2.10 Выбор типа локомотива для тяги

Выбор типа локомотива для заданного участка обращения поездов зависит как от трудности профиля участка, так и от интенсивности движения.

Введение электрической тяги на участке требует больших капитальных затрат на строительство тяговых подстанций, установку опор и оборудования контактной сети. Поэтому электрификация железнодорожного участка выгодна там, где она быстро окупается, то есть где интенсивно движение поездов. На участках с малой интенсивностью движения (10÷15 пар поездов в сутки) предпочтительнее тепловозная тяга.

2.11 Коэффициент полезного действия локомотива

Коэффициентом полезного действия (КПД) называется отношение полезной работы (мощности) к затраченной работе (мощности). На любом этапе получения энергии, ее преобразования, передачи имеют место потери энергии, то есть в любом агрегате, машине, передающем энергию элементе входная мощность всегда больше выходной. Для каждого звена цепи (от получения энергии до ее потребления) КПД будет равен отношению выходной мощности к входной. А общий КПД всей цепочки (от источника энергии до потребителя включительно) будет равен произведению КПД составляющих звеньев.

Для электрической тяги звеньями, составляющими цепь от источника энергии до потребителя, являются:

• электростанция (тепловая, атомная, гидравлическая) - η_ЭС ;

• повышающий трансформатор - η_ПТ ;

• линия высоковольтной передачи - η_ЛЭП ;

• тяговая подстанция - η_ТП ;

• контактная сеть - η_КС ;

• электровоз (электродвигатели) – η_Э.

КПД звеньев цепи от источника энергии до потребителя для электрической тяги

ηЭС	ηПТ	ηЛЭП	ηТП	ηКС	ηЭ
0,25÷0,40	0,97÷0,98	0,95÷0,98	0,90÷0,92	0,91÷0,94	0,85÷0,88

Перемножив заданные в таблице КПД составляющих звеньев η_i получим общий КПД электрической тяги η_ЭТ.

(2.20)

В энергетическую цепь тепловоза входит дизель, превращающий скрытую химическую энергию топлива в механическую, электрический генератор, превращающий механическую энергию в электрическую, выпрямительная установка, преобразующая переменный ток в постоянный, тяговые электродвигатели, превращающие электрическую энергию в механическую и зубчатая передача, передающая механическую энергию от двигателя к колесной паре.

Кроме этого следует учесть потери энергии на вспомогательные нужды тепловоза коэффициентом β_ВСП.

Общий КПД тепловоза:

(2.21)

где: η_Е - эффективный КПД дизеля;

η_Г - КПД генератора;

η_ВУ - КПД выпрямительной установки;

η_ТД - КПД тяговых электродвигателей;

η_ЗП - к.п.д. зубчатой передачи;

h_ВСП - к.п.д. вспомогательных нужд тепловоза.

КПД звеньев энергетической цепи для тепловозной тяги

ηЕ	ηГ	ηВУ	ηТД	ηЗП	βВСП
0,35-0,40	0,94-0,95	0,99	0,915	0,975	0,88-0,92