Draft 

Hkkjr ljdkj jsy ea=ky;

 GOVERNMENT  OF  INDIA MINISTRY  OF  RAILWAYS 

 

 Mh,G,eMCY;w }kjk 16 flysaMj 251 lhjht ,Yd¨ Mh&bZ yksdkseksfVo ij

jhfcfYMax@U;w eSU;wQSDpfjax ds n©jku jsVª¨fQVesUV gsrq U;w tujs'kUk ikoj iSd dh vkiwfrZ] vfËk"Bkiu v©j deh'kfUkax gsrq fof’kf"V

 

SPECIFICATION FOR SUPPLY, INSTALLATION AND COMMISSIONING OF NEW GENERATION POWER PACK FOR RETROFITMENT ON 16

CYLINDER 251 SERIES ALCO D-E LOCOMOTIVES DURING REBUILDING/NEW MANUFACTURING AT DLMW

fof’kf"V la[;k% ,e ih-0-08-00-99 uoEcj μ2011

Specification No: MP.0.08.00.99 November - 2011

 

vuqla/kku vfHkdYi v©j ekud laxBu y[kuÅ & 226011

RESEARCH DESIGNS & STANDARDS ORGANISATION LUCKNOW – 226 011

 

 

SPECIFICATION FOR SUPPLY, INSTALLATION AND COMMISSIONING OF NEW GENERATION POWER PACK FOR RETROFITMENT ON 16 CYLINDER 251 SERIES ALCO D-E LOCOMOTIVES DURING REBUILDING/NEW MANUFACTURING AT DLMW.  

  

1.   Background:  

Indian Railways are planning  to procure 50 new generation power packs  in order to achieve higher horsepower  ie  in  the  range of 3300 HP with  low emissions and high fuel efficiency.  

 2.  Definitions: Throughout this document, the term: 

• ‘IR’ means Government  of  India, Ministry  of  Railways,  Railway  Board, New Delhi or its nominees. 

• ‘Supplier’ means  the  firm/company  submitting  the  tender  offer  for  design, development, manufacturing, commissioning and supply of materials against this specification. 

• ‘EFI’ means Electronic Fuel Injection System for Locomotives. • ‘RDSO’ means  Research  Designs  and  Standards Organisation  of Ministry  of 

Railways. • ‘DLMW’ means Diesel Loco Modernization Works Patiala of IR. • The  ‘Power  pack’ means  basically  the  diesel  engine  of  locomotive  and  the 

engine support system which will be used  for  retrofitment on existing ALCO locomotive along with such additional support/adaptation systems that make the  locomotive  complete  and  ready  for  working.  For  the  purpose  of  this specification and within the meaning of this description, the new generation power pack would mean such an engine along with the engine support system which the supplier would be supplying. 

• The  ‘Retrofitment’  shall  be  considered  to  have  been  achieved  after completion  of  the  process  of  installation  of  new  Power  pack  and support/adaptation  systems  in  place  of  the  existing  ones,  and,  all  other processes which make the locomotive complete and ready for working.  

• ‘Rebuilding’  or  ‘Rehabilitation’  refers  to  the maintenance  schedule which  is presently carried out at DLMW at an age of approximately 18 years of WDM2 locomotive  and  whose  scope  of  work  is  as  given  in  Annexure  I.  For  the purpose  of  this  Specification,  such  a  scope  of work  shall  be  considered  to extend upto the final dispatch of the  locomotive after having been upgraded to become equivalent to a WDM3A class of locomotive having rated power of 3300 HP.  

• The term ‘Locomotive’, in addition to existing WDM3D, includes WDM2 (2600 HP) of IR which after having undergone the said retrofitment during rebuilding shall  get  upgraded  to  become  equivalent  to  a WDM3A  class  of  locomotive having rated power of 3300 HP along with all the systems/subsystems. Thus, the power pack is expected to work with the system environment equivalent to that of WDM3D  locomotive or a WDM3A class of  locomotive having rated power of 3300 HP.  

• The details of WDM2  locomotive such as  (a) Main particulars  (b) Equipment lay out to Drawing No. SK.DL‐2967 and (c) Floor Frame Assembly to Part No. 11030010 are as given in Annexure II.  

 

• The  details  of WDM3D  class  of  locomotive  such  as  (a) Main  particulars  (b) Equipment lay out to Drawing No. SK.No.‐2317 and (c) Floor Frame Assembly to Part No. 11531137 are as given in Annexure III.   

3.  Scope of supply: In addition to the power pack, the following, in respect of which if it is not mentioned specifically,  shall  also  be within  the  scope  of  supply  in  order  to  achieve  complete retrofitment: (i)  The  supplier  shall  provide  detailed  data  which  shall  include  (a)  modified 

assemblies proposed if any (b) outline dimensions (c) interface details (d) centre of  gravity  etc  regarding  the  power  pack  in  order  to  achieve  complete retrofitment. 

(ii)  If  any  upgradation/modification  in  existing Main  Alternator,  Traction Motor, Controls, Fuel Oil Delivery System, Lube Oil System, Air Intake System including Turbocharger, Engine Cooling System  including Radiator, Compressor, Radiator Fan, Traction Motor Blower, Accessory Drives and/or any other Subassembly of the locomotive is proposed to be carried out by the supplier by means of fresh supplies or otherwise,  in order  to achieve  the complete  retrofitment, all such items shall fall within the scope of supply. 

(iii)  The supplier shall, in order to enable IR for preparing detailed drawings, provide general  arrangement  drawings  for  the  systems  which  shall  include  (a) pneumatic  pipings  (b)  cooling water  pipings  (c)  pipings  for  lube  and  fuel  oil circuits (d) electrical cabling; within the limitations like weight balancing  etc as proposed by IR.  

(iv)   Adequate  documentation, maintenance manuals  and  tools  shall  be  provided with each power pack by the supplier.  

(v)  The  supplier  shall  extend  necessary  support  to  IR  in  ensuring  continuous availability  of  spare  parts  during  service  life  of  the  power pack.  For  this,  the supplier may also  share  the part numbers,  test  specifications, vendors  list  for sub assemblies etc with IR. 

(vi)   The supplier shall offer, as a part of supply, all adaptation and accessories parts, in a set against each power pack  to be supplied, as  required  for  retrofitment. The  supplier  shall  undertake  all  the  developmental  activity  related  to  the product/part/component  development  required  during  this whole  process  of supply, retrofitment and trials etc, and such activities shall fall within the scope of supply.  

(vii)   The  supplier  shall  supply detailed drawings and  specifications of consumables viz filters, oils, seals, gaskets etc and their likely sources. 

 4.  Responsibility of IR:  (i) In order  to  facilitate  the  successful execution of  the activities as  intended by 

this specification document, IR will make efforts to provide adequate assistance to  the  power  pack  supplier which may  be  regarding permission  of  access  to DLMW; assistance of available drawings, details, updated vendor  list etc. The purpose of such access by the supplier to the shop floor area of DLMW shall be limited  to  the  extent  of  educating/guiding  to  the  personnel  of  DLMW  for carrying out the retrofitment successfully.

(ii) IR  will  also  provide  assistance  regarding  implementation  of  the upgradations/modifications as  suggested and  fitment of  supplies having been 

 

made  against  them  by  the  power  pack  supplier  in  accordance  with  the provisions of para 3 above.  

5. Requirements:  

I.    Credentials:  The  power  pack  supplier  shall  have  the  experience of  having manufactured  similar power packs  in the past and at  least 50 power packs, similar to the one proposed to be supplied against this specification, shall have worked  in railroad applications with successful performance.  II.  Feasibility Study and Axle Load Calculations: The power pack shall be adaptable  to  the  locomotive underframe without  requiring major  changes  and  shall  satisfy  the  standard  schedule  of  dimensions  of  Indian railways.  The  supplier  shall  carry  out  feasibility  study  in  this  regard.  The  axle  load calculations shall be done by the supplier.   III.   Compatibility with Electrical Equipments and Drives: It shall be ensured by the supplier that the power pack is compatible with most of the existing equipments  viz  Traction Alternator, Excitation  System,  Front Truck Traction Motor Blower Assembly  etc  and  existing drives  for Compressor, Radiator  Fan, Rear Truck Traction Motor Blower Assembly etc.    IV.   Underframe: The supplier shall provide detailed data regarding the supplies as mentioned in para 3 above  required  for modifications  to  be  carried  out  on  the  underframe  in  order  to facilitate the retrofitment. It is advised that IR would desire only minor modifications to be carried out on engine Underframe. The modifications will be implemented by IR. The supplier shall provide necessary support  for design and design validation of  the Underframe (viz FEA etc) if considered necessary, which will be done by RDSO/IR.  V.  Engine: The power pack offered shall meet the following qualifying criteria:  SN  Parameter  Qualifying criterion 1  Brake  Horse  Power 

under UIC conditions (Minimum) 

3300 HP      

2  Emission Requirements The  exhaust  emissions  shall  meet  current  UIC  1 emission standards or better.   Further, the power pack should be upgradable to UIC 2 emission standards with minimal changes. 

3  Brake  Specific  Fuel Consumption (bsfc)  

For  meeting  the  minimum  exhaust  emissions requirement of UIC 1 the power pack shall be able to demonstrate  a  bsfc  value  of  154  ±  2  gm/bhp‐hr  or lesser on Engine Test Bed at full  load and rated speed under standard UIC conditions as specified in UIC‐623.  

4  Lube Oil Consumption  Equal to or less than 0.5% of the fuel oil consumption.5  Fuel Injection System Electronic  Fuel  Injection  (EFI)  or  any  other  system  of 

more advanced technology. 

 

6  RPM  900‐1100 7  Maintenance interval  

a) Minor Schedules           b) Major Maintenance 

 a) 90 days minimum    The  Schedule  requirement of 90 days minimum  shall also apply to: 

(i) Top up of  the oils/lubricants and attention with respect to the consumables including the filters. (ii)  Attention  to  other  components/parts/systems falling within the scope of supply covered  in para 3 above. 

 b) Not less than 24 months 

 VI.  Compatibility of supplies: The  offered  power  pack  shall  be  able  to  work  with  the  existing  diesel  fuel  oil, lubricating oil, engine coolant, greases and air intake system, currently being used by DMW  for  ALCO  locomotives  during  Rebuilding,  without  any  deterioration/loss  of efficiency or performance. The current grade of fuel oil is Bharat stage II and III as per IS 1460 : 2005 while that of lube oil is multi grade (20W40) engine crank case oil as per IS 13656 : 2002.  VII.  Cooling system: It should be possible for the proposed power pack to be used with the existing Engine Cooling System  including Radiator. However,  if any upgradation  is required,  it should be retrofitable.   VIII.  Interface Requirements for EFI Equipment: The  interfacing of EFI System with  the Traction Control Microprocessor System shall be done by the supplier of new power pack. The power pack supplier shall provide the interface  requirement  of  EFI  as  per  AAR  Standard  S  9356  Class  D.  The  supplier  of power pack shall provide necessary assistance to  IR or any third party working for IR on  EFI  system  for  interfacing  the  same  ie  EFI with Microprocessor  Control  of  the Locomotives. The supplier shall supply detailed drawings and material as required for such interface.  

 IX.  Total weight of the locomotive and total axle load: The weight of the power pack shall be such that: (a) the total weight of the locomotive does not exceed 112.8 tonnes and total axle load does not exceed 18.8 tonnes in case of the WDM3A class of  locomotive having rated power of 3300 HP which  is obtained after Rebuilding, and/or (b) the total weight of the locomotive does not exceed 117.0 tonnes and total axle load does not exceed 19.5 tonnes in case of the existing WDM3D locomotive. 

 6. Climatic  &  Environmental  Conditions: The  power  pack  shall  be  able  to work  satisfactorily  in  the  following  environmental conditions:  SN  Parameter  Limits 1  Maximum 

Temperature 55 deg C.

 

(Atmospheric)  (However,  the  air temperature inside  the  engine compartment may reach up to 70 deg C.) 

2  Humidity  100% saturation during rainy season. 

3  Maximum Altitude  305 m from MSL. 

4  Rainfall  Very heavy in certain areas.

5  Atmospheric conditions  during hot weather 

Extremely  dusty  and  desert  terrain  in  certain areas. 

6  Coastal area environ‐ 

mental conditions 

The  locomotive  and  power  pack  shall  be designed  to work  in  coastal  areas where  the environment is humid and salt laden. 

 7. Present activities carried out during Rebuilding/Rehabilitation of Locomotive: 

The details of major activities undertaken by IR during rebuilding/rehabilitation and  upgrading of 2600HP WDM2 loco to 3100HP/3300HP locomotive at DLMW/Patiala is  given  in  Annexure  I.  The  same  may  be  studied  by  the  supplier  and  ascertain additional inputs it would need to provide for use of proposed power pack. 

 8.    Prove out, End of line Testing and Field Trials: 

The  testing  including  prove  out  and  validation  shall  be  carried  out  in  accordance with the Standards UIC 623 as per following scheme: 

a. Prove out and validation: One new power pack shall be subjected to the Durability and Performance Test on supplier’s Engine Test Bed as per UIC 623 Standards in presence of IR personnel. 

b. End  of  Line  Testing  shall  be  carried  out  on  each  power  pack  at  the supplier’s Engine Test Bed in presence of IR personnel. 

 The engine parameters to be complied with as per UIC conditions and to be shown during  above  Test  Bed  trials  shall  necessarily  include  but  not  be  limited  to  the following:  

1. Horse power 2. Specific Fuel Consumption 3. Emissions  

c. The  Field  trials  shall  be  carried  out  on  first  five  locomotives  equipped with  the  new  power  pack  for  a  period  of  6 months  of  fitment  before undertaking  the serial supply of balance 45 power packs which shall be undertaken  after  having  experienced  the  satisfactory  performance  in field by the first five power packs. The Field trials shall primarily consist of the monitoring of the operational performance of the  locomotive  in the field.  Lube  to  Fuel  Ratio  shall  be monitored  on  quarterly  basis.  Horse Power (HP) and Exhaust Gas Temperature (EGT) shall be measured after 6  months.  The  values  should  be  within  the  prescribed  limits.  Any abnormality/failure observed in the locomotive, which may be directly or indirectly  attributable/incidental  to  the  supplies/modifications  as contained in para 3 above, shall be thoroughly investigated and rectified by the power pack supplier  in the presence of  IR’s representative(s).    IR 

 

will  decide whether,  on  the  basis  of  such  Field  trial  observations,  the supply of balance lot of 45 power packs can be permitted.  

 9.    Service and Spares: 

(i) The supplier shall offer necessary support in regard to the supply of spare parts upto the time period of Codal Life of the power pack, or else, shall share with IR the necessary Drawings  and  the  vendor details  regarding  all  the  components required as spare parts.  

(ii) A list of critical spares along with the unit rate in Indian Rupees required during the service of power pack  including all the supplies as per para 3  for a period not less than 3 years prepared on the basis of assessment shall be submitted by the supplier along with the tender offer. 

(iii) The supplier shall be willing to enter  into Annual Maintenance Contract (AMC) as  per  requirement  of  IR.  The  year wise  price  rate  of AMC  in  respect  of  the power pack  including all the supplies as per para 3 for a period not less than 3 years  shall  be  submitted  by  the  supplier  along  with  the  tender  offer.  The supplier  shall  submit  detailed  scope  of  work  which  shall  include  a  list  of components/parts/systems to be covered by such an AMC along with the make and unit price. 

(iv) The  supplier  shall  make  available  all  the  details  regarding  Maintenance Schedules  including required for maintenance of the power pack. The supplier shall also provide  the  list of  components and  their unit  rate  in  Indian Rupees which are required to be replaced during such Maintenance Schedules. 

(v) IR assumes an expected service  life  ie the Codal Life of 18 years for the power packs.  Such  a  Codal  Life  of  power  pack  shall  necessarily  apply  to  major components  including Engine Block, Crankshaft etc. The supplier shall provide all the field support especially in regard to the corrective and preventive action to  be  taken  during  the  prove‐out  period,  field  trials  and  also  upto  the  time period of first Periodic Overhaul (POH) (ie 8 years) of the  locomotive equipped with  the new power pack. Beyond  the  first POH period,  the  supplier  shall be willing to support IR personnel and Diesel Sheds in solving the field problems.  

 10.  Identification and Traceability: 

The offered power pack  and  all major  components  and parts  should have proper identification marks and traceability  in order  to  facilitate makewise  failure analysis and life cycle data generation. 

   11. Training: 

The  supplier  shall  arrange  to provide 2400 man hours of  training  to  IR personnel  regarding operation and maintenance of the offered power pack. The training shall be both theoretical and practical. The training shall include but not be limited to the following areas: • Engine Assembly • Engine mounting and alignment on to the locomotive underframe • Engine Testing • Load Box Testing of Locomotive • Maintenance practices with visit to at least one Maintenance Shed • Troubleshooting • Use of special tools and fixtures 

  

 

12. Warranty:   The warranty clause shall apply as per standard IRS conditions.  

……… 

 

Annexure  I  

Details  of  Present  activities  carried  out  during  Rebuilding/Rehabilitation  of  Alco Locomotive at DLMW Patiala: The details are as following: 

 1.  Rebuilding of Engine block:  Rebuilding of Engine block  involves  strengthening of engine block  for higher power, rectification of Cylinder liner bore, crankshaft bore,  camshaft bore and serrations for engine block, main bearing cap etc.  

 2.  Fitment of higher capacity engine base: During rebuilding, the capacity of oil sump is increased to 910 litres.  3.  New items used during rebuilding of Power packs: During rebuilding of Power Pack following new sub‐assemblies are used: 

a. Crankshaft b. Stiffer Unit camshaft c. Steel cap piston with 3RV liner d. Modified Cylinder Head 251+ e. Turbo support f. High Capacity turbocharger g. Larger after cooler h. Traction Alternator with rectifier i. Micro Controller Based Governor j. FIP 18 mm with Injector k. High capacity lub. Oil pump with modified 63 teeth drive gear l. High capacity water pump with sleeveless design stainless steel shaft and 

10” dia. Impeller with modified 42 teeth drive gear.  

4.  Rectification of Underframe: Rectification of Underframe involves minor modifications at top of the underframe to suit  new/modified  sub  assemblies,  cleaning  of  Fuel  tank,  rectification  of  Bumper plates to suit EMD type Pilot and pilot support assembly.  

 5.  Fitment of high speed bogies in Motor Truck Assembly: Rebuilding  of  Motor  truck  assembly  involves  complete  rehabilitation  of  traction motors TM 4907 AZ with fitment of following new sub‐assemblies:  

a. High speed Bogie frame b. Axle and Wheel assembly with roller suspension bearing arrangement 

 6.  During Rebuilding, following additional new major sub‐assemblies are      provided: 

a. Upgraded 3CD Compressor b. IRAB‐1 Air Brake Panel with complete brake system c. EMD type Pilot & Pilot Support assembly d. Main Reservoirs with EMD type auto drain valve e. Short Hood with Roof mounted DBR f. Crew friendly Cab  g. FRP Control Desk  with LCD display  h. Radiators‐High capacity radiators with red brass core tubes. i. Self cleaning Inertial Engine Air filter 

 

j. Lube Oil Filter k. Plate type Lube Oil Cooler l. Streamline Lube oil and water piping m. Complete fuel oil system n. Electronic water level indicator  

 7.  New Electrical sub‐assemblies fitted during Rebuilding: 

a. Microprocessor Based AC‐DC Locomotive Control system  b. Provision of E‐Beam cables for power and control c. Improved Stick type Master controller d. AC  small motors  like Dust exhauster blower motor, Crank  case exhaust 

blower motor, fuel pump motor e. REMMLOT  (Remote Monitoring  and Management  of  Locomotives  and 

trains) f. Self Load Box feature  

‐‐‐‐‐‐‐ 

 

 

Report No. MP-MISC - 153

MAIN PARTICULARS OF WDM3D LOCOMOTIVE

GENERAL Cooling system Weight of loco in Working Order (T) 117.0 Water Pump type Centrifugal Adhesive weight in Working Order (T) 117.0 Water pump capacity 2457 l/m at 1050rpm Maximum axle load (T) 19.5 No. of radiator fans One Wheel dia (new) Driving mm. 1092 Fan drive Eddy current clutch Tractive effort (Kg.), Maximum 38610 Fan power 90 HP at 1050 engine rpm Continuous 25950 Water tank capacity 1210 litres Speed (Km/h) Maximum 120 Turbo Supercharger Continuous 26.10 Make and type GE7S1716 Transmission Electric Governor Woodward / EDC

ENGINE Weight of engine (dry) Kg 19026 Make and type DLW 251B (Uprated) TRANSMISSION (ELECTRICAL) No./Loco One Lube oil sump capacity 1270 Litre Alternator Horse power Make and type BHEL TA 10102 EV Standard UIC condition 3300 HP Number per locomotive One Site (47oC – 600m) 3152 Hp Maximum speed 1050 rpm Cylinder formation 45 Degree V type Max. Voltage

Max. current 1100 v 4200 A

Number of cylinders 16 Continuous Rating : Low voltage High voltage

3600 A, 585 V 1938 A, 1075 V

Bore and stroke in mm 228.6 X 266.7 Unit weight with accessories 6400 Kg Compression ratio 12.5 : 1 Traction motor RPM Make and type BHEL TM 5002 BY Rated 1050 Number per locomotive Six Idle 400 Continuous current 925 A Mean piston speed m/sec. 9.33 Continuous voltage 380 V B.M.E.P (Kg/cm2) 15.041 1 Hr. rating current 950 A Injection system Maximum speed 2179 rpm Type Jerk direct Gear ratio 18:65 Type of pump and injector APFICO AKK Suspension Axle hung, nose suspension

Unit weight(with pinion, gear & gear case) 3250 Kg

Page 5 of 5

Report No. MP-MISC - 153

AUXILIARIES Auxiliary generator Sand Make and type BHEL

AG 3101 AY-1 Number of boxes / Locomotive 4

HP absorbed 17 HP Total capacity 0.16m3

Rating 75V,160A at 950 rpm COMPRESSOR

Unit weight 435 Kg Make KPC/ELGI Exciter Type KCW 623/LG3CDBMake and type BHEL

AG 3101AY HP absorbed 50/52/60KW at 1000 rpm

HP absorbed 30 HP Weight 850Kg Rating 80V,250A at 950rpm Compressor capacity Unit weight 435Kg Free air delivery At 10 Kg/cm2

At Idling (400 rpm) 2266 l/m (KCW 623/LG3CDB)

BATTERIES At 1000 rpm 5665 l/m (KCW623/ LG3CDB)

Make and type EXIDE (Lead Acid 4HMFG 31KP)

TM BLOWER (FRONT)

Number of cells 32 Type Centrifugal multi-vane (DIDW) Voltage 64 Number per locomotive One Capacity 450AH (10Hr) HP absorbed 40 HP Head light 250W, 32V Weight 80kg (without motor)

BRAKES TM BLOWER (REAR) Locomotive Air, hand, BHEL make dynamic

brake. Type Centrifugal multi-vane (SWSI)

Train Pure air brake system. Number per locomotive One System Panel mounted IRAB-I. HP absorbed 34 HP

CONTROL SUPPLIES Weight 105kg (without motor) Fuel tank ( detachable) Number per locomotive One Total capacity 6000 litres

Page 6 of 6