Підвищення надійності пневматичної системи електровоза

UKR: Об’єктом дослідження є пневматична система електровоза магістрального типу як відновлювана технічна система, що забезпечує функціонування гальмівного обладнання, апаратів керування та допоміжних пневмоприводів і безпосередньо впливає на експлуатаційну надійність та безпеку руху. Метою кваліфікаційної роботи є підвищення надійності пневматичної системи електровоза шляхом аналізу статистики відмов, кількісного оцінювання параметричної та структурної надійності, визначення критичних елементів і обґрунтування технічних заходів щодо зниження ризику відмов магістральної частини пневматичного обладнання. Методи дослідження включають статистичний аналіз експлуатаційних даних міжпоїздних ремонтів електровозів серій 2ЕС5К та 2ЕЛ5 за 2023–2024 роки, побудову діаграм розподілу та діаграм Парето, застосування методів теорії надійності для параметричного та структурного оцінювання, використання експоненціальної моделі відмов, а також проведення розширеного FMEA-аналізу з ранжуванням ризиків. Розрахунки виконано з використанням показника пробігу як наробітку та з урахуванням умов магістральної експлуатації. Одержані результати свідчать, що пневматичне обладнання стабільно входить до групи систем, які формують істотну частку міжпоїздних відмов електровозів. Встановлено, що найбільш критичним елементом пневматичної системи є магістральна частина, на яку припадає основний внесок у зниження загальної надійності. Параметричні розрахунки показали різке зменшення імовірності без-відмовної роботи при досягненні нормативного міжремонтного пробігу, а структурний аналіз підтвердив послідовний характер з’єднання критичних елементів системи. FMEA-аналіз визначив відмови магістральної частини як такі, що мають найвищі значення пріоритету ризику. Обґрунтовано доцільність концентрації заходів з підвищення надійності саме на магістральному пневмотракті та критичних вузлах пневматичної системи.

ENG: The object of the study is the pneumatic system of a mainline electric locomotive as a renewable technical system that ensures the functioning of braking equipment, control devices and auxiliary pneumatic drives and directly affects operational reliability and traffic safety. The aim of the qualification work is to improve the reliability of the electric locomotive's pneumatic system by analysing failure statistics, quantitatively assessing parametric and structural reliability, identifying critical elements and justifying technical measures to reduce the risk of failure of the main part of the pneumatic equipment. The research methods include statistical analysis of operational data on inter-train repairs of 2ES5K and 2EL5 series electric locomotives for 2023–2024, construction of distribution diagrams and Pareto diagrams, application of reliability theory methods for parametric and structural assessment, use of an exponential failure model, and conducting an extended FMEA analysis with risk ranking. The calculations were performed using the mileage indicator as the operating time and taking into account the conditions of mainline operation. The results obtained show that pneumatic equipment is consistently included in the group of systems that account for a significant proportion of inter-train failures of electric locomotives. It has been established that the most critical element of the pneumatic system is the main line part, which accounts for the main contribution to the reduction in overall reliability. Parametric calculations showed a sharp decrease in the probability of failure-free operation upon reaching the standard mileage between repairs, and structural analysis confirmed the sequential nature of the connection of critical system elements. FMEA analysis identified failures of the main part as having the highest risk priority values. The expediency of concentrating measures to improve reliability specifically on the main pneumatic line and critical nodes of the pneumatic system was substantiated.