Ingineria neştiută a celei mai puternice locomotive din dotarea Căii Ferate din Moldova

Calea Ferată din Moldova trece printr-o adevărată perioadă de revigorare în ultimul an, despre care am mai scris, reuşind să stingă toate restanţele salariale istorice, să le majoreze la 70% şi să crească la un nivel considerabil transportul de pasageri şi mai ales de mărfuri pe care-l efectuează. Trenurile au devenit din nou competitive în Moldova, iar o bună administrare face ca garniturile de trenuri să concureze azi până şi cu camioanele pe tot mai multe trasee. Şi întrucât Calea Ferată din Moldova (CFM) e o companie de stat, care ne aparţine efectiv nouă, tuturor, am vrut să intrăm mai profund în ingineria trenurilor din dotarea CFM, pentru a vedea cât de interesante sunt, de fapt, lucrurile acolo. Şi am găsit o deschidere neaşteptat de mare din partea CFM, care s-au oferit să ne dea orice informaţie am vrea să aflăm şi să ne arate orice trenuri ne interesează, ba chiar scoţându-le pe şine speciale de parcare, pentru ca să le putem vedea în detaliu. Şi am vrut să începem cu cea mai puternică locomotivă din dotarea Căii Ferate din Moldova.

Cât dintre noi, chiar şi cei pasionaţi de maşini şi de vehicule mari, ştiu ce motor are o locomotivă, cum are loc propulsia, despre ce parametri de putere vorbim sau despre ce consum vorbim în cazul unui tren? Cu siguranţă mult prea puţini, motiv din care acest articol va însemna informaţie neştiută pentru foarte mulţi dintre noi. Să începem, aşadar!

Cel mai puternic model de locomotivă din dotarea CFM s-a dovedit a fi şi cel mai nou, deci dintre ultimele achiziţionate. Locomotiva poartă numele de General Electric TE33AS, AS fiind o variaţie certificată pentru ecartamentul din CSI, iar modelul de bază poartă numele TE33A. Marca locomotivei este, deci, General Electric, compania producătoare fiind una americană, cu ramificări în multe domenii ale industriei. Locomotivele sunt fabricate, însă, în Kazahstan, începând cu 2009 încoace, din kit-uri prefabricate, produse la fabrica General Electric din Erie, Pennsylvania, SUA. Iar ingineria locomotivei e una complet americană, deci. Calea Ferată a Moldovei a cumpărat locomotiva despre care vorbim azi în anul 2020 şi există deja mai multe exemplare în dotarea CFM.

Aşadar, ce motor are o asemenea locomotivă cu inginerie americană din Moldova? Pentru că şinele din Moldova nu sunt electrificate în măsură suficientă, în Moldova se folosesc locomotive diesel, iar General Electric TE33A este, la fel, o locomotivă cu motor diesel.

Motorul diesel e unul uriaş, fiind mai apropiat de scara motoarelor navale, decât cele ale camioanelor. Totuşi, dacă la motoarele navale se folosesc adeseori motoare diesel în 2 timpi, ce uilizează combustibil vâscos naval, motorul locomotivei despre care vorbim azi e unul în 4 timpi şi foloseşte diesel de cifră octanică normală, identic cu cel folosit de maşini şi camioane. Motorul e un V12 turboaspirat, deci are 12 cilindri, dispersaţi în două blocuri cilindrice, poziţionaţi în formă de V unul faţă de celălalt, la 45 de grade.

Foto. Aşa arată o parte vizibilă a motorului diesel V12 de pe locomotiva din Moldova

Doar motorul are circa 4,2 metri lungime, 2,68 metri înălţime şi 1,60 metri lăţime, cântărind circa 19,5 tone. La asemenea dimensiuni, capacitatea cilindrică a motorului V12 este de 188,5 litri, sau 188.500 cm cubi. Asta înseamnă că volumul fiecărui cilindru este de 15,7 litri! Paradoxal, dar un asemenea motor imens porneşte fără eforturi şi proceduri speciale, ci tot cu un demaror şi întoarceri de comenzi şi butoane.

Acum, probabil ne şi întrebăm ce putere produce un asemenea motor diesel V12 turbo. Ei bine, acest model de locomotivă a folosit în dependenţă de anii de fabricaţie diferite versiuni de putere a aceluiaşi motor, iar locomotiva din Moldova are ipostaza GEVO cu numele de cod ES40DC, care produce 4.000 CP la 1.050 rpm. Deci, vorbim de un motor diesel de 4 mii de cai-putere! Versiunea din Moldova nu e cea mai puternică ipostază a acestui motor, dar nici cea mai slabă, fiind mai degrabă una de mijloc, dar, faţă de locomotivele anterioare din dotare, acest motor e cel mai puternic prezent pe locomotivele din ţara noastră.

Foto. Construcţia motorul, viziune din lateral, sunt vizibil doar 6 cilindri ai unuia din blocuri

Şi acum, cum se transmite acestea putere roţilor, pe şine? Există o cutie de viteze, diferenţiale, sunt mai multe punţi motrice, cele care primesc putere şi tractează? Ei bine, când vorbim de asemenea puteri mari ale unor motoare cu ardere internă, e mult mai logic şi mai fiabil ca puterea să fie transmisă electric, către electromotoare integrate în punţi, iar acele punţi să fie puse în mişcare de electromotoare. Aşa funcţionează şi camioanele miniere mari, de exemplu, de 40-50 de ani încoace. Pentru că arborii cardanici, roţile dinţate şi tot soiul de îmbinări şi articulaţii n-ar rezista la fel de bine la asemenea puteri şi greutăţi. Aşa că efectiv, motorul diesel V12 din locomotivă produce electricitate, de aproape 3 MW, iar acea electricitate e distribuită către 6 electromotoare, câte 2 poziţionate pe fiecare osie. Aceste 6 electromotoare asigură punerea în mişcare a roţilor, iar suma puterii lor efective este similară cu electricitatea pe care o primesc de la electromotor, deci ajung tot aproape de 4.000 CP în total.

Foto: Aşa arată postul de condus al locomotivei din Moldova

Există, însă, câteva poziţii de tracţiune, prin care puterea poate fi redusă când locomotiva trage mai puţine vagoane sau merge prin relief cu mai puţine variaţii. Asta face ca şi motorul diesel să lucreze mai puţin decât la puterea maximă, şi să fie mai eficient. E cam ca şi la maşină, nu întotdeauna ai nevoie de puterea maximă a unui motor, iar la locomotive forţa de frecare a şinelor e mult mai redusă, aşa că forţa de a menţine mişcarea e mult mai mică decât cea de pornire sau de urcare pe gradienţi.

Foto. Comenzile de condus ale locomotivei din Moldova

O asemenea locomotivă poate tracta până la 3.600 tone, sau 40 de vagoane pline, dar cifra poate fi ajustată în funcţie de profilul de relief al rutei. Locomotiva propriu-zisă cântăreşte 138 de tone. Cât consumă o asemenea locomotivă? Ei bine, la ralanti, când stă pe loc, consumul de 8,8 litri/oră. În mişcare, există 8 poziţii de putere, presetate. La pornire se poate opera şi cu poziţia maximă dacă garnitura e completă şi încărcată, apoi se poate reduce la o poziţie mai apropiată de minim. În poziţia 1 consumul e de 49,6 litri/oră. În poziţia 2 — e de 96,8 litri/oră. Deci, un tren care doar susţine mişcarea pe teren drept de câmpie, şi circulă cu 100 km/h, poate avea un consum şi de circa 100 litri/100 km, ceea ce fascinant de puţin, dar în practică e un consum mai mult teoretic, pentru că şi încărcarea e mai mare, şi variaţia de relief în Moldova e mai frecventă şi viteza medie e mai mică decât 100 km/h.

În poziţia 3 consumul e deja 221,2 litri pe oră, în poziţia a 4-a — 300,5 litri/oră. Iar în poziţia 8, cea mai puternică, cifra de consum urcă la 614,5 litri/oră. Deci, efectiv, consumul mediu al unui tren va fi mai degrabă între 200 şi 300 litri/100 km, ceea ce e oricum puţin, dacă luăm în considerare cele 3.600 tone tractate.

Ei bine, câţi kilometri parcurge anual o asemenea locomotivă, care e încadrată în regim normal de muncă? În Moldova, în dotarea CFM, se ajunge cam la 110.000 km pe an. Iar durata de viaţă calculată a unui asemenea motor e de circa 40 de ani, deci vreo 4.5 milioane de kilometri ar trebui să-i parcurgă fără probleme.

Şi, o ultimă curiozitate — cât de des se schimbă uleiul la un asemenea motor diesel de locomotivă, de 188,5 litri volum? Cam o dată la 90 de zile, deci odată la vreo 35.000 km parcurşi. Câţi litri de ulei de motor, crezi că sunt necesari la fiecare schimb? Ei bine, 1.268 litri de ulei, atâta intră în acest propulsor la fiecare schimb de ulei!

Aşadar, data viitoare când vom vedea cu toţii o asemenea locomotivă pe căile ferate din Moldova, vom şti cu toţii mult mai multe despre ea!