◄ رویکرد شرکت دالیان برای کاهش مشکلات موتور دیزل 240
برقی سازی گسترده خطوط اصلی که اکنون بیش از 70 درصد شبکه را پوشش می دهد؛ مزایای اقتصادی و بازدهی بالاتر برقی و ... سبب شد شرکت دالیان از تولید لوکوموتیو های دیزلی اصلی به تولید لوکوموتیو های برقی متمایل شود.
عباس قربانعلی بیک:
پس از مذاکره و توافق با آلستوم برای 100 دستگاه لوکوموتیو 4000 اسب، اولین پیشنهاد لوکوموتیو 4000 اسب چینی در اواخر دهه هفتاد از ایشان گرفته شد (تین 265648)، ولی در بازدید اواسط دهه هشتاد از شرکت دالیان برخلاف انتظار مشاهده شد این شرکت خط تولید لوکوموتیو های دیزلی برای چین را محدود به انواع مانوری سنگین نموده و بر تولید نوع برقی 6 محوره با فناوری ژاپنی متمرکز شده و قرارداد چندصد دستگاه لوکوموتیو را با وزارت راه آهن چین منعقد نموده است (تین 267605).
لوکوموتیو مانوری مشاهده شده (با قیمت 900 هزاردلار) مجهز به همان موتوری بود که در 1378 برای لوکوموتیو اصلی باری به ما پیشنهاد شد ولی با دوبرابر قدرت لوکوموتیو مانوری دیزل هیدرولیک که از دیگرشرکت چینی دریافت گردید (تین 270535).
1) تاریخچه: شرکت CRRC دالیان با بیش از ۱۲۰ سال سابقه، در سال ۱۸۹۹ به عنوان کارخانه Shahekou تاسیس شد. این شرکت پس از گذر از دوره های مختلف مدیریتی شامل کنترل ژاپن (۱۹۰۵-۱۹۴۵) و مدیریت مشترک چین روسیه (۱۹۴۵-۱۹۵۲)، به یکی از بزرگترین تولیدکنندگان تجهیزات ریلی چین تبدیل شد. در سال ۱۹۵۶، اولین لوکوموتیو بخار با طراحی چینی را تولید کرد و دو سال بعد، اولین لوکوموتیو دیزل الکتریک "JuLong" را بر اساس طرح روسی ساخت. نقطه عطف مهم بعدی در سال ۱۹۶۹ با تولید لوکوموتیو سری DF4 با قدرت اولیه 2650 کیلو وات از 1969 تا 1984 رقم خورد که با تولید چند هزار دستگاه به اصلی ترین لوکوموتیو چین تبدیل شد، (قدرت در پیشنهاد به ما 3160 کیلووات بود، 19990722).
2) توسعه فنی: در دهه ۱۹۸۰، همکاری با شرکت Ricardo برای توسعه موتورهای دیزل DL240 آغاز شد. این همکاری به ارتقای قابل توجه توان فنی شرکت انجامید. در سال ۲۰۰۲، مشارکت با توشیبا برای تولید لوکوموتیو های 6 محورهHXD3D برقی با قدرت 7500 کیلووات و سرعت 160 آغاز شد و در سال ۲۰۱۵ با ادغام در CRRC، وارد مرحله جدیدی از توسعه شد.
3) همزمان با تغییر رویکرد راه آهن چین به سوی برقی کردن خطوط پرترافیک به برقی (تین 267605)، این شرکت با استفاده از موتورهای جدید و پرقدرت مانند MTU 20 سیلندر، صادرات لوکوموتیو های دیزلی با ترکشن موتور AC را به اوج رسانید.
4) دستاورد جدید: جدیدترین محصول شرکت، لوکوموتیو هیبریدی FXN3B است که با موتور دیزل 12V240H و توان ۲۵۰۰ کیلووات، مجهز به سیستم سوخت رسانی الکترونیکی پیشرفته و باتری لیتیوم تیتانات تولید می شود. قابلیت هیبرید این لوکوموتیو مانوری 6 محوره، کاهش ۷۵-۸۲ درصد در زمان کارکرد موتور دیزل و صرفه جویی ۲۵-۳۴ درصد مصرف سوخت را درپی داشت.
5) تغییر استراتژی: برقی سازی گسترده خطوط اصلی که اکنون بیش از 70 درصد شبکه را پوشش می دهد؛ مزایای اقتصادی و بازدهی بالاتر برقی و ... سبب شد شرکت دالیان از تولید لوکوموتیو های دیزلی اصلی به تولید لوکوموتیو های برقی متمایل شود.
6) کاربرد هیبریدی: نکته قابل توجه در مورد موتور دیزل ۲۴۰ در انواع کاربرد هیبریدی، شرایط کاری متفاوت آن نسبت به لوکوموتیو های خط اصلی است. در این کاربرد، موتور در شرایط بهینه و بار پایین و نسبتا ثابت کارمی کند، با تغییرات ناگهانی بار مواجه نمی شود و عمدتاً نقش ژنراتور شارژر را ایفا می کند که منجر به کاهش چشمگیر استهلاک و افزایش عمر موتور می شود.
- مشکلات لوکوموتیو های شرکت دالیان (CDN10) که اکنون به یک بحران برای مالکان لوکوموتیو در ایران تبدیل شده و با غفلت مدیرعامل سابق راه آهن و وزارت صمت می توانست راه آهن را با یک ابرچالش مواجه نماید با وجود هزینه زایی می تواند (تین 267290) با این راهبرد کاهش یابد، ضمن اینکه با استفاده از موتورهای 20 سیلندر MTU4000 با قدرت 4400 اسب به جای موتور 240 نیز می توان این محصول را اصلاح نمود. علاوه بر این لوکوموتیو HXD3D توشیبا نیز با تغییر نسبت دنده برای سرعت 120، می تواند کشش مداوم بیش از 43 تن را در سرعت پیوسته 60 کیلومتر در ساعت با بار محوری 21 تن و کشش مداوم بیش از 47 تن (2.6 لوکوموتیو معادل) را با بار محوری 23 تن و سرعت 108 در حالت دوگانه (برقی دیزلی) فراهم نماید (256292).
- از این نکته نباید غفلت نمود که با انتخاب هرنوع لوکوموتیو ی برای جلوگیری از تکرار تجربیات لوکوموتیو های آلستوم، زیمنس، دالیان ... و استفاده از تجربیات جی ای، لازم است ضمن توافق با سازنده، نمونه اولیه برای آزمون های سختگیرانه سریعتر وارد شود.
بررسی دقیق و تخصصی رویکرد شرکت دالیان و راهکارهای کاهش مشکلات لوکوموتیو دیزل، بهتر است این موضوعات به تفصیل و با استفاده از جداول و نمودارهای مقایسه‌ای تحلیل شوند. در ادامه، موارد تخصصی بیشتری به همراه جزئیات و جداول مقایسه‌ای ارائه می‌گردد:
________________________________________
1. تحلیل تغییر استراتژی از دیزل به برقی
• وضعیت فعلی: با برقی‌سازی گسترده در چین که اکنون بیش از 70 درصد شبکه را پوشش می‌دهد، تقاضا برای لوکوموتیوهای دیزلی کاهش یافته است.
ت مزایای لوکوموتیوهای برقی: برقی‌ها دارای هزینه عملیاتی پایین‌تر، توان خروجی بالا، راندمان بیشتر و کاهش انتشار آلاینده‌ها هستند.
• چالش‌های موتور دیزل 240: این موتورها به دلیل بازدهی پایین‌تر، مصرف سوخت بیشتر و استهلاک زیاد به ویژه در شرایط بار متغیر دچار مشکلات عملکردی هستند.
شاخص=لوکوموتیو دیزل=لوکوموتیو برقی
هزینه عملیاتی=بالا=پایین
بازده انرژی=متوسط=بالا
هزینه نگهداری=بالا=پایین
استهلاک قطعات=بالا=پایین
آلودگی محیطی=زیاد=کم
________________________________________
2. توسعه فنی موتور دیزل DL240 و فناوری‌های بهینه‌سازی
• ارتقای عملکرد با همکاری ریکاردو: در دهه 1980، همکاری با شرکت ریکاردو برای توسعه موتور دیزل DL240 باعث شد توان موتور و قابلیت اطمینان آن بهبود یابد.
• مشکلات شناسایی‌شده در ایران: در ایران، موتور DL240 با چالش‌های نگهداری، مصرف سوخت بالا و هزینه‌های عملیاتی زیاد مواجه است.
• راهکارهای اصلاح: جایگزینی موتور دیزل DL240 با موتورهای دیزلی جدیدتر مانند MTU 4000 که قدرت و بازدهی بیشتری دارند، می‌تواند مشکلات لوکوموتیوهای CDN10 را کاهش دهد.
شاخص عملکردی=موتور DL240=موتور MTU 4000
توان خروجی (کیلووات)=2650=3300
مصرف سوخت (لیتر در ساعت)=بالا=متوسط
استهلاک قطعات=بالا=پایین
عمر مفید (ساعت)=20,000=40,000
هزینه نگهداری (سالانه)=زیاد=کم
________________________________________
3. بررسی لوکوموتیو هیبریدی FXN3B و کاهش مصرف سوخت
• مزایا: لوکوموتیو FXN3B به دلیل استفاده از سیستم هیبریدی، کاهش 25 تا 34 درصدی در مصرف سوخت را به ارمغان می‌آورد. همچنین به دلیل کار در شرایط بهینه و بدون تغییرات ناگهانی بار، استهلاک موتور کمتر و عمر آن طولانی‌تر است.
• کاربردها: این لوکوموتیو برای استفاده در خطوط پرتردد و عملیات مانوری مناسب است و می‌تواند جایگزین لوکوموتیوهای دیزلی قدیمی با بازده پایین شود.
د ویژگی‌ها: استفاده از موتور دیزل 12V240H و سیستم شارژ باتری، مصرف سوخت و استهلاک را کاهش می‌دهد.
مشخصه عملکردی=لوکوموتیو FXN3B=لوکوموتیو دیزل CDN10
توان خروجی (کیلووات)=2500=3160
مصرف سوخت (در هر ساعت)=کم=زیاد
کاهش زمان کارکرد موتور=75-82%=ندارد
کاهش استهلاک قطعات=بله=خیر
سیستم شارژ باتری=لیتیوم تیتانات=ندارد
________________________________________
4. رویکرد جدید دالیان برای کاهش مشکلات در ایران
با توجه به مشکلات لوکوموتیوهای دیزل در ایران، دالیان چند پیشنهاد برای بهبود ارائه کرده است:
• جایگزینی موتور 240 با MTU4000: موتورهای MTU4000 با قدرت بیشتر (4400 اسب بخار) و استهلاک کمتر می‌توانند برای لوکوموتیوهای دیزل ایران مناسب باشند.
• ورود نمونه‌های اولیه و آزمون‌های سختگیرانه: با انجام تست‌های سختگیرانه بر روی نمونه‌های اولیه، امکان اطمینان از سازگاری و کارایی آن‌ها در شرایط اقلیمی و عملیاتی ایران فراهم می‌شود.
• اصلاح لوکوموتیوهای HXD3D برای افزایش کشش: با تغییر نسبت دنده و تنظیم سرعت، این لوکوموتیوها می‌توانند برای خطوط با بار محوری بالا در ایران استفاده شوند.
راهکار پیشنهادی=توضیح مزیت=میزان کاهش هزینه=پیش‌بینی بهبود عملکرد
جایگزینی موتور MTU4000=افزایش قدرت و کاهش مصرف=15-20%=افزایش عمر و بهره‌وری
تست‌های سختگیرانه=اطمینان از تطابق عملیاتی=بهینه‌سازی هزینه‌های آتی=کاهش خطاهای عملیاتی
اصلاح HXD3D=افزایش قدرت کشش و راندمان=کاهش هزینه سوخت و نگهداری=افزایش کارایی خطوط
________________________________________
5. نتیجه‌گیری و پیشنهادات نهایی
• برقی‌سازی به عنوان راهبرد اصلی: به دلیل مزایای برقی‌سازی از جمله کاهش آلودگی و هزینه‌های عملیاتی پایین، شرکت دالیان توصیه به افزایش خطوط برقی در مسیرهای پرتردد و کاهش تدریجی تولید لوکوموتیوهای دیزلی دارد.
• تمرکز بر فناوری هیبریدی: استفاده از لوکوموتیوهای هیبریدی مانند FXN3B می‌تواند در خطوط با تردد بالا و نیاز به بهره‌وری بیشتر مناسب باشد و موجب صرفه‌جویی در هزینه‌های سوخت و نگهداری می‌شود.
• جایگزینی موتورها و آزمون‌های عملیاتی در ایران: با به‌کارگیری موتورهای جدیدتر مانند MTU و انجام تست‌های عملیاتی، مشکلات موتورهای دیزلی موجود در ایران کاهش می‌یابد و طول عمر مفید آن‌ها افزایش می‌یابد.
این تحلیل با هدف ارائه راهکارهای تخصصی‌تر، جهت کاهش مشکلات موتورهای دیزل 240 در ایران و بهبود عملکرد شبکه حمل و نقل ریلی ارائه شده است.