ТРАНСВУЗ-2015.Часть 3
.pdfРемонт и динамика подвижного состава
ситуации на участке. С помощью данного программного комплекса возможно оперативное решение следующих задач:
–оценка расхода электроэнергии на тягу поездов по счетчикам ЭПС и тяговых подстанций;
–разработка графика движения поездов;
–разработка энергосберегающей технологии перевозочного процесса, в том числе режимных карт вождения поездов и норм расхода электроэнергии на тягу;
–решения многих других практических задач, возникающих в реальных условиях эксплуатации электрифицированных железных дорог.
Список литературы
1.Правила тяговых расчетов для поездной работы [Текст]. – М.: Транспорт, 1985. 287с.
2.Кикнадзе, О. А. Электровозы ВЛ10 и ВЛ10У. Руководство по эксплуатации [Текст] / О. А. Кикнадзе. – М.: Транспорт, 1981. – 519 с.
3.Комплекс расчетов тягового электроснабжения [Электронный ресурс] /
ОАО ВНИИЖТ, 2002 – 2011.
УДК 621.331.1
Д. И. Бондаревский
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОВОЗОВ НА ТРЕХ ТИПОВЫХ УЧАСТКАХ ПУТИ
В статье представлены результаты тяговых расчетов грузовых электровозов как постоянного, так и переменного токов, выполненных с помощью программы «Комплекс расчетов тягового электроснабжения (КОРТЭС)», на трех типовых участках в четном и нечетном направлениях. Также был представлен сравнительный анализ данных тяговых расчетов.
190
ТРАНСВУЗ – 2015
Тяговый расчет служит для определения у заданного участка и типа электроподвижного состава (ЭПС):
–массы поезда, скорости его движения, времени хода;
–тока электровоза и тяговых электродвигателей (ТД);
–нагревания ТД;
–расхода электроэнергии;
–других тягово-энергетических показателей ЭПС с учетом полного использования его мощности, кинетической и потенциальной энергии поезда.
С целью выявления наиболее оптимального типа электровоза, соответствующего всем современным техническим требованиям, были выполнены тяговые расчеты на трех типовых участках пути (см. рис. 1, 2 и 3) с различными по роду тока грузовыми электровозами, а именно:
Рис. 1. I тип профиля
Рис. 2. II тип профиля
–грузовые электровозы постоянного тока – ВЛ10, 2ЭС6 «Синара», 2ЭС10 «Гранит»;
–грузовой электровоз переменного тока – 2ЭС5К «Ермак».
191
Ремонт и динамика подвижного состава
Для более точного сравнения тягово-энергетических характеристик данных электровозов ко всем тяговым расчетам приняты следующие исходные данные:
– номинальное напряжение контактной сети:
а) для электровозов постоянного тока Uк.с = 3000 В;
б) для электровоза переменного тока Uк.с = 25000 В;
–масса поезда mс = 3900 т;
–тип пути – бесстыковой;
–начальный перегрев обмоток двигателя – 15 ºС;
–начальная скорость поезда – 0 км/ч.
Рис. 3. III тип профиля
Данные тяговые расчеты выполняются в программном комплексе «КОРТЭС», для чего создается требуемый участок движения поезда в «Редакторе параметров участков» [1].
Заполняется панель расчетных данных, которая представлена на рис. 4. На основе этих данных программой строятся кривые движения поезда
(см. рис. 5): кривые скорости и времени движения поезда, кривые тока электровоза и ТД, кривые перегрева обмоток ТД.
После выполнения тягового расчета программа формирует отчет, содержащий основные параметры, используемые в расчете, и его результаты:
–дорога: I тип профиля;
–участок: I – XII;
–тип пути: бесстыковой;
–состав: грузовой;
192
ТРАНСВУЗ – 2015
–поезд: грузовой, масса 3900 т, длина 735 м, локомотив 2ЭС6 «Синара»;
–расход энергии: 3853,0 кВт·ч; рекуперация 0,0 кВт·ч;
–удельный расход: активный 6,7 Вт·ч/т·км;
–техническая скорость: 71,0 км/ч;
–максимальный ток электровоза 3242 А;
–максимальный перегрев обмоток двигателя 90° (доп. 140°).
Рис. 4. Панель расчетных данных программы «КОРТЭС»
Рис. 5. Расчетный участок I типового профиля
Остальные тяговые расчеты выполняются по аналогии.
Далее на основании выполненных двадцати четырех тяговых расчетов приводится их сравнительный анализ в зависимости от типа участка и направления пути, который представлен в табл. 2, 3, 4, 5, 6 и 7.
193
Ремонт и динамика подвижного состава
Таблица 1 Потребление электроэнергии тяговыми двигателями электровоза
при движении без остановок
Перегон |
Длина, |
Время хода, мин |
Расход энергии, |
||
км |
|
|
кВт·ч |
||
полн. |
под током |
||||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
I – II |
10,020 |
10,0 |
10,0 |
637,5 |
|
|
|
|
|
|
|
II – III |
11,640 |
9,2 |
9,0 |
634,7 |
|
|
|
|
|
|
|
III – IV |
19,770 |
15,7 |
6,7 |
444,1 |
|
|
|
|
|
|
|
IV – V |
14,230 |
12,7 |
8,5 |
335,6 |
|
|
|
|
|
|
|
V – VI |
7,180 |
6,1 |
6,1 |
306,0 |
|
|
|
|
|
|
|
VI – VII |
14,790 |
12,0 |
5,7 |
478,0 |
|
|
|
|
|
|
|
VII – VIII |
11,160 |
9,2 |
9,2 |
192,6 |
|
|
|
|
|
|
|
VIII – IX |
8,980 |
7,7 |
3,6 |
210,5 |
|
|
|
|
|
|
|
IX – X |
21,850 |
18,2 |
5,0 |
198,3 |
|
|
|
|
|
|
|
X – XI |
12,300 |
9,8 |
0,0 |
20,3 |
|
|
|
|
|
|
|
XI – XII |
15,400 |
13,8 |
10,3 |
395,3 |
|
|
|
|
|
|
|
I – XII |
147,320 |
124,4 |
74,0 |
3853,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
Сравнительный анализ тягово-энергетических характеристик электровозов |
|||||
ВЛ10, 2ЭС6, 2ЭС10, 2ЭС5К в нечетном направлении на участке типа I |
|||||
|
|
|
|
|
|
Технические характеристики |
|
Электровоз |
|
||
|
|
|
|
||
ВЛ10 |
2ЭС6 |
2ЭС10 |
2ЭС5К |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Длина участка, км |
147,32 |
147,32 |
147,32 |
147,32 |
|
|
|
|
|
|
|
Полное время хода, мин |
123,4 |
124,4 |
123,1 |
124,3 |
|
|
|
|
|
|
|
Время хода под током, мин |
80,7 |
74,0 |
78,9 |
77,9 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход энергии, кВт·ч |
3608,6 |
3853 |
4039,1 |
3942,3 |
|
|
|
|
|
|
|
Масса поезда, кг |
3900 |
3900 |
3900 |
3900 |
|
|
|
|
|
|
|
Рекуперация, кВт·ч |
243,0 |
0,0 |
202,4 |
10,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя (техн.) скорость км/ч |
71,6 |
71,0 |
71,8 |
71,1 |
|
|
|
|
|
|
|
Удельный активный расход, |
6,3 |
6,7 |
7,0 |
6,9 |
|
Вт·ч/т·км |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Максимальный ток поезда, А |
2752 |
3242 |
3402 |
411 |
|
|
|
|
|
|
|
Перегрев обмоток двигателя, ° |
64 |
90 |
- |
47 |
|
(доп. 130) |
(доп. 140) |
(доп. 130) |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
194
ТРАНСВУЗ – 2015
Таблица 3 Сравнительный анализ тягово-энергетических характеристик электровозов
ВЛ10, 2ЭС6, 2ЭС10, 2ЭС5К в четном направлении на участке типа I
Технические характеристики |
|
Электровоз |
|
||
|
|
|
|
||
ВЛ10 |
2ЭС6 |
2ЭС10 |
2ЭС5К |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Длина участка, км |
147,32 |
147,32 |
147,32 |
147,32 |
|
|
|
|
|
|
|
Полное время хода, мин |
125,5 |
125,0 |
123,7 |
126,6 |
|
|
|
|
|
|
|
Время хода под током, мин |
71,8 |
83,7 |
73,4 |
86,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход энергии, кВт·ч |
4230,9 |
4673,3 |
4690,7 |
4204,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Масса поезда, кг |
3900 |
3900 |
3900 |
3900 |
|
|
|
|
|
|
|
Рекуперация, кВт·ч |
124,3 |
0,0 |
71,1 |
28,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя (техн.) скорость км/ч |
70,4 |
70,7 |
71,4 |
69,8 |
|
|
|
|
|
|
|
Удельный активный расход, |
7,4 |
8,1 |
8,2 |
7,3 |
|
Вт·ч/т·км |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Максимальный ток поезда, А |
2757 |
3265 |
3402 |
409 |
|
|
|
|
|
|
|
Перегрев обмоток двигателя, ° |
68 |
108 |
- |
50 |
|
(доп. 130) |
(доп. 140) |
(доп. 130) |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
Сравнительный анализ тягово-энергетических характеристик электровозов |
|||||
ВЛ10, 2ЭС6, 2ЭС10, 2ЭС5К в нечетном направлении на участке типа II |
|||||
|
|
|
|
|
|
Технические характеристики |
|
Электровоз |
|
||
|
|
|
|
||
ВЛ10 |
2ЭС6 |
2ЭС10 |
2ЭС5К |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Длина участка, км |
144,9 |
144,9 |
144,9 |
144,9 |
|
|
|
|
|
|
|
Полное время хода, мин |
123,1 |
121,8 |
117,8 |
118,8 |
|
|
|
|
|
|
|
Время хода под током, мин |
99,7 |
59,9 |
87,2 |
82,9 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход энергии, кВт·ч |
7071,4 |
7541,9 |
6955,1 |
5628,1 |
|
|
|
|
|
|
|
Масса поезда, кг |
3900 |
3900 |
3900 |
3900 |
|
|
|
|
|
|
|
Рекуперация, кВт·ч |
1139,3 |
0,0 |
1059,1 |
319,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя (техн.) скорость км/ч |
70,6 |
71,4 |
73,8 |
73,2 |
|
|
|
|
|
|
|
Удельный активный расход, |
12,5 |
13,3 |
12,3 |
10,0 |
|
Вт·ч/т·км |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Максимальный ток поезда, А |
2762 |
3253 |
3402 |
410 |
|
|
|
|
|
|
|
Перегрев обмоток двигателя, ° |
178 |
241 |
- |
66 |
|
(доп. 130) |
(доп. 140) |
(доп. 130) |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
195
Ремонт и динамика подвижного состава
Таблица 5 Сравнительный анализ тягово-энергетических характеристик электровозов
ВЛ10, 2ЭС6, 2ЭС10, 2ЭС5К в четном направлении на участке типа II
Технические характеристики |
|
Электровоз |
|
||
|
|
|
|
||
ВЛ10 |
2ЭС6 |
2ЭС10 |
2ЭС5К |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Длина участка, км |
144,9 |
144,9 |
144,9 |
144,9 |
|
|
|
|
|
|
|
Полное время хода, мин |
120,9 |
122,7 |
117,6 |
117,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Время хода под током, мин |
93,8 |
49,4 |
82,1 |
84,6 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход энергии, кВт·ч |
4822,2 |
5769,0 |
5279,3 |
4518,4 |
|
|
|
|
|
|
|
Масса поезда, кг |
3900 |
3900 |
3900 |
3900 |
|
|
|
|
|
|
|
Рекуперация, кВт·ч |
2305,3 |
0,0 |
1693,3 |
604,4 |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя (техн.) скорость км/ч |
71,9 |
70,8 |
74,0 |
74,3 |
|
|
|
|
|
|
|
Удельный активный расход, |
8,5 |
10,2 |
9,3 |
8,0 |
|
Вт·ч/т·км |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Максимальный ток поезда, А |
2762 |
3277 |
3402 |
409 |
|
|
|
|
|
|
|
Перегрев обмоток двигателя, ° |
133 |
182 |
- |
58 |
|
(доп. 130) |
(доп. 140) |
(доп. 130) |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
Сравнительный анализ тягово-энергетических характеристик электровозов |
|||||
ВЛ10, 2ЭС6, 2ЭС10, 2ЭС5К в нечетном направлении на участке типа III |
|||||
|
|
|
|
||
Технические характеристики |
|
Электровоз |
|
||
|
|
|
|
||
ВЛ10 |
2ЭС6 |
2ЭС10 |
2ЭС5К |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Длина участка, км |
147,1 |
147,1 |
147,1 |
147,1 |
|
|
|
|
|
|
|
Полное время хода, мин |
126,2 |
122,1 |
120,3 |
123,3 |
|
|
|
|
|
|
|
Время хода под током, мин |
113,0 |
67,1 |
65,9 |
106,4 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход энергии, кВт·ч |
8728,9 |
9370,6 |
9770,6 |
8600,2 |
|
|
|
|
|
|
|
Масса поезда, кг |
3900 |
3900 |
3900 |
3900 |
|
|
|
|
|
|
|
Рекуперация, кВт·ч |
2289,6 |
0,0 |
0,0 |
1227,2 |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя (техн.) скорость км/ч |
70,0 |
72,3 |
73,4 |
71,6 |
|
|
|
|
|
|
|
Удельный активный расход, |
15,3 |
16,3 |
17,0 |
15,0 |
|
Вт·ч/т·км |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Максимальный ток поезда, А |
2762 |
3260 |
3402 |
412 |
|
|
|
|
|
|
|
Перегрев обмоток двигателя, ° |
214 |
246 |
- |
109 |
|
(доп. 130) |
(доп. 140) |
(доп. 130) |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
196
ТРАНСВУЗ – 2015
Таблица 7 Сравнительный анализ тягово-энергетических характеристик электровозов
ВЛ10, 2ЭС6, 2ЭС10, 2ЭС5К в четном направлении на участке типа III
Технические характеристики |
|
Электровоз |
|
||
|
|
|
|
||
ВЛ10 |
2ЭС6 |
2ЭС10 |
2ЭС5К |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Длина участка, км |
147,1 |
147,1 |
147,1 |
147,1 |
|
|
|
|
|
|
|
Полное время хода, мин |
127,0 |
123,2 |
120,3 |
120,3 |
|
|
|
|
|
|
|
Время хода под током, мин |
102,7 |
50,0 |
65,9 |
96,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход энергии, кВт·ч |
6011,0 |
6498 |
6436,1 |
5817,4 |
|
|
|
|
|
|
|
Масса поезда, кг |
3900 |
3900 |
3900 |
3900 |
|
|
|
|
|
|
|
Рекуперация, кВт·ч |
3009,0 |
0,0 |
0,0 |
2106,1 |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя (техн.) скорость км/ч |
69,5 |
71,7 |
73,4 |
73,3 |
|
|
|
|
|
|
|
Удельный активный расход, |
10,5 |
11,3 |
17,0 |
10,1 |
|
Вт·ч/т·км |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Максимальный ток поезда, А |
2762,0 |
3242 |
3402 |
408 |
|
|
|
|
|
|
|
Перегрев обмоток двигателя, ° |
188 |
216 |
- |
113 |
|
(доп. 130) |
(доп. 140) |
(доп. 130) |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
Исходя из полученных сравнительных анализов тягово-энергетических характеристик электровозов, строятся диаграммы расхода электроэнергии, показанные на рис. 6 и 7.
Рис. 6. Сравнительная диаграмма расхода электроэнергии электровозов на трех типовых участках пути (в нечетном направлении)
Анализируя данные диаграммы, можно сделать вывод, что самые большие затраты электроэнергии приходятся на электровозы серии
197
Ремонт и динамика подвижного состава
2ЭС6 «Синара» и 2ЭС10 «Гранит». Самыми экономичными электровозами являются электровоз ВЛ10 – на I типе профиля пути в нечетном направлении, на всех остальных профилях – электровоз 2ЭС5К «Ермак».
Рис. 7. Сравнительная диаграмма расхода электроэнергии электровозов на трех типовых участках пути (в четном направлении)
Список литературы
1. Комплекс расчетов тягового электроснабжения [Электронный ресурс] / ОАО ВНИИЖТ, 2002 – 2011.
УДК 629.488
С. В. Копачев, А. А. Нугуманова
ОТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИЗДЕРЖЕК ПРИ СЕРВИСНОМ ОБСЛУЖИВАНИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТУАЛЕТНЫХ СИСТЕМ С БИОРЕАКТОРОМ
Приведен анализ туалетных систем, эксплуатирующихся в Российской Федерации. Показаны преимущества и недостатки гравитационной системы и вакуумной туалетных систем. Приведены общие сведения о биореакторе и данные об экономической эффективности внедрения туалетных систем с биореактором
198
ТРАНСВУЗ – 2015
На ранних стадиях развития железнодорожного транспорта туалеты в вагонах не были чем-то само собой разумеющимся. Лишь к концу XIX столетия с увеличением дальности поездок туалетами стали оборудовать сначала вагоны первого класса, а затем и всех других классов.
Фекалии мелко распыляются и загрязняют тележку вагона. Продукты их распада обладают очень сильными коррозионными свойствами и могут вызвать повреждение незащищенных частей. При неблагоприятных перепадах давления возможен обратный выброс фекалий из фановой трубы в унитаз.
В настоящее время на российских железных дорогах эксплуатируются вагоны с различными туалетными системами:
1)Туалеты гравитационного типа. Данные туалеты в России используются уже на протяжении целого века, хотя в странах Европы давно уже отказались от такого типа туалета в пользу новейших технологий. Принцип работы туалета такого типа следующий: выпускной коллектор унитаза в поезде выходит прямо на рельсы. Это видно по тому отверстию, которое открывается при смывании. Поэтому особого секрета здесь нет никакого. Туалет в поезде устроен так: содержимое попадает на откидывающуюся крышку унитаза внизу. При нажатии на педаль, крышка откидывается и содержимое падает вниз на полотно пути. При этом автоматически включается слив воды, производящей отмывку стенок унитаза. Вот и вся схема работы туалета такого типа. Туалеты данного типа имеют следующие недостатки:
Во-первых, туалет работает не все время. Они не работают на станциях, вокзалах, а это не всегда удобно т.к. стоянка иногда может продолжаться около часа и это приводит к большим неудобствам среди пассажиров.
Во-вторых, в глаза бросается его неэкологичность, проявляющаяся в том, что все фекальные массы вместе с водой сбрасываются на путь. Это в будущем усложняет работу путейцев.
В-третьих, эстетический вид туалетов такого типа оставляет желать лучшего.
2)Вакуумная туалетная система специально предназначена для полноценного оборудования проходящих капитальный ремонт и вновь строящихся вагонов всех типов. Внешний вид конструкции туалетной системы «ЭКОТОЛ-ВАК» компании «Циркон-Сервис» приведен на рис 1.
199