10 Нормирование расхода топлива и электроэнергии локомотивам на поездку

10.1 Нормы и их классификация

Рациональное ведение хозяйства любого подразделения локомотивного хозяйства немыслимо без хорошей организации топливо - и энергоиспользования, без правильного определения потребности энергоресурсов, соответствующих данному уровню технического развития, организации технологического процесса перевозок и задаваемому объему перевозочной работы.

Основой для такого определения являются нормы расхода топлива и электрической энергии (ТЭР), отражающие технико-экономические показатели подвижного состава и его использования, особенности пути и ряд других факторов, определяющих эффективность энергоиспользования.

Нормой расхода топлива или электрической энергии называется плановая мера, определяющая максимально допустимую величину расхода ТЭР на единицу транспортной продукции.

В зависимости от своего назначения нормы делятся на плановые (групповые) и технические (индивидуальные).

Плановые (групповые) нормы устанавливаются для определения потребности в энергоресурсах в целом по подразделению локомотивного хозяйства (ОАО «РЖД», дорога, отделение, депо).

Плановые нормы устанавливаются в кг условного топлива (кг.у.т.) или в кВт·ч на единицу перевозочной работы.

Технические (индивидуальные) нормы устанавливаются для каждой серии локомотивов зависимости:

- от участка обращения локомотива,

- вида работы,

- массы состава,

- типа вагонов,

- метеорологических условий

Технические нормы устанавливают ежемесячно для тепловозов в килограммах натурного топлива, а для электроподвижного состава в кВт·ч на следующие виды работ:

- на 10 тыс. т-км брутто при следовании во главе поезда, двойной тягой или при подталкивании. Работа исчисляется по массе состава брутто, без учета массы локомотива. Работа моторвагонного состава и дизель-поездов определяется исходя из их расчетной паспортной массы.

- на 100 локомотиво-км одиночно следующих локомотивов или при возвращении толкачей;

- на 1 час маневровой работы, производимой в парках и на горочных путях сортировочных станций, на промежуточных станциях и подъездных путях депо;

- на 1 час простоя в депо или на станционных путях в ожидании работы.

10.2 Основные расчетные формулы

В основе расчета норм расхода ТЭР локомотивом за поездку стоит инструкция ЦТ/2564.

Расчет норм расхода ТЭР на поезд выполняется по формулам:

- для тепловозов

n = n_о К_μ K_i K_τ+ 100 ZΔn_Т / L + n_х , (10.1)

- для электровозов

е = е_о К_μK_i K_τ + 100 ZΔе_Т / L + е_сн, (10.2)

где n_о, е_о – исходная норма, определяемая по топливно- энергетическому паспорту локомотива

(ТЭПЛ), кг(кВт·ч)/104т·км брутто;

К_μ – коэффициент влияния степени грузоподъёмности вагонов;

K_i – коэффициент трудности нормируемого участка;

K_τ – температурный коэффициент нормируемого периода;

Z – число остановок, предусмотренных графиком на 100 поездо·км; Δn_Т Δе_Т – затраты

топлива и электроэнергии на восстановление кинетической энергии, потерянной при

торможении до остановки, отнесенные к 10 тыс. т·км брутто;

L – длина участка, км;

е_х – расход топлива на холостую работу дизеля, кг/10⁴т·км брутто;

е_сн – затраты электроэнергии на собственные нужды электровоза, кг(кВт·ч)/10⁴т·км брутто.

ТЭПЛ представляют собой аналитическую зависимость величины удельного расхода топлива или электрической от массы поезда, сформированного из четырехосных грузовых вагонов массой 70 т, (для пассажирских вагонов массу принимают равной 56 т) и технической скорости движения поезда по прямому горизонтальному пути.

Уравнение топливно-энергетического паспорта локомотива имеет следующий вид:

- для тепловозов

, (10.3)

- для электровозов

,

Коэффициенты уравнения ТЭПЛ для тепловоза 3ТЭ10: S = 12,334, R = 0,077, T = 310,246

Для электровоза 3ЭСК5: S = 44,325, R = 0,415, T = 993,375

Для тепловоза 3ТЭ10 уравнение имеет вид:

, (10.5)

Для электровоза 3ЭСК5 уравнение имеет вид:

, (10.6)

Расчеты по формулам (10.5) и (10.6) представлены в таблице 10.1 и 10.2 на рисунке 10.1.

Таблица 10.1 - Топливно-энергетический паспорт тепловоза 3ТЭ10, кг / 10 тыс. ткм брутто

Скорость км/ч	Масса состава, т
	1000	2000	3000	4000	5000	6000
10	16,210	14,659	14,142	13,880	13,724	13,621
20	20,087	16,984	15,950	15,425	15,115	14,908
30	23,963	19,310	17,758	16,971	16,505	16,195
40	27,840	21,635	19,567	18,516	17,896	17,482
50	31,716	23,960	21,375	20,062	19,286	18,769
60	35,593	26,285	23,183	21,608	20,677	20,056
70	39,469	28,611	24,991	23,153	22,067	21,344
80	43,346	30,936	26,799	24,699	23,458	22,631
90	47,222	33,261	28,607	26,245	24,848	23,918
100	51,099	35,586	30,376	27,790	26,239	25,205

Рис. 10.1. Топливно-энергетический паспорт тепловоза 3ТЭ10

Таблица 10.2 - Топливно-энергетический паспорт электровоза 3ЭСК5, кг / 10 тыс. ткм брутто

Скорость км/ч	Масса состава, т
	1000	2000	3000	4000	5000	6000
10	58,4088	53,44188	51,7863	50,958	50,462	50,131
20	72,4925	62,55875	59,2475	57,592	56,599	55,936
30	86,5763	71,67563	66,7088	64,225	62,735	61,742
40	100,66	80,7925	74,17	70,859	68,872	67,548
50	114,744	89,90938	81,6313	77,492	75,009	73,353
60	128,828	99,02625	89,0925	84,126	81,146	79,159
70	142,911	108,1431	96,5538	90,759	87,282	84,964
80	156,995	117,26	104,015	97,393	93,419	90,77
90	171,079	126,3769	111,476	104,03	99,556	96,576
100	185,163	135,4938	118,938	110,66	105,69	102,38

Рис. 10.2. Топливно-энергетический паспорт тепловоза 3ЭСК5

Коэффициент влияния степени использования грузоподъёмности вагонов рассчитывается по формуле

(10.6)

где μ = m_о /17,5; m_о – масса, приходящаяся на ось вагона, т; vт – техническая скорость движения поезда по участку, км/ч.

Расчеты по формуле (10.6) приведены в табл. 10.3 и показаны на рис. 10.2.

Таблица 10.3

Значения коэффициента использования грузоподъемности вагонов К_m = f(v_т, m_о)

Нагрузка на ось mо,т	Техническая скорость vт,км/ч
	25	40	45	50	55	60	65	70	80	90
6	1,448	1,565	1,605	1,644	1,683	1,723	1,762	1,801	1,880	1,958
8	1,277	1,350	1,375	1,399	1,423	1,448	1,472	1,496	1,545	1,594
10	1,175	1,221	1,237	1,252	1,267	1,283	1,298	1,314	1,344	1,375
12	1,107	1,135	1,145	1,154	1,163	1,173	1,182	1,192	1,210	1,229
14	1,058	1,074	1,079	1,084	1,089	1,094	1,099	1,105	1,115	1,125
16	1,022	1,028	1,030	1,032	1,033	1,035	1,037	1,039	1,043	1,047
17,5	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
20	0,971	0,963	0,961	0,958	0,955	0,953	0,950	0,948	0,943	0,938
22	0,952	0,940	0,935	0,931	0,927	0,923	0,919	0,915	0,906	0,898
24	0,937	0,920	0,915	0,909	0,903	0,898	0,892	0,887	0,876	0,865
25	0,930	0,912	0,905	0,899	0,893	0,887	0,881	0,875	0,862	0,850

Таблица 10.4-Значения коэффициента трудности участка K_i при m_о = 17,5 т/ось

iэ,	Техническая скорость, км/ч
‰	0	10	20	30	40	50	60	70	80
0	1	1	1	1	1	1	1	1	1
0,25	1,18175	1,1701	1,15845	1,1468	1,13515	1,1235	1,11185	1,1002	1,08855
0,5	1,3635	1,3402	1,3169	1,2936	1,2703	1,247	1,2237	1,2004	1,1771
0,75	1,54525	1,5103	1,47535	1,4404	1,40545	1,3705	1,33555	1,3006	1,26565
1	1,727	1,6804	1,6338	1,5872	1,5406	1,494	1,4474	1,4008	1,3542
1,25	1,90875	1,8505	1,79225	1,734	1,67575	1,6175	1,55925	1,501	1,44275
1,5	2,0905	2,0206	1,9507	1,8808	1,8109	1,741	1,6711	1,6012	1,5313
1,75	2,27225	2,1907	2,10915	2,0276	1,94605	1,8645	1,78295	1,7014	1,61985
2	2,454	2,3608	2,2676	2,1744	2,0812	1,988	1,8948	1,8016	1,7084
2,5	2,8175	2,701	2,5845	2,468	2,3515	2,235	2,1185	2,002	1,8855
2,75	2,99925	2,8711	2,74295	2,6148	2,48665	2,3585	2,23035	2,1022	1,97405
3	3,181	3,0412	2,9014	2,7616	2,6218	2,482	2,3422	2,2024	2,0626
3,5	3,5445	3,3814	3,2183	3,0552	2,8921	2,729	2,5659	2,4028	2,2397
4	3,908	3,7216	3,5352	3,3488	3,1624	2,976	2,7896	2,6032	2,4168

Рисунок 10.2 - График коэффициента К_μ , учитывающий влияние на норму расхода топлива и электрической энергии средней массы вагона на одну ось

Коэффициент трудности нормируемого участка рассчитывается по формуле

K_i = 1 + (0,705 – 0,00452 V_т)(0,375 + 0,0375 m_о ) i_э, 0.8)

где i_э- эквивалентный уклон нормируемого участка, ‰.

При m_о = 17,5 т/ось формула (10.8) принимает вид

K_i = 1 + (0,727 – 0,00466 V_т)i_э, (10.9)

Значения коэффициента K_i, рассчитанного по формуле (10.9), приведены в таблице10.4 и на рисунке 10.3.

Рисунок 10.3 - График коэффициента трудности участка K_i