brzdovými destičkami, které jej při brzdění stlačují z obou stran. Brzdové válce jsou upevněny k boku rámu dvounápravového podvozku na obou stranách pod úhlem blíže k okraji běžného čtyřnápravového podvozku. Vazba se skládá z otočných pák a závěsů a tyčí ve formě tyčí a oblouků. Při brzdění stlačený vzduch v brzdovém válci pohybuje pístem naklápěcí tyče, přičemž stlačuje pružinu uvnitř válce, čímž se píst vrací zpět do rozpojeného stavu v nepřítomnosti vzduchu ve válci. Při brzdění otáčí táhlo krajní pákou, která přenáší sílu na sdružené páky a ty posunou dvě obloukovité podélné táhla spojené ve středu přímou táhlem a páky otočené těmito táhly stlačují brzdové destičky [62] .
Kabina strojvedoucího je umístěna v hlavové části každého úseku lokomotivy s plynovou turbínou a je určena pro řízení lokomotivní osádky dvou osob. Pracoviště řidiče je umístěno na pravé straně kabiny, sedadlo asistenta řidiče je na levé straně. Kabina první lokomotivy s plynovou turbínou je svým uspořádáním, výzdobou a ovládacím panelem sjednocena s kabinou dieselových lokomotiv řady 2TE25K a 2TE25A [9] , kabina druhé lokomotivy s plynovou turbínou je s kabinou 2ES6 elektrické lokomotivy , s výjimkou části přístrojů ústředny [23] .
Před kabinou je na třech podstavcích ovládací panel, před nímž jsou židle pro řidiče a asistenta a před nimi pod konzolou šikmé panely pro jejich nohy. Židle mají měkké černé kožené čalounění, nastavitelnou výšku sedáku a opěradla a také područky. V lokomotivě s plynovou turbínou druhého typu jsou sedadla vybavena opěrkami hlavy oddělenými od zad. V zadní stěně kabiny uprostřed jsou vstupní dveře, ke kterým je připevněna přídavná sklopná sedačka pro instruktora řidiče. Po jeho stranách jsou umístěny skříně na oblečení, úložiště signálního příslušenství a osobních ochranných prostředků a umístění některých zařízení [37] . U plynové turbínové lokomotivy druhého typu je v zadní levé stěně kabiny za sedadlem pomocníka strojvedoucího zabudována lednička pro uchovávání potravin a mikrovlnná trouba pro jejich ohřev [37] [63] , u plynové turbínové lokomotivy č. první typ, chladnička je zabudována do střední skříňky ovládacího panelu [63] [15] .
Stěny a strop kabiny jsou vyrobeny z plastových panelů. U první lokomotivy s plynovou turbínou jsou stěny a strop mléčně bílé, podlaha tmavě šedá, ovládací panel šedý [15] [63] . U druhé lokomotivy s plynovou turbínou jsou přední stěna a strop bílé, zatímco ostatní stěny a ovládací panel jsou v kombinaci světle béžové a okrové a podlaha je šedá se světlými tečkami ve skvrně, jako kabiny elektrického 2ES6. lokomotivy [63] . Čelní skla kabiny jsou vybavena stěrači s ostřikovačem a zabudovaným elektrickým vyhříváním. Aby nedocházelo k oslňování posádky lokomotivy na ostrém slunci, jsou nad předními a bočními okny instalovány dolů klesající sluneční rolety. Zadní pár bočních oken je vybaven posuvnými průduchy - pro první lokomotivu s plynovou turbínou se pohybují dolů a pro druhou - dopředu. Boční okna se spodním otevíráním jsou opatřena parapety [63] [15] .
Kabina je vybavena elektrickým systémem vytápění a systémem ohřevu vzduchu, klimatizace a větrání s rozvodem přiváděného vzduchu na čelní sklo a boční okna a k nohám osádky lokomotivy [64] [37] . Lokomotiva s plynovou turbínou druhého typu má navíc elektrická topidla pod bočními okny [37] .
Kabina je vybavena zabezpečovacím systémem včetně komplexního zabezpečovacího zařízení lokomotivy KLUB-U na první nebo BLOK na druhé lokomotivě s plynovou turbínou, telemechanickým systémem řízení bdělosti strojvedoucího TSKBM , kamerovým systémem a systémem požární signalizace [ 3] [37] .
Ovládací panel plynové turbínové lokomotivy prvního typuOvládací panel plynové turbínové lokomotivy prvního typu je designově sjednocen s ovládacími panely dieselových lokomotiv řady TE25 a je stolní umístěn na třech podstavcích: levém, středním a pravém. Levá a pravá skříňka jsou úzké, zatímco prostřední je široká a vyčnívá dopředu blíže k židlím. V levém a středním podstavci je umístěna elektrická výzbroj, v pravém jsou umístěny prvky pneumatického systému. Na přední straně středního podstavce je nahoře panel s elektrickými strojky a pod ním prostor pro umístění lednice [15] .
Stolová deska konzole má kovový rám a je z vnější strany opláštěná plastovými panely, na kterých jsou umístěna monitorovací zařízení a ovládací prvky. Skládá se ze dvou zón - horizontální ploché a šikmé, tvořené několika panely umístěnými pod úhlem vůči sobě. Horizontální zóna obsahuje hlavní přístroje a tlačítka pro ovládání lokomotivy s plynovou turbínou a šikmá zóna obsahuje zařízení pro sledování stavu jejích systémů a některé výhybky. Vodorovná část má naproti pracovištím řidiče a asistenta výřezy lichoběžníkového tvaru pro možnost uspořádání ovládacích prvků po stranách v jejich těsné blízkosti. Panely konzoly jsou hladké a nemají prohlubně, švy ani zlomy, což usnadňuje jejich čištění a zvyšuje pohodlí posádky lokomotivy [64] [15] .
V pracovní oblasti řidiče jsou na pravé straně umístěny všechny hlavní ovládací prvky a zařízení pro sledování informací. Na vodorovném stolku před řidičem je vlevo rukojeť ovladače pro nastavení rychlosti pohybu, dvě tlačítka vzad "Vpřed" a "Zpět" a vlevo od ní maska pro klíč a dvě tlačítka pro spouštění a zastavování motoru s plynovou turbínou před ním. Vpravo na stole před řidičem jsou tlačítka pro odbrzdění, zapnutí tajfonu a píšťalky, podávání písku a červené tlačítko nouzového brzdění. Uprostřed je prázdná plocha s držákem pro trasu a nákladní listy. Vpravo nad pravým podstavcem jsou v malých prohlubních umístěny dva pneumatické brzdové ventily s otočnými rukojeťmi - hlavní vlakový brzdový ventil č. 395 a pomocný brzdový ventil lokomotivy č. 215, otočný ve vodorovné rovině. Na spodním konci desky stolu pod ovladačem je tlačítko pro ovládání bdělosti řidiče a vpravo pod deskou stolu jsou dvě elektrické zásuvky [65] [64] .
Horní šikmá část ovládacího panelu před řidičem je rozdělena na tři panely - dva rohové panely po stranách a jeden středový panel. Na levém panelu jsou přepínače a přepínače topení, ventilace, ostřikovačů čelního skla a osvětlení. Na středovém panelu je vlevo displej zabezpečovacího systému KLUB-U s vestavěným rychloměrem, zobrazovací jednotkou návěstidla lokomotivy a ovládacími tlačítky a vpravo multifunkční displej palubního počítač řídicího a diagnostického systému lokomotivy s plynovou turbínou. Na pravém panelu jsou vodorovně umístěny tři tlakoměry pneumatického systému pro ovládání tlaku vzduchu v brzdových válcích, vyrovnávací nádrži a v brzdovém a tlakovém pneumatickém potrubí. Vlevo na šikmém panelu mezi pracovišti řidiče a asistenta je instalována radiostanice [65] [64] .
V pracovní oblasti asistenta řidiče na vodorovné desce před ním je pomocný monitor systému video dohledu a radiostanice vlevo a vpravo od něj na nakloněném panelu dálkového ovládání jsou zde tlačítka pro zapnutí tajfonu a píšťalky, rychloměr systému KLUB-U, registrační kazetová zásuvka, páčkové spínače pro zapínání osvětlení a zobrazovací jednotka ostřikovače a signalizace lokomotivy. Na konci desky stolu vlevo je stejně jako u řidiče tlačítko ovládání bdělosti [65] [64] .
Ovládací panel plynové turbínové lokomotivy druhého typuOvládací panel plynové turbínové lokomotivy druhého typu vznikl na základě ovládacího panelu elektrických lokomotiv 2ES6, avšak s menším počtem monitorů a částečně s dalšími ovládacími zařízeními, a je stolní deskou umístěnou na třech podstavcích: vlevo , uprostřed a vpravo. Ve srovnání s plynovou turbínou prvního typu jsou všechny tři patníky úzké a vyčnívají přibližně stejně daleko [66] .
Stolová deska konzole má kovový rám a je z vnější strany opláštěná plastovými panely, na kterých jsou umístěna monitorovací zařízení a ovládací prvky. Ovládací panel, stejně jako u lokomotivy prvního typu, se skládá ze dvou zón - vodorovné ploché a šikmé, které tvoří několik panelů umístěných pod úhlem vůči sobě. Horizontální zóna obsahuje hlavní přístroje a tlačítka pro ovládání lokomotivy s plynovou turbínou a šikmá zóna obsahuje zařízení pro sledování stavu lokomotivních soustav a některé výhybky. Výřezy naproti pracovištím řidiče a asistenta mají hladký obloukový tvar a jsou na koncích opatřeny lemováním a v jejich rozích jsou instalována oblouková madla. Ve srovnání s ovládacím panelem plynové turbínové lokomotivy prvního typu mají u plynové turbínové lokomotivy druhého typu části ovládacího panelu pro strojvedoucího a pomocníka stejnou velikost a tvar a šikmé panely mají menší ohýbat, nemají ostré rohy a jsou blízko oblouku ve tvaru celkové konstrukce. Po okrajích pracovišť a mezi nimi je v nakloněné části konzoly instalován směrem dolů rozšiřující se trojúhelníkový panel a ve vodorovném středu konzoly na něj navazující lichoběžníkový panel [66] .
V pracovní oblasti řidiče jsou na pravé straně umístěny všechny hlavní ovládací prvky a zařízení pro sledování informací. Na vodorovné části ovládacího panelu před řidičem je vlevo rukojeť ovladače pro nastavení rychlosti, vlevo od ní je přepínač zpátečky a maska pro klíček a vpravo přepínač přebíjení . Vpravo na stolku před řidičem je kompaktní rukojeť černého dálkového brzdového ventilu č. 130, otočeného tam a zpět ve svislé rovině, po jehož stranách jsou tlačítka pro uvolnění brzd, zapnutí tajfon a píšťalka, přívod písku, tlačítko pro ovládání bdělosti řidiče a tlačítko nouzového brzdění. Vpravo nad pravým podstavcem je na malém vyvýšení umístěn pneumatický jeřáb pomocné lokomotivní brzdy č. 215, který se otáčí ve vodorovné rovině. Uprostřed je klávesnice a stolek s držákem na nákladní listy a jiné dokumenty [67] [66] .
V horní nakloněné části konzoly řidiče je vlevo ovládací panel elektrocentrály, na kterém jsou nahoře umístěna tlačítka chlazení a rolování a přepínač start/stop motoru plynové turbíny, a generátor vypínač buzení, přepínač zapnutí a vypnutí pomocných systémů a vypínač dobíjení trakční baterie při volnoběhu jsou umístěny dole. Ve střední části vlevo je displej palubního počítače řídicího a diagnostického systému lokomotivy s plynovou turbínou, vpravo displej zabezpečovacího a poplašného systému BLOCK a mezi nimi blok pro indikaci signály lokomotivního poplachu. Vpravo je panel se třemi pneumatickými tlakoměry, z nichž dva jsou umístěny nahoře a jeden uprostřed dole, slouží k ovládání tlaku vzduchu v brzdových válcích, vyrovnávací nádrži a v brzdovém a tlakovém potrubí [ 66] .
V pracovním prostoru asistenta řidiče na vodorovné desce před ním vlevo je tlačítkový panel s páčkovými spínači a spínači pro systém vytápění a ventilace kabiny a vyhřívání zpětných zrcátek, typhon a tlačítka píšťalky a tlačítko ovládání bdělosti. Uprostřed je prázdná plocha s držákem pro trasu a nákladní listy. Vpravo je radiostanice se sluchátkem a řadou přepínačů. Na šikmém panelu vlevo je ústředna požární signalizace, uprostřed jednotka indikace poplachu lokomotivy a multifunkční displej palubního počítače, vpravo zásuvka registrační kazety [66] .
Na vodorovném úzkém panelu mezi pracovišti řidiče a asistenta je instalována radiostanice strojvedoucího, dále páčkové spínače a spínače systémů topení, ostřikovačů a osvětlení [66] .
StrojovnyVětšinu vnitřního prostoru lokomotiv s plynovou turbínou zabírají strojovny umístěné v hlavní části skříně za kabinou strojvedoucího a rozdělené přepážkami do několika zón. Stěny uvnitř strojoven první lokomotivy s plynovou turbínou jsou natřeny šedou barvou [68] , stěny druhé lokomotivy s plynovou turbínou jsou natřeny světle zelenou barvou [37] . Prostory jsou vybaveny světelnými lampami, video monitorovacími systémy, automatickými hasicími čidly a senzory kontroly úniku plynu a automatickými ventilačními systémy v blízkosti plynových zařízení [3] [37] .
V trakční a výkonové části se přímo za kabinou strojvedoucího nachází zádveří se vstupními dveřmi, za kterými je kombinovaná místnost kování. Na zadní vnější stěně řídící kabiny ve vestibulu jsou umístěna různá zařízení, včetně zařízení pro zpracování informací, modulu brzdového zařízení a bloků systému dálkového distribuovaného řízení brzd vlaků, bloků integrovaného komplexu bezpečné lokomotivy (BLOC) pro lokomotiva s plynovou turbínou druhého typu, bloky radiostanic, prvky požární signalizace a automatické hašení. Uprostřed stěny jsou vstupní dveře do kabiny. U plynové turbínové lokomotivy druhého typu je před stěnou kabiny strojvedoucího vlevo umístěna záchodová místnost s přenosnou suchou skříní, vybavená zásuvkou a elektrickým přímotopem [37] .
Za vestibulem ve výstrojní místnosti jsou umístěny trakční měniče s vnějším chladicím systémem, regulátory proudu, pomocné měniče, skříň kování a další elektrická výzbroj, jejíž část je umístěna ve speciální vysokonapěťové komoře [15] [37] . Průjezd ve velínu u lokomotiv s plynovou turbínou obou typů je organizován podél pravoboku [4] [33] .
U plynové turbínové lokomotivy prvního typu je před železářstvím, přímo za vestibulem uprostřed a poblíž levé strany, umístěna vysokonapěťová komora [4] , oddělená průsvitnými stěnami svislých a vodorovných kolejnic. [15] . Vysokonapěťová komora má holé elektrické kontakty, proto v ní za provozu lokomotivy nesmí být lidé, proto jsou vstupní dveře do ní vybaveny blokovacím zařízením a odpojovačem, který odpojí napájení. elektrické obvody při otevření dveří [15] . Za ním, uprostřed u zadní přepážky, je umístěn hlavní motor-ventilátor centrálního přívodu vzduchu [36] v podobě svislé válcové ozubnice [69] .
U plynové turbínové lokomotivy druhého typu je přímo za vestibulem uprostřed skříň kování, za ní je vpravo sloupek ruční brzdy a uprostřed hlavní ventilátor motoru a vysokonapěťová komora umístěná v zadní části [33] a jedná se o velkou modulární skříň rámového typu s pevnými stěnami [70] . Část elektrovýzbroje je umístěna i mimo komoru vysokého napětí ve skříních podél stěn [4] [33] . Pod střechou jsou dva bunkry předních pískovišť, nakládané přes střešní poklopy [41] [37] (u plynové turbínové lokomotivy druhého typu jsou umístěny nad dveřmi vestibulu [37] ) a ventilátor pro odsávání prachu z multicyklonové filtry ventilátoru CVS [16] [37] .
Za řídící místností, za přepážkou s dveřmi blízko pravoboku, je hlavní strojovna. Jsou v něm instalovány generátory a za nimi je elektrárna s plynovou turbínou s komorami vstupního a výstupního vzduchu a výměníky tepla. V zadní části strojovny je na pravé straně umístěn kompresorový modul, který se skládá ze dvou nad sebou umístěných šroubových kompresorů a na levé straně je umístěn zásobník plynu a další zařízení na úpravu plynů [36] [ 37] . Dále v zadní části strojovny je elektrické zařízení řídicího systému plynového zařízení včetně napájecího zdroje, měniče a ovladače výdejního stojanu. Pod zadní částí střechy jsou zevnitř upevněny prvky hasicího zařízení a regál pneumatického systému [37] . Lokomotiva s plynovou turbínou prvního typu má také ruční brzdu v zadní části oddílu [39] .
V posilovací sekci přímo za řídicí kabinou je vestibul a s ním kombinovaná místnost pomocného vybavení [37] [4] . V přední části vestibulu, stejně jako u trakční a silové části, uprostřed přepážky jsou vstupní dveře do řídící kabiny, vlevo od ní je umístěna také plynová lokomotiva druhého typu. vybavena toaletou [37] . Hardwarová místnost obsahuje hardwarovou skříň a statické měniče. Rovněž v zadní části místnosti u lokomotivy s plynovou turbínou prvního typu je uprostřed instalován hlavní motorový ventilátor centrálního přívodu vzduchu, podobně jako ventilátor trakční sekce a slouží k chlazení trakčních motorů a pomocných zařízení [ 16] [36] . U plynové turbínové lokomotivy druhého typu tento ventilátor v železářství posilové sekce chybí, místo toho jsou dva ventilátory umístěny ve skříni mezi podvozky [37] . Také v této místnosti má sloupek ruční brzdy [37] . Pod střechou jsou dva bunkry předních pískovišť [41] [37] .
Ve střední části posilovací sekce pro lokomotivy s plynovou turbínou je téměř v celé její šířce umístěna kryogenní palivová nádrž založená na zařízení pro měření hmotnosti a oddělená od přední a zadní části sekce pevnými přepážkami bez průchodu [ 5] [37] . U turbínové lokomotivy prvního typu je umístěna uvnitř skříně [5] , u plynové turbínové lokomotivy druhého typu na otevřeném rámu [37] . Po okrajích rámu lokomotivy s plynovou turbínou druhého typu, na straně palivové nádrže, jsou umístěny schránky palubních baterií, filtrační bloky pro ventilační a chladicí systém trakčních motorů a vzduchové kanály vedoucí do krabice s ventilátory [37] .
V zadní části posilovací sekce je koncový prostor, v jehož zadní koncové stěně jsou uprostřed dvířka pro přechod křižovatky do trakční silové sekce [68] [33] . U plynové turbínové lokomotivy prvního typu jsou po levé straně sekce umístěny skříně s elektrickou výzbrojí a po pravoboku je na straně nádrže kryogenní čerpadlo a na straně konce trakční baterie. stěna (před přestavbou byl na jejím místě dieselagregát s chladicím systémem, který zabíral polovinu šířky sekce [ 68] [4] . Průjezd s kovovou podlahou podél zadní místnosti první lokomotivy s plynovou turbínou je posunut na levoboku [68] .U lokomotivy s plynovou turbínou druhého typu je zadní oddíl rozdělen na dvě části - oddíl kryogenního čerpadla a zařízení na úpravu plynu podél levoboku a oddíl elektrického zařízení podél pravoboku. , ve kterém je umístěn také hasicí systém a stojan pneumatického systému sekce [37] .
Palivovou soustavu lokomotiv s plynovou turbínou GT1 na posilovací sekci tvoří kryogenní nádrž na zkapalněný zemní plyn (LNG), vysokotlaké pístové kryogenní čerpadlo a potrubí a na trakční silové části se skládá z potrubí, výměníků, a směšovač, přijímač a výdejník plynu. Z posilovací sekce je LNG čerpán čerpadlem speciálními ohebnými průsečíkovými potrubími do trakce a výkonu [4] , kde prochází přes výměníky tepla palivo-olej a palivo-plyn, čímž se zahřívá a zplyňuje, načež vstupuje do přijímač ve formě nádrže o objemu 2 m³, která slouží ke kompenzaci objemové expanze plynu v důsledku ohřevu a z něj pak přes výdejník plynu a uzavírací ventil vstupuje do trysek spalovací komory motoru s plynovou turbínou [71] [72] .
Palivová nádrž ve formě kryogenní nádrže je umístěna uprostřed posilovací sekce lokomotivy s plynovou turbínou a je určena k plnění 17 tun LNG [73] na lokomotivě s plynovou turbínou prvního typu a 20 tun na motorové lokomotivě. plynová turbínová lokomotiva druhého typu [20] . Zkapalněný plyn se skladuje při teplotě pod -161 °C s pracovním tlakem 4,5 atmosféry a maximální povolený tlak je do 6 atmosfér [74] . Pro doplňování paliva do palivové nádrže jsou na její boční straně namontovány speciální ventily a adaptéry pro plnicí hadice, které jsou uzavřeny odnímatelným krytem boční stěny pro lokomotivu s plynovou turbínou prvního typu a jsou umístěny na pravoboku sekce [74] [73] , a u lokomotivy s plynovou turbínou druhého typu jsou umístěny na levé straně sekce na volném prostranství směrem dozadu [75] .
Palivový systém první lokomotivy s plynovou turbínou měl zpočátku dvě sekvenční odstředivá čerpadla na pomocné a trakční energetické sekci a kapalinové řízení dodávky paliva, analogicky s palivovým systémem experimentálního letounu Tu-155 . V tomto schématu byl dávkovač paliva instalován v potrubí kapaliny bezprostředně za čerpadlem a chyběl přijímač plynu. Krátce po zahájení zkušebního provozu v takovém schématu dodávky paliva však bylo odhaleno zpoždění procesu zplyňování ve výměnících tepla, kvůli kterému motor pracoval nestabilně a někdy se dostal mimo fázi s rychlostí dodávky paliva, pokud jde o otáčky a výkon, což vedlo k jeho nedostatku nebo přebytku výkonu v poměru k požadovanému a mělo za následek nadměrnou spotřebu paliva. Tento problém se dříve neprojevoval u letounů Tu-155 provozovaných na LNG nebo plynových turbínových elektrárnách, protože motor na nich pracoval většinu času v režimu jmenovitého výkonu a spotřeba paliva byla přibližně stejná, zatímco na lokomotiva díky neustálému zrychlování a zpomalování pracovala motor s plynovou turbínou ve variabilních režimech, což vyžadovalo mnohem přesnější a rychlejší řízení dodávky paliva [72] [42] .
Dalšími nevýhodami původního systému byla nutnost dlouhého ochlazování systému před spuštěním a výskyt pevné frakce oxidu uhličitého a dalších nečistot v něm z důvodu velké délky potrubí a nutnosti vysypávání některých zplynovaný metan do atmosféry. Při pohybu LNG v potrubích a armaturách byl zaznamenán pokles statického tlaku pod tlak nasycených par metanu, došlo ke zplynování metanu a koncentrace oxidu uhličitého překročila mez rozpustnosti při současné teplotě. V důsledku toho se oxid uhličitý, který má vyšší teplotu přechodu do pevného skupenství než metan do kapalného skupenství, vysrážel ve formě suchého ledu jak v armaturách, tak při návratu zemního plynu do polštáře nádrže ve „studených“ potrubích, které vedlo k mnohočetným poruchám – kavitaci čerpadel a/nebo tvorbě zátek, po které následovalo zahřátí a restartování systému po dobu jedné a půl až dvou hodin [42] .
V roce 2010 byl na první lokomotivě s plynovou turbínou radikálně modernizován palivový systém: místo odstředivého čerpadla bylo instalováno vysokotlaké pístové čerpadlo , místo výdejního stojanu kapalného paliva byl instalován výdejní stojan přímo před plynovou turbínu. motor, pro přivádění plynné frakce z palivové nádrže do přijímače trakčního úseku byly použity průsečíkové spoje a také se zkrátila délka potrubí a minimalizovalo se množství ochlazovaného zařízení. Současně se objevily dvě regulační smyčky přívodu paliva - v primárním byl přívod LNG do přijímače regulován tlakem v něm změnou rychlosti čerpadla a v sekundárním výdejním stojanu byl přívod plynu z přijímače regulované přímo na motor. Takový systém umožnil jednak akumulovat zplyněný metan v jímači pro motor s plynovou turbínou namísto jeho vypouštění do atmosféry, jednak vyloučit zvýšení koncentrace nečistot, jednak odstranit výměníky tepla z regulační smyčky přívodu paliva. motoru, odstranění problémů s rychlostí regulátoru a stabilitou systému dodávky plynu s provozním režimem plynové turbíny. Při vývoji nového palivového systému byly instalovány další ventily a byly vyvinuty nové řídicí algoritmy pro automatický provoz [71] [72] [42] .
Na druhé lokomotivě s plynovou turbínou, s přihlédnutím k výsledkům provozu první, byla použita podobná verze palivového systému, která měla řadu rozdílů. Kromě otevřeného umístění společné kryogenní nádrže a části plynového zařízení byla mezi hlavní nádrž a palivové čerpadlo zavedena vyrovnávací kryogenní nádrž. Místo dvou ohebných průnikových hadic pro plynné a kapalné frakce bylo použito jedno společné potrubí tří ohebných trubek s profilem ve tvaru U vpředu a ve tvaru /\ na straně. Nové potrubí je vybaveno axiálními elastickými tyčemi, které zajistily pružnost potrubí pouze díky ohybu každého prvku, protože prakticky neovlivňuje životnost vlnitých potrubí. V tomto systému plynná frakce LNG vstupuje pod tlakem přes ventil a mísí se s kapalinou dodávanou čerpadlem, načež se po průchodu průsečíkovým potrubím oddělí již v trakční a výkonové části a vstupuje do přijímače ventil [42] .
Oba typy lokomotiv s plynovou turbínou začaly využívat kryogenní pístové čerpadlo Delta N80 vyráběné švýcarskou firmou Fives Cryomec [20] , které má maximální kapacitu 80 litrů LNG za minutu. Oproti odstředivému čerpadlu, které se původně používalo na první lokomotivě s plynovou turbínou, potřebovalo pístové čerpadlo mnohem méně času na vychladnutí a mohlo snadněji dávkovat zásobu paliva, ale zároveň bylo méně produktivní. Při provozu lokomotiv s plynovou turbínou se ukázalo, že pro zajištění provozu plynové turbíny v režimu maximálního výkonu musí čerpadlo pracovat v režimu omezení, což vede k jeho rychlému opotřebení. Navíc bylo zjištěno, že neustálá zrychlení a vibrace při provozu lokomotivy negativně ovlivňují chod čerpadla, které bylo původně určeno pro provoz ve stacionárních prostorách a bylo zvoleno pro instalaci na lokomotivu s plynovou turbínou jako jedno z mála vhodných možnosti [76] . V tomto ohledu ruská společnost PskovTehGaz vyvinula v roce 2016 účinnější a nenáročné kryogenní třípístové čerpadlo ANM-XA-100.5, které bylo záhy instalováno na první lokomotivu s plynovou turbínou, která nahradila tu švýcarskou [77] . V provozu se toto čerpadlo ukázalo jako úspěšnější, v důsledku čehož se začalo uvažovat o jeho instalaci místo švýcarského na druhou plynovou lokomotivu [76] .
Výměníky tepla slouží k ohřevu a zplyňování LNG a chlazení energetických strojů. Při provozu motoru s plynovou turbínou prochází LNG nejprve výměníky tepla palivo-olej, čímž se ochlazuje olej používaný k chlazení plynové turbíny a generátoru, a poté výměníkem tepla palivo-plyn ve výfukovém potrubí, kde je hlavně vyhřívaný a zplynovaný výfukovými plyny. Před spuštěním motoru s plynovou turbínou však tento zdroj tepla chybí a není potřeba chlazení oleje, proto je před spuštěním motoru palivo přiváděno přes škrticí ventil přímo do směšovače a obchází výměníky tepla. Pro primární ohřev paliva ve směšovači a zamezení vnikání kapalné frakce do jímače je použit topný flexibilní kabel o výkonu 2,7 kW napájený z baterie. Vyhřívání míchačky se zapíná při přípravě ke startu a vypíná se po nastartování motoru s plynovou turbínou. Když je plyn dodáván do spalovací komory motoru, škrticí ventil směšovače se uzavře a veškerý LNG prochází přes výměníky tepla palivo-olej. Až do konce spouštění plynové turbíny je zplyněný metan přicházející z hlavního tepelného výměníku palivo-plyn do jímače dodatečně ohříván ve směšovači. Mezi výstupem z výměníků paliva a oleje a vstupem do výměníku paliva palivový plyn je instalován ventil K13, který zabraňuje zamrznutí oleje při předplnění jímače a otevírá se při startu před napuštěním paliva. dodávané do motoru. Zpočátku starty se „zamrzlým“ výměníkem tepla motorového oleje způsobily zvýšení teploty motorového oleje na nebezpečnou úroveň. Tento jev nebyl pozorován v olejovém výměníku tepla generátoru, protože olej jím byl čerpán ještě před startem [71] [72] .
Příprava ke spuštění začíná otevřením škrtící klapky před směšovačem a dodáním plynu z kryogenního polštáře nádrže do přijímače přes ventily K8 a KCD. Současně s otevřením ventilu K3 se kryogenní čerpadlo začne ochlazovat. Po vyrovnání tlaku v kryogenní nádrži a přijímači (0,35 - 0,45 MPa ) se K14 otevře a kryogenní čerpadlo se uvede na minimální rychlost. Po dosažení tlaku v přijímači 1,2 MPa se čerpadlo zastaví, K14 se uzavře a zapne se startér motoru. Když se rotory motoru roztáčí startérem, tlak v přijímači se stále zvyšuje v důsledku zplyňování metanu v mixéru. Pět sekund před dodáním paliva do spalovací komory motoru se čerpadlo opět zapne na minimální otáčky. Pro rychlé naplnění zásobníku během zvýšení spotřeby paliva při startu motoru zůstává ventil K14 uzavřený. Současně se zapnutím čerpadla se otevřou K13 a K15 a škrticí ventil se zavře o pět sekund později - když je do motoru dodáváno palivo. Po dosažení tlaku v přijímači 1,6 MPa se K14 otevře a uvede se do činnosti regulátor tlaku v přijímači. Proces spouštění od ochlazení čerpadla, naplnění přijímače až po přechod do klidového režimu nepřesáhne 8 minut [71] [72] .
Pro omezení maximální teploty plynu podle provozních podmínek výdejního stojanu je paralelně s výměníkem paliva palivo-plyn a ventilem K13 instalován ventil K15 se škrticí klapkou. Ventil K15 je otevřen v nízkých režimech, kdy teplota plynu za tepelným výměníkem palivo-plyn bez obtoku může překročit 120ºС - maximum přípustné pro výdejní stojan. Aby se zabránilo zamrznutí oleje v tepelném výměníku palivo-olej, při startování se K15 otevře současně s K13. Vzhledem k tomu, že přípustný minimální průtok čerpadla je větší než požadovaný průtok motoru v režimu naprázdno, byl z výstupu čerpadla do kryogenní nádrže proveden obtok přes ventil K14 a škrticí klapku. V klidovém a nízkém režimu je K14 otevřená. Když generátor dosáhne výkonu 2500 kW, ventily K14 a K15 se uzavřou [71] [72] .
Tlak v přijímači je udržován změnou rychlosti otáčení kryopumpy. Pro optimální otevření výdejního stojanu se plynule zvyšuje nastavení regulátoru z 1,6 MPa při volnoběhu na 3 MPa při maximálním výkonu. Vzhledem k tomu, že regulace průtoku zohledňuje změnu tlaku a teploty plynu před výdejním stojanem, nejsou kladeny žádné striktní požadavky na regulátor tlaku v přijímači, jako u původního systému. Kolísání tlaku v přijímači nemá vliv na činnost řídicího systému motoru. Před zastavením, kdy se motor chladí na volnoběh, se kryopumpa uvede na minimální otáčky. V tomto případě se tlak v přijímači sníží na 0,5 - 0,8 MPa. Takový vypínací algoritmus minimalizuje množství plynu v přijímači, když motor neběží. Zásoba plynu v přijímači, tepelná setrvačnost výměníků tepla a olejové systémy umožňují provoz motoru a chlazení oleje po určitou dobu v případě poruchy kryogenního čerpadla. V takovéto havarijní situaci není přechod motoru do volnoběhu, jeho chlazení a odstavení doprovázeno nebezpečným zvýšením teplot oleje v motoru a generátoru s plynovou turbínou [71] [72] .
Dvouhřídelový motor s plynovou turbínou NK-361 s volnou výkonovou turbínou je použit jako pohonná jednotka v turbogenerátorové pohonné jednotce GTE-8.3/NK na lokomotivě s plynovou turbínou. Motor byl vytvořen Vědeckotechnickým komplexem Samara pojmenovaným po N. D. Kuzněcovovi na základě tříhřídelových proudových motorů NK-25 a NK-32 , používaných na nadzvukových proudových letounech Tu-22M , respektive Tu-160 , ale má menší rozměry a výkon [78] [ 31] .
Motor s plynovou turbínou je umístěn na speciálním rámu za jím poháněnými generátory, umístěnými na stejném rámu s ním [3] [37] . Během provozu se otáčí ve směru hodinových ručiček ve směru od zadní části kabiny [16] . Skládá se z nízkotlakých a vysokotlakých vzduchových turbodmychadel , spalovací komory a vysokotlakých a nízkotlakých výkonových turbín spojených hřídelí umístěnými na stejné ose s turbodmychadly. Turbodmychadla jsou umístěna v přední části sekce a výkonové turbíny vzadu. Před motorem je umístěna vstupní vzduchová komora, ze které je sací spirálou nasáván atmosférický vzduch do motoru a vytlačován rotujícími lopatkami turbodmychadel, které zvyšují jeho tlak na pracovní. Ve spalovací komoře se vzduch mísí se zemním plynem dodávaným tryskami a výsledná směs se zapálí, díky čemuž se zahřívá a expanduje. Zapálený plyn pod tlakem vznikajícím expanzí roztáčí lopatky vysokotlakých a nízkotlakých výkonových turbín a poté vstupuje do výfukové komory za motorem, kde se používá k ohřevu kapalného metanu, načež je vymrštěn přes hřídel do ven přes rošt ve střeše lokomotivy. Výkonové turbíny přenášejí točivý moment přes hřídele na lopatky turbokompresorů a nízkotlaká turbína také na hnací hřídel elektrogenerátorů procházející komorou sání vzduchu [79] [80] .
Motor NK-361 má tyto hlavní parametry: [2] [81] [16]
| Parametr | Význam |
| Plný (maximální) výkon, kW | 8300–8500 |
|---|---|
Otáčky výstupního hřídele výkonové turbíny , ot./min |
3000–6000 |
| Účinnost, % | 27.3 - 31.5 |
| Ztráty vstupních a výfukových spirál, mm voda. Umění. | 100/300 |
| Celková spotřeba vzduchu, kg/s | 46,9 - 56,5 |
| Celková spotřeba paliva na maximum / volnoběh, kg / h |
2202 / 535 |
| Celková spotřeba oleje, kg/h | 0,3 |
| Kompresní poměr turbodmychadla | 11,58 |
| Teplota plynu za turbínou, C (K) | 593–884 (866–1127) |
| Teplota plynu za turbínou, C (K) | 394 (667) |
| Hmotnost motoru s rámem a spirálami, kg | 11 880 |
K přeměně mechanické energie rotace plynové turbíny na elektrickou energii se používají vysokorychlostní generátory vyrobené společností Elektrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), které jsou instalovány před turbínou a poháněny přes hřídel bez použití převodovky. Lokomotiva s plynovou turbínou GT1h-001 využívá generátorové soustrojí ATG-7370/600-6000 U2, které se skládá ze dvou generátorů umístěných na společné základní desce: trakčního GST 7370-6000-2U2 pro napájení trakčních motorů a pomocného GSV. 600-6000-2U2 k napájení pomocných strojů a budicích systémů trakčního generátoru [82] [83] . Na lokomotivě s plynovou turbínou GT1h-002 je použit vysokovýkonový generátor GST-7500 / 8150-5400-2U2, který vyrábí elektřinu pro pohon trakčního i pomocného zařízení [84] [85] [86] .
Generátory jsou třífázové elektrické stroje s nezávislým buzením sběracími kroužky a statorovými vinutími zapojenými do hvězdy s nulovým výkonem. Trakční generátory mají dvě statorová vinutí posunutá vůči sobě o 30 stupňů, z nichž každý je přiváděn vlastním kanálem. Vinutí statoru a prstence mají izolaci třídy F, zatímco vinutí rotoru má izolaci třídy H. Generátory jsou nuceny větrat [83] .
Generátory mají tyto základní parametry: [82] [84] [83]
| Parametr | Význam | |||||
| GST 7370-6000-2U2 (trakce GT1h-001) |
GSV 600-6000-2U2 (pomocný GT1h-001) |
GST 7500/8150-5400-2U2 (GT1h-002) | ||||
| hodinově | dlouho | dlouho | dlouho | hodinově | ||
| výkon, kWt | 7370 | 600 | 7500 | 8150 | 8150 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Maximální lineární napětí, V | 1200 | 400 | 623 | |||
| Aktuální, A | 2×2560 | 2×2390 | 2×720 | 2×5550 | 2×4100 | 2×5550 |
| při lineárním napětí, V | 925 | 990 | 400 | 416 | 623 | 459 |
| Účiník, cos φ, p.u. | 0,9 | 0,6 | 0,92 | |||
| Jmenovitá rychlost, ot./min (Hz) | 6000 (100) | 5400 (90) | ||||
| Účinnost, % | 96,5 | 91 | 97,0 | |||
| Budicí proud v trvalém režimu (maximum), A | 300 | 250 | 290 | |||
| Spotřeba chladicího vzduchu, m³ | 5.5 | 2 | ? | |||
| Celková výška chladicího vzduchu, ne více než Pa | 2000 | ? | ||||
| Váha (kg | 11 050 | 3170 | 13 120 | |||
| Celková hmotnost jednotky, kg | 17950 | |||||
Zpočátku byl v pomocné části první lokomotivy s plynovou turbínou GT1, před její přestavbou na GT1h, instalován pomocný dieselagregát francouzské výroby SDMO V440K [87] , určený pro posunovací pohyby lokomotivy a napájení elektrických obvodů při provozu plynové turbíny. vypnutý motor, stejně jako pro napájení startéru při startování motoru s plynovou turbínou [ 3] . Skládá se ze čtyřdobého šestiválcového řadového vznětového motoru Volvo Penta TAD 1344 GE švédské výroby o jmenovitém výkonu 400 kVA (543 k) a třífázového synchronního elektrického generátoru SDMO o výstupním výkonu 320 kW. a jmenovité síťové napětí 400 V [88] . Motor je vybaven elektronickým řídicím systémem, systémem přímého vstřikování paliva, turbodmychadlem, vzduchovým chladičem plnicího vzduchu, termostaticky řízeným kapalinovým chlazením a jednotlivými vstřikovači elektronických jednotek. Motor se spouští elektrickým pohonem [89] .
Dieselový generátor má tyto hlavní parametry: [88] [90] [89]
| dieselový motor | |
| Parametr | Význam |
| Jmenovitý / maximální výkon, kVA | 400/440 |
|---|---|
| Jmenovitá rychlost, ot./min | 1500 |
| Průměr válce, mm | 131 |
| Zdvih pístu, mm | 158 |
| Objem, l | 12,78 |
| Kompresní poměr | 18,1:1 |
| Spotřeba paliva při 75% zatížení, l/h | 63,3 |
| Objem palivové nádrže, l (kg) | 470 (400) |
| Objem oleje v motoru s filtry, l | 36 |
| Objem chladicího systému s chladičem, l | 44 |
| Hladina hluku, dB | 70 |
| Naložená hmotnost, kg | 1325 |
| Rozměry nafty, mm | 2279×1105×1631 |
| Generátor | |
| Parametr | Význam |
| Jmenovitý / maximální výkon, kW | 320/352 |
| Napětí fáze / lineární, V | 230/400 |
| Frekvence proudu, Hz | padesáti |
| Hmotnost dieselového motoru s generátorem, kg | 3238 kg |
| Rozměry dieselového motoru s generátorem, mm | 3160×1340×1805 |
Po přestavbě první lokomotivy s plynovou turbínou na GT1h byla na ni místo dieselagregátu instalována trakční baterie o jmenovitém napětí 480 V [91] .
Spouštěč turbínového motoruPro spouštění motoru s plynovou turbínou na lokomotivách s plynovou turbínou GT1 se používá elektrický startér STE-18ST výrobce JSC Everest-turboservice (Kazaň) a JSC Elektroprivod (Kirov). Tento startér o jmenovitém výkonu 65 kW byl původně vyvinut pro motory s plynovou turbínou NK-16ST používané v plynových kompresorových jednotkách s cílem nahradit pneumatické spouštěče, které využívají stlačený zemní plyn ke spouštění plynové turbíny a následně jej vypouštějí do atmosféry, což vede jak k nadměrné spotřebě plynu, tak i znečišťuje životní prostředí a v řadě provozních podmínek (například v prostředí s nebezpečím výbuchu) nesplňuje bezpečnostní požadavky. Koncem roku 2006 byl startér úspěšně otestován a následně byl použit pro motor NK-361, kde byl dle provozních podmínek v lokomotivní skříni vyžadován i elektrický startér [92] [93] .
Skříň startéru obsahuje asynchronní elektromotor , převodovku a vačkovou spojku. Startér pracuje v přerušovaném režimu. Pro napájení a ovládání startéru je použita řídící jednotka BUS-18ST, která převádí třífázový střídavý proud o jmenovitém napětí 380V a frekvenci 50Hz na nastavitelný napěťový proud od 0 do 380V a nastavitelnou frekvenci od 0 až 400 Hz. Řídicí jednotka zjišťuje připravenost startéru k provozu a provádí jeho diagnostiku za provozu, nastavuje provozní režimy startéru s možností nastavení parametrů, reguluje jeho krouticí moment a vysílá vypínací signál [92] [93] .
Hlavní parametry startéru jsou uvedeny v tabulce: [92] [93]
| Parametr | Význam | |
| Jmenovité napětí, V | vstup | 380 |
|---|---|---|
| volno | 380 | |
| řídicí signály | 27 | |
| Frekvence proudu, Hz | vstup | 0-380 |
| volno | 0-400 | |
| Jmenovitý výkon, kW | 60-65 | |
| Moment vyvinutý elektrickým startérem, N*m (kgf*m) |
nominální | 245 (25) |
| maximum | 539 (55) | |
| Proud při jmenovitém momentu, A | 120 | |
| Otáčky výstupního hřídele , ot./min |
v režimu studeného rolování | 1380 |
| v režimu horkého startu | 2600 | |
| Celkové rozměry, mm | startér | 230 x 440 |
| řídící jednotka | 1500 x 1000 x 400 | |
| Váha (kg | startér | 57 |
| řídící jednotka | 250 | |
K přeměně třífázového střídavého proudu z trakčního generátoru na stejnosměrný proud pro napájení trakčních motorů na lokomotivách s plynovou turbínou GT1h se používají speciální trakční usměrňovače vyvinuté podle individuálních projektů pro každou z lokomotiv s plynovou turbínou. Trakční elektromotory jsou napájeny z usměrňovačů v paralelním obvodu s napětím regulovaným ve velikosti, nastaveným mikroprocesorovým řídicím systémem lokomotivy. Usměrňovače jsou umístěny ve skříních a jedná se o třífázové diodové můstky [94] [95] [96] .
Lokomotiva s plynovou turbínou GT1h-001 na bázi VL15 využívá dva trakční usměrňovače vyráběné společností RIF, z nichž každý je napájen jedním ze dvou kanálů trakčního generátoru a přeměňuje proud pro šest elektromotorů jedné z sekcí s napětí až 1200 V přes jednotlivé kanály, čímž se zajišťuje regulace přítlačné síly osy po osách [16] . Usměrňovač je umístěn ve skříni sestávající ze tří oddílů [94] . Také na lokomotivě s plynovou turbínou GT1 byl před výměnou pomocného dieselagregátu za trakční baterii použit pomocný usměrňovač V-TPP-500-460M-U2 [97] pro napájení jednoho z trakčních motorů o napětí až 460 V při posunovacích pohybech lokomotivy. Usměrňovače tohoto modelu se používají i na posunovacích dieselových lokomotivách a traťových strojích a podle svého provedení se jedná o kontejner se zabudovanými ventilátory [95] .
Lokomotiva s plynovou turbínou GT1h-002 je vybavena dvoukanálovým usměrňovačem V-TPPD-14.5k-900-U2, který převádí proud pro motory obou sekcí lokomotivy jedním generátorovým kanálem na sekci a zásobuje je napětí až 900 V. Kromě napájení trakčních motorů slouží usměrňovač pro předběžný převod proudu přiváděného do pomocného statického měniče lokomotivy. Tento usměrňovač je vyroben ve formě skříně a má nucenou vnější ventilaci [96] [98] .
Hlavní parametry trakčních usměrňovačů lokomotivy s plynovou turbínou: [94] [95] [96]
| Parametr | Význam | |||
| Trakce na GT1(h)-001 | Posunování na GT1-001 (V-TPP-500-460-U2) |
Trakce na GT1h-002 (V-TPPD-14.5k-900-U2) | ||
| Lineární napájecí napětí , V (aktuální) |
nominální hodnota | 1200 | 380 | 623 |
|---|---|---|---|---|
| změnit rozsah | 925–1320 | 323-418 | 416–700 | |
| Frekvence napájení, Hz | nominální hodnota | 100 | padesáti | 90 |
| změnit rozsah | 30-100 | 45-55 | 30-100 | |
| Výstupní napětí, V | 50-1200 | až 460 | až 900 | |
| Počet výstupních kanálů | 6 | jeden | 2 | |
| Usměrněný proud jednoho kanálu, A |
nominální hodnota | 600 | 500 | 7250 |
| maximálně při 2minutovém přetížení |
1000 | 700 | 11 000 | |
| Účinnost, % | ? | 98 | 99,1 | |
| Celkové rozměry, mm | 1350×780×1350 | 815×370×532 | 1300×850×1370 | |
| Váha (kg | 835 | 110 | 1000 | |
Na podvozcích lokomotivy s plynovou turbínou GT1h-001 jsou instalovány stejnosměrné sběrací trakční motory TL-3B se sériovým buzením, dva na podvozek, obdobné jako na původní elektrické lokomotivě VL15 [5] . Jsou výkonnějším typem elektromotorů TL-2K používaných na elektrických lokomotivách VL10 a VL11 [6] a jsou s nimi velikostně zaměnitelné. Jmenovitý výkon na hřídelích těchto motorů u původní elektrické lokomotivy VL15 při kolektorovém napětí 1500 V byl 700 kW v trvalém a 750 kW v hodinovém režimu [6] [99] . Na lokomotivě s plynovou turbínou GT1 však vzhledem k nižšímu výkonu elektrárny s přihlédnutím ke ztrátám energie vyvinou tyto motory v dlouhodobém režimu výkon pouze 560 kW [100] [16] při vstupním napětí. do 1200 V [94] , což je 80 % jmenovité hodnoty podle výkonu a napětí na elektrické lokomotivě. Elektromotory TL-3B mají šest hlavních a šest přídavných pólů a kompenzační vinutí. Vinutí motoru má izolaci třídy F a je dimenzováno na napětí do 3000 V. Motory jsou nuceně odvětrávány [6] .
Na podvozcích plynové turbínové lokomotivy GT1h-002 jsou instalovány kolektorové trakční stejnosměrné elektromotory ED-133A se sekvenčním buzením v klimatické verzi UHL1, čtyři na podvozek [101] . Tyto motory vyrábí charkovský závod SE "Electrotyazhmash" [102] a jejich konstrukční obdoby EDU-133P vyráběné "Electrotyazhmash-Privod" (Lysva) a PTFK "Provoz dopravních elektrických zařízení" (Naberezhnye Chelny) [103] , s které jsou zaměnitelné, používané na hlavních dieselových lokomotivách řady 2TE116U a 2TE25K a posunovacích TEM7 , TEM9 a TEM18 , kde zpravidla v důsledku omezení naftového výkonu vyvinou výkon pod nominální, s výjimkou modifikací 2TE116UD a 3TE25K2M s naftovým motorem o výkonu 3100 kW. Elektromotory ED-133/EDU-133 mají čtyři hlavní a čtyři přídavné póly. Ve verzi ED-133A, používané na lokomotivě s plynovou turbínou, jsou vybaveny motoricko-axiálními kluznými ložisky se systémem polsterového mazání. Větrání elektromotorů se provádí násilně [104] .
Trakční motory TL-3B [105] [99] a ED-133A (a jejich analogy EDU-133P) [104] [102] [103] mají tyto hlavní parametry:
| Parametr | Význam | |||
| VL15 | GT1h-001 | GT1h-002 | ||
| Typ trakčních motorů | TL-3B | ED-133A UHL1 | ||
|---|---|---|---|---|
| Počet trakčních motorů | 12 | 16 | ||
| Výkon hřídele, kW | v nepřetržitém režimu | 700 | 560 | 415,6 |
| hodinově | 750 | ? | 460 | |
| Napětí, V | v nepřetržitém režimu | 1500 | 1200 | 508 |
| při maximální rychlosti | 780 | |||
| Proud kotvy, A | v nepřetržitém režimu | 500 | 890 | |
| při maximální rychlosti | ? | 577 | ||
| Frekvence otáčení, ot./min | hodinově | 790 | ? | 710 |
| v nepřetržitém režimu | 810 | 617 | 645 | |
| maximum | 1690 | 2320 | ||
| Účinnost, % | v nepřetržitém režimu | 93,3 | ? | 92 |
| hodinově | 93 | ? | 91,4 | |
| Rozměry (délka × šířka × výška), mm | ? | 1268 x 1403,6 x 800 | ||
| Váha (kg | 5000 | 3100 | ||
V květnu 2007 byla do Kolomny na území VNIKTI odeslána experimentální lokomotiva s plynovou turbínou GT1-001 k prvotnímu seřízení [63] , a poté do opravny kolejových vozidel Smyshlyaevsky v regionu Samara na zkušební stolici pod dohledem specialistů z r. výrobce motoru s plynovou turbínou [106] . Při testování byla zjištěna nesprávná činnost systému řízení dodávky paliva, plynového ohřevu a provozních režimů plynové turbíny a generátoru, který byl v té době velmi „surový“, v důsledku čehož byla lokomotiva s plynovou turbínou prohlášena za nezpůsobilou k řízení. vlaky [13] . V červenci byl odeslán do Moskvy do lokomotivního depa Lichobory a koncem července a začátkem srpna byl předveden na nádraží Rižskij [63] , načež se vrátil k revizi do VNIKTI. Specialisté VNIKTI vytvořili nový hardwarový komplex a přepsali algoritmy řídicího systému a nové testy reostatu potvrdily jeho provozuschopnost [13] .
V létě 2008 byla lokomotiva s plynovou turbínou převezena na Kujbyševskou dráhu , kde 4. července 2008 poprvé přepravila nákladní vlak o hmotnosti 3000 tun na úseku Kinel - Žigulevské moře [107] . Koncem července se vrátil do Moskvy, kde byl opět demonstrován na Rižském nádraží na výstavě „Idea ruských železnic - 2008“ [7] [108] . V srpnu byl vyslán do zkušebního provozu na sverdlovské dráze do depa Sverdlovsk-Sortirovochnyj , kde až do října téhož roku vozil nákladní vlaky o hmotnosti až 6 tisíc tun po trase Jekatěrinburg - Verchnyj Ufaley [109] [110] [63] .
V listopadu 2008 byla lokomotiva s plynovou turbínou přepravena na Moskevskou dráhu do depa Bekasovo-Sortirovochnoye . V prosinci podnikl pokusné jízdy s nákladními vlaky po trase Bekasovo - Vekovka a zpět, řídil vlaky o hmotnosti až 8 300 tun a 20. prosince řídil vlak o hmotnosti 10 000 tun se 116 vozy na úseku Rybnoe - Perovo [5]. [13] . Lokomotiva s plynovou turbínou byla koncem roku předvedena na Moskovském nádraží v Petrohradě [7] a začátkem roku 2009 byla odeslána k testování do Ščerbinského okruhu VNIIZhT , přes který 23. ledna pro poprvé vezl nákladní vlak o hmotnosti 15 tisíc tun (159 vagonů), který se stal světovým rekordem jak pro lokomotivy s plynovou turbínou, tak pro autonomní lokomotivy s jednou elektrárnou [4] Poté, počátkem roku 2009, vyrobil řadu jízdy po trase Bekasovo - Vekovka [13] a v červenci téhož roku na úseku Rybnoje - Perovo řídil vlak o hmotnosti 10 tisíc tun. Na základě výsledků experimentálních jízd byla identifikována potřeba zdokonalit palivovou soustavu za účelem zkrácení doby přípravy lokomotivy s plynovou turbínou do provozu [4] , zlepšení spolehlivosti čerpadel a zajištění plného vyčerpání zásob paliva, protože po snížení zásob paliva na 3,5 - 4 tuny začaly problémy s dodávkou paliva ve správném množství. V průběhu druhé poloviny roku 2009 a v roce 2010 prošla lokomotiva s plynovou turbínou modernizací palivového systému ve VNIKTI [13] .
Od prosince 2010 do února 2011 byl na trase Bekasovo - Vekovka obnoven zkušební provoz lokomotivy s plynovou turbínou s nákladními vlaky o hmotnosti do 12 tisíc tun , při kterém lokomotiva najela 5 tisíc kilometrů [111] . V září 2011 se lokomotiva s plynovou turbínou zúčastnila přehlídky vlaků na okruhu VNIIZhT v rámci mezinárodní železniční výstavy Expo 1520 , kde 7. září 2011 poprvé vezla nákladní vlak o hmotnosti 16 tisíc tun (170 vozů), čímž byl vytvořen nový světový rekord mezi autonomními lokomotivami s jednou elektrárnou [112] . Následně se lokomotiva s plynovou turbínou zúčastnila obdobné přehlídky vlaků na stejném okruhu v září 2013, ale bez nákladního vlaku. Později, do konce roku 2012, byla lokomotiva s plynovou turbínou ve VNIKTI a byla testována v depu Bekasovo -Sortirovochnoye [113] .
V prosinci 2012 dorazila modernizovaná lokomotiva s plynovou turbínou GT1h-001 do Jekatěrinburgu k trvalému provozu na Sverdlovské železnici [7] , která má dosti dlouhé neelektrifikované úseky s výraznými sklony. Lokomotiva vjela do provozního lokomotivního depa Egorshino a její údržba byla organizována v opravárenském depu Artyomovsky [113] . Distribuční stanice plynu s kryogenním zařízením na zkapalňování zemního plynu a čerpací stanicí byla postavena speciálně pro doplňování paliva do lokomotiv s plynovou turbínou a lokomotiv s plynovou naftou v blízkosti CHPP Novosverdlovskaya u Jekatěrinburgu, která se nachází vedle železniční stanice Energeticheskaya [7] . Navíc v případě potřeby mohlo být doplňování paliva do lokomotiv s plynovou turbínou, jako dosud, prováděno z dovezených cisteren na území depa a stanic [63] .
Od začátku roku 2013 byl zahájen provoz lokomotivy s plynovou turbínou pod dohledem specialistů VNIKTI, kteří doprovázeli všechny lety lokomotiv. V lednu uskutečnil zkušební jízdy s rezervou a řídil nákladní vlaky o nízké hmotnosti 2,3 a 4,5 tisíce tun na elektrifikovaném úseku Jegoršino - Alapajevsk (60 km) a v únoru poprvé řídil vlak o hmotnosti 6,1 tisíce tun. na Apparatus - Berezit - Egorshino - Alapaevsk - Serov-Sorting (407 km) [114] . V květnu téhož roku provedla lokomotiva ve stejném úseku vlak se zvýšenou hmotností 9 tisíc tun [115] . V průběhu řízeného provozu v roce 2013 GT1h-001 na tomto úseku řídilo 28 těžkých vlaků o hmotnosti až 9 tisíc tun [116] . Lokomotiva v budoucnu pokračovala v pravidelném provozu vlaků na kratším úseku Serov-Egorshino o délce 302 km [7] a poté byla lokomotiva s plynovou turbínou změněna na lokomotivu elektrickou.
Největší výtku za provozu lokomotivy vyvolalo švýcarské kryogenní palivové čerpadlo, které pracovalo na hranici své kapacity co do objemu dodávky paliva a nevycházelo z předepsané životnosti. V květnu 2017 byla lokomotiva s plynovou turbínou dočasně převezena do Kolomny do VNIKTI, aby nahradila švýcarské čerpadlo vylepšeným a účinnějším ruským a provedla reostatické testy [63] . Do začátku roku 2018 se lokomotiva vrátila do provozu s novým čerpadlem [76] .
Druhá lokomotiva s plynovou turbínou postavená Ljudinovským závodem byla poprvé předvedena v září 2013 na výstavě Expo 1520 ve Shcherbince na území depa okruhu VNIIZhT [26] , po kterém v rámci přehlídky projela první lokomotiva s plynovou turbínou. vlaků [26] . Po úpravě ve VNIKTI a počátečním testování byla lokomotiva v květnu 2014 odeslána na Sverdlovskou dráhu spolu s plynovou a dieselovou lokomotivou TEM19 [63] , a v červnu dorazila do depa Jegoršino, kde byla provozována první lokomotiva, a téměř do konce roku byl testován rezervou [117] .
Lokomotiva byla v prosinci 2014 přepravena na Moskevskou dráhu ke zkušebním jízdám a 13. prosince přepravila pod kontrolou specialistů a vedení Ruských drah nákladní vlak o hmotnosti 9 tisíc tun po trase Rybnoe - Orekhovo-Zuyevo. [118] . Poté byla lokomotiva převedena do VNIKTI v Kolomně a v létě 2015 byla testována na trati Golutvin-Ozyory [63] a v září 2015 se zúčastnila přehlídky vlaků na okruhu VNIIZhT ve Shcherbince během příštího Expo 1520 . výstava [26] .
V říjnu 2015 se lokomotiva s plynovou turbínou vrátila na sverdlovskou silnici v depu Jegoršino, aby začala řídit nákladní vlaky [119] . 12. listopadu provedl zkušební těžký vlak o hmotnosti 9 tisíc tun na krátkém elektrifikovaném úseku Jegoršino - Alapajevsk [120] a brzy začal řídit vlaky podobné hmotnosti na trase Jegoršino - Serov-Sortirovochnyj spolu s prvním plynem turbínová lokomotiva [121] . Lokomotiva získala během zkušebního provozu od strojvedoucích kladné hodnocení, a to i z důvodu možnosti rozjezdu do kopce s těžkým vlakem [122] .
V březnu 2016 byla lokomotiva s plynovou turbínou dočasně převedena ze Sverdlovska do Ťumeňské oblasti [123] k předběžným zkouškám na delším úseku Surgut - Vojnovka o délce 699 km a po nějaké době 23. května provedena jednorázová výjezd s nákladním vlakem 100 vagónů o hmotnosti 8,5 tisíce tun k otestování možnosti jízdy na tomto úseku těžkých vlaků bez doplňování paliva [124] . V létě 2016 byla lokomotiva s plynovou turbínou opět převezena do VNIKTI k certifikačnímu testování [125] . Začátkem roku 2017 obdržela osvědčení o shodě s požadavky technických předpisů Celní unie [126] a od února pokračovala v provozu na úseku Jegoršino-Serov v délce 302 km již průběžně [ 127] .
V období srpen-září 2017 byla pro účast na výstavě Expo 1520 ve Ščerbince jako statický exponát dočasně vyřazena z provozu plynová lokomotiva GT1h-002 [26] . V listopadu 2017 navíc uskutečnil dvě experimentální jízdy s vlaky na trase Voinovka-Surgut o délce 699 km [128] a koncem července 2018 začaly jízdy na pokračování této trati po Surgut- Trasa Korotchaevo o délce 636 km, při které lokomotiva s plynovou turbínou řídila vlak o hmotnosti 7000 tun bez doplňování paliva na plné trase a poté 9000 tun na kratším úseku Limbey-Surgut (532 km) [129] . V roce 2019 uskutečnily obě lokomotivy s plynovou turbínou experimentální jízdu s nákladním vlakem po trase Jegoršino-Gubakha [63] [130] .
Provoz plynové turbínové lokomotivy GT1h-002 jako celku vykazoval dosti vysokou spolehlivost této lokomotivy a rentabilitu jejího použití při pravidelné jízdě těžkých vlaků, i když se periodicky vyskytovaly poruchy v provozu jednotlivých komponent lokomotivy. Největší počet závad a poruch v provozu byl zjištěn na palivovém systému a kryogenním palivovém čerpadle (31,2 %), jednotlivých celcích mechanických zařízení (23 %), trakčních motorech (18,1 %) a zařízení automatických brzd (8,4 %). , přitom provoz motoru s plynovou turbínou nezpůsobil žádné stížnosti [131] . Palivové čerpadlo švýcarské výroby stejně jako u první lokomotivy fungovalo na doraz a nevydrželo stanovenou životnost [132] , trakční motory ukrajinské výroby ED133 měly mezizávitový zkrat ve vinutí [101] . Dále docházelo k periodickým poruchám v činnosti zabezpečovacích zařízení, radiostanic, osvětlení a systému řízení lokomotivy [133] [131] . Od jara 2020 byly obě lokomotivy s plynovou turbínou v údržbě - první procházela údržbou a druhá potřebovala vyměnit kryogenní čerpadlo [75] .
Potíže v provozu vznikaly i při doplňování paliva zkapalněným plynem do lokomotiv s plynovou turbínou. Jediné zařízení na zkapalňování plynu s čerpací stanicí pro lokomotivy v CHPP Novosverdlovskaya u Jekatěrinburgu se nacházelo mimo stanici Apparatnaja na neveřejných tratích, na kterých bylo zpoplatněno RŽD . Po nějaké době byla zcela odstraněna z provozního místa, protože všechny těžké nákladní vlaky jižně od Jegoršina začaly sledovat Kamensk-Uralskij v elektrické trakci a trať Jegoršino-Apparatnaja, dlouhá 106 km, již nebyla obsluhována lokomotivami s plynovou turbínou. [133] . To vedlo k tomu, že doplňování paliva do lokomotiv vyžadovalo jejich dopravu, což bylo časově i finančně nákladné. Dodavatel navíc v létě kvůli poklesu spotřeby LNG u hlavních odběratelů omezil objemy výroby a nestačilo ho natankovat lokomotivy s plynovou turbínou. Z těchto důvodů muselo depo Jegoršino zajistit doplňování paliva do lokomotiv na místě z přepravitelných cisteren dodaných z Permu, což si vyžádalo i nákup tankovacího zařízení a zaškolení pracovníků depa [134] .
Dalším úskalím byla nemožnost dlouhodobého skladování LNG na palubě lokomotiv v důsledku postupného zvyšování jeho teploty a zplyňování a v důsledku toho i zvyšování tlaku. Před uvedením do dlouhodobé údržby musí lokomotivy s plynovou turbínou zcela přečerpat palivo do jiné kryogenní nádrže - jinak tlak plynu stoupne nad normu a jeho přebytek musí být vypuštěn do atmosféry, což představuje nebezpečí pro životní prostředí a vede k ekonomickým ztrátám. Jako řešení tohoto problému začalo v depu Egorshino tankování LNG mezi lokomotivami s plynovou turbínou a posunovací plynovou a dieselovou lokomotivou TEM19 [ 74] .
V budoucnu se plánuje organizovat provoz podobných lokomotiv s plynovou turbínou na trati Voinovka-Surgut-Korotchaevo a v budoucnu na trasách budované severní šířkové železnice Obskaja -Korotchaevo . To vyžaduje vybudování zařízení na zkapalňování zemního plynu a čerpacích stanic pro lokomotivy zemního plynu na hlavních stanicích této trasy. Na konci roku 2010 se vedení Ruských drah nemohlo dohodnout s Gazpromem na výstavbě těchto zařízení, což vedlo ke stagnaci dalšího rozvoje projektu lokomotivy s plynovou turbínou [133] [131] [35 ] .
| Lokomotivy s plynovou turbínou SSSR a postsovětského prostoru | |
|---|---|
| * - Nerealizované projekty parních lokomotiv | |
