CC BY
23
УДК 629.42:629.4.054
О. С. Аблялимов
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВОЗОВ ШТЕ16М4 НА УЧАСТКЕ КУМКУРГАН - ТАШГУЗАР ГАЖК «УЗБЕКИСТОН ТЕМИР ЙУЛЛАРИ»
Представлены результаты исследований по оценке эффективности использования тепловозов ШТЕ16Ы4 на «горном» участке Кумкурган - Ташгузар Узбекских железных дорог при движении грузовых поездов с остановками и без остановок на промежуточных станциях.
Согласно договору о взаимном сотрудничестве между Управлением по эксплуатации локомотивов, Управлением «Темирйуленилгитаъмин» ГАЖК «Узбекистон темир йуллари» и кафедрой «Локомотивы и локомотивное хозяйство» ТашИИТа проводятся теоретические и экспериментальные исследования, направленные на оценку топливно-энергетической эффективности использования локомотивного парка железнодорожной компании в реальных условиях эксплуатации.
В настоящее время на железных дорогах ГАЖК «Узбекистон темир йуллари» движение грузовых поездов организовано электровозами серии «Узбекистан», ВЛ80С, ВЛ60К и тепловозами серии ТЭ10М,, игТЕ\6Мв различном секционном исполнении.
Одной из задач комплексной программы развития и модернизации железнодорожной отрасли Узбекистана на 2011 - 2015 гг. является задача обновления (пополнения) парка тягового подвижного состава высокопроизводительными локомотивами, что позволит изыскать резервы, связанные с дальнейшим повышением эффективности использования электрической и тепловозной тяги, повышением пропускной и провозной способности железных дорог ГАЖК «Узбекистон темир йуллари».
Цель настоящих исследований состоит в обосновании параметров эффективности использования тепловозной тяги для реальных условий эксплуатации грузовых тепловозов на неэлектрифицированном участке Кумкурган - Ташгузар железнодорожной компании.
Объектами исследования являются четырехсекционные магистральные тепловозы серии ШТЕ16М4 и спрямленный профиль пути горного участка Кумкурган - Ташгузар ГАЖК «Узбекистон темир йуллари».
Предмет исследования - основные показатели перевозочной работы и параметры энергетической эффективности использования тепловозов на заданном участке железнодорожного пути.
В настоящее время проблема повышения эффективности использования тепловозного парка на неэлектрифицированных железнодорожных линиях успешно реализуется, особенно после завершения первого этапа модернизации части магистральных тепловозов серии ТЭ10М локомотивного парка путем замены дизеля 10Д100 на дизель 1А-5Д49.
Конструктивным отличием четырехсекционного модернизированного тепловоза игТЕ16М4 [3] являются новая силовая энергетическая установка дизель-генератор 1А-9ДГ с дизелем 1А-5Д49, микропроцессорная система регулирования мощности дизель-генератора УСТА-75-02 (унифицированная система тепловозной автоматики), система КЛУБ-У (комплексное локомотивное устройство безопасности), унифицированный пульт управления УПУ. Для обеспечения управления и контроля параметров на четырех секциях в электрической схеме базового тепловоза и2ТЕ16М3 внесены изменения в соединениях интерфейсов и пультов управления каждой секции, а также систем подготовки пуска, пуска дизеля и пожарной сигнализации [3].
Дизель 1А-5Д49 отличается от дизеля 10Д100 главным образом экономичностью: удельный расход топлива у дизеля 1А-5Д49 третьего исполнения на режиме номинальной мощности (2206 кВт) составляет 208 г/(кВт-ч), в режиме холостого хода расход топлива - 14 кг/ч.
Аналогичные параметры для дизеля 0Д100 составляют 286 г/(кВт-ч) и 22,8 кг/ч.
2 ИЗВЕСТИЯ Транссиба №2?(18>
Для достижения поставленной цели и оценки топливно-энергетической эффективности использования тепловозов ШТЕХвЫА на участке Кумкурган - Ташгузар выполнены тяговые расчеты по исходным данным, представленным в работе [2], учтены также рекомендации [1].
Методика исследований заключается в составлении математических моделей ведения грузового поезда тепловозами №ТЕ16М4 с учетом тяговых свойств тепловоза и условий организации перевозочной работы на «горном» участке Кумкурган - Ташгузар, на котором станция Акробат является наивысшей точкой участка и делит его примерно пополам на участки с различным профилем пути.
Участок Кумкурган - Акробат содержит преимущественно подъемы, в том числе и затяжной подъем, длина которого составляет 111,4 км, величина максимального подъема -+20,7 %о. Участок Акробат - Ташгузар содержит в основном спуски, протяженность и величина максимального спуска составляют 109,05 км и - 20,5 %.
Железнодорожный участок Кумкурган - Ташгузар протяженностью 220,45 км относится к IV «горному» типу профиля пути и является наиболее «тяжелым участком» железнодорожной линии Термез - Карши, на котором 87 элементов профиля пути приходятся на долю условно «трудных», характеризующихся величиной подъема г > +7,0 %; на долю спусков и площадок (г = 0 %) приходится, соответственно, 191 и 2 элемента профиля пути.
Железнодорожный участок Кумкурган - Акробат протяженностью 111,4 км содержит 86 спрямленных элементов и характеризуется изменением крутизны элементов от г = -0,5 % до г = -20,5 %, а также подъемов - от г = +0,1 % до г = +20,2 %, часть из которых приходится на долю условно «трудных» элементов при г > +7,0 %.
Участок железной дороги Акробат - Ташгузар протяженностью 109,05 км содержит 166 элементов и характеризуется изменением крутизны элементов от г = 0 % до г = -20,5 %, а также от г = 0 % до г = +12,8 %.
В зависимости от крутизны уклонов (подъема или спуска) элементов профиля пути, по которому движется грузовой поезд, его движение может быть ускоренным, равномерным или замедленным. В основе каждого из них лежит принцип максимального использования мощности и тягово-эксплуатационных свойств локомотива [2], что для тепловоза ШТЕ16Ы4 соответствует 15-й позиции контроллера машиниста в диапазоне скоростей от 19 км/ч (скорость выхода на автоматическую характеристику) до 100 км/ч согласно тяговой характеристике тепловоза.
Анализ результатов тяговых расчетов для различных условий организации движения грузовых поездов на участке Ташгузар - Кумкурган показывает, что при работе тепловозов игТЕ16М4 на 15-й позиции контроллера машиниста в сочетании с режимами холостого хода и торможения преобладает ускоренное и замедленное движение, а равномерное движение -движение с постоянной скоростью - встречается довольно редко.
В таблице 1 приведены результаты тяговых расчетов для трех различных вариантов ведения грузового поезда тепловозами иТЕ16М4 на участке Кумкурган - Ташгузар при движении без остановок и с остановками на промежуточных станциях с учетом дифференциации массы состава в диапазоне от Q1 = 2500 т до Q3 = 3500 т на величину AQ = 500 т и постоянным числом осей в составе т = 200 осей.
Анализ результатов тяговых расчетов относительно графикового (унифицированного) грузового поезда = 3000 т) позволил сделать следующие выводы (в скобках приведены значения для условий движения с остановками) [2].
1. Усредненное время хода поезда составляет 4,25 ч (4,53 ч), с увеличением массы состава на AQ = 500 т происходит увеличение времени на 3,24 % (4,06 %).
2. Техническая скорость движения поезда, при увеличении массы состава имеет тенденцию к снижению.
3. Общий и удельный средний расход дизельного топлива на тягу поездов составляет, соответственно, 4085,7 кг (4193,3 кг) и 62,14 кг/104ткм брутто (63,76 кг/104ткм брутто).
4. Увеличение массы состава на 20 % способствует увеличению полного расхода дизельного топлива на 10,67 % (10,94 %), удельный расход дизельного топлива при этом уменьша-
№ 2(18) ОЛИ л ИЗВЕСТИЯ Транссиба 3
2014 1
ется на 5,15 % (4,91 %), уменьшение массы состава на 20 % обеспечивает уменьшение полного расхода дизельного топлива на 12,08 % (12,41 %) и увеличение удельного расхода дизельного топлива на 5,49 % (5,10 %).
Показатели перевозочной работы тепловозов игТЕ16М4 на участке Кумкурган - Ташгузар
Вариант тягового расчета Условия перевозочной работы Время хода поезда, мин Расход дизельного топлива Затраты денежных средств
масса состава Q,т число осей т, осей техническая скорость движения УТ, км/ч общее 4 в режиме тяги ^ в режиме холостого хода и торможения 1хх,т общий удельный ^ £ а 'о Л « а лы пло ыт удельные ст, тыс.сум/км
за поездку Е, кг натурного топлива е, кг/104ткм брутто условного топлива еу, кг/104ткм брутто
Перегон Кумкурган - Тангимуш, Ь = 22,075 км
1 2500 200 59,42 22,29 15,73 6,56 481,1 87,17 124,66 851,8 38,58
2 3000 200 58,02 22,83 17,89 4,94 544,8 82,26 117,64 964,5 43,69
3 3500 200 56,65 23,42 19,50 3,92 592,5 76,69 109,66 1049,0 47,52
Перегон Тангимуш - Бойсун, Ь = 33,375 км
1 2500 200 47,51 42,15 35,44 6,71 1076,5 129,02 184,50 1905,9 57,10
2 3000 200 43,41 46,13 40,44 5,69 1226,5 122,50 175,17 2171,4 65,06
3 3500 200 39,47 50,73 45,17 5,56 1369,2 117,21 167,61 2424,1 72,63
Перегон Бойсун - Да рбанд, Ь = 20,625 км
1 2500 200 55,00 22,50 12,00 10,50 372,1 72,16 103,19 658,8 31,94
2 3000 200 52,41 23,61 13,54 10,07 418,2 67,59 96,65 740,4 35,90
3 3500 200 49,84 24,83 14,81 10,02 456,5 63,24 90,43 808,2 39,18
Пе регон Дарбанд - Шураб, Ь = 8,000 км
1 2500 200 28,81 16,66 10,41 6,25 512,7 256,3 366,6 907,7 113,5
2 3000 200 27,20 17,65 12,57 5,08 544,6 226,9 324,5 964,2 120,5
3 3500 200 25,83 18,58 14,69 3,89 574,6 205,2 293,5 1017,3 127,2
Перегон Шураб - Акназар, Ь = 9,625 км
1 2500 200 38,47 15,01 12,94 2,07 465,2 193,3 276,5 823,6 85,57
2 3000 200 34,89 16,55 15,06 1,49 513,7 177,9 254,4 909,5 94,49
3 3500 200 32,19 17,94 16,81 1,13 557,2 165,4 236,5 986,5 102,5
Перегон Акназар - Акробат, Ь = 17,700 км
1 2500 200 44,05 24,11 22,11 2,00 669,6 151,3 216,4 1185,5 66,98
2 3000 200 38,96 27,26 25,66 1,60 776,4 146,2 209,1 1374,6 77,66
3 3500 200 35,53 29,89 28,61 1,28 865,2 139,7 199,7 1531,8 86,54
Перегон Акробат - Дехканбад, Ь = 52,425 км
1 2500 200 50,00 62,61 3,88 59,03 171,5 13,1 18,7 303,6 5,79
2 3000 200 49,84 63,11 4,21 58,90 183,3 11,5 16,5 324,5 6,19
3 3500 200 49,64 63,37 4,58 58,79 192,4 10,5 15,0 340,6 6,50
Перегон Дехканбад - Ташгузар, Ь = 56,625 км
1 2500 200 62,53 54,33 5,38 48,95 207,5 14,6 21,0 367,4 6,49
2 3000 200 62,10 54,71 6,02 48,69 222,6 13,3 19,1 394,1 6,96
3 3500 200 62,01 54,79 6,59 48,20 243,4 12,3 17,5 430,9 7,61
Участок Кумкурган - Ташгузар, движение по перегонам с остановками, Ь = 220,45 км
1 2500 200 50,88 259,96 117,89 142,07 3691 66,97 95,77 6534,7 29,64
2 3000 200 48,66 271,85 135,39 136,46 4214 63,72 91,12 7460,7 33,84
3 3500 200 46,65 283,55 150,76 132,79 4675 60,59 86,65 8276,8 37,54
Участок Кумкурган - Ташгузар, движение по перегонам без остановок, Ь = 220,45 км
1 2500 200 54,54 242,52 115,64 126,88 3609 65,48 93,64 6389,5 28,98
2 3000 200 51,83 255,22 132,17 123,05 4105 62,07 88,75 7267,7 32,97
3 3500 200 49,46 267,44 146,74 120,70 4543 58,87 84,19 8043,1 36,48
4 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 2(18) 2014
1
5. Время хода поезда в режиме холостого хода и торможения, а также в режиме тяги составляет соответственно от 2,11 ч (2,37 ч) до 2,01 ч (2,21 ч) и от 1,93 ч (1,96 ч) до 2,44 ч (2,51 ч). При увеличении массы состава на 20 % происходит снижение времени хода поезда на режиме холостого хода и торможения, а также его увеличение в режиме тяги соответственно на 0,039 ч (0,061 ч) и 0,24 ч (0,26 ч).
6. Уменьшение массы состава на 20 % приводит к снижению времени в режиме тяги и увеличению показателя использования режима холостого хода и торможения [2] на 4,10 % (3,45 %), а с увеличением массы состава на 20 % происходит повышение и снижение этих показателей на 3,08 % (3,37 %).
7. Уменьшение массы состава на 20 % приводит к снижению полной и удельной стоимости перевозок на 12,08 % (12,41 %), а с увеличением массы состава на 20 % происходит повышение стоимости на 10,67 % (10,94 %).
По данным таблицы рассчитаны уравнения регрессии для определения параметров основных показателей перевозочного процесса на участке Кумкурган - Ташгузар в зависимости от массы состава грузового поезда при движении с остановками и без остановок на промежуточных станциях (обозначены индексом звездочка *).
Общее время хода поезда, мин,
Гх= 0,0236Q + 201,02; ^х= 0,0249Q + 180,3. Время хода поезда в режиме тяги, мин,
и= 0,0329Q + 36,07; Г*т= 0,031^ + 38,217. Время хода поезда на режиме холостого хода и торможения, мин,
¿х.х,т= 164,95 - 0,0093Q;
'х.х,т
=
х.х,т
= 142,08 - 0,0062Q.
Техническая скорость движения, км/ч,
Ут = 61,42 - 0,00423Q; ¥*т = 67,18 - 0,0051 Q.
Общий расход дизельного топлива за поездку, кг,
Е = 1241,33 + 0,984Q;
Е* = 1283,67 + 0,934Q.
Удельный расход натурного топлива, кг/104ткм брутто,
е = 82,9 - 0,00638Q; е* = 81,97 - 0,00661Q.
Приведенные денежные затраты, тыс. сум/км
Ст= 9,97 + 0,0079Q;
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
=
= 10,31 + 0,0075Q.
В принятом диапазоне изменения массы состава (от 2500 до 3500 т) усредненное значение времени, затраченного на один разгон - замедление, составляет 2,34 мин, а расход дизельного топлива на одну остановку поезда колеблется от 11,71 кг = 2500 т) до 18,86 кг = 3500 т).
т
№ 2(18) ОЛИ л ИЗВЕСТИЯ Транссиба 5
2014 1
Для обоих видов движения грузовых поездов с увеличением объема перевозочной работы тепловозами UzTE16M4 на железнодорожных участках Кумкурган - Акробат и Акробат -Ташгузар повышается эффективность использования этих тепловозов на обоих упомянутых участках несмотря на различные «тяговые» качества их профилей пути.
Полученные нами результаты хорошо согласуются с исследованиями [2 - 5] и другими, а предложенные для широкого диапазона разнообразных условий организации движения грузовых поездов на участке Кумкурган - Ташгузар уравнения регрессии и параметры основных показателей перевозочной работы тепловозов UzTE16M4 будут полезны машинистам-инструкторам и специалистам цеха эксплуатации локомотивного депо Карши, работа которых сопряжена с прогнозированием расхода дизельного топлива на тягу поездов и напрямую связана с оценкой топливно-энергетической эффективности использования тепловозной (локомотивной) тяги в условиях эксплуатации.
Список литературы
1. Кузьмич, В. Д. Теория локомотивной тяги: Учебник для вузов железнодорожного транспорта [Текст] / В. Д. Кузьмич, В. С. Руднев, С. Я. Френкель. - М.: Маршрут, 2005. - 448 с.
2. Аблялимов, О. С. Основы управления локомотивов: Учебник для профессиональных колледжей железнодорожного транспорта [Текст] / О. С. Аблялимов, Э. С. Ушаков. - Ташкент: Davr, 2012. - 392 с.
3. Аблялимов, О. С. К вопросу эксплуатации тепловозов UzTE16M4 на участке Ташгузар - Кумкурган ГАЖК «Узбекистон темир йуллари» [Текст] / О. С. Аблялимов,
B. С. Кудряшов, И. Р. Каюмов // Материалы республиканской науч.-техн. конф. с участием зарубежных ученых «Транспортная логистика, мультимодальные перевозки» / Ташкентский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Ташкент, 2012. - С. 48 - 51.
4. Аблялимов О. С. Исследование эксплуатации тепловозов 4ТЭ10М на участке Кумкурган - Ташгузар [Текст] / О. С. Аблялимов // Материалы республиканской науч.-техн. конф. с участием зарубежных ученых «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» / Ташкентский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Ташкент, 2013. -
C. 54 - 57.
5. Аблялимов О. С. Исследование эксплуатации электровозов 3ВЛ80 на участке Кумкурган - Ташгузар [Текст] / О. С. Аблялимов // Повышение эффективности использования и совершенствование системы технического обслуживания и ремонта локомотивов: Межвуз. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2014. - С. 39 - 42.
References
1. Kuz'mich V. D., Rudnev V. S., Frenkel' S. Ia. Teoriia lokomotivnoi tiagi: UcheЪnik dlia vuzov zheleznodorozhnogo transporta (Theory of locomotive traction: the Textbook for high schools of railway transport). Moscow: Marshrut, 2005, 448 p.
2. Ablialimov O. S., Ushakov E. S. Osnovy upravleniia lokomotivov: UcheЪnik dlia profes-sional'nykh kolledzhei zheleznodorozhnogo transporta (Bases of management of locomotives: the Textbook for the professional College of railway transport). Tashkent: Davr, 2012, 392 p.
3. Ablialimov O. S., Kudriashov V. S., Kaiumov I. R. To the question of operation of diesel locomotives UzTE16M4 on the Tashguzar - Kumkurgan railway company «Uzbekiston Temir Yullari» [K voprosu ekspluatatsii teplovozov UzTE16M4 na uchastke Tashguzar - Kumkurgan GAZhK «yzbekiston temir iullari»]. Materialy respuMikanskoi nauchno-tekhnMcheskoi konfer-entsii s uchastiem zarubezhnykh uchenykh «Transportnaia logistika, mul'timodal'nye perevozki» (Materials of the Republican scientific-technical conference with participation of foreign scientists «Transport logistics, multimodal transport»). - Tashkent, 2012, pp. 48 - 51.
4. Ablialimov O. S. Study of operation of diesel locomotives TEM on the site Kumkurgan -Tashguzar [Issledovanie ekspluatatsii teplovozov 4TE10M na uchastke Kumkurgan - Tashguzar]. Materialy respuMikanskoi nauchno-tekhnMcheskoi konferentsii s uchastiem zar^ezhnykh
6 ИЗВЕСТИЯ Транссиба №П!!8)
uchenykh «Transportnaia logistika, mul'timodal'nyeperevozki» (Materials of the Republican scientific-technical conference with participation of foreign scientists «Transport logistics, multimodal transport»). - Tashkent, 2013, pp. 54 - 57.
5. Ablialimov O. S. Study of operation of electric locomotives 3VL80S on the site Kumkurgan -Tashguzar [Issledovanie ekspluatatsii elektrovozov 3VL80S na uchastke Kumkurgan - Tashguzar]. Mezhvuzovskii sbornik nauchnykh trudov / Omskii gosudarstvennyi universitet putei soobshcheniia «Povyshenie effektivnosti ispol'zovaniia i sovershenstvovanie sistemy tekhnicheskogo obsluzhivani-ia i remonta lokomotivov» (Interuniversity collection of scientific works "Increase of efficiency and improvement of the system of maintenance service and repair of locomotives"). - Omsk, 2014, pp. 39 - 42.
УДК 629.4.027/027:620.179.16(07)
Р. А. Ахмеджанов, В. В. Макарочкин, Л. А. Родченко
О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА
В статье рассмотрены штатные технологии ультразвукового контроля подступичной части нераспрес-сованных осей колесных пар вагонов в соответствии с действующими нормативными документами РД 07.0997 и СТО РЖД 1.11.002-2008 и предложены меры по их совершенствованию.
На территории РФ ультразвуковой контроль (УЗК) колесных пар вагонов выполняется в соответствии с руководящими документами [1, 2].
В настоящей статье рассмотрены в основном вопросы совершенствования УЗК эхо-методом подступичной части в зоне внешней кромки колеса - зоне контроля, определяющей в наибольшей степени эксплуатационную надежность колесной пары.
Согласно рекомендациям документа [2] контроль рассматриваемой зоны осуществляют по варианту AR1.3 продольными волнами в осевом направлении (частота - 2,5 МГц, угол ввода - 20 ± 2 градуса) с за-резьбовой канавки при ее сканировании по окружности пьезоэлектрическим преобразователем (ПЭПом) с целью выявления поверхностных поперечных трещин (рисунки 1, 2). Браковочная чувствительность соответствует выявлению эталонного отражателя в контрольном образце (КО) в виде поперечного пропила глубиной 3 мм на расстоянии (250 - 350) мм от поверхности сканирования с условной чувствительностью 40 дБ.
В соответствии с требованиями документа [2] контроль этой зоны выполняют путем сканирования наклонным или комбинированным ПЭПом (частота - 2,5 МГц, угол ввода -18 градусов) по торцу (ось РУ-1Ш) или по зарезьбовой канавке (ось РУ-1). Браковочную чувствительность настраивают по пропилу глубиной 3 мм, расположенному на расстоянии 272 мм для оси РУ-1 и 285 мм для оси РУ-1Ш. При этом определение уровня чувствительности N3 при УЗК оси с напрессованными кольцами осуществляют по настроечным образцам осей РУ-1 и РУ-1Ш при уровне сигнала от отражателя, равном половине высоты А-развертки. Зона контроля для оси РУ-1 - (1,1 - 1,4) деления горизонтальной шкалы экрана
I
отражателя
Рисунок 1 - Схема прозвучивания внешней кромки подступичной части оси по СТО РЖД 1.11.002-2008 (вариант AR1.3)
№ 2(18)
ИЗВЕСТИЯ Транссиба
