Разработка тендера сжатого природного газа для магистральных газотепловозов

В основу технических требований, разработанных ВНИТИ, взят опыт создания газотепловозов, приобретенный заводами транспортного машиностроения в процессе создания и испытаний газотепловозов 2ТЭ116Г, 2ТЭ10Г, ТЭМ2УГ в 1988–1992 гг. В качестве основных требований были приняты следующие:

– использование для экипажа газобаллонного тендера выпускаемых отечественной промышленностью вагонов или платформ с минимальными изменениями конструкции при полном обеспечении требований безопасности и заданной конструкционной скорости движения, равной 100 км/час;

– максимальная унификация создаваемого газобаллонного тендера с построенными криогенными тендерами газотепловозов 2ТЭ116Г и 2ТЭ10Г в отношении элементов систем подготовки и подачи газа, управления, защит и т.д. с учетом опыта испытаний и доводки криогенного тендера.

В качестве дополнительных – следующие:

– экипаж и конструкция газобаллонного тендера должны обеспечивать проходимость тепловоза по существующим железнодорожным путям, где могут эксплуатироваться тепловозы типов 2ТЭ116Г и 2ТЭ10Г. Нагрузка на ось не более 23,5 т при давлении в баллонах 25 МПа;

– тендер может использоваться совместно с двумя или одной секцией газотепловоза и должен обеспечивать транспортирование, хранение и подачу к двигателям тепловоза природного газа при давлении и температуре, определенных техническим заданием на газодизели тепловоза;

– газовые баллоны и газовое оборудование, используемое для комплектации тендера, должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов и технических условий;

– конструкция тендера должна обеспечивать прочность крепления газовых баллонов и другого оборудования в условиях эксплуатации на железных дорогах, в том числе при ускорениях в случае соударений до 3g;

– конструкция газобаллонного тендера должна обеспечивать доступность элементов газового оборудования для осмотров и обслуживания;

– конструкция и оборудование газобаллонного тендера должны удовлетворять требованиями безопасности подвижного состава, а также исключать возможность образования взрывоопасной концентрации газовоздушной смеси и ее воспламенения. Тендер должен быть оборудован средствами пожаротушения и сигнализации в соответствии с требованиями соответствующих ГОСТов;

– другие технические требования к газобаллонному тендеру должны соответствовать техническим требованиям к тендерам газотепловозов 2ТЭ116Г и 2ТЭ10Г кроме специфических вопросов, связанных с различием криогенных и газобаллонных способов хранения газа и соответствующих им систем газоподготовки.

На основании изложенных исходных технических требований к газобаллонному тендеру было разработано несколько проектов вариантов такого тендера, три из которых представлены ниже.

В 1989–1991 гг. во ВНИТИ [5] велись разработки различных конструкций тендеров компримированного природного газа. В результате была спроектирована конструкция газобаллонного тендера, которая базировалась на специальном восьмиосном транспортере длиной 24,7 м. Главная рама этого транспортёра была усилена дополнительной опорной плитой. В качестве емкостей для компримированного газа использовались баллоны по ГОСТ 9731–79 объемом 0,4 м3. Масса тендера, несущего 126 таких баллонов, составляла ~176 т, масса сжатого газа в баллонах 9,0 т. Реализация этого варианта зависела от возможности приобретения указанных баллонов и транспортера.

Высокая арендная плата за транспортер и невозможность приобретения предусмотренной разновидности газовых баллонов приводила к экономической нецелесообразности проекта.

В этой связи были проведены работы по изысканию возможностей как комплектации газобаллонного тендера стандартными платформами, так и набором газовых баллонов, приобретение которых не составляло бы труда. Анализ соответствующих сведений, полученных в регионах Москвы, Санкт-Петербурга, Урала, Казахстана, Украины и др. показал возможность приобретения газовых баллонов по ГОСТ 9731–79 объемом 0,32 м3 и шарообразных емкостей сжатого газа изготовления НПО им. Фрунзе в г. Сумы (Украина), объемом 0,90 м3, которые использовались для автогазозаправщиков. Одновременно, как наиболее вероятная основа экипажа, были рассмотрены серийная четырёхосная платформа типа 13–4012 и серийная шестиосная платформа типа 13–9004.