Всероссийский научно-исследовательский институт

железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ)

Железнодорожный транспорт в России всегда был и остается главной транспортной артерией для перевозки грузов и пассажиров. Основная задача, которая стоит перед железнодорожниками: удовлетворение всех запросов потребителей транспортной продукции в условиях обеспечения полной безопасности перевозок.

Усилия ученых института направлены на выполнение следующих основных задач:

создание:

отечественного подвижного состава для пассажирских и грузовых перевозок: локомотивов с высокими тяговыми характеристиками;

электро- и дизель-поездов;

грузовых вагонов повышенной грузоподъемности;

пассажирских вагонов с различным функциональным назначением,

повышенной комфортности и скорости движения до 200 км/ч;

разработка:

конструкций пути, технологий и технических средств для ремонта, средств малой механизации для текущего содержания пути;

технологий и технических средств упрочнения и восстановления деталей подвижного состава;

оборудования и систем управления устройствами энергоснабжения железных дорог;
реализация новых технологий перевозочного процесса, автоматизация составления графиков движения поездов и управления местной работой на станциях;

развитие комплекса управления пассажирскими перевозками системы "Экспресс";

поиск новых технических средств и технологий повышения безопасности движения поездов.

С подъемом экономики железнодорожный транспорт в России имеет хорошие перспективы и должен быть готов к освоению возрастающих объемов перевозок грузов и пассажиров.

Специалисты и ученые института активно ведут научный поиск по всем направлениям разработки и внедрения достижений научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте.

В своей работе ученые эффективно используют достижения фундаментальной науки, в их числе:

исследования по сверхпроводимости для решения проблем хранения и передачи электрической энергии;

использование принципиально новых материалов при создании локомотивов, вагонов, контейнеров;

использование методов триботехники применительно к узлам трения подвижного состава и др.

Институт располагает развитой лабораторной и испытательной базой, что позволяет ставить эксперименты различной сложности, ускорить процесс разработки и внедрения новых технических средств и транспортных технологий.

Располагая сетью филиалов, дочерних предприятий, внедренческих фирм, институт готов реализовать проект любой сложности на уровне железной дороги, отделения, линейного предприятия и отдельных рабочих мест.

Основные разработки института:

1) Тяговый подвижной состав: разработка, модернизация, ремонтные технологии, испытания.     

Главное стратегическое направление исследований в этой области - создание экономичных, надежных, более удобных в эксплуатации и ремонте локомотивов. По оценкам специалистов, база конструкций электровозов - бесколлекторные тяговые двигатели, микропроцессорные системы управления, современные устройства диагностики и обеспечения безопасности движения.

Ученые института принимают активное участие в создании восьмиосного пассажирского электровоза переменного тока ЭП200 с бесколлекторными электродвигателями на базе экипажной части пассажирского тепловоза ТЭП80 с опорно-рамным приводом и конструкционной скоростью 250 км/ч.

Большой вклад внесли специалисты в создание электровозов переменного тока ВЛ85, ЭП1 с коллекторными двигателями, а также электровозов двойного питания ЭП10 с асинхронным тяговым электроприводом швейцарской фирмы АсИгапг. Проведенные исследования позволили выдать заказ АО "НЭВЗ" на изготовление опытного пятивагонного электропоезда переменного тока ЭНЗ.

Работы,связанные с созданием нового поколения электропоездов постоянного тока, составляющих 75 % общего парка, имеют особое значение. Разработано техническое задание на электропоезд ЭД6 с асинхронными тяговыми двигателями и комплектом отечественного электрооборудования на современной элементной базе. Планируется постройка макетной секции с отработкой на ней тягового привода.

Усилиями специалистов института подготовлена концепция постройки тепловозов нового поколения на перспективу.

С учетом этого разрабатывается универсальный тепловоз с широким диапазоном мощности от 900 до 3300 кВт с системой энергоснабжения пассажирских вагонов. Ведутся активные исследования по созданию новых и модернизации отдельных систем действующих тепловозов. Следует отметить модификацию турбокомпрессора ТК34, высокоэффективные самоочищающиеся фильтры воздуха и масла, унифицированный тяговый привод переменного тока с инвертором мощностью 1200 кВт на отечественном комплектующем оборудовании, систему приводов вспомогательного оборудования, компьютерную систему для реостатных испытаний тепловозов и др.

С привлечением предприятий и организаций оборонного комплекса, газовой промышленности ведутся перспективные для отрасли работы по применению природного газа в качестве моторного топлива для тепловозных дизелей. Завершены испытания дизеля тепловоза ТЭМ2 при работе на природном газе. Созданы промышленные образцы маневровых газотепловозов.

Прогноз специалистов показал потребность в новом поколении пассажирских дизель-поездов и рельсовых автобусов. По техническим требованиям института разработаны и в настоящее время проходят приемочные испытания дизель-поезд ДЛ2, а на Экспериментальном кольце института - доводочные испытания первый отечественный образец рельсового автобуса Мытищинского вагоно-строительного завода.

2) Системы управления тягой

Основное направление исследований в этой области - создание перспективных технологий, обеспечивающих максимальную экономию энергоресурсов в тяге поездов. Одна из интересных разработок - перспективная, не имеющая аналогов система энергооптимального управления режимами движения электропоездов, которая базируется на использовании современных математических методов в теории тяги (САВПЭ). Она обеспечивает строгое выполнение графика движения и существенную (до 10 %) экономию электроэнергии. Высокая эффективность характеризуется тем, что в течение целого месяца в году можно будет работать на сэкономленной энергии.

Ведутся исследования по дальнейшему совершенствованию и применению такого оборудования на локомотивах. Большую перспективу имеет система организации энергооптиэнергооптимального пропуска поездопотока, использующая программно-вычислительный комплекс для имитационного моделирования и вагон-лабораторию института с современным измерительно-вычислительным комплексом. Главный критерий - минимизация затрат электроэнергии на тягу при пропуске данного поезда через участок или направление. Экономия электроэнергии составит не менее 10 %.

3) Диагностика и ремонт подвижного состава

Стратегическая цель в этой области исследований - организация обслуживания и текущего ремонта по техническому состоянию оборудования. Основные задачи при этом - разработка и внедрение современных средств диагностики нового поколения, таких как::

3 микропроцессорный комплекс оценки электрооборудования локомотивов;

блок проверки и диагностики локомотивной аппаратуры САУТ-Ц;

компьютерная система для испытаний и диагностики тепловозов и тепловозных дизелей;

аппаратура диагностирования упряжного устройства грузовых вагонов АДУ;

переносное устройство обнаружения греющихся букс на ПТО;

система диагностики силовых трансформаторов тяговых подстанций и электровозов переменного тока и ряд других систем.

Это обеспечит оптимальную периодичность постановки оборудования и подвижного состава на ремонт с учетом эксплуатационных факторов.

4) Комплексное решение проблемы безопасности     

В этой сфере работы института направлены на реализацию "Государственной программы по повышению безопасности движения на железнодорожном транспорте Российской Федерации на период 1993...2000 гг.". Здесь необходимо отметить разработки Уральского отделения по внедрению системы непрерыв-ного контроля прилегания остряков к рамным рельсам стрелочных переводов "АБАС"; системы автоматического управления торможением поезда (САУТ), полностью исключающей проезд запрещенных сигналов. Широкий спектр задач безопасности движущегося поезда решает система комплексного контроля технического состояния подвижного состава (ДИСК). Это - обнаружение перегретых букс, волочащихся деталей, сдвига груза с выходом за габарит, перегруза вагонов и другие. Устройства ограждения переездов и определения его свободности (УЗП) исключают несанкционированный въезд автотранспорта на переезд.

Институтом выполнен комплекс работ по созданию мощных вагонных замедлителей и дистанционно управляемых тормозных упоров типа УТС-ВНИИЖТ, что во многом способствует решению задачи предотвращения самопроизвольного ухода вагонов со станционных путей.

Регулярно проводимые институтом сетевые анализы состояния безопасности движения позволяют определять наиболее важные направления исследований по этой программе и решать практические задачи в тесной увязке со специалистами железных дорог.

5) Охрана труда

В области охраны труда - разработка и совершенствование индивидуальных и коллективных средств защиты работников железнодорожного транспорта от опасных и вредных воздействий производственных факторов: унифицированные сигнальные жилеты, лобовые стекла повышенной прочности для кабин локомотивов, сигнальные и осветительные приборы, светотехнические проекты освещения железнодорожных объектов. Другое важное направление - разработка нормативно-правовых актов по охране труда.

6) Новые технологии перевозочного процесса

Исследования в этой области ставят своей целью обеспечить переход от информационно-справочного к управляющему режиму работы железных дорог с локомотивным, вагонным и контейнерным парками. С учетом этого разработаны и внедряются автоматизированные системы: ведения и анализа графика исполненного движения поездов;контроля за дислокацией и состоянием вагонного парка ДИСПАРК; организации местной работы - система "Сеть", решающая задачи выбора рационального маршрута следования вагонов. Создание крупных центров управления перевозками (ЦУП) в сочетании с дорожными центрами фирменного транспортного обслуживания (ДЦФТО) завершает реализацию на Российских железных дорогах комплекса обслуживания клиентуры на современном уровне. В области дальнейшего совершенствования организации грузовых перевозок на первом месте - разработка новых технологий доставки контейнерных, контрейлерных и скоропортящихся грузов во внутреннем и международном сообщениях с созданием специализированных технических средств.

По оценкам специалистов, большие перспективы такие перевозки имеют на направлениях западная граница - Центр - Дальний Восток и др.

Предложена и опробована технология ускоренной доставки крупнотоннажных контейнеров на этом направлении с использованием Транссибирской магистрали, пропуск поезда по которой осуществлен за 8 сут 20 ч.

Важные исследования выполнены по проблеме введения категорийности железнодорожных линий. Для каждой категории устанавливаются параметры технического оснащения, к которым и должен быть приведен их фактический технический уровень. Подготовлена методика закрытия малодеятельных убыточных линий или использования их в ряде случаев на основе малооперационных ресурсосберегающих технологий и микропроцессорных систем телеуправления.

Одно из направлений - принципиальное изменение системы работы с местным вагонопотоком и концентрацией всей сортировки на основной станции узла. Другая мера - введение двухрежимной (по скорости доставки) системы продвижения грузов. Срочные грузы следуют по специальным расписаниям,а прочие грузы могут в целях экономии эксплуатационных расходов перевозиться поездами большого веса, например до 20 тыс. т. Реализация этих рекомендаций сопровождается внедрением на сети информационных технологий: формирования сборных поездов на базе ПЭВМ "Электронный составитель"; автоматизированной идентификации номеров вагонов на станциях и путях промышленных предприятий НИВА и др.

7) Системы тягового электроснабжения

В области электрификации и устройства тягового электроснабжения в последние годы ведутся НИР с привлечением конверсионных, других научных и промышленных предприятий, которые должны вывести железные дороги России на уровень, близкий к мировому в вопросах управления подстанциями. Предусмотрено применение двухуровневой системы автоматики на базе микропроцессоров, контроллеров, цифровой системы передачи данных.

Ведущиеся ВНИИЖТом работы по преобразователям (модернизация их на основе вентильных и тиристорных блоков высокой энергетической и эксплуатационной эффективности, создание нового поколения регулируемых выпрямительно-инверторных агрегатов) обеспечивают мировой уровень в этой области, а разработка коммутирующего устройства опережает мировой уровень.

По системам телемеханического управления устройствами тягового электроснабжения создается уже четвертое поколение такого оборудования - микропроцессорная техника с элементами интеллекта, накопления, обработки и анализа информационного материала, принятия решения в штатных и нештатных ситуациях, что опережает уровень зарубежных дорог и отечественных нетранспортных энергетических систем.

Большой комплекс работ в последние годы ведется по механизации обслуживания и ремонта контактной сети. К настоящему времени завершается разработка цепочки механизмов (раскаточный поезд, аварийно-восстановительные автомотрисы, самоходные монтажные и ремонтные платформы, установщики опор и фундаментов), которая выведет хозяйство электрификации на более высокий уровень.

Спроектирован вагон диагностики контактной сети с принципиально новыми датчиками, системой передачи накопления и обработки информации с выходом на балльную оценку уровня эксплуатации контактной сети.

Учитывая более высокую эффективность перевозок грузов на электрифицированных участках, институтом для условий малой загрузки линий разработаны облегченные нормативы электрификации с пониженными на 30 % капитальными затратами (более простая контактная подвеска, удлиненные межподстанционные зоны, пониженное резервирование).

8) Грузовые и пассажирские вагоны повышенной надежности и долговечности

Ученые института принимают активное участие в разработке и реализации отраслевой программы разработки вагонов нового поколения на предприятиях России. Предусматриваются следующие технические решения: буксовые узлы кассетного типа, колеса с повышенной твердостью обода, металлические полы, новые гофрированные профили для торцовых стен, широкое применение антикоррозионных и антиизносных материалов, усовершенствованных автосцепок, поглощающих аппаратов обеспечивающих сохранность вагонов и перевозимых грузов.

Институт продолжает работы над трехэлементной тележкой, обеспечивающей снижение динамических нагрузок, действующих на путь, в 1,5...2 раза, увеличение устойчивости к извилистому движению и снижение углов набегания колесных пар на рельсы. Разрабатывается принципиально новая тележка с раздвижными колесными парами. Она может стать основой создания подвижного состава ускоренных грузовых поездов, в первую очередь для контейнерных и комбинированных перевозок с обеспечением бесперегрузочного международного сообщения на линиях с шириной колеи 1520 и 1435 мм.
Для пассажирских вагонов нового поколения разрабатывается специальное оборудование: реверсивная климатическая установка кондиционирования воздуха, высококомфортная отопительно-вентиляционная система, аккумуляторная батарея повышенной эффективности.

В узлах и элементах применяются новые высокопрочные и долговечные материалы, что позволит создать безремонтные конструкции вагона. Снижение массы кузова и других несущих элементов, а также применение эффективного оборудования может уменьшить расходы в эксплуатации на 10...15 %.

Специалисты института готовятся к проведению всесторонних испытаний пассажирского вагона модели 820К повышенной комфортности и опытных образцов пассажирских вагонов для скорости 200 км/ч. В перспективе - разработка международного сообщения с автоматическим переходом с колеи 1520 на 1435 мм и обратно.

В области технического содержания вагонов главным направлением в настоящее время и на ближайшую перспективу стала разработка системы адресного вывода вагонов в ремонт с учетом фактически выполненного объема перевозочной работы. Приоритетной является предложенная институтом методика полного технологического комплекса по капитально-восстановительному ремонту (КВР) выработавшего срок службы, но еще работоспособного подвижного состава. Освоение такого КВР позволяет снизить затраты на приобретение нового подвижного состава до 40 %.

Создана технология восстановления пассажирских вагонов типа ЦМВО-66 и вагонов РИЦ.

9) Автотормоза     

Новые средства автотормозной техники, разрабатываемые институтом - электропневматические тормоза для пассажирских поездов локомотивной тяги, композиционные тормозные колодки, воздухораспределители, краны машинистов, тормозные системы для высокоскоростных поездов, а также инструкции по эксплуатации тормозов в особо сложных условиях. Институт проводит приемочные и сертификационные тормозные испытания модернизированного и нового подвижного состава.

Специалисты института завершили тормозные испытания тепловоза ТЭП80, электропоездов ЭР200, ЭД4М, вагонов метро "Яуза". Предстоят испытания электровозов ЭП10, ЭП200. ВНИИЖТ участвует в разработке тормозных систем для высокоскоростного поезда "Сокол".

10) Пассажирские перевозки и автоматизированные системы управления     

Исследования в этой области направлены на создание комплекса информационных технологий, обеспечивающих полную автоматизацию управления пассажирскими перевозками на базе электронных систем резервирования мест и продажи билетов типа "Экспресс". Совместно с организациями МПС и ИВЦ дорог создана единая вычислительная сеть стран СНГ и Балтии, включающая в себя 27 систем "Экспресс-2". Объединение этой сети с аналогичной западно-европейской системой 1В13 положило начало созданию общей вычислительной сети обслуживания пассажиров на железных дорогах Европы и Азии.

Наличие большой исходной информации о пассажирских перевозках позволило перейти к новой системе "Экспресс-3", которая является многофункциональной и включает в себя помимо продажи билетов функции управления: багажной работой; парком пассажирских вагонов; оперативным планированием, включая маркетинговые исследования, гибкое изменение тарифов с автоматизированным получением необходимых показателей по пассажирским перевозкам, а также функции сервисных услуг и справочно-информационного обслуживания путем взаимодействия с системами других видов транспорта, финансово-статистического учета и взаиморасчетов за перевозки. Внедрение системы обеспечивает оперативное управление пассажирскими перевозками на уровне железных дорог и МПС.

11) Конструкции и текущее содержание пути

Опыт показывает, что конструкция пути не может быть универсальной, и в условиях спада грузонапряженности в числе основных задач предусматриваются исследование и разработка:

малообслуживаемых конструкций пути и стрелочных переводов, оптимизированных для различных условий эксплуатации;

программ расширения полигона укладки бесстыкового пути, в том числе с плетями длиной до блок-участка и перегона;

автоматизированной системы диагностики земляного полотна, балластного слоя верхнего строения пути и искусственных сооружений;

профильной шлифовки, дозированной лубрикации рельсов.

Из наиболее интересных разработок в этом плане - конструкция бесстыкового пути без изолирующих стыков с длиной рельсовых плетей до перегона и усовершенствованной системой контроля, обеспечивающей безопасность ее эксплуатации, устройство перекладки плетей бесстыкового пути с заменой рабочего канта в кривых участках пути УП П В -1.

Из малообслуживаемых конструкций следует упомянуть:

путь с железобетонными шпалами и бесподкладочным, безрезьбовым промежуточным рельсовым скреплением, допускающим регулировку рельсовой нити по высоте;

рельсы типов Р65 и Р65К (заэвтектоидные), изготовленные из мартеновской стали с повышенным - до 0,87 %, содержанием углерода и увеличенным сроком службы;

стрелочный перевод с плавающим сердечником и внешним замыкателем;

контррельсы-протекторы, обеспечивающие скорость движения до 200 км/ч.

По земляному полотну разработан и утвержден новый метод расчета высоких насыпей, позволяющий предупреждать нарушение их устойчивости при эксплуатации; внедрены на дорогах неразрушающие методы диагностики состояния земляного полотна (сейсмический, вибрационный, радиолокационный) с применением компьютеризированной аппаратуры. Для диагностики верхнего строения пути создан высокоскоростной вагон-путеизмеритель ЦНИИ4.

В области текущего содержания пути наряду с модернизацией путевых машин тяжелого типа для грузонапряженных линий созданы новые машины - щебнеочистительные, выправочно-подбивочные агрегаты, обеспечивающие более глубокую и качественную очистку щебня, уплотнение балласта под шпалами, постановку пути по проекту в плане и профиле и более стабильную и надежную его работу (щебнеочистительная машина ЩОМ-6, микропроцессорная система автоматизированного управления выправочно-подбивочной машиной ВПО-3000 МС).

Разработана методика определения надежности пролетных строений с целью установления их ресурса и ведутся исследования с оценкой возможного продления срока службы мостов.