Az M41-es sorozatú dízel-hidraulikus mozdonyok korszerüsítése a MÁV Szolnoki Járműjavító Kft-ben
Előzmények
Az M41-es sorozatú dízel-hidraulikus mozdonyok a MAV Rt. vonalain az 1970-es évektől továbbítják a személyszállító vonatokat (szolgáltatják a személyszállító kocsik fűtéséhez és légjavításához szükséges energiát), és ellátnak tehervonati szolgálatot is. A mozdony gyártója a tervezés és kivitelezés során az akkor élenjáró műszaki megoldásokat alkalmazta. A gyártás hosszú ideje miatt az évenként (szerződésenként) kivitelezett járművek nem lettek azonosak. Ezért jellemző erre a mozdonyra, hogy minden gyártási sorozat magában hordozta a prototípusra jellemző vonásokat. A javítások alkalmával a mozdonyokat korszerűsítették és egységesítették.
A mozdonyok átlagos életkora 25 év. A mozdonyokat, illetve annak alkatrészeit gyártó vállalatok átalakultak vagy megszűntek. Az eredeti alkatrészek beszerzése hosszú átfutási idejű, és a kis darabszám miatt drága. A mozdonysorozat üzembe állításakor is viszonylag nagy fajlagos költségekkel üzemelt, ami az előzőek miatt tovább növekedett:
A MOZDONY KORSZERŰSÍTÉSE
A korszerűsítés megrendelője, a MÁV Rt Gépészeti Szakigazgatóság a mozdony jó tulajdonságainak megtartása mellett feladatul tűzte ki, hogy a mozdony:
- további minimum 20 évig a kor színvonalának megfelelően kis energiafelhasználással és üzemeltetési költséggel, valamint nagy üzemkészséggel lássa el feladatát;
- károsanyag kibocsátása csökkenjen;
- a környezetre gyakorolt zajterhelése mérséklődjön; - a vezetőállások komfortfokozata növekedjen;
- üzemi körülményeiről az információszolgáltatás szintje javuljon a mozdonyvezető és a karbantartó személyzet számára;
- belső és külső bevonatrendszere tegye lehetővé a tervezett élettartam alatti időszakra a megfelelő korrózióvédelmet és esztétikus megjelenést.    
A korszerűsítésre az M41 2190 és M41 2207 pályaszámú mozdonyokat jelölték ki. Az előbbibe MTU gyártmányú 16 V 4000 R40 típusú dízelmotort és VOITH U20 rU2 típusú hajtóművet, a másikba CATERPILLAR gyártmányú 3516 B DI-TA SC típusú dízelmotort és GDB H 182 típusú hajtóművet kellett beépíteni. A két mozdony egyéb berendezései csak a dízelmotorok üzemeltetésének speciális követelményei miatt térhettek el.
Az MTU MOTOR
Bal forgású, közvetlen befecskendezésű, négy turbófeltöltős és feltöltőlevegő hűtésű, négyütemű folyadékhűtésű dízelmotor. Forgattyúházán alumíniumöntvény alsórész és összecsavarozott lendítőkerék ház van SAE 00 csatlakozással. Négyszelepes hengerfej egység Rotocap szelepelrendezésű.
Tüzelőanyag tápszivattyúja motorról hajtott. "Common-Rail" nagynyomású tüzelőanyag ellátó, rendszerre körbeköpenyezett nagynyomású vezetékes, elektronikusan vezérelt befecskendezésű, teljesitményfüggő hengerkapcsolással. Kenőolajrendszere: fogaskerékkel meghajtott kenőolajszivattyú, kenőolajhőkcserélő, többfokozatú kenőolajszűrő és olajcentrifuga. A kétkörös hűtőfolyadék rendszer mindkét körében van termosztát. A dízelmotor fordulatszám-szabályozója elektronikus és vezérlőegységgel (ECU) rendelkezik. A dízelmotor üzemszerű és vészleállítása az elektronikus vezérlőegységen keresztül lehetséges.

AZ MTU 16 V 4OOO R40 TÍPUSÚ DÍZELMOTOR ADATAI:
DÍZELMOTOR GYÁRTÓJA    MTU
DIZELMOTOR TÍPUSA     16V4000 R40
NÉVLEGES FORDULATSZÁM    1500 1/min
NÉVLEGÉS TELJESITMÉNY     1500kW
ÜRESJÁIZATI FORDULATSZÁM    600 1/min
HENGERFURAT         165 mm
DUGATTYÚ LÖKET         190 mm
LÖKETTÉRFOGAT HENGERENKÉNT 4,06 liter
ÖSSZ-LÖKETTÉRFOGAT     65 liter
HŰTÉS            Kétkörös vízhűtés
MOTOR TÖMEGE SZÁRAZON    7200 kg
A motor beépítésének speciális követelményei:
- a mozdony hűtőegységének átalakítása BEHR hűtőelemekkel a dízelmotor vízszivattyúk szállítási teljesítményéhez igazítva;
- BEHR gyártmányú olaj-, víz hőkicserélő beépítése a hidegvízkörbe a hajtóműolaj hűtésére, a dízelmotor hidegvízköri szivattyú szállítási teljesítményéhez igazítva;
- tüzelőanyagszivattyú és előszűrő a motoron kívüli gázolajkörbe;
- rugalmas tengelykapcsoló, valamint kardántengely a motor és a hajtómű közé; - a motorhoz illesztett levegőszűrők és hangtompító.
A CATERPILLAR motor
Folyadékhűtésű, négyütemű balforgású dízelmotor, közvetlen befecskendezéssel, száraz, szigetelés nélküli turbófeltöltővel és feltöltőlevegő hűtéssel. A forgattyúház növelt méretű alsó résszel, forgóelasztikus tengelykapcsolóval és SAE 00-ás csatlakozással rendelkezik. A befecskendező rendszer egyedi befecskendező szivattyúkkal, egyedi befecskendező fúvókákkal és motorra szerelt tüzelőanyag szivattyú szűrővel. Kenőolajkör: fogaskerék hajtású kenőolajszivattyú, kenőolaj hőkicserélő, többfokozatú kenőolajszűrő, biztonsági túlfolyószelep. Kétkörös vízhűtés; fogaskerék hajtású egyforma szállítási teljesítményű hűtővízszivattyúkkal, külön termosztát ház termosztátokkal a magas és alacsony hőmérsékleti számára. Az elektronikus motorvezérlés CATERPILLAR Elektronikus Kontroll Modul (ECM) felügyeli motort és a diagnosztikát. Az Ügyfél Kommunikációs Modul (CCM) kapcsolatot tart a motor ECM egysége és a mozdonyvezérlő központi számítógépe között.
A CATERPILLAR 3516 B DI-TA SC TÍPUSÚ DÍZELMOTOR ADATAI:
DÍZELMOTOR GYÁRTÓJA           CATERPILLAR
DÍZELMOTOR TfPUSA                    3516 B DI-TA SC
NÉVLEGES FORDULATSZÁM       15OO  1/MIN
NÉVLEGES TELJESITMÉNY          15OO KW
ÜRESJÁRAI'I FORDULATSZÁM    600 1 /MIN
HENGERFURAT -                               170 MM
DUGATTYÚLÖKET                             215 MM
LÖKETTÉRFOGAT HENGERENKÉNT    4,87 LITER
ÖSSZ-LÖKETTÉRFOGAT                    78,0 LITER
HŰTÉS                                     KÉTKÖRÖS, VÍZHŰTÉS
MOTOR TÖMEGE SZÁRAZON    9400 KG

A motor beépítésének speciális követelményei:
- forgóelasztikus tengelykapcsoló és kardántengely a motor és hajtómű közé;
- motorhoz illesztett levegőszűrők és hangtompító;


A MOZDONYOK FELÚJÍTÁSA ÉS KORSZERŰSÍTÉSE
Alváz és járműszekrény
Az új dízelmotorok beépítéséhez a mozdonyok alvázából kivágták a segéd hossz- és kereszttartókat. A dízelmotort új segéd hossz- és kereszttartók, valamint motortartó tárnok támasztják alá. A hidraulikus hajtómű a hajtási láncban geometriailag az eredeti helyén maradt. A járműszekrény homlokrészét végenként 3-3 db zárt szerkezetű támasztókonzol és 3-3 db vízszintes merevítő gerenda erősíti meg, amely energiaelnyelő elemként működik ütközéskor. Az "A" végi vezetőállás tetőszerkezetén besüllyesztve helyezték el a klímaberendezés kültéri egységeit. A vezetőállás villamos készülékszekrényei kisebb méretükkel tágasabb teret biztosítanak a mozdonyszemélyzet számára.
Hidrodinamikus hajtómű
A mozdony hidrodinamikus hajtóművét az emeltebb szintű javítás során elektronikus vezérléssel korszerűsítették. A hajtóműből kiszerelték a beforgató szerkezetet, a sok mozgó szerkezeti részt tartalmazó kapcsolóregulátort. Feladatukat a mozdonyvezérlő veszi át, amely a hajtóművet pneumatikus és hidraulikus szelepen keresztül vezérli.
Villamos vezérlés
A mozdony vezérlését átalakítják, annak feszültsége 24V. A jármű vezérlését a Lo Control- DE/M41 tipusú járművezérlő látja el. Önálló vezérlő egysége van a dízelmotornak, a vezetőfülke hőmérsékletszabályozó egységnek, a vonatfűtő egységnek és az áramfejlesztő egységnek. A hajtómű vezérlését a járművezérlő látja el. A járművezérlő az önálló vezérlő egységeket felügyeli, illetve a részegységek elindítására és leállítására parancsot ad. A járművezérlő az "A" és a "B" vezetőállásokon, valamint a géptéri kapcsolószekrényekben elhelyezett kezelőszervektől kap parancsot a mozdony különböző üzemmódú működtetésre. Analóg és digitális érzékelőkön keresztül érzékeli a beállított üzemmód állapotát, az üzemszerű állapot körülményei között önműködően ad parancsot az üzemállapot fenntartására. Eltérés esetén módosít, vagy dönt az Üzemállapot korlátozott szintű fenntartásáról, megszűntetéséről vagy a mozdony üzemen kívül helyezéséről. A működésrőf naplót vezet, melyet meghatározott tartalommal tárol. Az üzemállapotról a mozdony mindkét vezetőállásán egy-egy Megjelenítő Terminálon (érintésvezérlésű monitor) információt szolgáltat. A szolgáltatott információ szétválogatott. Egy része vezetés közben a mozdonyvezetőt segíti, másik része beállításoknál és karbantartásnál a javítószemélyzet munkáját támogatja. A monitor kezelői beavatkozást hibamentes üzem mellett nem igényel. Vontatás közben önműködően az "Alapkép" jelenik meg. A mozdony üzemállapota és abban mért jellemzők megjeleníthetők az egyes almenükben (normál üzemállapot, figyelmeztetés, korlátozás, hiba és vészleállítás). A figyelmeztető és korlátozás jelzések a kiváltó ok megszűnésével önműködően megszűnnek. A hibajelzések, valamint a vészleállító jelzések a hiba elhárítását követően kézi nyugtázást igényelnek a specifikus oldalon. A mozdonyvezérlő által felügyelt jellemzőkből az utolsó 25 percről trend is megjeleníthető. A tárolt adatok elektronikusan leolvashatók, valamint a mozdony üzemállapota GSM rendszeren keresztül a szervizközpontból nyomon követhető.
Segédüzemek villamos-energiaellátása
A segédüzemeket az ONE 218/4 típusú fűtési és segédüzemi generátor látja el villamos energiával, amely normál felújítást kapott. A régi gerjesztés szabályozást átalakították és a hűtőegység alatt, külön blokkban helyezték el. A generátor segédüzemi kimenete a következő segédüzemek energiaellátását szolgáltatja: a segédüzemi akkumulátortöltő, a két hűtőventilátor vezérelt egyenirányító hídja, a légsűrítőt hajtó villamosmotor egyenirányító hídja, és a generátorgerjesztés szabályozója. Az akkumulátortöltő 3-fázisú dugaszolóaljzaton keresztül mozdonyon kívülről is táplálható. Az akkumulátor telep névleges kapacitása 340 Ah.A generátor indításakor szükséges előgerjesztés, valamint a dízelmotor indító motorjainak energiaigényét az indító és előgerjesztő akkumulátor telep szolgáltatja. Kapacitása azonos az előző egységével. Üzemelő dízelmotornál a motorra szerelt generátor, álló motor esetén a dízel áramfejlesztő egység tölti.
Akkumulátortöltő és segédüzemi áramfejlesztő egység
A gépegység kézi és önműködő üzemmódban vezérelhető. Önműködő üzemmódját a járművezérlő végzi. Kézi üzemmódban a járművezérlő üzemképtelensége esetén szolgáltatja a villamos energiát. A háromhengeres dízelmotor 6,2 kW teljesítményű. Vezetőfülkék belső kialakítása a MÁV Rt egységesítési igényeinek, illetve a MÁV-UIC 651 szabvány követelményeinek megfelelő. Az új vezetőasztal szervesen illeszkedik a megerősített homlokrészhez. Formájával és méretével magában foglalja az összes kezelőszervet, műszert és jelzőrendszert. A jelenleg beépített berendezéseken van hely a később beépíthető elektronikus menetrend és a rádió számára is. A vezetőasztal mögötti falra mindkét vezetőfülkében új, csökkentett mélységű villamos vezérlőszekrényeket helyeztek el. Új szigetelést és műanyag borítást kapott a mennyezet és a szabad oldalfalrész. Új szerkezeti elemekből épül fel a padozat, amely esztétikusabb, valamint jó hang- és hőszigetelési tulajdonságú. A vezetőfülkéket fénycsöves általános világítással és irányítható vezetőasztal világítással korszerűsítették. A vezetőasztal lap felső felületét és homlokétét üvegszál erősítésű, anyagában színezett bazaltszürke, mattított műanyag fedi. Ebből készült a mozdonyvezető előtt elhelyezett műszertartó dóm is.
Beépítették a következőket:
- ütemvezérelt villamos működtetésű ablaktörlő ablakmosóval; - fűthető visszapillantó tükör;
- EVM 120 típusú éberségi berendezés;
- vezetőfülke légkondicionáló (fűtő-hűtő) és szélvédő páramentesítő rendszer; - 21 liter nettó űrtartalmú hűtőszekrény;
- ételmelegítő;
- GRAMMÉR ACTIMO M típusú mozdonyvezetői szék;
- TEL 1000 típusú jármű sebességmérő és menetregisztráló készülék.
Fékberendezés A mozdony kiegészítő és önműködő fékberendezését korszerűsítették. A kiegészítő fékberendezés MWF (Mannesmann Westinghouse) rendszerű lett. Az önműködő fékberendezés PBA 82 H típusú mozdonyvezető fékezőszelep, valamint PBL3-98 típusú fékállvánnyal elektropneumatikus rendszerű fékberendezés lett. A pneumatikus szerkezetek levegőjét a RELUMIX I C 90 A2 V I 00 típusú levegőszűrő szűri. A jármű önműködő fékberendezése megmaradt nyomásmódosítós, sebességfüggés nélküli típusú fékberendezésnek, KE Oa típusú M8" méretű kormányszeleppel, és Dü 21 d/1.8 típusú nyomásmódosítóval. A kiválasztott vonatnemnek megfelelő fékhenger nyomásértékeket a nyomásmódosítók forgóvázanként biztosítják. A vonatnemváltó három állása megmaradt, a fékberendezés utánfékező képességét megszűntették. Az abroncs és sínkopás mérséklése céljából a mozdonyt ellátták BÉKA-MAX típusú környezetbarát anyaggal működő nyomkarima kenőberendezéssel.
A mozdony felületvédelme
A fémszerkezeteket szemcseszórással MSZ ISO 8501-2 szerint Sa2 minőségben készítették elő. Az átlapolt felületeket PERMATEX 2301 hegesztő alapozó védi. A közbenső réteg AQUAVERN PRIMER alapozó 4060 Nm száraz rétegvastagságú. Fedőfényezés NUVOVERN AQUA magas fényű poliuretán rendszer a MÁVSZ 271 1/2 szerint. A géptérben lévő új beépítésű berendezések a gyártó által szállított színűek. A csővezetékek funkciónak megfelelő színezetű, magas fényű zománcfesték bevonatot kaptak. Az átalakított mozdonyok új pályaszámai:
M41 2301 és M41 2302.
 
Várhatóan 2002. év végétől kezdve megbízhatóan üzemelnek majd a MÁV Rt. vonalain.
Csuka Bernát, műszaki igazgató MÁV Szolnoki Járműjavító Kft.

Forrás: Csorba-Gombos-Meszár: 30 éves a MÁV M41 sorozatú mozdonya
Visszalépés az előző oldalra