CC BY
63
УДК 629.42:629.4.054, 625.28
О. С. Аблялимов
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛОКОМОТИВНОЙ ТЯГИ НА РАВНИННОМ УЧАСТКЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Представлены результаты исследований по оценке эффективности использования локомотивов дизельной (тепловозы 3ТЭ10М, П2ТЕ1бМ3)и электрической (электровозы 3ВЛ80С) тяги на равнинном участке железной дороги методом осреднения расчетных величин. Приведены усредненные значения основных показателей перевозочной работы исследуемых локомотивов 3ТЭ10М, П2ТЕ16М3 и 3ВЛ80Св виде табличных данных и графических зависимостей, представляющие собой среднеарифметические величины с учетом движения грузовых поездов без остановок и с остановками на промежуточных станциях, разъездах и раздельных пунктах, которые были получены в результате выполненных тяговых расчетов для различных условий организации грузового движения. Обозначены уравнения регрессии для организации вычисления значений упомянутых показателей в принятом диапазоне изменения масс составов.
Одним из путей повышения топливно-энергетической эффективности использования локомотивов дизельной и электрической тяги АО «Узбекистон темир йуллари» в условиях эксплуатации является пополнение (обновление) эксплуатируемого парка тягового подвижного состава наиболее высокопроизводительными тепловозами и электровозами.
Успешное решение этой задачи напрямую связано с модернизацией существующих и приобретением новых, перспективных типов (серий) локомотивов, что позволит повысить эксплуатационную надежность локомотивного парка и эффективность тяги поездов на действующих и вновь строящихся (или уже построенных) железнодорожных линиях и участках с учетом разнообразных условий организации перевозочной работы тягового подвижного состава.
В настоящее время часть эксплуатируемого парка тягового дизельного и электрического подвижного состава АО «Узбекистон темир йуллари» уже укомплектована (и в дальнейшем будет доукомплектовываться) такими магистральными (поездными) локомотивами «нового» поколения: грузовыми тепловозами и2ТБ16М в различном секционном исполнении (модернизация, Узбекистан), пассажирскими тепловозами ТЭП70 БС (Россия), грузовыми, грузопассажирскими и грузовыми электровозами «Узбекистан» (Китайская Народная Республика - Узбекистан), посредством которых организуется движение грузовых и пассажирских поездов на различных участках железных дорог.
На основе комплексной программы развития и модернизации железнодорожной отрасли Узбекистана к началу 2016 г. прогноз ожидаемого увеличения объема перевозок грузов, в том числе транзитных, внутригосударственных и экспортно-импортных перевозок, будет составлять 31,2 % со среднегодовым ростом, равным 5,5 %.
Диаграмма ожидаемого роста грузовых перевозок в тысячах тонн брутто обозначена на рисунке 1, реализация которых организуется магистральным (поездным) локомотивным парком, составляющим приблизительно 70,6 % всего эксплуатируемого парка локомотивов дизельной и электрической тяги АО «Узбекистон темир йуллари». Структура распределения
локомотивов по видам тяги и роду выполняемой работы показана на рисунке 2, согласно кол
торой на грузовые электровозы ВЛ80 , «Узбекистан» и грузовые тепловозы ТЭ10М, и2ТБ16М в различном секционном исполнении приходится соответственно примерно 22,67 и 74,54 % выполнения всего объема грузовых перевозок.
Однако теоретические и экспериментальные научные исследования, посвященные тяго-во-энергетическому обеспечению перевозочного процесса, повышению эксплуатационной надежности и эффективности использования тягового дизельного и электрического подвижного состава в различных условиях эксплуатации, для разных видов локомотивной тяги в частности, продолжают оставаться весьма актуальными задачами железнодорожной отрасли Узбекистана, которые были обозначены в комплексном плане ее развития и модернизации.
2 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ^^ № 4(24) 2015
: = _
Поэтому можно запланировать определенный круг научных исследований в области разработки комплексных мероприятий и рекомендаций, направленных на модернизацию существующих и создание новых типов (серий) локомотивов, а также на совершенствование процессов их эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
штля
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Рисунок 1 - Изменение объема грузовых перевозок в тысячах тонн брутто на железных дорогах
АО «Узбекистан темир йуллари»
Рисунок 2 - Эксплуатируемый парк локомотивов железнодорожной отрасли Узбекистана в секционном исчислении: 1, 3 - дизельная тяга, грузовые и пассажирские перевозки, движение маневровое;
2, 4 - электрическая тяга, грузовые и пассажирские перевозки, движение пригородное
Реализация изложенного выше достигается разными путями и затрагивает специфические вопросы повышения качества ремонтного производства на линейных локомотиворе-монтных предприятиях железнодорожного транспорта, эксплуатационной надежности тягового дизельного и электрического подвижного состава, а также высокого профессионализма в производственной деятельности специалистов локомотивного хозяйства и других структурных подразделений АО «Узбекистон темир йуллари», работа которых связана с функционированием силовых энергетических установок локомотивов, их основного и вспомогательного оборудования и напрямую сопряжена с организацией перевозочного процесса магистральных (поездных) грузовых локомотивов и движением поездов на различных участках железных дорог.
На кафедре «Локомотивы и локомотивное хозяйство» ТашИИТа проводятся исследования по изучению топливно-энергетической эффективности использования магистральных
№ 4(24) 2015
ИЗВЕСТИЯ Транссиба
(поездных) грузовых локомотивов дизельной и электрической тяги разных серий (типов) на действующих и новых, вновь строящихся железнодорожных линиях и участках АО «Узбеки-стонтемир йуллари» с учетом разнообразных условий организации перевозочной работы упомянутых локомотивов.
Настоящие исследования посвящены обоснованию параметров основных показателей перевозочной работы и анализу топливно-энергетической эффективности использования магистральных (поездных) локомотивов дизельной и электрической тяги при вождении грузовых поездов на виртуальном равнинном участке железной дороги и оценке влияния обозначенных параметров на стоимость (себестоимость) железнодорожных перевозок.
Объектом исследования являются трехсекционные магистральные (поездные) грузовые
р
тепловозы серии 3ТЭ10М, UzTE16M3 и электровозы 3ВЛ80 , а также спрямленный профиль пути виртуального равнинного участка железнодорожной линии.
Предмет исследования составляют основные показатели перевозочной работы и параметры топливно-энергетической эффективности использования трехсекционных магистральных (поездных) грузовых локомотивов разных видов тяги (тепловозы 3ТЭ10М, TE16M3и электровозы 3ВЛ80С) с учетом приведенных расходов дизельного топлива и электрической энергии на тягу поездов в количественном и денежном выражении на заданном виртуальном равнинном участке железной дороги.
Методика исследований, опираясь на известные методы теории локомотивной тяги [1] и исходные данные для расчетов из работ [2, 3], заключается в разработке математических моделей ведения грузового поезда трехсекционными магистральными (поездными) тепловозами 3ТЭ10М, UzTE16М3 и электровозами3ВЛ80С, базовой составляющей которых являются тяговые качества (свойства) и различные условия организации перевозочной работы упомянутых локомотивов на заданном виртуальном равнинном участке железнодорожного пути.
Данный железнодорожный участок протяженностью 45,9 км состоит из двух перегонов [4], спрямленный профиль звеньевого пути которого представлен в таблице 1.
Таблица 1 - Спрямленный профиль пути виртуального равнинного участка железной дороги
Номер 1 2 3 4 5 6 7 8 9
элемента 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Крутизна -1,5 +1,42 +1,76 +6,5 +0,99 -10,0 -1,33 +1,0 +4,8
элемента ^ %о 0 -3,0 -2,28 0 +1,5 +3,5 +0,9 0 -
Длина эле- 1700 4800 2800 7000 2100 1400 1800 1600 1500
мента S, м 1500 7200 2500 2500 1600 900 3200 1800 -
Упомянутый профиль пути содержит 17 элементов и 13 из них с крутизной уклонов в интервале от +3,0 %о до -3,0 %о, включая площадки г = 0, составляет приблизительно 76,47 % от общей длины рассматриваемого участка, что по характеру профиля пути классифицирует его как «равнинный» первого типа.
На основании анализа профиля пути видно - наиболее «тяжелым» является четвертый элемент, который принимаем за расчетный подъем длиной £р = 7000 м и крутизной гр = = +6,5 %о, а шестой элемент, имеющий уклон гсп = - 10,0 %о длиной £сп = 1400 м - руководящий спуск. Грузовые поезда, обращающиеся на этом виртуальном равнинном участке железной дороги, состоят из 50 четырехосных вагонов на подшипниках качения с дифференциацией массы составов в диапазоне от Q1 = 2500 т до Q3, = 3500 т. Ограничения наибольшей допустимой скорости движения грузового поезда по перегонам участка на проход и по входным стрелкам станции, на которой предусматривается остановка, принимаются равными соответственно 100 и 50 км/ч. Постоянные и временно действующие предупреждения об ограничении скорости движения грузового поезда отсутствуют. Тормозные колодки чугунные -ир = 0,33 кН/кН, а длина приемоотправочных путей /поп составляет 1050 м.
Движение грузовых поездов на заданном виртуальном равнинном участке организовано локомотивами дизельной и электрической тяги с остановками и без остановок на промежу-
4 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(24) 2015
1
точной станции - трехсекционными магистральными (поездными) тепловозами 3ТЭ10М и ШТБ16М3, электровозы 3ВЛ80С.
Трехсекционные магистральные грузовые электровозы 3ВЛ80С составляют приблизительно 70 % электровозного парка железнодорожной компании Узбекистана. Конструктивными особенностями этих электровозов являются ступенчатое контакторное регулирование напряжения коллекторных тяговых электродвигателей последовательного возбуждения, электрическое реостатное торможение и система, обеспечивающая управление тремя однотипными секциями по системе многих единиц (СМЕ).
Модернизированный трехсекционный магистральный грузовой тепловоз 3ТЭ10М оснащен микропроцессорной системой регулирования мощности дизель-генератора УСТА-75-02 (унифицированная система тепловозной автоматики), системой КЛУБ-У (комплексное локомотивное устройство безопасности) и унифицированным пультом управления (УПУ). Кроме этого с целью обеспечения управления и контроля параметров на трех секциях в электрическую схему базового тепловоза 2ТЭ10М внесены изменения в соединения интерфейсов, пультов управления каждой секции и систем подготовки пуска, пуска дизеля и пожарной сигнализации.
Конструктивным отличием модернизированного трехсекционного магистрального грузового тепловоза и2ТБ16М3 от упомянутого тепловоза 3ТЭ10М является использование «новой» силовой энергетической установки - дизель-генератора 1А-9ДГ с дизелем 1А-5Д49 третьего исполнения, который отличается от дизеля 10Д100 главным образом экономичностью [4] и более высокой надежностью систем, узлов и агрегатов в условиях эксплуатации. Удельный расход топлива у дизеля 1А-5Д49 третьего исполнения на режиме номинальной мощности (2206 кВт) составляет 208 г/(кВт-ч), а в режиме холостого хода расход дизельного топлива - 14 кг/ч. Аналогичные параметры для дизеля 10Д100 составляют соответственно 286 г/(кВт-ч) и 22,8 кг/ч.
Для реализации оценки топливно-энергетической эффективности использования трехсекционных магистральных грузовых тепловозов 3ТЭ10М, И2ТБ16М3 и электровозов 3ВЛ80Сна заданном виртуальном равнинном участке железнодорожного пути воспользуемся методом осреднения расчетных величин [5], т. е. параметров некоторых основных показателей перевозочной работы этих локомотивов на упомянутом участке, где движение грузовых поездов было организовано без остановок и с остановками на промежуточных станциях с учетом дифференциации массы составов на величину ЛQ = 500 т в диапазоне от Q1 = 2500 т до Q3 = 3500 т и постоянным числом осей в составе т = 200 осей.
Основу метода осреднения расчетных величин составляют усредненные значения показателей движения грузовых поездов и перевозочной работы тепловозов И2ТБ16М3, 3ТЭ10М и электровозов 3ВЛ80С, которые определяются как величины среднеарифметические для обоих видов движения в принятом нами диапазоне изменения массы составов (от 2500 до 3500 т) с учетом последующего сопоставления (сравнения) упомянутых выше значений между собой. Последнее обстоятельство позволит анализировать качественную составляющую выполнения перевозочного процесса тепловозами И2ТБ16М3, 3ТЭ10М и электровозами 3ВЛ80 на заданном виртуальном равнинном участке железнодорожного пути.
Эти утверждения справедливы и весьма объективно обосновываются многочисленными исследованиями [2 - 5, 7, 8 и др.] по вопросам изучения эффективности использования разных типов (серий) магистральных (поездных) локомотивов в эксплуатации для широкого диапазона разнообразных условий организации грузового движения.
Для реализации оценки энергетической эффективности использования и сравнения между собой основных показателей электрической и дизельной тяги на виртуальном равнинном участке железной дороги, опираясь на усредненные значения показателей перевозочной работы исследуемых трехсекционных магистральных (поездных) грузовых локомотивов -электровозов 3ВЛ80С и тепловозов 3ТЭ10М, ШТЕ16М3, воспользуемся рекомендациями [1, 6] и результатами исследований [2, 3].
№ 4(24) оли с ИЗВЕСТИЯ Транссиба 5
2015 1
Аналогично выводам работы [7] обобщающими критериями упомянутых выше оценок и сравнений принимаем приведенные затраты денежных средств на один километр железнодорожного пути, которые будут эквивалентны удельной стоимости перевозок грузов и связаны только с расходованием топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов, и коэффициент КЭ оценки эффективности использования различных видов локомотивной тяги.
В таблице 2 представлены усредненные данные о технической скорости движения и времени хода грузовых поездов для различных режимов их ведения и, соответственно, разнообразных условий организации грузового движения (варианты тягового расчета), а также об израсходованном количестве дизельного топлива тепловозами и электрической энергии электровозами за поездку на виртуальном равнинном участке железнодорожного пути, где цифры с индексом * - это значения с учетом налога на добавленную стоимость (НДС).
Таблица 2 - Основные показатели перевозочной работы локомотивов дизельной и электрической тяги на равнинном участке железнодорожного пути
Вариант тягового расчета Техническая скорость движения Ут, км/ч Время хода поезда, мин Расход и стоимость дизельного топлива Расход и стои электроэне шость эгии
общее ^ в режиме тяги в режиме холостого хода и торможения tx х т общий Е, кг полная С тыс. сум удельная ст, тыс. сум/км общий А, кВт-ч полная С, тыс. сум удельная сэ, тыс.сум/км
Тепловозы ШТЕ16М3
1 83,90 32,96 17,48 15,48 406,50 719,68 15,68 - - -
2 80,64 34,25 20,75 13,50 479,30 848,58 18,42 - - -
3 78,49 35,20 24,10 11,10 553,52 979,99 21,35 - - -
Тепловозы 3ТЭ10М
1 83,90 32,96 17,48 15,48 458,00 810,87 17,66 - - -
2 80,64 34,25 20,75 13,50 538,29 953,01 20,76 - - -
3 78,49 35,20 24,10 11,10 619,97 1097,6 23,91 - - -
Электровозы 3ВЛ80С
1 84,28 32,75 16,90 15,85 - - - 2116,8 184,250 223,999* 4,014 4,814*
2 81,79 33,75 18,42 15,33 - - - 2488,6 216,610 259,813* 4,710 5,660*
3 80,04 34,50 19,80 14,70 - - - 2861,4 249,056 298,730* 5,426 6,508*
Упомянутые усредненные данные были определены как величины среднеарифметические для движения грузовых поездов с остановками и без остановок на промежуточных станциях в рассматриваемом нами диапазоне колебания масс составов от Q1 = 2500 т до Q3 = 3500 т с интервалом изменения на величину ДQ = 500 т и постоянным числом осей в составе т = 200 осей, т. е. нагрузка на оси колесных пар подвижного состава при этом составляла приблизительно, т/ось: ^ = 12,5, q2 = 15,0 и = 17,5.
С учетом усредненных параметров основных показателей перевозочной работы локомотивов на равнинном участке железной дороги [2, 3] и нормативы «Темирйуленилгитаъмин» на отпускную цену (стоимость) одного киловатт-часа электрической энергии и одной тонны дизельного топлива для линейных локомотиворемонтных предприятий железнодорожной отрасли были определены расходы топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов в денежном выражении, значения которых для электровозов 3ВЛ80С и тепловозов И2ТЕ16М3, 3ТЭ10М приведены в таблице 2.
6 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 4(24) 2015
—— = 1 V
При помощи стандартной программы Microsoft Excel Office нами были получены аналитические выражения (уравнения регрессии), предназначенные для организации вычисления усредненных значений параметров основных показателей перевозочной работы тепловозов UzTE16M3, 3ТЭ10М и электровозов 3ВЛ80С на заданном виртуальном равнинном участке железной дороги любой i-й массы состава Qi грузового поезда, где R = 1,0 - достаточная величина достоверности аппроксимации (необходимое условие достоверности:
R >
> 0,8), а Qi = 1, 2, 3 - вариант тягового расчета.
Формулы для определения усредненных значений параметров основных показателей перевозочной работы тепловозов 3ТЭ10М и UzTE16M3 на виртуальном равнинном участке железной дороги обозначены в источнике [4], а для электровозов 3ВЛ80С они приведены ниже, где индексом * помечены значения полного и удельного расхода электрической энергии в денежном выражении, которые вычисляют с учетом налога на добавленную стоимость.
Техническая скорость движения, км/ч,
V = 0,37Qi2 - 3,60 Qi + 87,51.
Общее время хода поезда, мин,
tx = - 0,125Qi2 + 1,375Qi + 31,5.
Время хода поезда на режиме тяги, мин,
tT = - 0,07Qi2 + 1,73 Qi + 15,24.
Время хода поезда на режиме холостого хода и торможения, мин,
¿Х.ХД = - 0,045Qг - 0,395Qг + 16,29. Общий (полный) расход электрической энергии за поездку, кВт-ч,
А = 0,475Ql2 + 370,38Ql + 1746. Удельный расход электрической энергии за поездку, Вт-ч/ткм брутто,
а = 0,07 Ql2 - 0^ + 18,99. Полные денежные затраты, тыс. сум,
СЭ = 0,045Ql2 + 32,225Ql + 151,98; С*э = 1,555Ql2 + 31,^г + 191,3. Приведенные (удельные) денежные затраты, тыс. сум/км,
Сэ = 0,001 Ql2 + 0,702Ql + 3,311; с* э = 0,00^2 + 0,84Ql + 3,97.
(1) (2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9) (10)
Удельная стоимость железнодорожных перевозок грузов на различных видах локомотивной тяги определялась по следующим зависимостям [7]:
тепловозная тяга -
Е ■ тыс. сум
103 ■ L
км
(11)
электрическая тяга
СЭ =
А ■ Цэ тыс. сум
103 ■ L
км
(12)
где Е - расход дизельного топлива за поездку, кг; А - расход электроэнергии за поездку, кВт-ч; Ь - длина участка счета, км; ЦТ, ЦЭ - отпускная цена за расход соответственно одной тонны дизельного топлива и одного киловатт-часа электрической энергии, сум.
№ 4(24) 2015
ИЗВЕСТИЯ Транссиба
Коэффициент КЭ оценки эффективности использования различных видов локомотивной тяги, равный отношению удельных стоимостей дизельного топлива ст к электрической энергии сэ (т. е. КЭ = ст/сэ), принимаем в качестве критерия энергетической эффективности магистрального тягового подвижного состава.
Расчеты по определению полной и удельной стоимости перевозок грузов на равнинном участке железной дороги при электрической и тепловозной тяге производили аналогично работам [7, 8] соответственно по тарифу за один киловатт-час израсходованной электрической энергии Цэ = 87,04 сум/кВт-ч (без учета НДС), а Цэ = 104,40 сум/кВт-ч - с учетом НДС и среднему значению отпускной цены за одну тонну израсходованного дизельного топлива Цт = 1770,45 тыс. сум/т.
На рисунке 3 приведены критерии оценки эффективности использования дизельной и электрической тяги при движении грузовых поездов на виртуальном равнинном участке железной дороги, где обозначено: •----• - тепловозы ЗТЭ10М; о-о - тепловозы
ШТЕ16МЗ;------- - электровозы ЗВЛ80С
Рисунок 3 - Критерии эффективности использования локомотивов дизельной и электрической тяги
на равнинном участке железной дороги
Анализ результатов исследований показал следующее:
характер изменения усредненных параметров основных показателей использования локомотивов дизельной и электрической тяги в зависимости от массы состава грузового поезда описывается полиномиальными законами (зависимостями);
увеличение расхода электрической энергии и дизельного топлива за поездку в первую очередь связано с уменьшением времени хода грузового поезда на режимах холостого хода, торможения и с увеличением времени работы силовой энергетической установки исследуемых магистральных локомотивов под нагрузкой, а как следствие, это способствует увеличению механической работы сил, действующих на упомянутый поезд в режиме тяги;
увеличение массы состава и времени работы силовых энергетических установок иссле-
с
дуемых тепловозов И2ТЕ16М3, 3ТЭ10М и электровозов 3ВЛ80 на режимах тяги приводит к увеличению израсходованного ими количества дизельного топлива и электрической энергии на тягу поездов;
для исследуемых серий локомотивов последовательное увеличение массы состава грузовых поездов на каждые AQ = 500 т приводит к повышению стоимости железнодорожных перевозок грузов и к снижению удельного расхода электрической энергии и дизельного топлива на тягу поездов;
8 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ^^ № 4(24) 2015
: = _
для обоих видов тяги уменьшение на каждые AQ = 500 т массы состава с 3500 до 2500 т приводит к уменьшению стоимости перевозок грузов в среднем приблизительно на 15,43 -17,54 и 15,69 - 17,69 % (тепловозы ШТЕ16М3 и 3ТЭ10М) и на 15,20 - 17,25 % - электровозы 3ВЛ80С;
тепловозы ШТЕ16М3 по сравнению с тепловозами 3ТЭ10М с дифференциацией изменения по массе состава в AQ = 500 т обеспечивают снижение расхода дизельного топлива на тягу поездов и стоимости перевозок грузов в среднем приблизительно, на 10,71 - 11,24 %;
электровозы 3ВЛ80С эффективнее (экономичнее) тепловозов ШТЕ16М3 и 3ТЭ10М в среднем соответственно в 3,91 (3,26) и 4,40 (3,67) раза - Ql = 2500 т; в 3,91 (3,25) и 4,41 (3,68) раза - Q2 = 3000 т и в 3,93 (3,28) и 4,41 (3,67) раза - Qз = 3500 т. В скобках приведены значения для тарифа за один киловатт-час израсходованной электрической энергии с учетом налога на добавленную стоимость;
электрическая тяга в сравнении с дизельной, несомненно, будет значительно меньше «загрязнять» атмосферу вредными веществами и их компонентами.
Таким образом, доказано преимущество электрической тяги (электровозы 3ВЛ80С) над дизельной (тепловозы 3ТЭ10М, и2ТБ16М3), а трехсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов и2ТБ16М3 - над аналогичными тепловозами серии 3ТЭ10М. Это подтверждают результаты исследований [4], причем пополнение локомотивного парка железнодорожной отрасли новыми, модернизированными, магистральными (поездными) грузовыми тепловозами серии И2ТБ16М в различном секционном исполнении обеспечит более высокие показатели использования дизельной тяги и снижение себестоимости железнодорожных перевозок на участках железных дорог с первым, равнинным, типом профиля пути.
Полученные нами модели вождения грузовых поездов трехсекционными магистральными тепловозами серий 3ТЭ10М, ШТБ16М3 и электровозами 3ВЛ80С на виртуальном равнинном участке железной дороги, усредненные значения параметров основных показателей перевозочной работы таких локомотивов и уравнения регрессии по их определению, аналогично результатам исследований [2 - 5, 7, 8 и др.] можно будет учитывать при разработке комплексных мероприятий и рекомендаций, направленных на повышение топливно-энергетической эффективности использования магистральных (поездных) грузовых локомотивов электрической и дизельной тяги для разнообразных условий организации железнодорожных перевозок на реальных равнинных участках железных дорог.
Уравнения регрессии по определению усредненных значений параметров основных показателей перевозочной работы трехсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов И2ТБ16М3, 3ТЭ10М и электровозов 3ВЛ80С будут полезны машинистам-инструкторам, специалистам цеха эксплуатации локомотивных депо и других структурных подразделений АО «Узбекистон темир йуллари», чья производственная деятельность непосредственно связана с организацией грузового движения и перевозочного процесса локомотивов дизельной и электрической тяги на виртуальных и идентичных им реальных равнинных участках железных дорог.
Список литературы
1. Кузьмич, В. Д. Теория локомотивной тяги: Учебник [Текст] / В. Д. Кузьмич, В. С. Руднев, С. Я. Френкель. - М.: Маршрут, 2005. - 448 с.
2. Аблялимов, О. С. К анализу энергетической эффективности тепловозов И2ТБ16М3 на равнинном участке железной дороги [Текст] / О. С. Аблялимов, М. З. Мухитдинов // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Повышение энергетической эффективности наземных транспортных систем» / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2014. - С. 184 - 191.
3. Аблялимов, О. С. К анализу эффективности использования электровозов 3ВЛ80С на равнинном участке железной дороги [Текст] / О. С. Аблялимов, И. С. Камалов, М. З. Мухитдинов // Материалы второй всерос. науч.-техн. конф. «Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов» / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2014. - С. 32 - 38.
№ 4(24) оли с ИЗВЕСТИЯ Транссиба 9
2015 1
4. Аблялимов, О. С. Исследование эффективности использования тепловозной тяги на равнинном участке железной дороги [Текст] / О. С. Аблялимов // Вестник транспорта Поволжья / Самарский гос. ун-т путей сообщения. - Самара, 2015. - № 1 (49). - С. 17 - 24.
5. Аблялимов, О. С. Исследование перевозочной работы электровозов 3ВЛ80С методом осреднения расчетных величин [Текст] / О. С. Аблялимов, Ж. Х. Атахажаев // Материалы республиканской науч.-практ. конф. «Таълим тизимини ривожлантиришда таълим боск;ичлари уртасидаги интеграция жараенларини чукурлаштириш» / Ташкентский гос. ун-т экономики. - Ташкент, 2014. - С. 35 - 37.
6. Аблялимов, О. С. Основы управления локомотивов: Учебник [Текст] / О. С. Аблялимов, Э. С. Ушаков. - Ташкент: Davr, 2012. - 392 с.
7. Аблялимов, О. С. Исследование эффективности использования локомотивной тяги в эксплуатации [Текст] / О. С. Аблялимов, В. С. Кудряшов, И. Р. Каюмов // Вестник ТашИИТа / Ташкентский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Ташкент, 2013. - № 1-2. - С. 50 - 54.
8. Аблялимов, О. С. Анализ эффективности использования локомотивной тяги на холмистом участке железной дороги [Текст] / О. С. Аблялимов, Ф. С. Равшанов // Материалы III междунар. науч.-техн. конф. «Локомотивы. XXI век» / Петербургский гос. ун-т путей сообщения Императора Александра I. - СПб, 2015. - С. 168 - 171.
References
1. Kuz'mich V. D. Teoriia lokomotivnoi tiagi (Locomotive traction theory). Moscow: Marshrut, 2005, 448 p.
2. Ablialimov O. S., Mukhitdinov M. Z. Analysis of the energy efficiency of diesel UzTE16M3 on a flat section of the railway [K analizu energeticheskoi effektivnosti teplovozov UzTE16M3 na ravninnom uchastke zheleznoi dorogi]. Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoy konfer-encii «Povyshenie energeticheskoi effektivnosti nazemnykh transportnykh sistem» (Proceedings of the international scientific-practical conference «Improving the energy efficiency of land transport systems»). - Omsk, 2014, pp. 184 - 191.
3. Ablialimov O. S., Kamalov I. S., Mukhitdinov M. Z. Analysis of efficiency of electric 3VL80S on a flat section of the railway [K analizu effektivnosti ispol'zovaniia elektrovozov 3VL80S na ravninnom uchastke zheleznoi dorogi]. Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoy konferencii «Ekspluatatsionnaia nadezh-nost' lokomotivnogo parka i povyshenie effektivnosti tiagi poezdov» (Proceedings of the international scientific-practical conference «The operational reliability of the locomotive fleet, and increasing the efficiency of traction trains»). -Omsk, 2014, pp. 32 - 38.
4. Ablialimov O. S. Research of efficiency of use of diesel traction in the flat land of the railway [Issledovanie effektivnosti ispol'zovaniia teplovoznoi tiagi na ravninnom uchastke zheleznoi dorogi]. Vestnik transporta Povolzh'ia - Bulletin of the Volga transport, 2015, no. 1 (49), pp. 17 - 24.
5. Ablialimov O. S., Atakhazhaev Zh. Kh. Research 3VL80S electric transportation work by averaging the calculated values [Issledovanie perevozochnoi raboty elektrovozov 3VL80S metodom osredneniia raschetnykh velichin] Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoy konferencii «Ta"lim tizimini rivozhlantirishda ta"lim bos^chlari yrtasidagi integratsiia zharaenlarini chukurlashtirish» (Proceedings of the international scientific-practical conference «Talim tizimini rivozhlantirishda talim bos^ichlari yrtasidagi integration zharaenlarini chukurlashtirish»). - Tashkent, 2014, pp. 35 - 37.
6. Ablialimov O. S., Ushakov E. S. Osnovy upravleniia lokomotivov: Uchebnik dlia profes-sional'nykh kolledzhei zheleznodorozhnogo transporta (Basics of locomotives: Textbook for professional colleges of rail transport). Tashkent: Davr, 2012, 392 p.
7. Ablialimov O. S., Kudriashov V. S., Kaiumov I. R. Research of efficiency of use of locomotive traction in operation [Issledovanie effektivnosti ispol'zovaniia lokomotivnoi tiagi v eksplu-atatsii]. Vestnik TashIIT- Bulletin of Tashiit, Tashkent, 2013, no. 12, pp. 50 - 54.
10 ИЗВЕСТИЯ Транссиба ^^ № 4(24) 2015
= _
8. Ablialimov O. S., Ravshanov F. S. Analysis efficiency locomotive traction on the hilly section of the railway [Analiz effektivnosti ispol'zovaniia lokomotivnoi tiagi na kholmistom uchastke zheleznoi dorogi]. Materialy III-i Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoy konferencii «Lokomo-tivy. XXI vek» (Proceedings of the III-rd the international scientific-practical conference «Locomotives. The XXI century»). - Sankt-Peterburg, 2015, pp. 168 - 171.
УДК 629.421 (621.436+621.313.12)
А. К. Белоглазов, В. О. Носков, А. В. Чулков
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА РАБОТУ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОВОЗА И ЕГО АГРЕГАТОВ
В статье рассмотрены режимы охлаждения и нагрева отдельных узлов и агрегатов тепловозного дизеля в условиях низкой температуры окружающего воздуха. значительное внимание уделено описанию характерных особенностей интенсивности охлаждения водяной системы тепловозного дизельного двигателя. Представлены результаты исследования влияния температуры наружного воздуха, эксплуатационных режимов нагрузки и холостого хода на работу системы охлаждения тепловоза. Приведены параметры охлаждающей воды и моторного масла, характеризующие тепловые режимы работы дизеля. Рассмотрены и проанализированы различные способы прогрева систем тепловозного дизеля с использованием бортовых и стационарных устройств. Цель статьи - предложить способы повышения эффективности использования дизельного топлива при прогреве тепловоза за счет снижения времени работы дизеля на холостом ходу.
На сети железных дорог Российской Федерации тепловозы работают в различных географических и климатических зонах. Работа тепловозов на дорогах Севера, Сибири и Забайкалья в зимний период при низкой температуре наружного воздуха, достигающей минус 50 °С и ниже, сопровождается продолжительными ветрами, скорость которых доходит до 15, а иногда и до 25 м/с [1]. Продолжительность эксплуатации тепловозов при отрицательной температуре наружного воздуха достигает 70 - 75 % от календарного времени года.
В зимнее время силовая установка тепловоза практически не останавливается, так как узлы и агрегаты тепловоза, такие как дизель, системы охлаждения масла, воды и др., отличающиеся массивностью, условиями работы, размещением по отношению к окружающей среде, имеют различные темпы нагрева и охлаждения. Эти особенности, очевидно, следует учитывать как при конструировании, так и при эксплуатации.
Потеря теплоты любым телом может быть представлена уравнением в дифференциальной форме [2]:
= ктСр(?2 -(1)
где т - масса тела, кг;
k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м К);
С - удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кгК);
¿2 и ^ - температура охлаждаемого тела и окружающей среды, °С.
Такое же количество теплоты передается в окружающую среду путем конвекции, теплопроводностью, излучением:
aQ = кР(I - ^ )ёт. (2)
Если учесть, что в начальный стадии значительную роль в процессе охлаждения играет лучистый теплообмен, пропорциональный абсолютной температуры в четвертой степени, то для учета сложной зависимости теплообмена от температуры выражение (2) лучше представить в виде [2]:
I
№„4(254) ИЗВЕСТИЯ Транссиба
