CC BY
26
4. Kuz'mich V. D., Rudnev V. S., Frenkel' S. Ia. Teoriia lokomotivnoi tiagi (Locomotive traction theory). Moscow: Marshrut, 2005, 448 p.
5. Ablialimov O. S., Ushakov E. S. Osnovy upravleniia lokomotivov (Basics locomotives Management). Tashkent: Davr, 2012, 392 p.
6. Ablialimov O. S. Research UzTE16M3 locomotives operating on hilly and mountainous area of «Uzbekiston Temir Yullari» [Issledovanie ekspluatatsii teplovozov UzTE16M3 na kholmisto-gornom uchastke AO «Yzbekiston temir iyllari»]. Vestnik transporta Povolzh'ia - Bulletin of the Volga transport, 2016, no. 3 (57), pp. 16 - 22.
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 ekspluatatsii]. Vestnik TashIITa - Bulletin of the Tashiit, 2013, no. 1/2, pp. 50 - 54.
8. Ablialimov O. S., Atakhazhaev Zh. Kh. Research of efficiency of use of diesel traction on the hilly section of the railway [Issledovanie effektivnosti ispol'zovaniia teplovoznoi tiagi na khol-mistom uchastke zheleznoi dorogi]. Vestnik TashIITa - Bulletin of the Tashiit, 2013, no. 3/4, pp. 31 - 34.
9. Ablialimov O. S., Tursunov T. M., Salimov F. A. to the analysis of the use of mainline freight locomotives «Uzbekistan» on the mountain section of the railway [K analizu ispol'zovaniia magistral'nykh gruzovykh elektrovozov «Uzbekistan» na gornom uchastke zheleznoi dorogi] Vestnik TashIITa - Bulletin of the Tashiit, 2015, no. 3/4, pp. 48 - 53.
10. Grebeniuk P. T. Pravila tiagovykh raschetov dliapoezdnoi raboty (Rules of traction calculations for train operation). Moscow: Transport, 1985, 287 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
Аблялимов Олег Сергеевич
Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (ТашИИТ).
Адылходжаева ул., д. 1, г. Ташкент, 100167, Республика Узбекистан.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство», ТашИИТ. Тел.: (81099871) 299-03-94. E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Ablyalimov Oleg Sergeevich
Toshkent Temir Yo'l Muhandislari Instituti (ToshTYMI).
1, Adilkhodjaev st., Toshkent, 100167, Uzbekistan. Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Lokomotives and locomotive economy», ToshTYMI.
Phone: (81099871) 299-03-94. E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Аблялимов, О. С. Исследование эксплуатации тепловозов 3ТЭ10М на холмисто-горном участке АО «Узбекистан темир йуллари» [Текст] / О. С. Аблялимов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2016. - № 2 (26). - С. 2 - 10.
Ablyalimov O. S. Researching an exploitation of 3TE10M diesel locomotive on a hilly-mountainous direction of «Uzbekistan railways» JSC. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 26, no. 2, pp. 2 - 10. (In Russian).
УДК 621.331: 629.423
Алтангэрэл ЭНХ-АМГАЛАН
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СЕРИИ ЭЛЕКТРОВОЗА ДЛЯ УЛАН-БАТОРСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Аннотация. Приведена методика расчета максимальной массы состава вагонов. Выполнен расчет максимальной массы состава вагонов грузовых поездов тепловоза 2ТЭ116 и электровоза 2ЭС5К в условиях Улан-Баторской железной дороги. Представлено обоснование выбора серии электровоза для Улан-Баторской железной дороги.
Ключевые слова: железная дорога, электрификация, тяга, электровоз.
Altangerel ENKH-AMGALAN
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
RATIONALE FOR SELECTION SERIES ELECTRIC LOVOMOTIVES
ULAANBAATAR RAILWAY
Abstract. The methodology of calculation of the maximum weight of the composition of wagons. The calculation of the maximum weight of the composition of freight trains and wagons locomotive 2TE116 electric 2ES5K under the Ulaanbaatar Railway. Presented by the rationale for the choice of an electric series for Ulan-Bator Railway.
Keywords: railway electrification, traction, locomotive.
Огромная работа железнодорожного транспорта Монголии, как и везде, во многом определяется локомотивным парком железных дорог, эффективностью его использования в эксплуатации, техническими возможностями и состоянием, энергетическими затратами.
Повышение эффективности перевозочного процесса на железнодорожном транспорте вызывает необходимость увеличения массы и длины поездов, но при этом значительно возрастают энергозатраты. С целью снижения энергозатрат на тягу необходимо применять различные способы, в том числе рациональные режимы вождения поездов повышенной массы и длины, а также их тяговое обеспечение с использованием электровозов, имеющих улучшенные тягово-энергетические показатели.
Рациональное тяговое обеспечение поездов очень важно для эффективной и высокопроизводительной работы локомотивов и безопасности движения поездов. Оно позволяет найти скрытые резервы при электрификации линий, развитии провозной и пропускной способности действующих дорог, лучше использовать локомотивы на каждом участке, экономно расходуя электрическую энергию и топливо, а расход электроэнергии на тягу является показателем энергоемкости и качества перевозочного процесса.
Для рационального тягового обеспечения поезда важное значение имеет определение оптимальной массы состава при выбранной серии локомотива. Масса поезда является одним из важнейших показателей эффективности работы железнодорожного транспорта. Он напрямую влияет на все основные показатели работы локомотивного хозяйства. От массы поезда зависит всеобъемлющий интегральный показатель эффективности работы железных дорог - расход топливно-энергетических ресурсов на тягу, стоимость которых составляет значительную долю эксплуатационных расходов.
Обновление локомотивного парка - одна из важных составляющих качественной работы железных дорог. Внедрение в эксплуатацию новых электровозов сопровождается разработкой оптимальных режимов работы для наиболее полного и эффективного их использования. Так, с вводом в эксплуатацию на Восточно-Сибирской железной дороге грузовых электровозов переменного тока серии 2ЭС5К «Ермак» появилась необходимость выявления и принятия мер по более полному использованию ресурсов электровоза и повышению эффективности вождения ими грузовых поездов.
Исходя из существующей тенденции для освоения возросшего объема перевозок через 5 лет, т. е. в 2021 г., среднюю массу поезда потребуется увеличить до 4800 - 5200 т. Вождение поездов такой массы используемые на УБЖД в настоящее время тепловозы серии 2ТЭ116 и 2М62 не смогут обеспечить из-за недостаточной мощности и силы тяги. Возможно применение сдвоенной тяги для вождения поездов большой массы, однако при этом значительно возрастают эксплуатационные расходы на тепловозную тягу в основном из-за увеличения расхода топливно-энергетических ресурсов.
Опыт железных дорог других стран, прежде всего pоссийских железных дорог, показывает, что для освоения возрастающего объема перевозок целесообразно переходить с тепловозной тяги на электрическую.
Улан-Баторская железная дорога Монголии соединена с Восточно-Сибирской железной дорогой Российской Федерации, на которую в настоящее время поступают новые грузовые электровозы переменного тока серии 2ЭС5К. Такие электровозы в перспективе могут работать на электрифицированной Улан-Баторской железной дороге, поэтому для них определим максимальную массу грузового поезда и оценим энергетическую эффективность применения электрической тяги на УБЖД.
Максимальную массу состава вагонов грузовых поездов определяют для расчетного режима работы электровоза, который характеризуется расчетными силой тяги и скоростью движения. Параметры расчетного режима работы грузового электровоза определяются координатами точки пересечения тяговой характеристики расчетной (обычно последней) позиции регулирования напряжения тягового двигателя с линией ограничения силы тяги по сцеплению колес электровоза с рельсами.
Максимальная масса состава вагонов определяется по различным условиям: по условиям трогания и разгона, по условиям движения с установившейся скоростью на расчетном подъеме, по условиям устойчивости колес подвижного состава в рельсовой колее. Расчет максимальной массы состава вагонов производится на основании рекомендаций [ 1].
Согласно рекомендациям [1] касательная сила тяги электровоза при трогании и разгоне поезда характеризуется выражением:
^кр = Wo + Wi + Wu = Woл + Жт + Wuл + Woс + W1с + Wuс = mлg(WоЛ + I + + mcg(Wос + I +
откуда максимальная масса состава вагонов по условиям трогания и разгона, т,
¥ -103- теЫ + г + 103ки / е)
кр л^ V ол и о У /0\
тс =—р-г-. (2)
еКо +г+10 Ки / е)
Согласно рекомендациям [1] касательная сила тяги электровоза при движении поезда с установившейся скоростью характеризуется выражением:
Fкр = Wo + Wl = Woл + Жт + Woc + Wlc = mдg(Wол + О + mcg(Wоc + О, (3)
откуда максимальная масса состава вагонов по условию движения поезда с установившейся скоростью, т,
т = ¥кр-103 - т,еКд +г) . (4)
с е (™ос + О
В приведенных выражениях приняты следующие обозначения: Wo,Woд,Woc - силы основного сопротивления движению поезда, электровоза и состава вагонов; W1,W1д,W1c - силы от подъема, действующие на поезд, электровоз и состав вагонов; Wu, Wuд, Wuc - силы инерции поезда, электровоза и состава вагонов; g - ускорение свободного падения; wод, wоc - удельное основное сопротивление движению электровоза и состава вагонов.
Удельное основное сопротивление движению электровоза под током, Н/кН,
для звеньевого пути -
Wол = Wo' = 1,9 + 0,01 V + 0,0003 V2; (5)
для бесстыкового пути -
Wол = Wo' = 1,9 + 0,008 V + 0,00025 V2. (6)
Удельное основное сопротивление движению 4-осных грузовых вагонов на роликовых подшипниках, Н/кН,
для звеньевого пути -
Wоc = Wо" =0,7 + (3 + 0,1У + 0,0025V2)/mво ; (7)
для бесстыкового пути -
Woe = Wo" =0,7 + (3 + 0,09V + 0,002У2)/даво, (8)
где тво - масса на ось вагона, т.
Количество вагонов состава поезда определяется выражением:
Пв = тс /(4тво). (9)
Для определения максимальной массы грузового поезда с 2-секционным электровозом 2ЭС5К по условиям трогания и разгона приняты исходные данные, приведенные в таблице 1.
Таблица 1 - Исходные данные для определения максимальной массы грузового поезда по условиям трогания и разгона
Параметр Значение
Масса электровоза, т Скорость разгона, км/ч Расчетная касательная сила тяги электровоза, кН Ускорение поезда, м/с2 Коэффициент инерции вращающихся частей поезда Вагоны грузовые 4-осные на роликовых подшипниках с массой на ось вагона, т тл = 192 т ^разг 43,5 77 — 9 F кразг 502,2 u = 0,02 ku = 1,06 тв о = 20
Удельное основное сопротивление движению электровоза под током для звеньевого пути
w0 = 1,9 + 0,01 V + 0,0003Г2, (10)
Wo' = 1,9 + 0,01-43,5 + 0,0003 • 43,52 = 2,902 Н/кН.
Удельное основное сопротивление движению 4-осных грузовых вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути
Wо" = 0,7 + (3 + 0,1-43,5 + 0,0025 • 43,52)/20 = 1,304 НУкН.
После подстановки величин в расчетную формулу получим выражение для определения максимальной массы состава вагонов по условиям трогания и разгона, для звеньевого пути:
502200-192 • 9,81(2,9 + г +103-1,06 • 0,02/9,81) , ч
тс =---г--. (11)
с 9,81(1,304 + г +103-1,06 • 0,02/9,81)
Точно так же производим расчет для бесстыкового пути по формулам, получаем = 2,902 Н/кН, = 1,304 Н/кН и подставляем значения в формулу.
Для определения максимальной массы грузового поезда с электровозом 2ЭС5К по условиям движения с установившейся скоростью приняты исходные данные, приведенные в таблице 2.
Таблица 2 - Исходные данные для определения максимальной массы грузового поезда по условиям движения с установившейся скоростью
Параметр Значение
Масса электровоза, т Расчетная скорость движения, км/ч Расчетная касательная сила тяги электровоза, кН Вагоны грузовые 4-осные на роликовых подшипниках с массой на ось вагона, т тл = 192 V = 43,5 = 502,2 тво= 20
После подстановки величин в расчетную формулу получим выражение для определения максимальной массы состава вагонов грузового поезда по условиям движения с установившейся расчетной скоростью, для звеньевого пути:
502200-192 • 9,81-(2,902 + г)
т =---- . (12)
с 9,81-(1,304 + г)
■Ё^И ИЗВЕСТИЯ Транссиба 13
Электровозы серии 2ЭС5К могут работать также в 3- и 4-секционном вариантах, при этом их массы и расчетные касательные силы тяги возрастают соответственно в 1,5 и 2 раза, т. е. для 3-секционного варианта составляют 288 т и 753,3 кН, а для 4-секционного варианта - 384 т и 1004,4 кН.
На рисунках 1 и 2 показана зависимость максимальной массы состава вагонов грузового поезда по разным условиям движения от крутизны подъемов 1 для звеньевого пути.
18000 т
14000 12000
л
10000 по^ 8000 6000 4000 2000 0
О 5 10 15 %о 25
/ ->
Рисунок 1 - Зависимости максимальной массы состава вагонов грузового поезда с электровозом 2ЭС5К по условиям трогания и разгона при различной крутизне подъема 1
50000 т
40000 35000 30000
А
25000
и^ 20000
15000 10000 5000 0
7 ->
Рисунок 2 - Зависимости максимальной массы состава вагонов грузового поезда с электровозом 2ЭС5К по условию движения с установившейся скоростью при различной крутизне подъема ^
Для определения максимальной массы грузового поезда с 2-секционным тепловозом 2ТЭ116 по условиям трогания и разгона приняты исходные данные, приведенные в таблице 3.
Таблица 3 - Исходные данные для определения максимальной массы грузового поезда по условиям трогания и разгона
Параметр Значение
Масса тепловоза, т Скорость разгона, км/ч Расчетная касательная сила тяги электровоза, кН Ускорение поезда, м/с2 Коэффициент инерции вращающихся частей поезда Вагоны грузовые 4-осные на роликовых подшипниках с массой на ось вагона, т тл=276 т V = 24 2 у разг Р = 496 4 А кразг т^^-г и = 0,02 ки = 1,06 тво = 2 0
Удельное основное сопротивление движению электровоза под током для звеньевого пути
Wo' = 1,9 + 0,01К + 0,0003^, (13)
wo' = 1,9 + 0,01-24,2 + 0,0003-24,22 = 2,31 Н/кН.
Удельное основное сопротивление движению 4-осных грузовых вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути
^о" = 0,7 + (3 + 0,1 V + 0,0025 К2)/даво, (14)
Wо" = 0,7 + (3 + 0,1-24,2 + 0,0025 - 24,22)/20 = 1,04 НУкН.
После подстановки величин в расчетную формулу получим выражение для определения максимальной массы состава вагонов по условиям трогания и разгона, для звеньевого пути:
496400 - 276 - 9,81(2,31 +г +103 -1,06 - 0,02 / 9,81)
9,81(1,04 + г +103 -1,06 - 0,02 / 9,81)
(15)
Точно так же производим расчет для бесстыкового пути по формулам, получаем wo' = 2,317 Н/кН, wо" = 1,044 Н/кН и подставляем значения в формулу (2).
Для определения максимальной массы грузового поезда с тепловозом 2ТЭ116 по условиям движения с установившейся скоростью в приняты исходные данные, приведенные в таблице 4.
Таблица 4 - Исходные данные для определения максимальной массы грузового поезда по условиям движения с установившейся скоростью
Параметр Значение
Масса тепловоза, т Расчетная скорость движения, км/ч Расчетная касательная сила тяги электровоза, кН Вагоны грузовые 4-осные на роликовых подшипниках с массой на ось вагона, т тл = 276 Vр = 24,2 ^кр = 496,4 тво= 20
После подстановки величин в расчетную формулу получим выражение для определения максимальной массы состава вагонов грузового поезда по условиям движения с установившейся расчетной скоростью для звеньевого пути:
496400 - 276 - 9,81 - (2,317 + г)
9,81- (1,044 + г)
(16)
На рисунке 3 и 4 показана зависимость максимальной массы состава вагонов грузового поезда по разным условиям движения от крутизны подъемов 1 для звеньевого пути.
■Ё^И ИЗВЕСТИЯ Транссиба 15
На рисунке 5 показана зависимости максимальной массы состава вагонов грузового поезда при движении на подъемах разной крутизны 1 с установившейся скоростью локомотивов 2ЭС5К и 2ТЭ116.
>
Рисунок 3 - Зависимости максимальной массы состава вагонов грузового поезда с тепловозами 2ТЭ116 по условиям трогания и разгона при различной крутизне подъема 1
/ ->
Рисунок 4- Зависимости максимальной массы состава вагонов грузового поезда с тепловозами 2ТЭ116 по условиям движения с установившей при различной крутизне подъема 1
Поэтому при увеличении массы поезда производительность локомотива, т. е. его эффективность использования, возрастает в большей степени. Следовательно, становится больше пропускная способность полигона, не требуется вкладывать дополнительные
16 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 0(66) ОП1 с
2и16
средства в развитие путей на станциях и перегонах, и это тоже дает значительный экономический эффект.
30000
îïlc
20000
15000
10000
5000
О
О
2ЭС5К
2ТЭ116
10
15
->
%o
25
Рисунок 5 - Зависимости максимальной массы состава вагонов грузового поезда с локомотивами 2ЭС5К и 2ТЭ116 по условиям движения с установившейся скоростью V = 50 км/ч при разной крутизне подъема i
Список литературы
1. Осипов, С. И. Теория электрической тяги [Текст] / С. И. Осипов, С. С. Осипов, В. П. Феоктистов. - М.: Маршрут, 2006. - 434 с.
2. Правила тяговых расчетов для поездной работы [Текст] / П. Т. Гребенюк, А. Н. Долга-нов и др. - М.: Транспорт, 1985. - 287 с.
References
1. Osipov S. I., Osipov S. S., Feoktistov V. P. Teoriya elektricheskoi tyagi (Theory of electric traction). Moscow: Marshrut, 2006, 434 p.
2. 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: Transport, 1985, 287 p.
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]
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]
т
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
ЭНХ-АМГАЛАН Алтангэрэл. Обоснование выбора серии электровоза для Улан-баторской железной дороги [Текст] / Алтангэрэл ЭНХ-АМГАЛАН // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск. - 2016. - № 2 (26). - С. 10 - 18.
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
ENKH-AMGALAN Altangerel Rationale for selection series electric lovomotives ulaanbaatar railway. Journal of Transsib Railway Studies, 2016, vol. 26, no. 2, pp. 10 - 18. (In Russian).
УДК 625.144.5: 625.173.2/5
12 2 С. В. Базилевич , В. А. Глотов , А. В. Зайцев
:Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация, 2Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС), г. Новосибирск, Российская Федерация
ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАНИРОВЩИКА ОТКОСОВ БАЛЛАСТНОЙ ПРИЗМЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ МОДЕРНИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
Аннотация. Разработана конструкция рабочего органа планировщика откосов для выправочно-подбивочно-отделочной машины ВПО-3000.
На основе проведенного анализа существующих конструкций планировщиков балласта путевых машин (ВПО-3000, СЗП-600Р, ПБ-01, СС-3, ЭЛБ-3МК, ЭЛБ-4К), находящихся в эксплуатации на сети ЗападноСибирской железной дороги, выбран наиболее подходящий аналог - плуг машины СЗП-600Р. В предлагаемом проекте конструкция всех структурных элементов плуга СЗП-600Р была изменена с учетом требуемых траекторий движения планировщика откосов и его геометрической компоновки на машине ВПО-3000, а также с учетом требований, предъявляемых к конструкции и состоянию верхнего строения пути, в частности, щебеночной балластной призмы, после проведения работ по ее очистке щебнеочистительной машиной СЧ-600.
Выбор геометрических параметров и расчет конструкции элементов планировщика откосов выполнены с применением программы APMWinMashin согласно реальным условиям эксплуатации и действующим нагрузкам, в частности:
стрела с плугом находится в рабочем положении и осуществляет срезание и сдвижку неочищенного балласта за опоры контактной сети;
стрела раскрыта на максимальный угол ф; плуги не раскрываются и располагаются вдоль оси стрелы.
Разработанная конструкция планировщика откосов позволяет производить удаление загрязненного участка балластной призмы от железнодорожного пути и другие операции по планированию откосов призмы.
Предлагаемый проект усовершенствования машины ВП0-3000 позволяет исключить из технологического процесса модернизации железнодорожного полотна дополнительную машину по удалению загрязненного участка балластной призмы, что обеспечивает снижение себестоимости производимых работ.
Ключевые слова: железнодорожный путь, путевые машины, выправочно-подбивочно-отделочная машина, планировщик откосов, балластная призма, модернизация железнодорожного полотна, снижение себестоимости производимых работ.
1 2 2 Svetlana V. Bazilevich , Victor A. Glotov , Alexander V. Zaytsev
1Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation, 2Siberian State Transport University (SSTU), Novosibirsk, the Russian Federation
JUSTIFICATION OF SCHEDULER SLOPES THE BALLAST TECHNOLOGICAL PROCESS MODERNIZATION RAILWAY TRACK
Abstract. The design of the working body planner slopes for liner-tamping-finishing machine VP0-3000.
Based on the analysis of existing designs ofplanners ball-fin track machines (VP0-3000, SZP-600R, PB-01, SS-3, ELB-3MK, ELB-4K), finding to operate on a network of West-Siberian Railway selected under the most-walked analogue - plow machine SZP-600r. The proposed project design of all structural elements of the plow SZP-600R has been
