Математическое моделирование динамики вспомогательных машин электровозов нового поколения Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

тип (сквозной, тупиковый, со сквозными путями) грузового района, в качестве которого в данном случае выступает эстакада для налива нефтепродуктов.

Выводы. Проанализирована роль ГСС в логистической цепи «зарождение - транспорт - получатель». На примере нефтеналивных станций составлен граф «И-ИЛИ-ДЕРЕВО», который позволяет определить конечное множество схем нефтеналивных станций для дальнейшей оценки сфер применения каждой из них. На основе последнего определено конечное множество схем нефтеналивных станций.

Другой не менее важной задачей определения сфер применения схем ГСС является определение критериев и их влияние на эффективность работы и затрат различного рода в процессе функционирования станций. Некоторыми из них являются: стоимостной критерий (учитывающий затраты на сооружение станции); временной критерий - определяющий временные задержки при выполнении операций на станциях. Все эти задачи имеют общую цель - повышение эксплуатационной надежности и эффективности функционирования станции как звена логистической цепи.

Библиографический список

1. Апатцев В.И. Концентрация и специализация материальных потоков и их переработки на современных логистических объектах узла // Проблемы разработки ресурсосберегающих технологий в эксплуатации железных дорог: сб. науч. тр. М.: РГОТУПС, 2003. Вып. 3.

2. Осьминин А.Т. Автоматизированное проектирование железнодорожных станций: учеб. пособие. М., 2007. 59 с.

3. Пояснительная записка к проекту реконструкции станции Суховская ВСЖД. Восточно-Сибирская железная дорога, филиал ОАО рЖд. Иркутск, 2004.

4. Числов Н.Н. Проектирование грузовых станций: учеб. пособие. М.: РГУПС, 2003. 204 с.

УДК 62-531

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Д.А.Лукьянов1, Н.Н.Куцый2

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Разработана программа расчета динамических характеристик мотор-вентиляторов (МВ) электровозов нового поколения ЭП-1 и «Ермак» для моделирования влияния на них различных динамических и кинематических возмущений, возникающих в процессе их эксплуатации. Ил. 6. Библиогр. 5 назв.

Ключевые слова: автоматизированная система; динамические характеристики; мотор-вентилятор; электровоз.

MATHEMATICAL MODELING OF THE DYNAMICS OF THE BACKUP ELECTRIC LOCOMOTIVE MACHINES OF THE NEW GENERATION D.A. Lukyanov, N.N. Kutsiy

Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074

The authors worked out the program to calculate the dynamic characteristics of motor-fans (MF) of the new generation of electric locomotives of EP-1 and «Ermak» for modeling the effect of various dynamic and kinematic perturbations arising under their operation. 6 figures. 5 sources.

Key words: automated system; dynamic characteristics; motor-fan; electric locomotive.

В настоящее время железнодорожный транспорт России оснащается электровозами нового поколения, в частности пассажирскими электровозами ЭП-1 и электровозами для грузоперевозок «Ермак». Однако опыт эксплуатации показал, что межремонтный ресурс вспомогательных машин (мотор-вентиляторов, мотор-компрессоров) этих электровозов в 1,5 - 2 раза меньше расчетного. Например, 50% электродвигателей вспомогательных машин выходят из строя при пробе-

ге 150-300 тыс. км, а еще 23% - при пробеге 300 - 450 тыс. км вместо расчетных 600 тыс. км [1]. Проведенные исследования и опыт эксплуатации показывают, что вспомогательное машинное оборудование этих электровозов работает в условиях высокой виброактивности. В среднем, уровень вибрации мотор-вентиляторов электровозов в 1,5 - 2 раза превышает допустимые уровни, что коррелируется с пропорциональным уменьшением их межремонтного ресурса [2].

1Лукьянов Дмитрий Анатольевич, аспирант, тел.: 89641110361, e-mail: loukian@live.ru Lukyanov Dmitry Anatolievich, postgraduate student, tel.: 89641110361, e-mail: loukian@live.ru

2Куцый Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор кафедры автоматизированных систем, тел.: (3952)383585, e-mail: kucyi@cyber.istu.irk.ru

Kutsiy Nikolay Nikolaevich, Doctor of technical sciences, professor of the chair of Automated Systems, tel.: (3952) 383585, e-mail: kucyi@cyber.istu.irk.ru

По данным статистики [1] особенно часто выходят из строя подшипники МВ, что связано с возможными резонансными явлениями в конструкции и подвеске МВ, влиянием рядом стоящего оборудования, в частности, поршневых мотор-компрессоров (МК). Разработка математической модели и программы моделирования позволит определить динамические характеристики МВ в различных режимах работы и выбрать рациональные конструктивные параметры подвески МВ. Так как оборотная частота вращения МВ (25 Гц) сравнительно низка, адекватным будет представление модели МВ в виде твердого тела.

Математическая модель мотор-вентилятора

Будем рассматривать мотор-вентилятор как твердое тело, прикрепленное через упругую подвеску к основанию и имеющее 6 степеней свободы (обобщенных координат qj, у = 1,...,6 ): 3 поступательных

(q1 = х, q2 = у, q3 = г ) и 3 вращательных (qA = « = « ; q5 =в = ву; q6 =7 = 7,). Системы координат 0ХУ2 и СХ1У121 связаны с основанием и с центром масс МВ соответственно. Мотор-вентилятор ориентирован продольной осью СХ1 параллельно оси ротора электродвигателя. Совместим оси СХ1; СУ1; CZ1 с главными центральными осями инерции МВ ( рис. 1).

Система координат 0ХУ2 совпадает с системой координат мотор-вентилятора СХ1У111 в положении равновесия при отсутствии линейных и вибрационных ускорений, т.е. в положении покоя электровоза. Вес МВ, линейные и вибрационные нагрузки передаются и воспринимаются через подвеску МВ, в рассматриваемом случае опору коробчатого сечения. Так как опора имеет распределенную жесткость по всем обобщенным координатам, то в первом приближении заменим ее четырьмя приведенными упругими элементами, расположенными по углам опоры, имеющими жесткость в трех направлениях осей координат каждого упругого элемента и в сумме формирующими аналогичную реальной коробчатой опоре жесткость по обобщенным координатам (рис. 1).

Считая линейные и угловые колебания МВ малыми, запишем матричное дифференциальное уравнение колебаний МВ как твердого тела при гармоническом силовом возмущении [3]:

Л&] + Bq + Cq = ( • е(, (1)

где А - диагональная матрица инерции твердого тела, Л = а22,а33,а44,а55,а66}; В - матрица

коэффициентов демпфирования Ькг (к, г = 1,2,...,6); С - матрица коэффициентов жесткости подвеса Скг(к, V = 1,2,...,6); О - вектор комплексных амплитуд обобщенных возмущающих сил; О - частота возбуждения.

Кинематическое возмущение учитывается в разрабатываемой модели МВ в виде вибросмещения и

виброскорости основания в соответствии с уравнением

Aq + B(q - q0) + C(q - q0) = 0 • eM, (2)

где q0(x0;y0;z0;0;0;0) - вектор вибросмещения

основания; q0(x0;y0;z0;0;0;0)- вектор виброскорости основания.

г

1/

Рис.1. Система координат мотор-вентилятора

Диагональная матрица инерции А в уравнениях (1), (2) включает элементы: а11 = а22 = а33 = т, где т - масса мотор-вентилятора; а44 = 1х; а55 = 1у; а66 = , где 1хДуД2- моменты инерции мотор-

вентилятора относительно осей ОХ, ОУ и 02 .

Главные оси жесткости образуют систему координатных осей каждого £ -го приведенного упругого элемента (в рассматриваемом случае £ = 4). Обозначим координаты точек крепления и коэффициенты жесткости £ -го упругого элемента через Х3 ,

У3 ,23 и Сх£, Су£, Сш, ориентацию осей £ - ой системы зададим направляющими косинусами углов между главными осями жесткости амортизаторов и осями МВ. Элементы матрицы жесткости С выражаются через коэффициенты жесткости всех упругих элементов, образующих упругий подвес по уравнениям, приведенным в [3].

Матрица коэффициентов демпфирования В имеет структуру подобную матрице коэффициентов жесткости, а элементы матрицы определяются с использованием матриц А и С по приближенной формуле [4]:

В = Х ■ А + Х2 ■ С. (3)

Коэффициенты \ и Я2 в (3) вычисляются из системы 2-х линейных уравнений:

[ ь1 = \т1 + х с;

1Ь2 =Хт2 + Х2С2 ' где пара коэффициентов демпфирования Ь находится для каждой пары значений c и m из уравнения

Ь = 2у\/с ■ т, где у = 0,05 -0,3 - коэффициент демпфирования в реальных системах подвески.

Уравнения движения МВ и условия рационального монтажа упругого подвеса. Для принятой схемы приведения подвески МВ координаты точек крепления и углы ориентации 4-х упругих элементов (УЭ) представлены на рис.2. Обозначим продольную

жесткость упругих элементов С^ = С&, тогда поперечная жесткость упругих элементов будет С„ = Су, = ХС2, где Х = 0 + 1 - коэффициент отношения поперечной и продольной жесткости. Подставляя значения координат точек крепления, направляющие косинусы и значение жесткости упругих элементов в уравнения коэффициентов жесткости всех УЭ, образующих упругий подвес [3], и учитывая, что мотор-вентилятор симметричен относительно оси Х, т.е.

О"'

реальной системы упругого подвеса МВ (без учета демпфирования):

т х + с1 1 х + с5ву = 0 ;

т У + С22У + с24ах + с2вГ& = 0 ;

т & + с33 & + с35ву = 0;

+ с42У + с44ах + с4бП = 0 ;

•1уРу + с51Х + с53 & + с55ву = 0 ;

Лп + сб2У + сб4ах + сббУ& = 0 .

При конструировании системы амортизации должны быть выполнены условия, при которых общая грузоподъемность всех амортизаторов будет равна весу амортизированного объекта защиты (ОЗ), а координаты центра жесткости близки к координатам центра тяжести ОЗ (центр жесткости - это точка приведения всех упругих сил подвеса МВ) [3,5].

При выполнении условия Ь1 = Ь2 оси жесткости пересекутся в главном центре жесткости и уравнения движения МВ примут более простой вид: тх + с11 х + с15 Ру = 0;

ту + с22у + смах = 0 ;

т& + с33& = 0 ; (4)

•?хах + с 42 у + с44ах = 0;

Ру + с51х + с55 в = 0 ;

•1&У& + сбвУ& = 0 .

Уравнения (4) позволят в первом приближении по экспериментальным данным определить характеристики жесткости упругого подвеса (коробчатой формы) и приведенной жесткости упругих элементов модели.

= У

СЛ

Х1 ^ , — Яг=Х Х

Рис. 2. Опорная система подвеса мотор-вентилятора, положение и направление осей упругих элементов

а1 = а2 = а, получим систему уравнений движения

Уравнения преобразования измеренных с помощью датчиков значений колебаний МВ в колебания по обобщенным координатам. Запишем формулы определения колебаний в /'-ой точке по обобщенным координатам:

Х = Х + (ву,1 -7,*);

У = У + (7Л - ахг 1); (5)

2 = 2 + (а У1 -вух1), где Х{,у,2{ - значения колебаний в точке; Х,У, 2,ах, ву ,7, - значения колебаний по обобщенным координатам; х1, у1,,1- координаты крепления датчиков относительно центра масс МВ.

Для экспериментального определения по данным вибродатчиков шести собственных частот колебаний МВ по обобщенным координатам с использованием уравнений (5) получим

X = X3 -

( Z * _ Z * ^

2 В ^1В

х1В _ х2В

V Л1 Л1

7 Х1В _ 7

Z = 2 В 1 ^1Вл1

* х2 В

(х1В _ Х12 В)

а =

Y * х 2 г _ Y * Хи Y = 1ГЛ1 2 ГЛ1

" (х2Г _ х1Г ) Y + _ Y*.

в y =

7 * _ 7 * 2 В ^1В

„1В

,2В

Y =

Y * _ Y *

2 Г "МГ

2 Г

1Г

где УГ, У2Г , 21В, 22В , Х3, У4* - значения колебаний (смещения, виброскорости или ускорения) в направлении измерений датчиков; х1Г, х?Г, х1В, х?В , ^ , х4, - координаты датчиков 1г; 2г; 1в; 2в, 3, 4 в системе координат СХ1У121 , связанной с центром масс МВ.

На основе проведенных экспериментальных исследований определены частоты свободных колебаний подвески мотор-вентилятора №3: 35,2 Гц (2);10,9 Гц (У);11,7 Гц (X); 42,2 Гц (Ру);47,6 Гц (7); 10,2 Гц

(а). Частоты свободных колебаний позволили определить жесткость и расположение упругих элементов, моделирующих упругие свойства реальной коробчатой опоры МВ: С2 = 5,42 -106 Н/м ; Л = 0,1; а =1,23 м ; Ьср =0,36 м. Анализ частот свободных колебаний показывает также, что ряд из них (по координатам Х и У ) находится в опасной близости от оборотной частоты мотор-компрессора (12,5 Гц), что может привести к значительному увеличению резонансных колебаний.

Уравнения и исходные данные для моделирования силового и кинематического возмущения

На мотор-вентилятор в условиях эксплуатации воздействуют как силовые, так и кинематические возмущения. Силовое возмущение формируется за счет гироскопических и центробежных сил вращающегося ротора, инерциальных сил, передаваемых на МВ от движущегося основания (линейные, ударные и вибрационные ускорения), электромагнитных сил электро-

привода. Силовое возмущение является также следствием большинства развивающихся дефектов механической, электрической или аэродинамической природы, что приводит к увеличению вибрации МВ в различных областях спектрального диапазона. В частности, неуравновешенные центробежные силы вызывают статический, моментный или динамический дисбаланс вращающихся масс ротора. Кинематическое возмущение передается на МВ через основание от рядом стоящего вибрирующего оборудования.

а) Уравнения и исходные данные для моделирования кинематического возмущения. Кинематическое возмущение учитывается уравнением (2), в котором q0 (х0;y0; z0; 0; 0; 0), q0 (х0;y0; z0; 0; 0; 0) - векторы вибросмещения и виброскорости основания. Кинематическое возмущение на МВ от работающего мотор-компрессора экспериментально определено датчиками 5 на схеме измерения вибрации МВ-3 (рис. 1) и задается, в основном, по координатам линейного перемещения в виде гармонического ряда:

z0 = z01 sin p1t + z03 sin p3t; z0 = z01 sin p1t + z03 sin p3t;

У0 = У01sin p1t+У03sin p3t;

y0 = y01 sin p1t + y03sin p3t;

z01 = z01 p1 ; z03 = z03 p3 ; y01 = y01 p1 ; y03 = y03 p3 ; p3 = 3 A .

z01 =7 мкм; z03 =1,6 мкм; y01 = 7 мкм; y03 =1 мкм; px = 2nf; /1 = 12,5 Гц.

б) Уравнения для моделирования силового возмущения. Действие гироскопического момента вращающегося ротора МВ. При угловых колебаниях вращающегося ротора с кинетическим моментом Jxa вокруг осей y1 и z1 с угловыми скоростями ву и yz на твердое тело передается гироскопический момент (рис. 3):

МГГ= J*®YZ; Mrp=_JxaPy, где Jx = 7,34 кгм2 - момент инерции ротора вокруг nn

продольной оси; с = —— угловая скорость вращения ротора; n = 1460 об / мин - скорость вращения ротора МВ с учетом скольжения; ву, Yz - угловые скорости вращения МВ вокруг осей y1 и z1 соответственно.

в) Действие дефектов: статический, моментный или динамический дисбаланс. Действие дисбаланса моделируется двумя силами р и P2, лежащими в плоскостях, перпендикулярных к оси ротора, приложенными к торцам якоря электродвигателя

на расстоянии e =0,054 м и ^2 =0,23 м (рис. 4). Эти

силы создают главный вектор и главный момент центробежных сил инерции:

rК + R; м=М+М.

3

z

4

Z

Рис.3. Направление действия проекций гироскопического момента от вращающегося ротора

Рис.4. Схема действия сил, создающих дисбаланс ротора

С помощью этой схемы расположения сил можно моделировать любой из трех разновидностей дисбалансов:

а) статический при My = Mz = 0 (a1 = a2;

P = p2; е = );

б) моментный при Ry = Rz = 0 (a = 1800; a2 = 00;p = P2; e1 = e2);

в) динамический - во всех остальных случаях. Здесь p = mpa2exc; P2 = P1 s; s = 0 -И.

Структура программы расчета динамических характеристик мотор-вентиляторов <Шт_ТТ»

Программа расчета динамических характеристик мотор-вентиляторов разработана в системе MATLAB 7.01 и позволяет моделировать воздействие на мотор-вентилятор кинематического и силового возмущения с вычислением СКЗ виброускорения в 2-х точках МВ. Полученные в результате моделирования значения виброскорости записываются в формате Excel для последующей обработки другими программными средствами.

Программа реализована с помощью 8 функций:

- Функция «KOEF» для расчета коэффициентов Xv и для нахождения матрицы демпфирования

упругого подвеса B.

- Функция «INERST» для вычисления матрицы инерционных коэффициентов A.

- Стандартная библиотечная функция MATLAB «ode45» для решения обыкновенного дифференциального уравнения движения твердого тела на упругом подвесе методом Рунге-Кутты 4-го и 5-го порядка.

- Функция «FCT» вычисления правой части дифференциального уравнения движения твердого тела на упругом подвесе с введением возмущающих сил.

Рис 5. Блок-схема алгоритма программы расчета динамических характеристик МВ «йт_ТТ»

| Zoom J | Fyi | [ OFF |

X: 12 Y: 0.0 эт-1--------- _______________ I I _______________L______________J_______________ I x 125 h" I I ; !

02079 i .............I.............I...........

...............I..............I...............

Г T 1 .............j.............j...........

! !

---------------I--------------1--------------- I - ............. ! : .............I. ............. ] ] .............i............i........... .............j.............j...........

..... ...............!..............I............... \

! ; \ : :

и ! ! и ............. ..............I..............I...........

HV : : Э

.... : !............... i i i V, --— ] : i i

a)

б)

Рис.6 Спектры вибросмещения по координате У при кинематическом возмущении:

а - модель, б - эксперимент

- Функция «KGMT» для вычисления матрицы жесткости упругого подвеса С.

- Функция «DEMP» для расчета матрицы демпфирования упругого подвеса B.

- Функция «SKZ» для определения СКЗ виброускорения в 2-х точках МВ и его суммы.

- Стандартная библиотечная функция MATLAB «xlswrite» для записи полученных при моделировании значений виброскорости в файл в формате «Excel» для последующей обработки другими программными средствами.

Блок-схема алгоритма программы расчета динамических характеристик мотор-вентиляторов «Din_TT» представлена на рис. 5.

Моделирование свободных колебаний. В результате проведенного моделирования получены следующие значения собственных частот МВ по обобщенным координатам: 35,4 Гц (Z); 11 Гц (Y); 11 Гц (X);

42,7 Гц (ву); 47,6 Гц (yz ) 11,3 Гц (ax ). Сравнивая

эти данные с приведенными выше, можно сделать вывод, что собственные частоты по обобщенным координатам, полученные при экспериментальных исследованиях и моделировании, очень близки. Следовательно, используемая математическая модель мотор-вентилятора корректна.

Моделирование вынужденных колебаний при кинематическом возмущении. Результаты моделирования вынужденных колебаний при приведенных выше параметрах кинематического возмущения довольно близко совпадают с экспериментальными данными, как по частотам, так и по амплитудам. На рис. 6 приведен спектр выбросмещения по обобщенной координате y при кинематическом возмущении модели (а) и полученный экспериментально при исследовании вынужденных колебаний в случае работы только мотор-компрессора (б). Учитывая, что мотор-компрессор в электровозе работает периодически, резонансные колебаний МВ в направлении координаты y достигают высоких значений, превышающих амплитуду колебаний при дисбалансе.

Моделирование вынужденных колебаний при силовом возмущении. При моделировании вынужденных колебаний рассматривались случаи возникновения в МВ дисбаланса различной природы (статического, моментного, динамического). Результаты моделирования хорошо совпадают с экспериментальными данными и позволяют изучать амплитудные и фазовые характеристики МВ при возникновении наиболее распространенного дефекта МВ - дисбаланса.

Большой интерес представляют исследования совместного воздействия кинематического и силового (дисбаланс) возмущения. Дело в том, что вторая гармоника оборотной частоты мотор-компрессора (25 Гц) очень близка к оборотной частоте мотор-вентилятора (24,6 Гц), что может привести к увеличению результирующих колебаний. В случае близости частоты свободных колебаний одного из четырех МВ секции электровоза к этим частотам, могут возникнуть значительные резонансные колебаний по одной из обобщенных координат.

Заключение

В целях уменьшения количества отказов мотор-вентиляторов электровозов нового поколения ЭП-1 и «Ермак» по причине повышенной вибрации, на основе данных проведенных экспериментальных исследований были разработаны математическая модель и программа расчета динамических характеристик подвески мотор-вентиляторов для моделирования воздействия на них силовых и кинематических возмущений, возникающих в процессе их эксплуатации. Программное обеспечение позволяет моделировать одиночное или комплексное воздействие различных дефектов на вибрационные характеристики МВ.

Дальнейшее совершенствование математической модели, учет нелинейного характера упругой реакции реальной опоры, действия других дефектов механической и электрической природы, передачи инерционных сил от движущегося основания позволят оптимизировать упруго-диссипативные характеристики подвески МВ, что в конечном итоге приведет к повышению их надежности и снижению виброактивности.

Библиографический список

1. Романовский А.И. Исследование повышенной вибрации вспомогательных машин электровозов // Материалы 2-ой междунар. научно-техн. конф. «Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов», Белорусско-Российский университет. Могилев, 2006. С. 274277.

2. Сергиенко П.Е. Причины низкой надежности подшипников двигателей НВА-55 // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения (ВЭЛНИИ). Новочеркасск, 2007. №

2(54). С. 205 - 210.

3. Вибрации в технике: справочник. В 6 т. Т. 1. Колебания линейных систем / Ред. совет: В.Н. Челомей; под ред. В.В. Болотина. М.: Машиностроение, 1978. - 352 с.

4. Бате К., Вильсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов; пер. с англ. / под ред. А.Ф. Смирнова. М.: Стройиздат, 1982. 448 с.

5. Ганиев Р.Ф., Кононенко В.О. Колебания твердых тел. М.: Наука, 1976. 420 с.

УДК 629.424.1

РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ТЕПЛОВОЗА ПО ПОЗИЦИЯМ КОНТРОЛЛЕРА МАШИНИСТА

В.А.Михеев1

Омский государственный университет путей сообщения, 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35.

Рассмотрен аналитический подход для расчета времени эксплуатационной работы дизель-генераторной установки тепловоза по позициям контроллера машиниста в ожидаемых условиях эксплуатации на заданном участке обращения. Приведены результаты модельных расчетов для принятого участка обращения. Ил. 2. Табл. 1. Библиогр. 6 назв.

Ключевые слова: эксплуатационные характеристики и параметры подвижного состава; тяговые расчеты.

CALCULATION OF THE OPERATION TIME OF DIESEL-GENERATOR INSTALLATION OF A DIESEL LOCOMOTIVE BY THE POSITIONS OF AN ENGINE DRIVER'S CONTROLLER V.A. Mikheev

Omsk State University of Railway Engineering, 35 Max Av., Omsk, 644046.

The author examines an analytical approach to calculate the operation time of diesel-generator installation of a diesel locomotive by the positions of an engine driver's controller in the expected operating conditions on the given section of circulation. The results of model calculations for the adopted section of circulation are presented. 2 figures. 1 table. 6 sources.

Key words: operating characteristics and parameters of rolling stock; traction calculations.

Расчет времени эксплуатационной работы дизель-генераторной установки тепловоза по позициям контроллера машиниста в ожидаемых условиях эксплуатации дает возможность оценить ее топливную экономичность и экологические характеристики для заданного участка обращения. В основу расчета положен аналитический подход [1, 2], предусматривающий, с одной стороны, выполнение тяговых расчетов, с другой - использование результатов экспериментальных исследований режимов работы тепловозов и их энергетических установок в эксплуатации. При этом учитываются индивидуальные технико-экономические характеристики тепловозов и их дизель-генераторных установок, структура поезда и нагрузка на ось вагона, тип и профиль пути, установленные скорости движения и условия пропуска поездов на участке обращения, нормативные параметры эксплуатации подвижного состава, метеорологические условия.

Распределение времени работы дизель-

генераторной установки по позициям контроллера машиниста зависит от продолжительности использования тепловоза на каждом из эксплуатационных режимов за время поездки:

/ = + ( ,

п ое есп 1

где /0е - время работы тепловоза в режиме тяги и выбега при движении поезда по участку с постоянной скоростью; - вспомогательное время работы тепловоза, затраченное на режим простоя, на разгоны и замедления поезда, на переходные процессы.

Время работы тепловоза в режиме тяги и выбега при движении поезда по участку обращения найдем по выражению

Ппк Ппк

/0е = ^ /де1 = ^ ^ /деу ,

1=0 1=0 у

где - время работы тепловоза на /-ой позиции контроллера машиниста; = SjJVj - время движения

1Михеев Владислав Александрович, инженер-программист, преподаватель кафедры локомотивов, тел.: (3812) 312617, email: Micheev_V_A@mail.ru

Mikheev Vladislav Aleksandrovich, programming engineer, lecturer of the chair of Locomotives, tel.: (3812) 312617, e-mail: Mi-cheev_V_A@mail.ru