МОГИЛА_УП

Величина коэффициента кб определяется на основе анализа отчет-

ных данных об использовании рабочего времени бригад за предшествующий период.

6. Тонно-километры брутто вагонов и локомотивов на участке определяются по формуле

средняя масса тары вагонов; М л – масса локомотива.

Тонно-километры брутто могут быть определены также через сред-

Методики расчета средней массы поездов и соответствующих размеров движения изложены в подразд. 4.11. В этом случае при расчете средней массы учитываются порожние вагонопотоки в каждом из направлений движения.

7. Механическая работа локомотива достаточно точно учитывает влияние массы и скорости движения поездов на уровень расхода топлива или электроэнергии на тягу поездов, а также износ машин и узлов локомотивов, производящих и потребляющих энергию, идущую на перемещение поездов.

Механическая работа, выполняемая локомотивом на перемещение по участку поезда установленной нормы массы Qн, определяется в процессе тяговых расчетов на ЭВМ как сумма произведений силы тяги на длину элементов пути, на которых сила тяги локомотива принимается

Однако для экономической оценки вариантов необходимо знать величину механической работы, выполняемой локомотивом на перемещение по участку не только поезда расчетной массы, но и поезда, имеющего среднюю массу Q*. Величина этой работы может быть определена как

перемещение всех поездов для одного из направлений движения на участке, определится как

171

где n0 – общий вагонопоток в рассматриваемом направлении движения; m*с – средний состав грузовых поездов, ваг.; Nгр – количество грузовых

поездов.

Аналогично определяется механическая работа локомотива для противоположного направления движения.

8. Механическая работа сил сопротивления в одном из направлений движения на участке при известной величине механической работы локомотива определяется по формуле

где Н2 и Н1 – конечная и начальная отметки продольного профиля уча-

стка в рассматриваемом направлении; g – ускорение силы тяжести.

9. Расход дизельного топлива или электроэнергии на тягу поездов на участке за одни сутки в одном из направлений движения определяется как

где Енгр – расход дизельного топлива или электроэнергии на продвиже-

ние по участку одного поезда расчетной нормы массы (определяется в процессе тяговых расчетов для тепловозов – кг, а для электровозов – кВт·ч или МДж); К с – коэффициент, учитывающий дополнительный рас-

ход топлива или электроэнергии на служебные нужды локомотива. Величина коэффициента К с зависит от серии локомотива и средней

массы поезда. В расчетах, не требующих большой точности для электровозов переменного тока, его величина может быть принята равной 1,10, а для тепловозов – 1,12. Аналогично определяется расход топлива и электроэнергии в обратном направлении движения.

4Ускорение силы тяжести не подставляется в формулу (6.18) в том случае, если

вкомпьютерной программе расчета механической работы локомотива сила тяги измеряется в кГс, а не в Н.

172

6.5. Определение расходов на организацию подталкивания поездов

Как и в поездной работе, все расходы за сутки на подталкивание поездов делятся на группы затрат, зависящие от следующих показателей:

а) пробега локомотивов-толкачей в процессе обслуживания поездов; б) локомотиво-часов толкачей во всех видах движения и простоя; в) расхода топлива или электроэнергии локомотивами-толкачами;

г) бригадо-часов работы локомотивных бригад с учетом времени на засылку бригад в пункт подталкивания.

Если в пункте подталкивания строятся сооружения для экипировки и технического обслуживания локомотивов (ТО-2), а также жилье для локомотивных бригад и работников пункта ТО-2, то учитываются соответствующие капиталовложения и эксплуатационные расходы.

Расчеты выполняются в определенной последовательности. Из графика движения поездов делается выкопировка для перегона (или перегонов), где производится подталкивание. На ней равномерно, в течение суток, выделяются «нитки» движения полновесных поездов, требующих подталкивания, а затем производится подвязка толкачей к выбранным «ниткам», с учетом технологической нормы времени, необходимого на пропуск толкача под состав, а если необходимо, то также на прицепку и пробу автотормозов, т. е. строится суточный график оборота толкачей, на котором выделяется время на смену локомотивных бригад, а также экипировку и ТО-2, которые совмещаются во времени.

По графику оборота толкачей рассчитываются локомотиво-километ- ры толкачей за сутки, локомотиво-часы толкачей, их количество, а также количество локомотивных бригад, необходимых для обслуживания потребного числа толкачей.

При этом следует иметь в виду, что во всех случаях между потребным количеством толкачей Мт и суточными затратами локомотиво-

часов должно выдерживаться равенство Мт Мт / 24 .

Если толкач один раз в несколько суток направляется в ближайшее депо на экипировку или техническое обслуживание ТО-2, то этот пробег, приходящийся на одни сутки работы, определяется как локомотивокилометры пробега толкача в оба конца, деленные на количество суток, за которые выполняются эти виды работ.

Расход топлива или электроэнергии толкачом и выполняемая им механическая работа за один его оборот определяются тяговыми расчетами или аналитическим путем. В случае аналитического расчета при движении толкача с поездом его механическая работа, МДж, определяется как

173

Эквивалентным уклоном по механической работе называется такой воображаемый однообразный, расположенный на прямой подъем, длина которого равна длине рассматриваемого участка и на протяжении которого локомотив по передвижению поезда затрачивает такую же механическую работу, что и на действительном участке.

Методика расчета эквивалентного уклона приведена в [16]. Механическая работа локомотива при возвращении его в пункт подтал-

кивания подсчитывается таким же образом, но при условии, что Q 0 .

В целом за сутки механическая работа, МДж, выполняемая толкачом,

где Rл и Rл – механическая работа толкача соответственно при подталкивании поезда и при возвращении его обратно; п0 – количество

поездов за сутки, требующих подталкивания.

Расход топлива или электроэнергии толкачами зависит от объема механической работы, МДж, и времени простоя толкачей и определяется как

где ктэ – расход дизельного топлива или электроэнергии, необходимый для выполнения локомотивом 1 тс·км или 10 МДж механической работы; Т – суммарное время простоя толкачей в пунктах подталкивания и оборота, ч; квтэ – часовой расход топлива или электроэнергии на слу-

жебные нужды локомотива, т. е. поддержание его в рабочем состоянии во время простоя в пункте подталкивания и оборота и прохода по станционным путям, кг/ч, МДж или кВт ч/ч.

Расход дизельного топлива на 1 ткм или 10 МДж механической работы тепловозов ктэ обычно принимается равным 0,85 кг, а расход электроэнергии электровозами от 3,2 до 3,6 кВт·ч в зависимости от типа локомотива.

Расход топлива или электроэнергии на собственные нужды квтэ в

значительной мере зависит от серии локомотива. У тепловозов он колеблется в пределах от 10 для ТЭМ1 до 46 кг/ч для 2ТЭ10, а у электровозов – от 100 для ВЛ60 до 210 кВт·ч/ч для ВЛ80.

174

Бригадо-часы работы локомотивных бригад за сутки определяются по графику оборота локомотивов-толкачей и численно равны локомоти- во-часам толкачей, умноженным на коэффициент, учитывающий время на прием и сдачу локомотива.

Капитальные затраты на сооружение устройств экипировки, технического обслуживания локомотивов и жилья для локомотивных бригад, слесарей и экипировщиков пункта ТО-2, а также эксплуатационные расходы на содержание этих устройств определяются соответствующими проектами их строительства.

В итоге суточные приведенные расходы на организацию подталкивания поездов, р./сут, составят

ратам расходные ставки в рублях на измеритель.

Если локомотивы-толкачи для экипировки и технического обслуживания направляются в ближайшее депо, то все расходы, связанные с таким пробегом туда и обратно, учитываются в первых четырех слагаемых формулы (6.23).

Аналогично учитываются и затраты, связанные с пробегом в два конца подменных локомотивов, направляемых для замены толкачей, убывших на экипировку и техническое обслуживание. Если локомотивные бригады засылаются в пункт подталкивания из основного или оборотного депо, то к бригадо-часам работы непосредственно в пункте подталкивания добавляется и время следования бригады «туда и обратно».

175

6.6. Анализ результатов экономической оценки и выбор лучшего варианта норм массы грузовых поездов

Результаты расчета суммарных приведенных капитальных и эксплуатационных расходов за сутки по всем конкурентоспособным вариантам сочетаний норм массы четных и нечетных грузовых поездов, получаемые из выражения (6.9), сводятся в табл. 5.3.

Кроме того, по каждому из вариантов записываются количественные оценки по ряду других критериев. Производится тщательный анализ каждого из вариантов по основным его показателям.

Неточность расчета многих исходных данных, используемых для решения поставленной задачи и в частности расходных ставок, достигает 4–5 %. Поэтому все варианты, у которых приведенные расходы отличаются на эту величину от варианта, имеющего минимальные затраты, являются экономически равноценными. В связи с этим проблема выбора лучшего варианта должна решаться не только на основе критерия минимума расходов, но и с учетом ряда других существенных параметров. Это необходимо делать также и потому, что характер изменения отдельных слагаемых приведенных расходов сложно прогнозировать с необходимой точностью не только на дальнюю перспективу, но и на ближайшие годы.

Существенными параметрами (критериями) при оценке вариантов норм массы, в которые входит вариант с минимальными приведенными расходами, и несколько близких к нему по величине затрат, являются потребный парк локомотивов, рабочий парк вагонов, расход топлива или электроэнергии, потребное количество локомотивных бригад, количество пунктов подталкивания поездов на рассматриваемом железнодорожном направлении.

Проблема оценки нескольких конкурентоспособных вариантов норм массы заключается в том, что какие-то определенные параметры в одних вариантах будут лучшими, а в других вариантах те же параметры могут быть значительно хуже. В таких случаях может быть использовано несколько способов выбора оптимального варианта.

Одним из них является присвоение каждому из параметров определенной значимости или веса, выраженного числовой величиной. Вариант с наибольшей суммой весовых показателей считается лучшим. Однако оценить насколько весомее один какой-либо параметр по отношению к другим весьма сложно.

Другим является метод ранжирования параметров по степени их важности. При этом более важный параметр (измеритель) имеет и более высокий ранг. Все рассматриваемые варианты заносятся в таблицу, где указывается величина каждого из параметров в порядке их ранжирования, т. е. в первую строку записываются самые высокие измерители, во вторую – следующие за ними по своей значимости и т. д. После этого последовательно по каждому измерителю производится отбор нес-

176

кольких лучших вариантов, с отсевом на каждом этапе худших. В результате на каждом шаге количество вариантов уменьшается до тех пор, пока не останется единственный. Недостатком этого способа является сложность организации объективного ранжирования параметров.

Третий способ заключается в рассмотрении варианта с минимальными приведенными затратами и близких к нему по расходам группой экспертов-специалистов, хорошо знающих особенности и проблемы организации поездопотоков на рассматриваемом направлении.

В этом случае вероятнее всего будет выбран вариант, позволяющий решить одну из наиболее острых проблем организации перевозок на конкретном железнодорожном полигоне, например, проблему дефицита локомотивов, локомотивных бригад, топливно-энергетических ресурсов, недостаток парка вагонов и т. п.

Во всех случаях в качестве одного из приоритетных показателей оценки вариантов должны учитываться сроки доставки грузов потребителям.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие расходы (в рублях) необходимо рассчитать для сравнения альтернативных вариантов норм массы поездов с целью выбора наилучшего?

2.Какие расходы связаны с одним вагоно-часом простоя вагонов?

3.Какие расходы связаны с одним часом работы поездного локомотива?

4.Какие расходы связаны с механической работой локомотива и с механической работой сил сопротивления?

5.Какие расходы связаны с одним вагоно-километром пробега вагонов?

6.Какие расходы связаны с одним локомотиво-километром пробега локомотивов?

7.Какие расходы связаны с тонно-километрами брутто перевозочной работы?

8.Как рассчитываются расходы, связанные с одним бригадо-часом локомотивных бригад?

9.На основе каких документов и каким образом рассчитываются величины измерителей для расчета расходов, перечисленных в вопросах 2...7?

Рекомендуемая литература [16, 27].

177

7.ПРОВЕРКА РАСЧЕТНОЙ МАССЫ И ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДОВ

СПОМОЩЬЮ ОПЫТНЫХ ПОЕЗДОК

7.1.Цель опытных поездок с динамометрическим вагономлабораторией и общий порядок их проведения

Уровни массы грузовых поездов, времени хода по перегонам и расхода топливно-энергетических ресурсов, рассчитанные по тяговым характеристикам локомотивов, данным о среднесетевых уровнях основного удельного и дополнительных видов сопротивления, а также для спрямленного профиля пути, в ряде случаев не могут быть реализованы в практических условиях работы конкретного железнодорожного участка. Объясняется это тем, что в аналитических зависимостях сил, действующих на поезд, не всегда с достаточной точностью учитываются разнообразные местные факторы реального железнодорожного участка, а также

итем, что фактические тяговые и электрические параметры используемых в эксплуатационной работе локомотивов, в той или иной мере отличаются от паспортных характеристик локомотивов, приведенных в ПТР.

Паспортные испытания производятся с одним из первых локомотивов новой серии после его пробега не менее 5 000 км. В процессе этих испытаний снимаются тяговые и тормозные характеристики, устанавливается коэффициент сцепления колес с рельсами, сопротивление движению, нагревание обмоток тяговых двигателей и генераторов, коэффициент полезного действия локомотива и другие параметры. Следовательно, паспортные характеристики, приведенные в ПТР и другой справочной литературе,

– это характеристики фактически новых, неизношенных локомотивов.

На тяговые характеристики локомотивов, находящихся многие годы в эксплуатации, большое влияние оказывает фактический диаметр каждой колесной пары, величина нагрузки от веса локомотива на каждую из них, распределение токов между тяговыми двигателями, условия охлаждения каждого из двигателей и др. Кроме того, в процессе тяговых расчетов могут недостаточно полно учитываться особенности климатических

ипогодных условий, техническое состояние пути, места расположения кривых на расчетном подъеме и другие факторы.

Организация опытных поездок с использованием динамометрического вагона позволяет в ряде случаев внести коррективы в результаты аналитических расчетов. Такие поездки являются довольно дорогим мероприятием, требующим значительных затрат материальных ресурсов и рабочего времени квалифицированных специалистов. Однако отказ от проведения этой работы может привести к выходу из строя поездных локомотивов в случаях, когда расчетная масса поезда превышает критическое ее значение. Если же расчетная масса окажется заниженной, то это приведет к увеличению размеров движения и росту связанных с

178

этим затрат. Многолетний опыт организации опытных поездок на сети железных дорог показывает, что в результате расчетная масса может быть изменена до 200 т в большую или меньшую сторону. Методы организации опытных поездок изложены в ряде работ, посвященных вопросам тяги поездов, а также в соответствующих инструкциях. Подготовка и проведение опытных поездок требует большой организаторской работы.

Для этого прежде всего локомотивной службой при участии службы перевозок, а при необходимости и службы электрификации, разрабатывается четкая программа организации опытных поездок, в которой формулируются цели и задачи поездок. В зависимости от поставленных задач определяется перечень регистрируемых в поездке параметров локомотива, состава поезда, пути, напряжения в контактной сети и др. С учетом устройств регистрации, постоянно находящихся в динамометрическом вагоне, определяют дополнительный потребный перечень контрольно-измерительных приборов. Определяется необходимое количество опытных поездок с поездами расчетной массы на каждом участке оборота локомотивов и устанавливается поименный состав группы работников, участвующих в подготовительных работах, в непосредственном проведении опытных поездок, а также обеспечивающих обработку результатов и подготовку отчета.

Наряду со штатными работниками динамометрического вагона в опытных поездках принимают участие наиболее квалифицированные локомотивные бригады, машинисты-инструкторы, инженерно-технические работники локомотивного депо и причастные к решению этой проблемы специалисты железной дороги. К этой работе часто привлекаются научные работники учебных и научно-исследовательских институтов железнодорожного транспорта. Руководитель группы работников, проводящих опытные поездки, до начала поездок распределяет обязанности между ними, знакомит каждого с особенностями его работы.

Для обеспечения четкого взаимодействия между руководителем группы испытателей, находящимся в динамометрическом вагоне в голове поезда, и машинистом локомотива, на локомотив направляется в качестве наблюдателя опытный машинист-инструктор, который, кроме вышеперечисленного, контролирует выполнение локомотивной бригадой заранее разработанного режима движения поезда.

Большое значение на подготовительном этапе уделяется предварительному выбору наиболее эффективного с позиции экономии топлива или электроэнергии режима ведения поезда при безусловном выполнении установленных норм времени хода. В этих целях проводится анализ исполненных графиков движения за предшествующие опытным поездкам 1–2 месяца работы. Из графиков движения выбираются поезда, у которых масса и нагрузка на ось вагона соответствовали бы установленной норме массы, а также использованной в процессе нормирования массы поезда осевой нагрузке. Для каждого из этих поездов производятся выборка и анализ скоростемерных лент, а на основе отчетных

179

данных устанавливается расход топлива, электроэнергии. Если пробеги поездов были разными, то устанавливается для каждого из них удельный расход топлива или электроэнергии, отнесенный на измеритель перевозочной работы 104 ткм брутто.

По минимальному расходу топлива или электроэнергии отбираются около пяти поездов. На основании анализа скоростемерных лент этих поездов и результатов тяговых расчетов разрабатывается рациональный режим ведения поезда в первой опытной поездке. Машинисты локомотивов пяти отобранных поездов, обеспечивших минимальные расходы топлива или электроэнергии, рассматриваются как претенденты для участия в опытных поездках.

Важным этапом, предваряющим начало опытных поездок, является выбор конкретного локомотива из общего их количества, приписанного к основному депо. Локомотивы различаются степенью износа отдельных узлов, отклонениями в размерах деталей и частей, расхождениями характеристик тяговых двигателей и генераторов, качеством изготовления отдельных узлов, машин и механизмов, сроками и качеством проведения различных видов ремонта. В одних и тех же эксплуатационных условиях каждый из локомотивов обеспечивает присущую ему силу тяги, расход топлива или электроэнергии. Поэтому для обеспечения достаточной степени достоверности опытных поездок подбирается такой конкретный локомотив, состояние которого было бы как можно ближе к среднему состоянию локомотивов эксплуатируемого парка.

Наряду с выбором и подготовкой локомотива, штатными работниками динамометрического вагона во главе с его начальником ведутся наладка и контрольные проверки измерительных приборов, аппаратуры, специальных приспособлений и устройств, размещаемых в измерительном вагоне-лаборатории, который часто называют динамометрическим.

7.2.Назначение и устройство динамометрического вагона-лаборатории

Свое название этот вагон-лаборатория получил от прибора – динамометра, предназначенного для измерения силы. Динамометрические вагоны-лаборатории имеются в дирекциях тяги всех железных дорог России. Они предназначены для проведения различных испытаний тягового подвижного состава непосредственно в эксплуатационных и при- родно-климатических условиях, свойственных каждой из дорог. Ввод в эксплуатацию вновь построенных участков железных дорог или изменение условий эксплуатации на существующих вызывают необходимость проведения определенных видов испытаний (опытных поездок) в целях обеспечения надежности работы тяговых средств и повышения уровня экономичности организации перевозочного процесса.

180