Аналіз витрат палива тепловозами серії ЧМЕ3 та ЧМЕ3-П під час виконання маневрової роботи Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 629.421.4

ВОЛОДАРЕЦЬ М.В., астрант (УкрДАЗТ).

Аналiз витрат палива тепловозами серп ЧМЕ3 та ЧМЕ3-П пiд час ви-конання маневровоУ роботи

Постановка проблеми

Залiзничний транспорт е однieю з важливiших галузей економши держави. У теперiшнiй час залiзницi краш СНД працюють та забезпечують потреби виро-бництва та населення в перевезеннях. Од-нак вже у найближчий час техшчний стан тягового рухомого складу та технолопч-ний рiвень перевезень можуть стати причинами значних затримок сощально-економiчного розвитку через невщповщ-нiсть багатьом параметрам вимог суспшь-ства, що збiльшуються, та европейським стандартам.

Проблема ускладнюеться катастро-фiчною нехваткою фшансових засобiв на оновлення тягового рухомого складу, те-рмiн експлуатацп якого складае 25-30 ро-юв, переважаюча кiлькiсть тепловозiв знаходиться на фшальнш стадп життевого циклу.

Основш проблеми галузi - це фiзич-не та моральне старiння техшчних засо-бiв, середнiй знос тепловозiв бiльш нiж 80%, це ютотне вiдставання в^чизняно'1 залiзничноi технiки, технологий вiд рiвня передових краш св^у. Все це приводить до зростання витрат на ремонт та забезпе-чення безпеки руху, погiршуе еколопчш характеристики.

Вирiшення ще'1 проблеми повинно носити комплексний характер та включа-ти до себе як оновлення тягового рухомо-го складу (переважно зразками нового по-колшня), так i модернiзацiю юнуючого рухомого складу з подовженням термшу його експлуатацп [1,2]. Такий тдхщ до-зволяе планово та практично безболюно лiквiдувати кризи залiзничноi галузь

Укрзалiзниця як стратегiчний замо-

вник сучасного рухомого складу готова надати техшчш вимоги на локомотиви, моторвагонний рухомий склад. При цьому максимальне використання передових су-часних розробок повинно поеднуватися iз залученням шоземних технологiй. Такий пiдхiд дозволяе не затрачувати час та фь нансовi ресурси на те, щоб наздогнати ве-дучих свiтових виробникiв, а, вщштовху-ючись вiд конкретних передових техшчних ршень зосередити зусилля конструк-торiв та вчених на створенш рухомого складу нового поколшня.

Готове рiшення з самими передови-ми технологiями вже е, 1'х пропонуе фiрма С2 ЬОКО (Чехiя). У свош роботi компа-шя використовуе новi технологи. Так, зо-крема, при проектуваннi, конструюваннi та виробницт транспортних засобiв з ус-пiхом використовуеться модульний конструктор тепловозiв, який дае можливiсть значно'1 кiлькостi варiантiв технiчного рь шення проектiв окремих транспортних засобiв у вщповщносп iз специфiчними технiчними вимогами конкретних замов-никiв.

Мета статт1

Аналiз витрат палива тепловозами серп ЧМЕ3 та ЧМЕ3-П депо Попасна тд час виконання ними маневрово'1 роботи.

Викладення основного матер1алу

Модершзащя тепловоза ЧМЕ3 з установкою дизеля Caterpillar, яку вико-нуе Полтавський тепловозоремонтний завод (звщси походить i назва модершзова-ного тепловозу - ЧМЕ3-П), дозволить за

45-70% вартост нового тепловоза полу-чити взамш старого локомотива катталь-но вiдремонтований тепловоз ЧМЕЗП iз сучасним економiчним двигуном.

Одиниця тягового рухомого складу серп ЧМЕ3-П - це шестиосний локомотив потужшстю 1455 кВт з розташуванням осей 30-30, масою 20 тонн на вюь i з елек-тричною передачею потужностi змшно-постiйного струму. Локомотив призначе-ний для важко'' маневрово'' й вивiзноi ро-боти залiзничних колiях iз шириною колп 1 520 мм. Максимальна швидкють локомотива 90 км/год. Рухомий склад сконст-руйований як локомотив капосного типу з баштовою кабiною машишста, що знахо-диться ближче до заднього буферного бруса головно'' рами локомотива.

Вш перевершуе маневровi теплово-зи, що застосовуються в наш час, ТЕМ2, ЧМЕ3 не тшьки по потужностi, силi тяги й паливно'' економiчностi, але й мае зни-жену витрату мастильних матерiалiв, збь льшений ресурс до каттального ремонту й перiодичнiсть обслуговування й поточ-них ремонтiв. На ньому застосована бшьш прогресивна передача змшно-постшного

струму, електричне гальмо, автоматизова-на система керування й дiагностики, що дозволяе пiдвищити вагу перевезених сос-тавiв, продуктивнiсть тепловоза, знизити витрати на пально-мастильш матерiали, обслуговування й ремонт тепловоза, по-лшшити умови працi локомотивних бригад.

Основш технiчнi характеристики те-пловозiв серп ЧМЕ3 добре описанi в роботах [3], а тепловоза ЧМЕ3П - у джерелi [4].

На рисунку 1 наведено розташуван-ня агрега^в у капотах локомотиву ЧМЕ3П.

Порiвняльна характеристика локо-мотивiв ЧМЕ3 та ЧМЕ3П наведена у таб-лицi

Розглянемо витрати дизельного па-лива маневровими локомотивами серп ЧМЕ3 при роботi в умовах локомотивного депо Попасна, опираючись на даш зi звь тiв ТХО-5 по ТЧ-6 за 2008 та 2009 роки.

Аналiз було здшснено на основi су-марно'' шформацп по усiм тепловозам серп ЧМЕ3, а також окремо по модершзова-ному тепловозу ЧМЕ3-П 1744 , що екс-плуатуеться у ТЧ-6 iз грудня 2007 року.

Рисунок 1. - Розташування агрегатсв у капотах локомотиву

Таблиця 1 - Порiвняльна характеристика маневрових тепловозiв ЧМЕ3 та ЧМЕ3П

Техшчш характеристики ЧМЭ3 ЧМЭ3П Рiзниця

Осьова формула 3о-3о 3о-3о -

Д1аметр кола кочення, мм 1050 1050 -

Передача потужносп електрична постшного струму електрична змшно-постшного струму -

ДВЗ K6S310DR 3512BDITA -

Юльюстъ цилшдр1в 6 12 +100,0%

Розмщення цилшдр1в рядне V-подiбне -

Д1аметр цилшдра, мм 310 170 -45,2%

Довжина ходу поршня, мм 360 190 -47,2%

Обем цилшдру, дм3 27,16 4,32 -84,1%

Юльюсть робочих такпв ДВЗ 4 4 -

Робочий об'ем ДВЗ,см3 163,2 51,84 -68,2%

Потужшсть, кВт 993 1500 +51,1%

Максимальна частота обертання ДВЗ, об/хв 750 1800 +140,0%

Мшмальна частота обертання ДВЗ, об/хв 350 600 +71,4%

Витрати палива, г/кВт*год 220 202 -8,2%

Витрати мастила, г/кВт*год 2,7-5,4 1,8 -33,3%

Сила тяги, кН 369 436 +18,2%

Сила тяги тривалого режиму, кН 230 259 +12,6%

Швидкктъ тривалого режиму, км/год 11,4 14,3 +25,4%

Конструкцшна швидюсть, км/год 95 90 -5,3%

Загальна вага, т 123 120 -2,4%

Кшьюсть рушшних колюних пар 6 6 -

Габарит 02-ВМ TNZ28 0312 -

Довжина по осях автозчеплень, мм 17220 17521 +1,7%

Максимальна ширина, мм 3150 3070 -2,5%

Максимальна висота, мм 5240 4448 -15,1%

Визначимо питомi фактичнi та нор-мативнi витрати палива, кг/год, по кожному мюяцю наступним чином:

и = -Я—

А, - А,д О)

де и - питома витрата палива, кг/год;

Ге - локотиво-години експлуатацш-ного парку, год;

Ге - простш локомотиву з бригадою та без бригади, год.

В результат аналiзу було виявлено, що середш питомi витрати палива ЧМЕ3 i ЧМЕ3-П складають вiдповiдно 19,7 та 11,5 кг/год.

Метою проведення аналiзу витрат палива е визначення дшсного вiдсотку економп палива локомотивом ЧМЕ3-П порiвняно з ЧМЕ3. Але безпосередньо ко-

ристуватись вищенаведеними питомими витратами цих тепловозiв у даних цшях не можна, оскiльки характер роботи за ро-зглядаемий перiод уах тепловозiв ЧМЕ3 та окремо взятого ЧМЕ3-П значно вiдрiз-няеться. Про це, в першу чергу, свщчать рiзнi об'еми виконано'' вивiзноi роботи, а також рiзнi умови експлуатацп.

Обсяг вивiзноi роботи за 2008 рш одним ЧМЕ3 та одним ЧМЕ3-П склав:

ЧМЕ3 - 2469 (тис т*км бр.)/рiк;

ЧМЕ3-П - 305 (тис т*км бр.)/рiк.

Отже тепловоз ЧМЕ3 виконав вивiз-но'' роботи у середньому у 8,1 рази бшь-ше, нiж модершзований тепловоз ЧМЕ3-П, що безумовно необхщно врахувати при визначеннi вщсотку економп.

До рiзних умов експлуатацп слщ перед усiм вщнести значну вiдмiннiсть у по-вздовжшх профiлях на рiзних дiлянках роботи маневрових тепловозiв депо Попасна.

Зауважимо, що на сьогодшшнш день ЧМЕ3-П в основному використовуеться

при маневровш робот! на станцп Попасна. Враховуючи це, був проведений аналiз маршрутiв машинiстiв тепловозiв, що працюють саме у цих умовах. Аналiзуемо по 4 мiсяцях: червень, жовтень 2008 i сь чень кв^ень 2009. Питомi витати палива, кг/год, окремо по ЧМЕ3 i ЧМЕ3-П, у да-ному випадку розраховаш за формулою:

п = ■

б

0,65 • Гг,

1,5 • Гв,

Гм

Мип

де - Гм

Ггаряч.пр - гарячий пP0CтiЙ, год;

Гвивозка - вивiзна Pобота, год.

(2)

- маневрова робота, год;

Результати розрахунюв по мюяцях питомих витрат палива тепловозами ЧМЕ3 та ЧМЕ3-П при робот! на станци Попасна за вщповщш мюящ наведенi у таблицi 2 i на рисунку 2.

Таблиця 2. - Порiвняння питомих витрат палива ЧМЕ3 та ЧМЕ3-П при роботг на станцп Попасна

Локомотив Перiод порiвняння Середш питомi витрати палива, кг/год

Червень 2008 Жовтень 2008 Очень 2009 Кв^ень 2009

ЧМЕ3 17,0 15,6 16,1 15,1 16,0

ЧМЕ3-П 12,2 11,0 11,4 10,5 11,3

Рисунок 2. - Порiвняння питомих витрат палива тепловозiв ЧМЕ3 i ЧМЕ3-П при

робо^ на станцп Попасна

Економ^ дизельного визначасться як рiзницю питомих витрат, кг/год:

„ЧМЕ 3 ЧМЕ 3—П

п = п — п

екон сер сер (3)

п,н, = 16,0 —11,3 = 4,7

кг

год

або 29,4%

Кшьюсть палива, яку модершзова-ний тепловоз ЧМЕ3-П 1744 фактично зе-кономив у ТЧ-6 Попасна за 2008 рш ви-значаеться за формулою:

оЧМЕ 3— П

О = --£

г~-екон "

(1 —£екон )

(4)

де Оекон - зекономлена кшькють па-

^ ¿--екон

лива, т;

- рiчна фактична витрата

палива, т;

£екон - вiдсоток економп палива, роз-рахований за формулою 3;

52 4

О =-^--0,294 = 21,8 т

^екон (1 — 0,294) '

Залежшсть мiж досягнутою потуж-нiстю та питомими витратами палива для обох тепловозiв наведено на рисунку 3.

Рисунок 3. - Залежшсть питомих витрат палива вщ потужносп

При виконанш маневрово'1' роботи тепловоз ЧМЕ3-П використовуе у серед-ньому 10-15% вщ потужностi силово'1' установки, тому фактичш середнi питомi витрати палива складають 220-225 г/кВт*год.

Отже, наведений аналiз витрат палива локомотивами доводить ефектившсть використання тепловоза ЧМЕ3-П для ви-конання маневрових операцiй на залiзни-цях Украши.

Висновки

1. Розглянуто технiчний стан тягового рухомого складу, який експлуа-туеться на залiзницях Украши.

2. Було порiвняно технiчнi характеристики модершзованого тепловозу ЧМЕ3-П i базового тепловозу ЧМЕ3.

3. Проаналiзованi витрати палива обома типами тепловозiв при виконанш ними маневрово'1' роботи. Визначе-но, що при робот! у однакових умовах мо-дернiзований тепловоз витрачае на 29,4% палива менше, нiж базовий.

Список лггератури

1. Лашко А. Д., Самсонкин

B.Н., Гончаров A.M., Коновалов А.В. Основные направления обновления тягового подвижного состава Украины в 2006-2010 гг. // Локомотив-информ. - 2006. -№6. -

C.8-12.

2. Фалендыш А.П., Володарец Н.В. Использование гибридных передач на маневровых тепловозах // Локомотив-информ. - 2010. - Декабрь. - С. 4-7.

3. З.Х. Нотик. Тепловози ЧМЭ3, ЧМЭ3Т, ЧМЭ3Е. Пособие машинисту. М.: Транспорт, 1996. - 444 с.

4. Локомотив серии ЧМЕ3-П. Техническое описание. CZ Loko a.s. (г. Ческа-Тршебова) Чешская республика, 2007 - 124 с.

Анотацн:

Ключов1 слова: маневровий тепловоз, мо-дершзащя, витрати палива.

У статл розглянуп питання модернiзацiï маневрового тепловоза ЧМЕ3 i наведений аналiз витрат палива базовим локомотивом сери ЧМЕ3 i модершзованим серiï ЧМЕ3-П тд час виконання маневрово! роботи.

Ключевые слова: маневровый тепловоз, модернизация, расход топлива.

В статье рассмотрены вопросы модернизации маневрового тепловоза ЧМЭ3 и приведен анализ расхода топлива базовым локомотивом серии ЧМЭ3 и модернизированным серии ЧМЭ3-П во время выполнения маневровой работы.

Keywords: the shunting diesel locomotive, the modernization, the fuel consumption.

The article deals with the modernization the diesel locomotive shunting ChME3 and provides an analysis of the fuel consumption by the base series ChME3 and modernized locomotive series ChME3-P during the execution of shunting operations.