Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice školní rok 2003/2004; letní semestr I. ročník kombinované studium (obor DP – KV) Janík Jiří 24.3.2004 Název práce:
Provoz, údržba a opravy motorových lokomotiv společnosti Viamont, a.s. Ústí nad Labem Prohlášení: Prohlašuji, že předložená práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracoval samostatně. Literaturu a další zdroje, z nichž jsem čerpal, v práci řádně cituji. Souhlasím se zveřejněním na internetových stránkách Univerzity Pardubice.
Anotace: Tato semestrální práce se zabývá vlivem provozování drážní dopravy na životní prostředí. Jsou zde uvedeny způsoby, jakými společnost Viamont, a.s. snižuje negativní účinky na životní prostředí pomocí zkoušení alternativních paliv, kvalitnějších maziv a v neposlední řadě i modernizací lokomotiv.
Klíčová slova: ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
lokomotiva bionafta nafta motorový olej spalovací motor odpadové hospodářství ekologická havárie
1
Obsah: 1. Úvod ....................................................................................................................................... 3 2. Provoz motorových lokomotiv............................................................................................... 3 2.1. Spalovací motor............................................................................................................... 3 2.1.1. Princip čtyřdobého vznětového spalovacího motoru ............................................... 4 2.1.2.Cesta paliva do spalovacího prostoru........................................................................ 4 2.1.3. Množství vzduchu .................................................................................................... 5 2.1.4. Motorový olej........................................................................................................... 5 2.1.5. Funkce ventilů a předstihu ....................................................................................... 6 3. Provoz motorových lokomotiv a životní prostředí................................................................. 6 3.1. Nebezpečí úniku paliva a maziv...................................................................................... 7 3.2. Bionafta ........................................................................................................................... 7 3.2.1. Bionafta I. generace – MEŘO .................................................................................. 7 3.2.2. Bionafta II. generace ................................................................................................ 8 3.2.3. Zkušební provoz....................................................................................................... 8 4. Prohlídky a údržba lokomotiv ................................................................................................ 9 4.1. Seřízení ventilových vůlí a předstihu ............................................................................ 10 4.2. Vzduchové filtry............................................................................................................ 12 4.3. Odkalování jímek .......................................................................................................... 12 4.4. Odstraňování nečistot.................................................................................................... 12 4.4.1. Systém čisticích utěrek MEWA ............................................................................. 12 4.4.2. Odmašťování a mytí součástek .............................................................................. 12 4.4.3. Mytí lokomotiv....................................................................................................... 14 5. Pravidelná technická kontrola .............................................................................................. 14 6. Opravy lokomotiv ................................................................................................................ 16 6.1. Únik paliva a maziv....................................................................................................... 16 6.1.1. Sorbent Absodan Plus ............................................................................................ 16 6.1.2. Sorpční rohož ECOSORB...................................................................................... 16 7. Modernizace lokomotiv........................................................................................................ 16 8. Středisko oprav..................................................................................................................... 17 8.1. Únik ropných a závadných látek ................................................................................... 17 8.2. Opravárenská hala ......................................................................................................... 18 8.3. Sklad olejů..................................................................................................................... 18 9. Závěr..................................................................................................................................... 18 10. Použité materiály:............................................................................................................... 19
2
1. Úvod Společnost Viamont, a.s. se mimo jiné zabývá i drážní dopravou. Od roku 1992, kdy společnost vznikla, prošla cestou různého způsobu vlastnictví hnacích vozidel. Nejdříve se lokomotivy objednávaly i s lokomotivní četou od ČD, poté byly pronajímány lokomotivy od TSS nebo Vojenských železničního staveb, kdy údržbu a opravu prováděli vlastníci strojů, až v roce 1998 se nakoupily vlastní lokomotivy a přešlo se k vlastní správkárenské činnosti. Během let 1998 – 2001 se prováděla pouze nejnutnější údržba lokomotiv a veškeré větší opravy byly prováděny depech kolejových vozidel nebo v železničních opravnách. V průběhu těchto let se hledala cesta co nejekonomičtějšího provozu, až byla vytvořena vlastní středisko oprav, v němž se provádějí veškeré opravy, kromě generálních oprav a modernizací. S tím souvisí i další doprovodné povinnosti, mezi které patří i dodržování zákonů, vyhlášek a nařízení vlády ČR zabývajících se životním prostředím a ekologií.
2. Provoz motorových lokomotiv Společnost zvolila jako nosnou řadu lokomotivy řady 740, 741 a 742. Tyto lokomotivy jsou vhodné jak pro posunovací službu na vlečkách, které firma vlastní, nebo při stavebních pracích na železnici, tak i pro dopravu osobních a nákladních vlaků. Jsou to dieselelektrické lokomotivy. Princip těchto lokomotiv spočívá v tom, že dieselový motor pohání elektrické soustrojí, které vyrábí elektrickou energii. Ta je přivedena do trakčních motorů upevněných na dvojkolí a přes ozubený převod je lokomotiva poháněna. Nicméně výkon lokomotivy je dán výkonem spalovacího motoru. Lokomotiv řad 740 a 742 bylo vyrobeno v ČKD Praha několik stovek kusů. Řada 740 je určena pro středně těžkou posunovací a traťovou službu na průmyslových vlečkách. Váží 72 t a mají nižší konstrukční rychlost (70 km/h). S tím souvisí i lepší adhezní vlastnosti při rozjezdu, kterých je při posunu na vlečkách veliké množství. Řada 742 byla odvozena ze řady 740 pro ČD. Proti průmyslovým lokomotivám řady 740 má řada 742 nižší hmotnost (64 t), vyšší maximální rychlost (90 km/h) a další výbavu dle požadavků bývalých ČSD (zařízení LVZ, více přístrojů pro kontrolu stavu stroje atd.). Řada 741 je konstrukčně upravená lokomotiva řady 740, u které jsou spojeny výhody obou předcházejících řad: - rychlost 90 km/h - váha 72 tun - vybavení stanoviště strojvedoucího jako u ř. 742 Hlavním důvodem, proč se společnost vydala cestou těchto lokomotiv je ten, že až na výše zmíněné rozdíly jsou shodné. To přináší výhodu zaměnitelnosti náhradních dílů, snažší údržbu a zvýšení specializace správkařů.
2.1. Spalovací motor Pohonnou jednotkou je dieselový motor ČKD K 6 S 230 DR. Je to čtyřdobý stojatý řadový vysokotlace přeplňovaný motor s průměrem pístu (vrtáním) 230 mm o výkonu 883 kW.
3
2.1.1. Princip čtyřdobého vznětového spalovacího motoru Pracovní proces čtyřdobého vznětového motoru zahrnuje čtyři doby (dvě otočení klikového hřídele), přičemž jedné době přibližně odpovídá jeden zdvih pístu. Takt je ohraničen fázemi ovládání ventilů: 1. sání 2. komprese 3. expanze 4. výfuk • Sání V první fázi pracovního procesu se před horní úvratí otevřou sací ventily, píst se pohybuje dolů a do spalovacího prostoru je turbodmychadlem vháněn vzduch. Za dolní úvratí se sací ventily uzavřou. • Komprese Ve druhé fázi se pohybuje píst nahoru a stlačuje vzduch ve spalovacím prostoru. Teplota vzduchu stoupne. Před horní úvratí je do prostoru pod vysokým tlakem rozprášeno palivo, které spolu se stlačovaným vzduchem vytvoří výbušnou směs. • Expanze V horní úvrati dojde k samovznícení směsi a k jejímu rozpínání. Píst je stlačován do dolní úvrati a vytváří tím samotnou práci pístu. • Výfuk V této poslední fázi se před dolní úvratí otevřou výfukové ventily a píst, který se pohybuje z dolní úvrati do horní vytlačuje spaliny mimo spalovací prostor. Aby spalovací motor pracoval na maximální výkon, je potřeba, aby bylo splněno několik podmínek: • dokonalé rozprášení paliva do spalovacího prostoru • dodání maximálně možného množství vzduchu • dokonalé utěsnění spalovacího prostoru • správné seřízení ventilů a předstihu Pouze tehdy, jsou-li splněny všechny čtyři podmínky najednou, je možné provozovat spalovací motor na maximální výkon. Tím se dosáhne téměř dokonalého spalování v pracovním prostoru i snížení emisí ve výfukových plynech.
2.1.2.Cesta paliva do spalovacího prostoru Palivo je nasáváno z nádrže o objemu 4000 litrů zubovým čerpadlem a je přivedeno do vstřikovacího čerpadla. Tam je stlačeno a pod tlakem přivedeno do vstřikovacího zařízení v pracovním prostoru válce a v přesně určený čas rozprášeno do stlačeného vzduchu pro vytvoření zápalné směsi. Přebytečná motorová nafta, která není vstřikovacím čerpadlem „zpracována“ se vrací zpětným potrubím do palivové nádrže. Aby se zlepšily fyzikální vlastnosti nafty, je zpětné potrubí vedeno přes výměník tepla „nafta-voda“, kde chladicí kapalina ohřátá na provozní teplotu předává teplo vracející se naftě. Vývod zpětného potrubí 4
ústí u trubice sacího potrubí. Ohřáté palivo se částečně smísí s původní, studenou naftou (ohřívá nádrž o několik °C) a částečně je nasávána zpět ke vstřikovacím čerpadlům. To umožňuje lepší rozprášení paliva.
2.1.3. Množství vzduchu K dokonalému spálení 1 g paliva je zapotřebí 14,7 g vzduchu [1]. Čím více vzduchu je pro spalování k dispozici, tím více paliva může být spáleno a o to vyšší je i výkon. Díky vyššímu přebytku vzduchu (přeplňované motory) se palivo dokonaleji spaluje a motor produkuje i při vyšším výkonu méně škodlivin. Dodávku vzduchu do spalovacího prostoru provádí turbodmychadlo (dále TBD), které je poháněno výfukovými plyny. Nedochází-li ke kvalitnímu spalování směsi, ulpívají nespálené částice na lopatkách TBD a zanáší se jeho hnací část. Tím se sníží výkon dmychadla a je dodáváno menší množství vzduchu.
2.1.4. Motorový olej Motorový olej ve spalovacím motoru plní hned několik funkcí: • vzájemně odděluje třecí plochy. Tím snižuje třecí ztráty a opotřebení a zároveň tlumí hluk. • odvádí teplo z třecích ploch. • odnáší z třecích ploch kovový otěr, rozpouští a odnáší úsady vzniklé při spalování. • napomáhá utěsnění pístů ve válcích. • chladí nejvíce tepelně zatížené součásti motoru. • konzervuje motor proti korozi. • tlumí hluk motoru. Válce jsou mazány rozstříknutým olejem. Na pístech jsou stírací kroužky, které stírají olej z povrchu válců, aby nepronikal do spalovacího prostoru, a vrací jej do olejové vany. Není-li utěsnění pístů ve válcích dokonalé, dochází k průniku tlaku ze spalovacího prostoru do klikové skříně. Každý spalovací motor musí mít odvětrávání klikové skříně, která je odpařovacím potrubím spojena s okolním ovzduším, aby nedocházelo k natlakování bloku a k havárii motoru. U lokomotiv řady 740 a 742 je odvětrávací potrubí vyvedeno v horní části kapoty lokomotivy. Sledováním odpařovaného množství oleje je možné předejít závadě. Netěsnost v pístové skupině ukazuje buď zvětšený odpar nebo tzv. dýchání (pulzování z výparníku). Pronikání vody do olejové lázně ukazuje vysrážená voda, kapající z odvětrávacího potrubí. K mazání se používá motorový olej různých typů a specifikací. V době výroby těchto spalovacích motorů byl od výrobce doporučen olej M6 ADS II. Později se začal používat olej M7 ADS III, který používala i společnost Viamont. V roce 1998 všechny lokomotivy společnosti prošly generální opravou. Do dvou motorů byla zkušebně použita aditivní přísada do oleje NULON HP – DIESEL, která měla snížit tření a utěsnit mikroskopické netěsnosti. Princip fungování přísady do oleje NULON HP je velmi jednoduchý. Firma NULON do svých kluzných olejových a vytěsňovacích přísad, které pracují na částicové bázi, používá nejkluznější látku, která je známa jako PTFE (teflon), která pro dané užití vždy disponuje takovým množstvím a velikostí kuličkových částic PTFE, která je nejideálnější pro daný typ agregátů či stav jeho opotřebení. Konstrukce kuličkových teflonových zrn je patentově chráněna firmou DuPont. Navíc teflon je naprosto netečný svému okolí (inertní). 5
Submikronové částice penetrují na kluzné plochy a zanechávají na nich v důsledku tepla a tlaku neviditelnou kluznou vrstvu, která bezpečně překlene kritické fáze chodu motoru (od –50°C do +260°C). Větší částice v kuličkovém tvaru neustále cirkulují s olejem v olejovém traktu a spolehlivě vytěsňují vzniklé vůle z opotřebení. Teflonové kuličky jsou navrženy velikostně tak, aby neomezovaly čisticí schopnosti olejových filtrů, ale zajišťovaly unikátní kluznost při dotěsňování vůlí z opotřebení[7]. Dlouhodobě se sledovala spotřeba nafty a motorového oleje a každoročně byly tyto hodnoty vyhodnocovány a porovnávány s jinými stroji. Bylo možné využít i toho, že lokomotivy jezdí ve dvojčlenném řízení a je možné spojit do dvojice jednu lokomotivu s NULONem a jednu bez. Z dlouhodobého hlediska došlo ke snížení spotřeby: • nafty o 0,05 litrů na 1 strojový km • motorového oleje o 0,006 litrů na 1 strojový km Pro konečné vyhodnocení byly dva spalovací motory v roce 2002 demontovány a bylo porovnáno opotřebení jednotlivých součástí. Jednoznačně se dospělo k tomu, že motor naplněný přísadou NULON měl velmi nízké opotřebení hlavních součástí, mezi které patří kliková hřídel, vačková hřídel a další. Bylo rozhodnuto, aby do motorů po generální opravě byl použit nový a kvalitnější motorový olej, do kterého se už nebude muset přidávat aditivní přísada. Z nabídky několika distributorů byl vybrán olej M7 ADS V. Tento olej se však nedá používat v motorech, ve kterých je dlouhou dobu (déle než dva roky) používán olej nižší kvality např. M7 ADS III. Je to zapřičiněno tím, že složení oleje M7 ADS V umožňuje rozpouštění úsad a nečistot ve spalovacím motoru. V motoru s méně kvalitním olejem postupně dochází k usazování nečistot a v místech, kde olej slouží i jako mazací médium dochází k upravování vzájemných rozměrů kluzných součástí. Při použití oleje M7 ADS V by „náhle“ došlo k odstranění tohoto „těsnění“. Tím dojde ke zvětšení vůle a následně zvýšení spotřeby oleje i nafty, zanášení olejových filtrů a mohlo by dojít i k havárii spalovacího motoru.
2.1.5. Funkce ventilů a předstihu K dosažení vysoké účinnosti čtyřdobého vznětového motoru je nutno respektovat dynamické jevy při proudění plynů i průběh vznětu a hoření paliva [1]. Proto ve skutečnosti: • ventily se otevírají dříve a zavírají později než v úvratích pístu, • palivo je vstřikováno vždy s předstihem před horní úvratí pístu. Podrobněji se bude principem zabývat kapitola „Údržba lokomotiv“
3. Provoz motorových lokomotiv a životní prostředí Provoz lokomotiv sám o sobě by mohl být pro životní prostředí dost nebezpečný, kdyby se samotnou konstrukcí, údržbou a postupnou modernizací možné nebezpečí nesnižovalo na minimum. Plně vyzbrojená lokomotiva obsahuje 4000 litrů nafty, 400 litrů motorového oleje a 400 litrů chladicí kapaliny. O snižování škodlivin ve výfukových plynech bylo zmíněno již v předcházejících kapitolách.
6
3.1. Nebezpečí úniku paliva a maziv Při samotném provozu může dojít k úniku paliva nebo maziv zapříčiněným závadou nebo netěsností. Každá motorová lokomotiva má nainstalovanou sběrnou vanu a sběrnou jímku, do které jsou svedeny veškeré nečistoty, vzniknuvší při provozu lokomotivy. Bohužel sběrná vana byla vyrobena pouze pod spalovací motor a prostor pod ostatními částmi lokomotiv byl volný. I sběrná jímka měla obsah 10 litrů a musela být velice často vyprázdňována, protože při naplnění jímky by mohlo dojít k jejímu přetečení přes sběrnou vanu a k znečištění kolejového lože a úniku PHM do země. Společnost Viamont nechala vyměnit původní sběrnou vanu za tzv. „ekovanu“, která zaplňuje i ostatní prostory a ještě více snižuje nebezpečí úniků z netěsností na soustrojích lokomotivy. Nechala zvětšit i objem sběrné jímky na 100 litrů. Do této jímky je svedena i nafta, která vzniká vlivem netěsností vstřikovacích čerpadel a je zachycena v prostoru těchto čerpadel.
3.2. Bionafta Společnost Viamont během roku 2003 rozhodla uvést do zkušebního provozu jednu lokomotivu, která bude používat jako palivo bionaftu. S provozem tohoto alternativního druhu paliva v lokomotivách neměl nikdo zkušenosti.
3.2.1. Bionafta I. generace – MEŘO Bionafta I. generace je ekologické alternativní palivo pro vznětové motory na bázi methylesterů nenasycených mastných kyselin rostlinného původu (tzv. MEŘO). Vyrábí se rafinačním procesem zvaným esterizace, při které se mísí methanol s hydroxidem sodným a pak s olejem vylisovaným ze semen řepky olejné nebo ze sojových bobů. Na počátku 90. let vznikla myšlenka k využití rostlinného oleje, který lze snadno získat z řepky nebo bobů vypěstovaných zemědělci. V několika provozech v ČR se začala vyrábět bionafta I. generace – 100% methylester řepkového oleje nazývaný MEŘO. Snaha výrobců byla, aby čisté MEŘO po menších úpravách pomocí aditiv mohlo být používáno ve vznětových motorech. Avšak proti většímu využívání čistého MEŘO hovořily špatné zkušenosti z provozu. MEŘO vykazovalo vysokou kouřivost, špatnou filtrovatelnost při nízkých teplotách (bod tuhnutí -8°C), velmi nízkou kalorickou hodnotu a s ní spojený snížený výkon spalovacího motoru. Navíc MEŘO vykazoval vysoké poškozování pryžových částí motoru. Z období prvních pokusů nasazení bionafty do běžného provozu zůstala zakořeněna velká nedůvěra vůči tomuto palivu. Dopravci ani prodejci nebyli dostatečně poučeni o záludnostech bionafty a čerpali ji do vozidel bez jakékoli přípravy, což právě u starších motorů přinášelo velké problémy. Bionafta se srážela při styku s vodou a její smíchávání s klasickou motorovou naftou většinou znehodnotilo celé palivo.
7
3.2.2. Bionafta II. generace Aby projekt ekologického alternativního paliva neupadnul v zapomnění, vzniknul projekt bionafty II. generace. Bionafta II. generace je palivo pro vznětové motory s obsahem methylesterů řepkového oleje nad 30%. Zbývající části této směsi jsou motorová nafta a příslušná aditiva. Při teplotě 20°C je čirá kapalina bez viditelné vody, méně nebo více zabarvená do žluta. Současná bionafta je doplněna a upravena látkami ropného charakteru, které musí být hluboko odsířené a nearomatizované, aby byla zachována podmínka biologické odbouratelnosti. Výsledná směs musí totiž splňovat kritérium biologické rozložitelnosti min. 90% za 21 dní. Je to tedy palivo, u kterého je část ropného produktu (motorové nafty) nahrazena methylestery, získanými z rostlinné produkce. Bionafta si zachovává základní vlastnosti motorové nafty a přitom působí velmi ekologicky na životní prostředí, na spalovací motor a palivovou soustavu [3]. Podle sdělení pracovníků Viamont oil, s.r.o. se v budoucnu počítá s tím, že do motorové nafty všech druhů se bude přimíchávat 5% methylesterů řepkového oleje.
3.2.3. Zkušební provoz Protože má bionafta schopnost vázat se s vodou, bylo nutné před přechodem na provoz s tímto druhem paliva zbavit palivový systém vody. Bylo rozhodnuto, že se vyčistí palivová nádrž, demontují palivové filtry, vstřikovací čerpadla a hlavy spalovacích motorů a provede se fotodokumentace, aby bylo možno později porovnávat s výchozím stavem. Byla totiž obava, jak bude toto palivo působit na pryžové těsnění a hadice, zda se nebudou vytvářet usazeniny atd. Zkušební provoz byl započat v září 2003. Lokomotiva byla spojena do dvojčlenného řízení s další lokomotivou a její provoz byl pod neustálým dohledem. Po upozornění výrobce, že při delším stání lokomotivy by mohlo dojít k oxidaci (rozkladu) bionafty a současně proto, že bionafta, respektive její rostlinná část je náchylná na vodu, byl před koncem roku přerušen zkušební provoz s tím, že na jaře 2004 bude pokračovat. Z dosavadního provozu vyplynuly dvě zásadní zkušenosti: 1. nečistoty a usazeniny nepřekračují hodnoty běžně používané nafty 2. v porovnání s druhou lokomotivou, se kterou zkoušená lokomotiva jezdila, mírně stoupla spotřeba V dalším průběhu zkoušek se tato zjištěná skutečnost bude sledovat v porovnání s dalšími stroji a bude se zjišťovat, jaký má bionafta vliv na výkon spalovacího motoru.
8
4. Prohlídky a údržba lokomotiv Jak zbylo zmíněno v předcházejících kapitolách, je nutné provádět pravidelnou údržbu, aby lokomotivy byly plně provozuschopné a splňovaly podmínky pro provoz na kolejích ČD. Lokomotivy firmy Viamont procházejí údržbou po ujetí 1500 – 2500 km nebo 1x měsíc. Při této údržbě se provádí celková prohlídka lokomotivy, doplnění všech provozních hmot, seřízení ventilových vůlí a předstihu, přeměření a případné seřízení vstřikovacích tlaků atd. Při určování výměnné lhůty motorového oleje je možno vyjít z: •
počtu ujetých kilometrů
•
vykázaných motohodin
• spotřeby paliva Každý provozovatel spalovacích motorů se snaží provést výměnu olejové náplně po co nejdelší možné době provozu, ale nesmí se výměna prodlužovat na úkor zvyšování opotřebení součástí. U společnosti Viamont se řeší výměnná lhůta na základě rozborů vzorku oleje, který bývá zpravidla odebírán jednou za tři měsíce. V případě, že jsou hodnoty rozboru nedostatečné a na doporučení laboratoře, se provede výměna. Podle hodnot obsahu oděrových nečistot (železa, mědi a olova) se dá sledovat, zda dochází k nadměrnému opotřebení kluzných součástí spalovacího motoru. Pokud začnou hodnoty stoupat, interval odběru se zkrátí a zároveň se provede částečná demontáž a prohlídka motoru. Mezi to patří sundání hlav a prohlídka spalovacího prostoru, prohlídka uložení a opotřebení klikového a vačkového hřídele atd.
obr. 1 rozbory vzorků oleje M 7 ADS III lokomotivy 742 361 9
4.1. Seřízení ventilových vůlí a předstihu V kapitole „Spalovací motor“ bylo již částečně zmíněno, z jakého důvodu musí být ventily a předstih seřízeny. Sací a výfukové vačky vačkového hřídele působí přes kladky a zvedáky na ventilové tyče, které působí na vahadla umístěná v hlavě válce. Vahadla pak odtlačují sací nebo výfukové ventily a tím dochází k plnění nebo vyprazdňování prostoru válce. Není-li časování ventilů správně nastaveno, nedojde ke správné výměně vzduchu (výplachu) a ke správnému hoření ve válci. Časování ventilů ve stupních na klikovém hřídeli: •
sací ventil otevřen 57° před horní úvratí
•
sací ventil zavřen 27° za dolní úvratí
•
výfukový ventil otevřen 35° před dolní úvratí
•
výfukový ventil zavřen 49° za horní úvratí
•
překrytí ventilů 106° [2]
obr 2. – rozvodový diagram spalovacího motoru K6S 230 DR Vačková hřídel působí přes vačky a zvedáky též na vstřikovací čerpadlo, které má za úkol stanoveným tlakem (29,5 MPa), ve stanoveném okamžiku – předstihu – (26° před horní úvratí) a v určitém množství dodat a přes vstřikovací ventily rozprášit naftu do spalovacího prostoru válce. Pro každý válec je jedno vstřikovací čerpadlo a množství vstřikované nafty je řízeno polohou regulační hřebenové tyče. Nejdůležitější část vstřikovacího ventilu jsou vstřikovací tryska, která má 9 otvorů o průměru 0,35 mm a má úhel rozstřiku 150° [2]. Otvory jsou uzavřeny jehlou, která je přitlačovaná pružinou. Při dosažení stanoveného tlaku dojde k odtlačení jehly a k rozprášení paliva. Správný tlak se nastavuje na zkušebním stole.
10
obr. 3 – zkušební stůl
Nastavovací šestihrany
Vstřikovací tryska
Přívod paliva
obr. č. 4 – držák vstřikovače Po připevnění držáku vstřikovače se natlakuje zařízení a sleduje se, v jakém okamžiku dojde k rozprášení paliva. Je-li tlak jiný než je 29,5 MPa, pomocí šestihranů se nastaví předpětí pružiny.
11
4.2. Vzduchové filtry Při údržbě lokomotiv je nutno kontrolovat stav filtrů, které zabraňují dostat se polétavým částicím nečistot a prachu nejen do sacího potrubí, ale celého prostoru u spalovacího motoru a případně je vyměnit. Jako filtru se používá FIRON special / D B – 400. Je to geotextilie vyráběná z lýkových vláken rostliny ramie. Vlákna jsou velmi odolná vůči přetrhu a vůči hnití.
4.3. Odkalování jímek Jedním z úkolů, na které se musí při údržbě dbát, je vyprázdnění sběrné jímky a odkalení všech vzduchových jímek. Lokomotiva k brzdění sebe samotné i dopravovaného vlaku používá stlačený vzduch, který je do vzduchového okruhu dodáván kompresorem. Kompresor nasává okolní vzduch a stlačuje ho na tlak 10 barů. Při stlačování se ohřívá vzduch a při příchodu do vzduchové jímky na jejich chladných stěnách dojde k vysrážení vzdušné vlhkosti. Hlavně v zimním období se může stát, nejsou-li jímky dostatečně odkalovány, že se vysrážená kapalina dostane do brzdicí soustavy, kde může zamrznou a zapřičinit nefunkčnost brzd. Dalším problémem při výrobě stlačeného vzduchu je sám kompresor. Je totiž mazán olejovou lázní, která se v nepatrném množství dostává do stlačeného vzduchu a opět se v jímkách vysráží. Tím vzniká v jímkách emulze z oleje a vody. Z tohoto důvodu mají strojvedoucí firmy Viamont zakázáno odkalovat bez sběrné nádoby, která je vyprázdněna na správkárenské základně do předem určených nádob.
4.4. Odstraňování nečistot Mezi další povinnosti při údržbě lokomotiv patří i mytí motorového prostoru.
4.4.1. Systém čisticích utěrek MEWA Pro tento účel se společnosti velmi osvědčil „Systém čisticích utěrek MEWA“. Tento systém patří k nejmodernějšímu řešení pro průmyslové čištění strojů, zařízení a výrobků. Spočívá v tom, že po každém znečištění utěrky se tyto nevyhazují do odpadů, ale jsou skladovány ve speciálních kontejnerech. V pevně dohodnutých termínech jsou kontejnery se znečištěnými utěrkami servisním pracovníkem vyměněny za kontejnery s čistými. Poté je dopraví do nejbližšího sběrného střediska MEWA, odkud jsou pak ve velkém množství přepraveny k dalšímu zpracování v mateřském závodě. Kontejner pro přepravu splňuje všechny bezpečnostní předpisy, zákonné normy, ustanovení a nařízení pro přepravu nebezpečných materiálů. Zde jsou utěrky roztříděny podle stupně znečištění a vyprány ve velkém množství ve výkonných pracích zařízeních. To umožňuje snížit spotřebu vody, pracích prostředků a elektrické energie. Pomocí nejmodernější technologie se tímto způsobem pečuje o hygienu a ochranu životního prostředí.
4.4.2. Odmašťování a mytí součástek Dalším problémem byly součástky znečištěné samotnými ropnými produkty. Dříve se k odmaštění a očištění používal technický benzín. Viamont a.s. tento problém vyřešila zakoupením stacionárního mycího zařízení ECONO-CLEAN s oběhovým čerpadlem. Princip spočívá v uzavřeném oběhu mycí kapaliny. Jako čističe se používá rozpouštědlo SOLVANA 60, které je bez zápachu, neobsahuje aromáty a jeho bod vzplanutí je 60°C. Čerpadlo nasává z 200 litrového sudu mycí roztok. Přes štětec roztok teče na čištěnou 12
součástku a vrací se zpět do sudu. Po úplném znečištění roztoku je sud vyměněn a ekologicky zlikvidován.
obr č.5 – stacionární mycí zařízení (celkový pohled)
obr. č.6 – stacionární mycí zařízení (pracovní plocha)
13
4.4.3. Mytí lokomotiv Několikrát do roka se provádí i tzv. „velké mytí“, které spočívá v tom, že lokomotivy jsou umyty chemickým přípravkem a tlakovou vodou. Přípravek k mytí je výrobek děčínské firmy Chemotex, a.s., zabývající se mytím železničních vozidel. Přípravek se jmenuje KORYNT CD1. KORYNT CD1 je vysoce účinný kyselý čisticí přípravek, určený spaciálně pro čištění a odmašťování železničních kolejových vozidel. Je to vodný roztok synergické směsi anorganických a organických kyselin a biologicky rozložitelných anioaktivních tenzidů. Obsahuje méně než 5% kyseliny orthofosforečné. Nemá žádné nepříznivé účinky na zdraví člověka při práci s tímto přípravkem [4]. Společnost Viamont na své správkárenské základně zatím nemá vlastní čističku odpadních vod a tak znečištěná voda z mytí se shromažďuje v odizolované montážním kanále, ze kterého se po umytí lokomotiv vyčerpá a podnik zabývající se likvidací těchto látek si je odveze.
5. Pravidelná technická kontrola Podle vyhlášky č.173/1995 Sb. musí být zajištěna v intervalu 6 měsíců pravidelná technická kontrola (PTK). Tuto kontrolu provádí technický pracovník společnosti a výsledek PTK se zapíše do průkazu způsobilosti hnacího vozidla. Protokol z této kontroly se odesílá na drážní úřad. Kontroluje se technický stav celého stroje jak po stránce měrové a bezpečnostní (rozkolí, výška narážecího ústrojí, brzdová soustava, upevnění součástí atd.), tak i po stránce ekologické (úniky provozních hmot atd.).
14
Zápis o technické kontrole (TK) drážního vozidla TK provedena dne: Druh a typ vozidla: Provozovatel Místo provedeni TK:
14.1.2004 742 361-9 Viamont a.s. TÚU Trmice
Výr. číslo: Rok výr.: Typ : Důvod TK:
12 795 1983 742 pravidelná
Zjištění (označení dle přílohy č. 6, část I k vyhlášce MD ČR č. 173/ 1995 Sb., ve znění vyhlášky 174/2000 Sb., ve které je rovněž uvedeno nezkrácené znění jednotlivých bodů). 1. Označení a nápisy na vozidle vyhovuje 3. Tahadlové ústrojí I. II. 1142 1148 2. Narážecí ústrojí I.L I.P II.L II.P 6. Důležité rozměry a kontrola obrysu 1140 1145 1145 1150 vyhovují 5. Brzdy DAKO BS 2, DAKO BP úplnost těsnost vyhovuje zajišť. brzda vyhovuje vyhovuje odbrzďovač vyhovuje 4. Dvojkolí ( 1410 - 1426 ) rozkolí I. rozchod dvojkolí rozkolí II. rozkolí III. rozchod dvojkolí rozkolí IV. rozchod dvojkolí rozchod dvojkolí 1 413,25 1 414,55 1 413,50 1 359,25 1 359,05 1 359,00 1 359,05 1 411,05 1 413,10 1 414,80 1 413,45 1 359,10 1 359,30 1 358,95 1 359,15 1 411,15 1 413,00 1 414,40 1 413,30 1 359,00 1 358,90 1 358,80 1 359,35 1 411,35 I.L I.P II.L II.P III.L III.P IV.L IV.P Sd Tloušťka okolku 27,5 26,5 28 27,5 27,5 27 26 26 Sh Výška okolku 30 29 29 28 29 29 29 29,5 qr Strmost (min. 6,5) 8,5 / 43 8 / 45 8 / 45 8 / 45 8 / 47 7,5 / 47 7 / 47 8,5 / 47 7. Skutečná hmotnost 25. Čistící zařízení JP vyhovuje 8. Hmotnost na jednotlivá kola 26. Měniče vyhovuje vyhovuje 9. Hmotnost na nápravu 27. Mazání nákolků vyhovuje vyhovuje 10. Hmotnost na kola dvojkolí 28. Vysokonapěťová část vyhovuje vyhovuje 11. Hmotnost na nápravy v podvozku 31. Ovladatelnost dveří, oken vyhovuje vyhovuje 12. Těsnost úniku mazadel 32. Madla, stupačky vyhovuje vyhovuje 13. Stav důležitých dílů 33. Spouštěcí zařízení spal. motoru vyhovuje vyhovuje 14. Úplnost vybaveni 34. Kontrolní přístroje motoru vyhovuje vyhovuje 15. Úplnost dokladů 35. Regulace chlazení spal. motoru vyhovuje vyhovuje 16. Předepsané vybaveni 36. Požární signalizace vyhovuje vyhovuje 17. Vnější osvětleni 37. Vícenásobné řízení vyhovuje vyhovuje 18. Klimatizace 38. Ovládací mechanismy vyhovuje 19. Vytápění stanoviště 39. Podlaha, bočnice, střecha vyhovuje vyhovuje 20. Ovládání 42. Umyvárna vyhovuje 21. Pískovací zařízení 43. Přístroje a ochrany vyhovuje vyhovuje 22. Radiostanice, VZ 44. Elektrická výstroj vyhovuje vyhovuje 23. Rychloměry 45. Přechod mezi vozidly vyhovuje vyhovuje 24. Pomocné stroje 48. Vodivé propojení vyhovuje vyhovuje Závěr technické kontroly: Vozidlo je schopno dalšího provozu. Kontrolu provedl:
Jiří Janík
Obr č.7 – protokol z provedené technické kontroly 15
6. Opravy lokomotiv I když se na lokomotivách provádí pravidelná údržba, stane se, že dojde k nějaké závadě. Většina poruch je však doprovázena i únikem nějaké provozní hmoty (chladicí kapaliny, oleje, nafty). Jak bylo v předcházejících kapitolách zmíněno, je vyvinuto velké úsilí, že když k takovémuto případu dojde, sama konstrukce a následující modernizace se snaží zabránit, aby poškození životního prostředí bylo minimální nebo vůbec žádné. Způsoby odstraňování ekologických havárií budou zmíněny v následujících kapitolách.
6.1. Únik paliva a maziv Malé úniky a netěsnosti, které se vyskytnou při provozu, jsou zachyceny v ekovaně a sběrné jímce. Při větší závadě na palivovém nebo olejovém okruhu se může stát, že se palivo nebo olej dostane do okolního prostředí. Při menším úniku se použije sorbent Absodan Plus nebo sorpční rohože, které jsou povinnou výbavou lokomotiv Viamont, a.s..
6.1.1. Sorbent Absodan Plus Absodan Plus je ekologicky a zdravotně nezávadný sorbent kapalných látek. Sorpční granule je surovina „MOLER“ dánského výrobce DAMOLIN NS. Granule jsou vysoce porézní a zajišťují velmi dobré sorpční vlastnosti a rychlou sorpci. Granule obsahují SiO2 (75%), Al2O3 (10%) a Fe2O3 (6%). Nejsou známé žádné nepříznivé účinky na člověka [5].
6.1.2. Sorpční rohož ECOSORB Sorpční rohože ECOSORB jsou vlákenné sorpční prostředky pro zachycování a stírání ropných derivátů, tuků a olejů a jiných nebezpečných kapalin. Sorbenty ECOSORB jsou vyrobeny z polypropylenových mikrovlákenných roun s vysokým měrným povrchem. Tato vlastnost předurčuje kvalitu sorbentů jak z hlediska sorpční kapacity, tak z hlediska rychlosti absorpce [6]. Sorpční rohož ECOSORB firma Viamont používá také na všech stáních lokomotiv jako prevenci proti úniku ropných látek.
7. Modernizace lokomotiv Modernizací lokomotiv je taktéž možno snížit nepříznivý vliv provozu železničních kolejových hnacích vozidel na životní prostředí. O dosazení ekovan a zvětšení sběrných jímek bylo zmíněno již v předchozích kapitolách. Další modernizací bylo dosazení elektronického regulátoru výkonu spalovacího motoru a zároveň snížení volnoběžných i jmenovitých otáček. Volnoběžné byly sníženy z 520 na 440 ot./min a jmenovité z 1250 na 1150 ot./min., tím se snížila spotřeba paliva, emise výfukových plynů i celková hladina hluku. S hladinou hluku souvisí i dodatečné odhlučnění prostoru spalovacího motoru. Změřěním a porovnáním hladiny hluku odhlučněné a neodhlučněné lokomotivy, které provedla okresní hygienická stanice v Ústí nad Labem bylo zjištěno, že došlo ke snížení hladiny hluku na stanovišti strojvedoucího z 77,3 dB na 68,9 dB [8]. V chladném období si strojvedoucí na stanovišti přitápějí. K topení se využívá tepla chladicí kapaliny spalovacího motoru. Z tohoto důvodu musí být motor neustále v chodu a 16
stává se že se na vlak čeká i několik hodin. Spotřeba spalovacího motoru je přibližně 24 litrů motorové nafty za hodinu. Z důvodu úspory paliva bylo teplovodní topení zrušeno a bylo nahrazeno teplovzdušným topením WEBASTO AIR TOP 5000, které má hodinovou spotřebu pouhé 2 litry paliva. V zimním období, kdy teplota klesá pod bod mrazu je nutné, aby se lokomotivy, které jsou odstavené „protáčely“. Tzn. aby se udržovaly v takovém stavu, kdy nepromrznou. I když se používá nemrznoucí směs, při studeném startu dochází k velikému opotřebovávání součástek z důvodu špatného promazávání. Protáčení se provádí tak, že se 30 min nechá motor běžet ve volnoběžných otáčkách, pak se na 10 min zvýší otáčky o 1/3 a nakonec se na 2 až 3 minuty zvýší otáčky na 2/3 otáček jmenovitých. Toto se opakuje tak dlouho, dokud se teplota nezvýší minimálně na 40°C. Ohřátí jedné lokomotivy zpravidla trvá 2 až 3 hodiny a spotřebuje se při tom 80 až 100 litrů nafty. Navíc je nutné ohřívat kapalinu v celém okruhu i v chladicích článcích. Viamont, a.s. nechala chladicí články přklenout odbočkou a vložit termostatické ventily WALTON. Ventily umožňují ohřát vodu jenom ve zkráceném okruhu motoru, kdy se neohřívá 150 litrů chladicí kapaliny. Navíc bylo vloženo teplovodní programovatelné topení WEBASTO Thermo 230, které je dlouhodobě schopno udržet teplotu v rozmezí 35 a 40 °C. Jeho hodinová spotřeba je mezi 3 a 5 litry paliva dle výchozí teploty kapaliny. Nejvýhodnější je, když je lokomotiva odstavena po výkonu a udržuje se pouze v rozmezí daných teplot.
8. Středisko oprav Při samotné opravě lokomotiv dochází již jenom k nápravě „napáchaných“ škod. Toto se provádí na správkárenské základně společnosti. Zde se musí dodržovat ustanovení několika zákonů , které se týkají životního prostředí. Patří mezi ně : • 157/1998 Sb. Zákon ze dne 11. června 1998 o chemických látkách a chemických přípravcích a o změně některých dalších zákonů • 185/2001 Sb. Zákon ze dne 15. května 2001 o odpadech a o změně některých dalších zákonů • 274/2001 Sb. Zákon ze dne 10. července 2001 o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých dalších zákonů • 86/2002 Sb. Zákon ze dne 14. února 2002 o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů
8.1. Únik ropných a závadných látek S přihlédnutím k ČSN 75 3415 se jedná o: •
Únik ropných a závadných látek – jakýkoliv pozorovatelný únik těchto látek mimo zabezpečená místa např. záchytné vany, jímky, únik těchto látek mimo uzavřené mazací a hydraulické okruhy strojů a zařízení.
•
Ropné látky – uhlovodíky a jejich směsi, které mají bod tuhnutí + 40 0C a nižší. Mezi ropné látky patří např. benzín, benzen a jeho deriváty, toluen a jeho deriváty, nafta, petrolej, lehké a těžké oleje, mazut, surová ropa, ředěné asfalty a asfaltové laky a emulze, látky podobného charakteru jako dehty, dehtové oleje.
•
Závadné látky – látky, které ohrožují kvalitu povrchových nebo podzemních vod a mohou způsobit kontaminaci zemin.
17
Pokud dojde k ekologické havárii, každý pracovník se řídí havarijním plánem společnosti Viamont, a.s., který byl pro tyto případy vyhotoven ekologem společnosti podle platných norem a zákonů České republiky.
8.2. Opravárenská hala V hale se provádějí všechny správkárenské práce. Jsou zde dvě stání na lokomotivy. Po celé délce kolejí je montážní kanál, ze kterého se provádí opravy a prohlídky spodku lokomotiv. Veškeré odpady, které při správkárenské činnosti vznikají, jsou dle právních předpisů ekologicky likvidovány. Shromažďují se do nádob a každý druh odpadu má svůj identifikační kód, například: •
20 03 01 – komunální odpad
•
15 01 02 – plastové duté obaly
•
15 02 02 – absorpční činidla, filtrační materiály, čisticí tkaniny
•
13 05 02 – nechlorované minerální motorové, převodové a mazací oleje
•
12 01 12 – upotřebené vosky a tuky
a další.
8.3. Sklad olejů Sklad slouží ke skladování nepoužitých (nových) olejů a k dočasnému skladování odpadních olejů známého druhu a původu. Odpadní oleje známého druhu a původu jsou ty, které jsou ty, které jsou shromažďovány přímo z motorů, převodovek, strojního a technologického zařízení a nejsou dodatečně znečištěny jinými látkami. V podlaze skladu je záchytná jímka s roštem a kovová paleta pro olejové hospodářství se záchytnou jímkou, na kterých jsou uloženy sudy s oleji. Tyto jímky jsou zároveň havarijními jímkami. Každá ropná látka má svůj bezpečnostní list, který je u příslušného sudu pověšen. K odstranění úniku ropných látek je zde připravena mobilní havarijní souprava obsahující prostředky pro rychlý zásah.
9. Závěr Železniční doprava představuje menší zatížení pro životní prostředí než doprava silniční. Železnice potřebuje k přepravení velkého množství zboží menší množství energie, způsobuje méně exhalací i méně hluku. Ačkoliv prvotní investice do modernizace jsou nemalé, společnost Viamont, a.s. se rozhodla jít i touto cestou, protože výsledný efekt bude nezanedbatelný jak pro firmu, tak i pro celou společnost, přihlédne-li se k vlivu provozování drážní dopravy na životní prostředí a ekologii.
18
10. Použité materiály: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]
ze dne 6.3.2004 PINDRYČ, M., Dieselelektrická lokomotiva T 466.2, T 448.0. Praha, NADAS,1988. 96 s. OD-31-046-88 ze dne 8.3.2004 BEZPEČNOSTNÍ LIST podle vyhlášky č. 27/1999 Sb., datum vydání 17.6.2003, název výrobku KORYNT CD1 BEZPEČNOSTNÍ LIST podle vyhlášky č. 27/1999 Sb., datum vydání 15.2.2002, název výrobku Sorbent ABSODAN PLUS ze dne 15.3.2004 Propagační materiál dovozce NULON CZ, s.r.o., Švabinského 17, 702 00 OSTRAVA 1 Protokol č.: 43/02, Měření hluku, Okresní hygienická stanice, 26.11.2002 ze dne 22.3.2004
Připomínky: Název souboru, předmět zprávy – nejsou podle pokynů Na obrázky nejsou odkazy v textu Citace zdrojů z webu nejsou podle ISO 690 Drobné formální chyby Práce velmi pěkná, hodnocení: nezveřejňuje se 21. 4. 04 JM
19
