CC BY
65
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство», ТашИИТ.
Тел.: (81099871) 299-03-94.
Е-шаП: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Аблялимов, О. С. Анализ эксплуатации тепловозов 3ТЭ10М на холмисто-горном участке железной дороги [Текст] / О. С. Аблялимов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. -2016. - № 3 (27). - С. 2 - 9.
Cand. Tech. Sci., Associate Professor of the department «Lokomotives and locomotive economy», ToshTYMI.
Phone: (81099871) 299-03-94.
Е-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Ablyalimov O. S. Analysis of an exploitation of 3ТЕ10М diesel locomotive on a hilly-mountainous direction of railway. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 27, no. 3, pp. 2 - 9. (In Russian).
УДК621.331
Алтангэрэл Энх-Амгалан
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ УЛАН-БАТОРСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ С УЧЕТОМ МИРОВОГО ОПЫТА
Аннотация. Рассмотрен опыт электрификации железных дорог различных стран мира. Показатели работы действующих электрифицированных железных дорог и выполненные расчеты свидетельствуют о том, что применение электрической тяги имеет высокую эффективность и позволяет улучшить эксплуатационные показатели Улан-Баторской железной дороги.
Ключевые слова: железная дорога, электрификация, тяга, электровоз.
Altangerel Enkh-Amgalan
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
Abstract. The experience of the electrification of railways around the world. Performance of existing electric railways, and also performed calculations show that the use of electric traction has high efficiency and can improve the operational performance of the Ulaanbaatar Railway.
Keywords: railway electrification, traction, locomotive.
Железные дороги Монголии являются ведущим видом транспорта в стране. Они играют решающую роль в выполнении перевозок важнейших грузов, топлива, промышленного сырья, готовой продукции. Бесперебойное функционирование железнодорожного транспорта служит гарантией возможности развития экономики страны, ее промышленности и сельского хозяйства.
Общая протяженность железных дорог Монголии составляет 1815 км. Крупнейшей железнодорожной линией Монголии является Трансмонгольская магистраль Сухэ - Батор -Улан-Батор - Замын-Ууд протяженностью 1111 км [1].
В настоящее время в Монголии применяется тепловозная тяга. В грузовом и пассажирском движении работают тепловозы российского производства, при этом для вождения грузовых поездов используются тепловозы серии 2ТЭ 116(УМ), а вождение пассажирских поездов осуществляется тепловозами серии 2М62, 2ZAGAL (модернизированные 2М62).
Эффективность тяги поездов во многом определяется расходом топливно-энергетических ресурсов. Тепловозы потребляют большое количество дорогостоящего дизельного топлива, приобретаемого за рубежом. Это значительно увеличивает стоимость перевозок на железной дороге. Опыт других стран, прежде всего России, показывает, что стоимость перевозок существенно снижается при электрической тяге. Электрификация железных
дорог позволяет повысить массу и скорость движения поездов, пропускную и провозную способность железных дорог, уменьшить эксплуатационные расходы.
Во всем мире общая протяженность железных дорог к началу ХХ1 в. приблизилась к 1 млн км, из них 25 % электрифицировано, а 75 % работает на тепловозной тяге. Мировой обьем перевозок между этими видами тяги распределяется примерно одинаково - по 50 %. Следовательно, при меньшей протяженности электрифицированных железных дорог средняя грузонапряженность на них в три раза выше, чем на линиях с тепловозной тягой.
В Европе (без стран СНГ) протяженность сети электрифицированных железных дорог составляет 47 % общей протяженности сети с обьемом перевозок примерно 70 %, т. е. грузонапряженность электрифицированных линий более чем в два раза превышает грузонапряженность линий, обслуживаемых тепловозами при мировом соотношении три раза. Электрификация железных дорог Европы дает возможность реализовать высокие скорости, большие ускорения и, конечно, более благоприятна в отношений экологического воздействия железных дорог на окружающую среду.
На электрифицированных железных дорогах основные эксплуатационные показатели, определяющие эффективность перевозочного процесса (средний вес грузового поезда, средняя участковая скорость, среднесуточный пробег локомотива), на 20 - 30 % выше, чем на линиях с тепловозной тягой; интегральный экономический показатель (себестоимость перевозок) на электрифированных участках на разных дорогах в 1,5 - 2,5 раза ниже, чем при тепловозной тяге. Электрическая тяга имеет более высокую энергетическую эффективность по экономии топливно-энергетических ресурсов; удельный расход условного топлива на измеритель ниже в 1,6 - 2,0 раза.
Железные дороги России имеют протяженность примерно 85 тыс. км, из них 42 тыс. км электрифицированных железных дорог, в том числе 18 тыс. км на постоянном токе с напряжением в контактной сети 3 кВ и 24 тыс. км на однофазном переменном токе промышленной частоты 50 Гц с напряжением в контактной сети 25 кВ. Следовательно, доля электрифицированных железных дорог в России составляет около 50 %, а выполняют они 85 % объема перевозок. Опыт российских железных дорог показывает, что себестоимось перевозок при электрической тяге в 1,5 - 3,0 раза ниже, чем при тепловозной.
Особый интерес представляет опыт электрификации железных дорог ЮжноАфриканской Республики (ЮАР), занимающей третье место в мире по абсолютной протяженности электрифицированных линий. Имея потребность в больших объемах угольно-рудных грузоперевозок, ЮАР начала электрификацию железных дорог в 1926 г. и довела их протяженность к настоящему времени до 84 % сети (92,7 % общего объема перевозок). На железных дорогах ЮАР применены три системы электротяги: 25 кВ, 50 Гц переменного тока (3,9 тыс. км), 3 кВ постоянного тока (12 тыс. км) и 50 кВ, 50 Гц переменного тока (955 км).
Последняя система пока единственная в мире на линиях такой протяженности: она обеспечивает угольные перевозки по замкнутому маршруту Сайшен - Салфанъя от угольного и рудного месторождений до побережья океана.
Интересен опыт применения в ЮАР частичной электрификации железнодорожных линий с преимущественно тепловозной тягой на основе комбинированных локомотивов -«тепловоз - электровоз». На участках, где используются такие локомотивы, контактной сетью оборудованы только затяжные подъемы, лимитирующие пропускную способность; на них «электровозная» часть локомотива (25% мощности) подключается к «тепловозной», что позволяет преодолеть подъем без снижения скорости.
Приоритетность электрификации железных дорог ЮАР обусловлена низкой себестоимостью перевозок благодаря дешевой электроэнергии. В 2000 г. стоимость электроэнергии здесь была минимальной в мире вследствие низкой себестоимости первичного энергоносителя - угля (открытая разработка, большие запасы) [2].
Кстати, в Монголии имеется много угольных и рудных месторождений с большими запасами и каждый год возрастает объем перевозок на железнодорожном транспорте. Электроэнергия, вырабатываемая электростанциями, достаточно дешевая (таблица 1).
Однако электрификация железных дорог связана с необходимостью создания мощной инфраструктуры - системы тягового электроснабжения (внешнее электроснабжение, тяговые подстанции, контактная сеть, линейные предприятия обслуживания и ремонта устройств электроснабжения). Для Улан-Баторской железной дороги по расчетам в ценах 2013 г. капиталовложения на 1 км однопутной электрифицируемой линий составляют около 450 тыс. долларов.
Преимущества электрической тяги по сравнению с тепловозной тягой следующие:
- большая достигаемая мощность одной секции локомотива - электровозы 4475 -7350 кВт (6000 - 10000 л. с.), тепловозы 2940 - 4475 кВт (4000 - 6000 л. с.);
- возможность кратковременной перегрузки локомотива на 10 - 40 %;
- более низкие затраты на техническое обслуживание и ремонт;
- меньший расход запасных частей;
- более благоприятное экологическое воздействие - ниже уровень шума, отсутствие загрязнения окружающей среды;
- меньшая потребность железных дорог в жидком углеводородном топливе и смазке;
- меньший парк локомотивов вследствие их большей производительности и как результат - уменьшение числа локомотивных бригад, сокращение количества ремонтируемого оборудования и обслуживающего персонала.
К недостаткам электрификации американские специалисты относят следующее:
- необходимость больших капиталовложений в инфраструктуру;
- необходимость существенного изменения системы сигнализации при внедрении электротяги;
- возможные значительные затраты на реконструкцию тоннелей и мостов для соблюдения необходимого габарита;
- необходимость переучивания обслуживающего персонала;
- исключение возможности перевозки контейнеров в два яруса.
За последние годы (с 2008 по 2014 г.) стоимость дизельного топлива в Монголии постоянно увеличилась с темпом 60 % в год, это показано в таблице 1 и на рисунке 1 [3].
Таблица 1 - Средняя стоимость дизельного топлива и электрической энергии
Средняя стоимость дизельного топлива ст и электрической энергии сэ, тугрики, по годам
Год 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
ст, тугрик/1 кг 960 1120 1270 1270 1480 1480 1620 1790
сэ, тугрик/ 1 кВт-ч 87,78 87,78 87,78 96,8 96,8 н/д н/д 141,35
На Улан-Баторской железной дороге средняя стоимость дизельного топлива возросла на 186,45 % (с 960 до 1790 тугриков за 1 т), а электрической энергии - на 61 % (с 87,781 до 141,35 тугрика за 1 кВт-ч).
В настоящее время на Улан-Баторской железной дороге, как отмечалось выше, применяется тепловозная тяга, основные показатели объема транспортной работы приведены в таблице 2. Ретроспективный анализ показателей работы Улан-Баторской железной дороги свидетельствует о том, что объем транспортной работы ежегодно возрастает (рисунок 2).
Поскольку средняя масса поезда увеличивается, а среднесуточный пробег локомотива находится примерно на одном уровне, то среднесуточная производительность локомотива также возрастает. Из-за ежегодного возрастания средней стоимости дизельного топлива (см. рисунок 1) увеличиваются эксплуатационные расходы.
На юге Монголии в пустыне Гоби в Южно-Гобийском аймаке расположено каменноугольное месторождение Таван-Толгой. Это одно из крупнейших в мире по размерам запасов месторождений угля (6,5 млрд т угля, около 40 % из которых - высококалорийный коксующийся уголь). Монголия не имеет выхода к морю, а потому единственной возможностью транспортировки добываемого на месторождении угля являются железные дороги [4]. Это
одна из наиболее реальных систем, которые могут быть использованы при создании в перспективе супермощных электрифицированных магистралей для грузонапряженных железнодорожных транспортных коридоров в Монголии (рисунок 3).
Рисунок 1 - Средняя стоимость 1 кг дизельного топлива по годам
Таблица 2 - Обьем транспортной работы на Улан-Баторской железной дороги по видам перевозок за 2013 - 2014 гг. (тыс. т)
Вид перевозок 2013 /факт/ 2014 /план/ 2014 /факт/ Исполнение плана 2014 г., % Сравнение 2014/2013 гг., %
Поступление 2484,12 3565,30 2288,73 64,2 92,1
Сдача 6069,45 6931,00 6191,13 89,3 102,0
Внутренний 10725,13 8478,70 10573,57 124,7 98,6
Транзит: 1756,77 2525,00 2065,15 81,8 117,6
Китай-Россия 226,31 280,00 329,34 117,6 145,5
Россия-Китай 1530,46 2245,00 1735,81 77,3 113,4
Итого 21035,47 21500,00 21118,59 98,2 100,4
Максимальная масса состава вагонов определяется по различным условиям, прежде всего по условиям движения с установившейся скоростью на расчетном подъеме и по условиям трогания и разгона. Во всех случаях расчет максимальной массы состава вагонов производится с учетом основных положений теории тяги поездов и рекомендаций [5 - 7].
Согласно рекомендациям [5 - 7] максимальная масса состава вагонов по условию движения поезда с установившейся скоростью в режиме тяги, т,
^ -103 - Ш2Ы + ¡)
кр до \ ол / х - ч =-----. (1)
& Ко + 0
где ^кр - касательная сила тяги локомотива;
тл, тс — массы локомотива и состава вагонов; & — ускорение свободного падения;
^ол, мос — удельное основное сопротивление движению локомотива и состава вагонов; г — крутизна подъема.
25000
тыс т
2
15000
10000
5000
Рисунок 2 - Объем транспортной работы на Улан-Баторской железной дороге
18,5
20,4
21,
21,1
19,2
34,6
т н в п п 11
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2020 г. 2020 г. 0220 г.
(1-й вар) (2-й вар) (3-й вар)
Рисунок 3 - Перспективы объемов перевозок на Улан-Баторской железной дороге, млн т Удельное основное сопротивление движению локомотива под током, Н/кН,
WоЛ= м>0' = 1,9 + 0,01 V + 0,0003 V2.
(2)
Удельное основное сопротивление движению 4-осных грузовых вагонов на роликовых подшипниках, Н/кН,
Мос= ^о"=0,7+(3+0Д V+0,0025 V2)/mв
где тво— масса на ось вагона, т.
Количество вагонов состава поезда определяется по выражению
Пв = тс /(4даво). (4)
Исходные данные и результаты расчета максимальной массы поезда, ведомого электровозом 2ЭС5К и тепловозом 2ТЭ116 с установившейся расчетной скоростью и силой тяги на расчетном подъеме, приведены в таблице 3. Расчет максимальной массы поезда выполнен для одного из лимитирующих подъемов крутизной 16 %о, имеющихся на Улан-Баторской железной дороге, на таких подъемах требуется подталкивание тяжелых поездов массой
3000 т и выше.
Таблица 3 - Исходные данные и результаты расчета максимальной массы поезда
Тип и серия локомотива Электровоз 2ЭС5К Тепловоз 2ТЭ116
Масса локомотива тл, т Расчетная скорость Ур, км/ч Расчетная сила тяги локомотива ^кр, кН Вагоны Масса на ось вагона тво, т Путь Крутизна расчетного подъема /, % Удельное основное сопротивление движению локомотива под током , Н/кН Удельное основное сопротивление движению грузовых вагонов Н/кН Масса поезда тс, т 192 43,5 502,3 Грузовые 4-осные Зв 2,88 1,16 2772 276 24,2 496,4 на подшипниках качения 17,5 ¡еньевой 16 2,32 1,09 2665
Результаты расчета показывают, что при движении с расчетной скоростью и силой тяги на лимитирующем подъеме крутизной 16 % максимальная масса поезда для одного электровоза 2ЭС5К составляет 2772 т против 2665 т для одного тепловоза 2ТЭ116, т. е. на 107 т больше, хотя скорость электровоза 43,5 км/ч почти в два раза больше, чем скорость тепловоза 24,2 км/ч.
Оценим энергетическую эффективность применения электрической тяги на участке пути 1 км с подъемом крутизной 16 %.
1) Для электровоза 2ЭС5К время прохождения 1 км пути с расчетной скоростью 43,5 км/ч
Т = Ь/У; (5)
Т = 1-60/43,5 = 1,37 мин.
Удельный расход электроэнергии электровоза 2ЭС5К при движении с расчетной скоростью 43,5 км/ч и силой тяги 502,3 кН согласно рекомендациям [7] аэ = 123,4 кВт-ч/мин.
Тогда полный расход электроэнергии на тягу поезда массой 2772 т на участке пути 1 км с подъемом крутизной 16 %
Аэ = аэТ; (6)
Аэ = 123,4-1,37 = 169,0 кВт-ч.
Стоимость израсходованной электроэнергии при ее тарифе на Улан-Баторской железной дороге сэ = 141,35:30 = 4,2р./кВт-ч [8]
Цэ = сэАэ; (7)
Цэ = 4,2-169,0 = 796,3 р.
2) Для тепловоза 2ТЭ116 время прохождения 1 км пути с расчетной скоростью 24,2 км/ч
Т = -•60/24,2 = 2,48 мин.
Удельный расход дизельного топлива тепловоза 2ТЭ116 при движении с расчетной скоростью 24,2 км/ч и силой тяги 496,4 кН согласно выводам [7] ат = 8,0 кг/мин.
Тогда полный расход дизельного топлива на тягу поезда массой 2665 т на участке пути 1 км с подъемом крутизной 16 %о
Ат = 8-2,48 = 19,84 кг.
Стоимость израсходованного дизельного топлива при его тарифе на Улан-Баторской железной дороге ст = 1790/30 = 59,7 р./кг [8]
Цт = стАт; (8)
Цт = 59,7-19,84 = 1183,8 р.
По результатам расчетов видно, что на 1 км пути лимитирующего подъема крутизной 16 % затраты на топливно-энергетические ресурсы при электрической тяге примерно в 2 раза меньше, чем при тепловозной тяге. На участках с легким профилем пути, т. е. с подъемами меньшей крутизны, энергозатраты при электрической тяге будут еще меньше по сравнению с тепловозной тягой, поскольку при малых нагрузках и на холостом ходу расход электроэнергии электровозов существенно снижается, а расход дизельного топлива тепловозов практически не уменьшается.
На основании изложенного выше можно сделать выводы.
1. Расчеты показывают, что благодаря применению электрической тяги на Улан-Баторской железной дороге финансовые затраты на топливно-энергетические ресурсы сокращаются более чем в два раза.
2. За счет большей массы и скорости движения поездов эффективность применения электрической тяги на Улан-Баторской железной дороге будет еще больше.
3. Энергетическая эффективность применения электрической тяги на Улан-Баторской железной дороге получается высокой, срок окупаемости ее будет непродолжительным.
Обобщая результаты анализа мировых тенденций в развитии электрификации железных дорог и оценивая перспективы электрификации в России, можно сделать следующие выводы.
1. В промышленно развитых странах мира, имеющих устойчивую потребность в грузо- и пассажироперевозках, преимущественно применяется электрическая тяга; грузонапряженность электрифицированных линии в 2 - 4 раза превышает грузонапряженность тепловозных ходов.
2. Электрификация железных дорог позволяет на 20 - 30 % поднять нормы массы и скорости движения поездов, пробег локомотивов, на 20 - 30 % снизить потребность в локомотивах и локомотивных бригадах, уменьшить в 1,4 - 1,5 раза удельный расход условного топлива на измеритель перевозочной работы и в 2 - 3 раза ремонтно-эксплуатационные расходы на содержание локомотивов. Совокупность этих факторов обеспечивает в 1,5 - 2 раза меньшую себестоимость перевозок на электрической тяге, чем при тепловозной тяге. Существенно преимущество электрической тяги в снятии проблем загрянения окружающей среды, что происходит при тепловозной тяге.
3. Оптимальным, по мнению международных экспертов, для стран с развитой железнодорожной инфраструктурой, к которым относится и Россия, является электрификация 50 -60 % общей протяженности железнодорожной сети страны с возложением на электрифицированные линии 80 - 90 % общего объема перевозки грузов.
4. В большинстве стран отводится определенная роль и тепловозной тяге; это - транспортное обеспечение слабо загруженных и малодеятельных линии, участков, используемых для жизнеобеспечения населения слаборазвитых регионов, участков, на которых отсутствует внешнее электроснабжение.
5. При электрификации Улан-Баторской железной дороги повышаются масса и скорость движения поездов, увеличиваются пропускная и провозная способность железной дороги, сокращаются энергозатраты на тягу поездов.
Список литературы
1. Улан-Баторская железная дорога [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.legendtour.ru/rus/mongolia/informations/ubzd.shtml
2. Котельнико, А. В. Электрификация железных дорог. Мировые тенденции и перспективы [Текст] / А. В. Котельнико. - М.: Интекст, 2002. - 104 с.
3. Шунхлай [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://shunkhlai.mn/
4. Монголия: каменноугольное месторождение Таван-Толгой [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://iv-g.livejournal.com/499663.html
5. Осипов, С. И. Теория электрической тяги [Текст] / С. И. Осипов, С. С. Осипов, В. П. Феоктистов. - М.: Маршрут, 2006. - 434 с.
6. Бакланов, А. А. Теория электрической тяги. Тяговые расчеты: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию [Текст] / А. А. Бакланов / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 1999. - 39 с.
7. Правила тяговых расчетов для поездной работы [Текст] / П. Т. Гребенюк, А. Н. Долга-нов и др. - М.: Транспорт, 1985. - 287 с.
8. Монголбанк [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.mongolbank.mn/
References
1. Ulan Bator Railway. Website: http://www.legendtour.ru/rus/mongolia/informations/ ubzd.shtml
2. Kotelnikov A. V. Elektrifikaciy jeleznih dorog. Mirovie tendentsi i perspektivi (Electrification of the railways. Global trends and prospects). Moscow: Intext, 2002, 104 p.
3. Shunhlay. Website: http://shunkhlai.mn/
4. Mongolia coal deposit Tavan Tolgoi. Website: http://iv-g.livejournal.com/499663.html
5. Osipov S. I., Osipov S. S., Feoktistov V. P. Teoriya elektricheskoi tyagi (Theory of electric traction). Moscow: Marshrut, 2006, 434 p.
6. Baklanov A. A. Teoriya elektricheskoi tyagi. Tyagovie raschyoti. Metodicheskiye ukazaniya po kursovomu i diplomnomu proektirovaniyu (Theory of electric traction. Traction calculations: Methodological guidelines for course and degree designing). Omsk, 1999, 39 p.
7. Grebenyuk P. T., Dolganov A. N., Nekrasov O. A., Lisitsyn A. L., Stromsky P. P., Bo-rovikov A. P., Chukova T. S. Pravila tyagovih raschetov dlya poezdnoi raboty (Rules of traction calculations for train operation). Moscow, 1985, 287 p.
8. Mongolbank. Website: https://www.mongolbank.mn/
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
Алтангэрэл Энх-Амгалан
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог», ОмГУПС.
Тел.: (+976) 99192520.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Энх-Амгалан Алтангэрэл. Обоснование электрификации Улан-Баторской железной дороги с учетом
16 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 3(27) ЦД<| g =
■ 2016
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Altangerel Enkh-Amgalan
Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russion Federation. Post-graduate student of the department «Rolling stock ofelectric railways», OSTU. Phone: (+976) 99192520. E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Enkh-Amgalan Altangerel Possibility of electrification ulaanbaatar railway with the world experience. Jour-
мирового опыта [Текст] / Алтангэрэл Энх-Амгалан // nal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 27, no. 3, Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообще- pp. 9 - 17. (In Russian). ния. - Омск. - 2016. - № 3 (27). - С. 9 - 17.
УДК 626.424.1
Д. Я. Антипин1, Д. А. Бондаренко1, О. В. Измеров2, М. А. Маслов1
1Брянский государственный технический университет (БГТУ), 2администрация губернатора Брянской области и правительства Брянской области, г. Брянск, Российская Федерация
КЛАССИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В ТЯГОВОМ ПРИВОДЕ ЛОКОМОТИВА
Аннотация. Проведен анализ причин низкой эффективности накопленных знаний о динамике тягового привода локомотива. Установлено, что использование научной информации затруднено из-за ее противоречивости и недостаточной систематизированности. Предложена классификация динамических явлений в тяговом приводе локомотива, облегчающая поиск новых технических решений. Классификация использована при создании новой конструкции резинокордной муфты, защищенной патентом.
Ключевые слова: тяговый привод, динамические явления, резинокордная муфта, тепловоз.
Dmitry Y. Antipin1, Denis A. Bondarenko1, Oleg V. Izmerov2, Maksim A. Maslov1
1Bryansk State Technical University (BSTU),
2Governor of the Bryansk regional administration and the Government of the Bryansk region, Bryansk, Russia
CLASSIFICATION OF DYNAMIC PHENOMENA IN THE TRACTION DRIVE
LOCOMOTIVE
Abstract. The analysis of the causes of low efficiency of existing knowledge about the dynamics of the locomotive traction drive. It was found that the use of scientific information is difficult because of its inconsistency and lack of sys-tematization. The classification of dynamic phenomena in the locomotive traction drive to facilitate the search for new technical solutions. Classification is used to create a new design rubber-cord coupling protected by a patent.
Keywords: traction drive, dynamic phenomena, rubber-clutch locomotive.
Как показывает практика, наличие большого объема информации о динамике тяговых приводов, накопленной за несколько десятилетий исследований и доступной разработчикам, само по себе не гарантирует появления внезапных отказов привода в эксплуатации или других проблем, вызванных динамическими явлениями. Так, в тяговых приводах, созданных в последние 10 лет, обнаруживались такие проблемы, как повреждение шарниров подвесок тяговых электродвигателей (ТЭД), обрывы подвесок, ослабление болтов крепления ТЭД к раме тележки, срез болтов фланцевого соединения ТЭД и тяговой передачи, разрывы компенсирующих муфт. В связи с этим целесообразно проанализировать причины низкой эффективности накопленных знаний о динамике тягового привода.
Проведенный авторами анализ работ по развитию теории динамики тягового привода позволил выявить три основных направления исследовательской деятельности: теоретический анализ, экспериментальные исследования и моделирование. Вследствие того, что большая часть работ посвящена решению конкретных проблем, поиск требуемых данных затруднен вследствие того, что они распределены по значительному числу источников (публикации, отчеты о результатах испытаний). Интерпретация данных также затруднена как из-за того, что приводимые в отчетах и публикациях результаты исследований приводят к противоречивым выводам, так и вследствие различий в динамических явлениях в прототипе и проектируемом приводе, что в свою очередь является следствием многокомпонентности процесса и изменения вида процесса при изменении режимов движения. Так, на рисунке 1 пред-
