Тенденции в развитието на железопътната тяга

Пиер Шапа

„Le Rail” – Франция

Интересно е да се обрисува състоянието на железопътната тяга в момент, когато възникват множество въпроси, свързани с дългосрочното й развитие, конкуренцията и трансформацията на структурите в жп транспорта. Времето на стриктно определените мрежи, работещи относително изолирано една от друга, започна да отминава. Операторите си поставят амбициозни задачи, свързани с рентабилността и качеството на предлаганите услуги. В този контекст, технологиите в областта на производството на тягов подвижен състав претърпяха сериозно развитие през последното десетилетие. С настоящата статия си поставяме за задача да обрисуваме тъкмо тази ситуация в международен план.

Два неравностойни вида тяга

Понастоящем се използват два вида тяга:

При експлоатацията на тези два вида тяга съществуват сериозни различия в икономически план, свързани най-вече с разходите по инфраструктурата. При автономната са достатъчни няколко обслужващи станции за зареждане с гориво, докато при електрическата са необходими много тежки, сложни и скъпи захранващи инсталации за трансформация на тока от електрическата мрежа.

Можем да задълбочим нюансите, ако разгледаме още по-подробно особеностите на локомотивите:

Задълженията на оператора и типовете локомотиви

Транспортният оператор трябва, от една страна да използва предоставената му инфраструктура, а от друга, да продава „пътникокилометри“ или „тонкилометри“ на клиентите си, при максимално добро качество на услугите, минимална цена и възможно най-ниски разходи.

Изборът буквално се налага сам. Ясно е, че градският транспорт, особено подземният, може да се движи само с електрическа тяга. И трамваите, и композициите на метрото са автомотриси с едно или повече теглещи превозни средства.

В областта на крайградския и междуградски транспорт, влакът, съставен от вагони, теглени от локомотив, в повечето случаи отдавна е отстъпил на автомотрисата. Една от актуалните тенденции са двуетажните конструкции, с цел увеличаване на пространството за пътници. Тези автомотриси могат да бъдат с автономна (многокомпонентни дизелови композиции) или с електрическа тяга (многокомпонентни електрически композиции).

При високоскоростния транспорт цари пълен монопол на „неразглобяемата“ композиция, т.е. такава с фиксиран състав от 6, 8 или дори 10 возила.

Какво остава за класическия локомотив? Няколко линии на далечни разстояния и най-вече товарните влакове.

Автомотрисите: широк обхват на приложение

Най-важната цел при автомотрисите е, да се остави максимално пространство за пътниците. Вследствие на това, техническите съоръжения се налага да бъдат „скрити“ или под вагоните, или на покрива. Този вид разположение не е новост – той се среща при трамваите още през ХІХ век. Има, обаче и сериозни изключения – случаи, когато дизеловият двигател се намира в самия вагон! Ех, композициите за дълги разстояния от 60-те!

Тази архитектура изисква модулна концепция, чрез която необходимата мощност да бъде „разпределена“ на няколко места по протежение на композицията. Виждаме, че „разпределената моторизация“ не е нова идея.

Областта на употреба на автомотрисите се разширява все повече – от метрото, до междуградските композиции, без да забравяме трамваите.

Но не всички високоскоростни композиции в света са автомотрисни. Френските TGV, например, са си композиции от вагони, теглени от два локомотива, наречени мотриси – един в началото и другият в края. Двигателната мощност е изцяло съсредоточена в двата локомотива. Германските ICE 3 и ICT са с наполовина разпределена моторизация, а японският Шинкансен 500 е с 16 вагона, всичките моторизирани.

Унифицираната архитектура на локомотива

Тенденцията е класическият локомотив да стане еднакъв за всички мрежи. В цяла Европа, разположението на осите най-често е BoBo или 2 х 4 двигателни оси. Разпределението с шест оси е най-характерно за Америка.

При локомотивите с електрическа тяга, машинното отделение има централен коридор, което улеснява поддръжката. Така е дори във Франция – за пример бихме посочили голямата серия товарни локомотиви Fret 427000 и 237000.

В областта на верижната тяга, тенденцията е също за унификация, най-вече благодарение появата на пазара на много ефективни полу-водещи машини, чиито цени са по-атрактивни отпреди: имаме предвид транзистора IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Включен към асинхронен трифазен двигател, той дава такива резултати, че прочутият двигател с прав ток с колектор вече изглежда като музеен експонат.

При верижната тяга, разпределена на модули, могат да се използват всевъзможни конфигурации на електрическото захранване:

При електрическите спирачни системи, двигателят функционира като генератор, благодарение на инерцията на влака – енергията се връща в контактната мрежа (рекуперативно спиране), или – ако не е възможно – преминава през съвкупност от съпротивления. Във втория случай говорим за реостатна спирачна система, която е задължителна за дизеловата тяга с електрическа трансмисия. Реглажът на електрическия ток при този „реостат“ се извършва чрез вече споменатия IGBT.

При автономната тяга, трансмисията не е само електрическа, а и хидравлична с хидродинамична предавка. Такава се използва най-вече при междуградските влакове (вж. напр. италианския Coradia Minuetto с трансмисия T 212 Voith от 450 kW и осем цилиндров двигател), а мощността на локомотивите от този тип достига 2700 kW (напр. локомотива Vossloh Mak 2000-4 BB).

Проблемът на термичната (дизеловата) тяга са емисиите на изгорели газове. Прилаганите при автомобилния транспорт технологии, едва-едва навлизат в областта на железниците. Все пак бихме могли да споменем инжекционната система „Common-rail“.

Какво да очакваме в близко бъдеще?

Ще видим ли някаква технологична революция в близките няколко години? Верижната тяга достигна своеобразна зрелост, въпреки че асинхронният двигател може бързо да отстъпи място на синхронния мотор с постоянен магнит, чието управление е по-лесно. В момента се изпробват няколко прототипа с прогнозни мощности от 5000 kW.

Специално трябва да се споменат градските трамваи – стремежът е системите им за захранване да бъдат някак си скрити, т.е. да се избегнат видимите жици. В Бордо е направен опит за подово захранване на трамваите, но тепърва трябва да се изследва надеждността му. Прекъсващото захранване чрез супер кондензатори се разпространява все повече. Прототипната композиция MGT6 при трамваите в Манхайм, съоръжена със системата Mitrac Energy Saver (Bombardier Manheim), позволява да се измине 1 км без външно захранване.

При всички положения, подобренията и иновациите в областта на тягата би трябвало да се извършват с оглед на икономическия ефект. Главното предимство на железопътния транспорт – енергийната му ефективност, дължаща се на малките загуби при движението по релси – трябва да бъде оценено по достойнство, ако искаме той да просперира и да завоюва нови пространства.

.:: Начало ::.