CC BY
11
Кандидат технических наук, докторант кафедры «Транспортная логистика и сервис», ТашИИТ.
Тел.: +9989 (90) 329-83-00.
E-mail: mziyoda@mail.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Мухамедова, З. Г. Совершенствование принципов проектирования оборудования монтажной площадки автомотрисы с учетом норм надежности и реального состояния / З. Г. Мухамедова // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск. - 2020. - № 1 (41). - С. 83 - 91.
Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Transport Logistic and Service», TIERT.
Phone: +9989 (90) 329-83-00.
E-mail: mziyoda@mail.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Mukhamedova Z. G. Improving the design concepts of equipment for the assembly platform of a rail service car considering reliability rates and real state. Journal of Transsib Railway Studies, 2020, no. 1 (41), pp. 83 - 91 (In Russian).
УДК 629.4.016
В. О. Носков, А. К. Белоглазов, Н. А. Белоглазова
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск,
Российская Федерация
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОБОБЩЕННЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЗОВ В ЭКСПЛУАТАЦИИ
Аннотация. В статье речь идет о технико-экономических показателях работы грузовых тепловозов на полигонах ОАО «РЖД». В большей степени уделено внимание таким показателям, как масса поезда, расход топлива, техническая и участковая скорости. Анализ технико-экономических показателей представлен за период с 2010 по 2019 г. В статье на основе анализа технико-экономических показателей в режиме реальной эксплуатации грузовых тепловозов представлен расчет безразмерных коэффициентов массы поезда, эффективного использования топлива, участковой и технической скоростей. Представленный расчет полно характеризует как степень использования технико-экономических характеристик тепловозов по мощности и по времени, так и эффективность системы организации их эксплуатации. Знание режимов работы дизель-генераторных установок тепловозов в поездной работе является исходным материалом для анализа технических характеристик силового оборудования локомотивов и выработки рекомендаций по их оптимизации применительно к условиям эксплуатации.
Ключевые слова: масса поезда, расход топлива, коэффициент участковой скорости, коэффициент технической скорости, показатели использования тепловозов.
Vitaly O. Noskov, Anatoliy K. Beloglazov, Nataliya A. Beloglazova
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
APPLICATION OF METHODOLOGY OF GENERALIZED TECHNICAL AND ECONOMIC INDICATORS OF DIESELS WORK IN OPERATION
Abstract. This article is about technical and economic indicators of the operation of freight locomotives at the ranges of Russian Railways. The most attention is paid to such indicators as train mass, fuel consumption, technical and district speed. There is an analysis of technical and economic indicators during the period from 2010 till 2019. Based on the analysis of technical and economic indicators in the real mode of operation of freight diesel locomotives it's presented calculation of dimensionless train mass coefficients, fuel efficient use, district and technical speeds. The presented calculation fully characterizes as well using degree of technical and economic characteristics of diesel locomotives in of power and time as the effectiveness of system organization in their operation. To know the operating modes of diesel-generator sets of diesel locomotives in train work is source material for the analysis of technical characteristics of locomotive power equipment and making recommendations on their optimization in relation to operating conditions
Keywords: Train weight, fuel consumption, district speed coefficient, technical speed coefficient, diesel locomotive utilization indicators
Процесс технической эксплуатации тепловозов характеризуется большим числом факторов и показателей различной значимости: массой поезда Q; расходом топлива Ве; участковой и технической скоростями ¥уч, Гтехн; среднесуточным пробегом 5; бюджетом времени работы локомотива Тл; нагрузкой на ось вагона q; расчетным подъемом ^ и др. [1].
Для оценки технико-экономических показателей работы тепловозов наибольший интерес представляют величины Q, Ве, ¥уч, Гтехн, учитывающие как технические характеристики тепловозов и вагонов, так и условия их эксплуатации [2].
Достигнутые показатели использования тепловозов подвергались статистической обработке на полигоне, включающем в себя Свердловскую, Южно-Уральскую, ЗападноСибирскую, Восточно-Сибирскую, Забайкальскую железные дороги и северные участки железной дороги Казахстана АО «Национальная компания «Казахстан темир жолы» (АО «НК«КТЖ»), примыкающие к участкам Южно-Уральской и Западно-Сибирской железных дорог.
Результаты обработки большого объема информации [3] о показателях работы тепловозов в грузовом движении в относительных единицах приведены в таблице 1. Статистическая оценка обобщенных показателей использования тепловозов 2ТЭ116У, 2ТЭ10МК, 2ТЭ25 [4 - 6] в условиях реальной эксплуатации на исследуемых железных дорогах проведена за 2010 г., принятый в качестве базового за 100 %.
По приведенным абсолютным значениям показателей оценить имеющиеся резервы их повышения, эффективность работы различных серий тепловозов на разных железных дорогах из-за неидентичности условий эксплуатации, неэквивалентности нормирующих величин довольно сложно и не всегда объективно.
Сравнительный анализ интенсивности и эффективности использования различных серий тепловозов на обширном полигоне железных дорог требует сопоставления как достигнутых показателей, так и нормативных, поскольку последние рассчитываются и устанавливаются с учетом реальных условий эксплуатации на конкретных участках железных дорог.
Таблица 1 - Показатели работы тепловозов
Год Значения показателей, %
5 е V ' техн V ' уч §е
2010 100 100 100 100 100
2011 98,6 99,9 100,6 99,4 101,5
2012 96,4 99,3 100,2 99,5 101,9
2013 93,8 101,1 97,9 96,7 104,3
2014 88,2 99,9 96,6 94,6 104,9
2015 87,1 99,1 95,8 93,1 105,3
2016 86,4 98,3 97,2 93,7 109,9
2017 85,6 98,8 95,8 91,5 110,5
2018 85,4 99,7 95,7 88,3 108,4
2019 85,7 100,1 96,3 89,4 106,7
Для количественного и объективного анализа удобнее использовать обобщенные комплексные относительные показатели работы тепловозов, которые соотносят достигнутые величины с возможными или расчетными. В качестве относительных безразмерных показателей для сравнения эффективности тепловозов приняты коэффициент массы поезда Ко>, коэффициент эффективного использования топлива КВе и коэффициенты технической и участковой скоростей Ктехн) и К(уч) [7].
Коэффициент массы поезда определяется как отношение средней массы поезда Q, рассчитанной за определенный период эксплуатации для заданного участка обслуживания отдельно в четном и нечетном направлениях по отчетным документам депо, к расчетной массе
Qp, полученной по результатам тяговых расчетов:
К _ £ • «
К Q р
Очевидно, параметр Q характеризует достигнутый уровень перевозочного процесса при
эксплуатации локомотивов, а параметр Qp устанавливается с учетом паспортной мощности локомотива, плана и профиля пути, установленных скоростей движения и т. д. Таким образом, можно утверждать, что коэффициент КС2 характеризует степень использования касательной мощности тепловоза с учетом условий эксплуатации и принятой на исследуемом полигоне организации перевозочного процесса.
Под коэффициентом эффективного использования топлива следует понимать отношение расхода топлива тепловозом в режиме нагрузки (режиме тяги) Ве(н) к суммарному расходу топлива за поездку:
В(н)
К __-е__(2)
е В(н) + В(Х.Х) '
ее
где Ве(н) ,Ве(хх) - расход топлива тепловозом, достигнутый за определенный период в режиме тяги и в режиме холостого хода соответственно.
Коэффициент участковой скорости представляет собой отношение участковой скорости V уч к технической скорости Утехн за тот же период и характеризует интенсивность использования тепловозов во времени при выполнении поездной работы:
V
К (уч) = (3)
V '
техн
В свою очередь, коэффициент технической скорости определяется как отношение выполненной технической скорости к графиковой скорости Vгр, установленной на участке, и
характеризует в основном технические характеристики тепловозов и условия пропуска поездов на участке:
К (техн) _ "^техн (4)
Таким образом, выбранные обобщенные показатели KQ, КВ , К1(уч), К(теха) [8] достаточно полно характеризуют как степень использования технико-экономических характеристик тепловозов по мощности и по времени, так и эффективность системы организации их эксплуатации.
Динамика относительных показателей за девять лет приведена на рисунке 1, из анализа которой следует, что в последние годы относительные показатели имели тенденцию к снижению, а в 2018 г. наметилась положительная динамика.
0,75
0,7
0,65
К 0,6
— «ч * л" **
К (уч) V
N _ К (техн V )
0,55
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Год ->
Рисунок 1 - Изменение относительных показателей использования тепловозов на исследуемом полигоне железных дорог
Определены зависимости удельного расхода топлива gе тепловозами от коэффициентов массы поезда KQ (рисунок 2) и участковой скорости К1уч) (рисунок 3).
60
кг/104 ткм бр
40
30
20
\ N
\ N. \ \\ V 2ТЭ10МК
\\ \ч \ч ч * ч _ 2ТЭ116У
2 ТЭ25 --- — • — . ^
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
К
Q
Рисунок 2 - Зависимость удельного расхода топлива от коэффициента массы поезда
Переход к относительным показателям позволяет проводить сравнительный анализ эффективности использования тепловозов различных серий на разных железных дорогах, сократить количество анализируемых показателей [9, 10].
Значения коэффициента К не превышает 0,7, что свидетельствует о существующих резервах в повышении средней массы поезда.
60
кг/104 ткм бр
40
30
ёе
20
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
К (уч)
Рисунок 3 - Зависимость удельного расхода топлива от коэффициента участковой скорости
Низкое значение К(техн) обусловлено недостаточной мощностью тепловозов для реализации установленной скорости на участках Красноярской, Западно-Сибирской железных дорог. Снижение К(уч) на исследуемом полигоне железных дорог свидетельствует о недостатках в организации эксплуатации тепловозов в грузовом движении. Здесь следует отметить,
что анализировать К(уч' необходимо в комплексе с Ку(техн), так как при низком К
(техн)
воз-
можно высокое значение К{уч). Определены аналитические зависимости удельного расхода топлива ёе для тепловозов серий 2ТЭ10МК, 2ТЭ116У и 2ТЭ25 от коэффициентов массы поезда КС2 и участковой скорости К{уч), получены уравнения регрессии (таблица 2), теснота корреляционных связей оценена коэффициентом г или индексом гг корреляции.
Таблица 2 - Корреляционные зависимости расхода топлива от коэффициентов
Факторы Серия тепловоза Уравнение регрессии Коэффициент и индекс корреляции
2ТЭ10МК 1А ю 9,82 г _ 14,38 + ' ёе ' Кг гг _ 0,65
ge, KQ 2ТЭ116У 8е _ 13,10 + 8К85 KQ Л Л С 6,72 8 _ 14,5 + ' К2 г _ 0,52 г ?
2ТЭ25 Г _0,53
2ТЭ10МК ёе _ 43,8 -19,3К(уч) г _ 0,63
ё К(уч) 2ТЭ116У ёе _ 32,78 - 6,49К^ г _ 0,45
2ТЭ25 ёе _ 31,54 - 7,40К(уч) г _ 0,48
Анализ проведенных исследований и полученных результатов позволяет сделать следующие выводы.
1. С помощью предложенных относительных показателей интенсивности использования локомотивов можно производить сравнительный анализ эффективности эксплуатации различных серий тепловозов на широком полигоне железных дорог и сократить число анализируемых показателей.
2. Установлена корреляционная связь между обобщенными показателями и удельным расходом топлива. С увеличением KQ и K{vy4) удельный расход топлива на объем выполненной перевозочной работы снижается. У тепловозов 2ТЭ10МК, имеющих меньшую мощность дизель-генераторной установки, эта зависимость изменяется более резко по сравнению с 2ТЭ116У и 2ТЭ25.
3. Повышение массы поезда, улучшение системы организации эксплуатации тепловозов и движения поездов являются важнейшим резервом решения задачи по снижению расхода топлива на перевозочную работу.
Список литературы
1. Неревяткин, К. А. Совершенствование методики определения технических характеристик проектируемых локомотивов на основе математического моделирования [Текст]: Дис... канд. техн. наук: 05.22.07 / Неревяткин Константин Анатольевич. - Москва, 1998. - 165 с.
2. Энергетическая стратегия холдинга «Российские железные дороги» на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rzd-expo.ru/doc/Energ_Strateg_new.pdf, свободный.
3. ОАО «РЖД»: Годовой отчет [Электронный ресурс]. - Режим доступа: hltp://arroArzdm/ru/, свободный.
4. Тепловоз 2ТЭ116 [Текст] / С. П. Филонов, А. И. Гибалов и др. - М.: Транспорт, 1996. - 334 с.
5. Тепловозы типа ТЭ10: Руководство по эксплуатации и обслуживанию [Текст] / С. П. Филонов, А. Е. Заборов и др. - М.: Транспорт, 1985. - 421 с.
6. Магистральный грузовой двухсекционный тепловоз 2ТЭ25А. Ч. 1: Техническое описание 2ТЭ25А РЭ [Текст]: Руководство по эксплуатации / ЗАО УК «БМЗ». - Брянск, 2009 - 199 с.
7. Моделирование процесса технической эксплуатации и формирования режимов нагрузки и прогрева дизель-генераторных установок тепловозов [Текст] / В. В. Молчанов, В. О. Носков и др. // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск - 2017. - № 1 (29). - С. 9 - 16.
8. Методы оценки технического состояния, эксплуатационной экономичности и экологической безопасности дизельных локомотивов [Текст] / А. И. Володин, Е. И. Сковородников и др. // Под ред. А. И. Володина. - М.: Желдориздат, 2007. - 264 с.
9. Асабин, В. В. Совершенствование процесса эксплуатации тепловоза на основе последовательного анализа исполненных машинистом режимов дизель-генераторной установки [Текст]: Дис. канд. техн. наук: 05.22.07 / Асабин Виталий Викторович. - Самара, 2009. - 201 с.
10. Фурман, В. В. Совершенствование законов регулирования силовых установок тепловозов с целью повышения их технико-экономических характеристик [Текст]: Дис. канд. техн. наук: 05.22.07 / Фурман Виктор Владимирович. - Самара, 2011. - 156 с.
References
1. Nerevyatkin К. А. Sovershenstvovanie metodiki opredeleniya tekhnicheskih harakteristik proektiruemyh lokomotivov na osnove matematicheskogo modelirovaniya (Improving the methodology for determining the technical characteristics of designed locomotives based on mathematical modeling). Doctor's thesis, Moscow, MIIT, 1998, 165 p.
2. Energeticheskaja srtrategija holdinga «Rossijskie zheleznye dorogi» na period do 2015 goda I naperspectivu do 2030 goda (The energy strategy of the holding «Russian Railways» for the period until 2015 and for the future until 2030), Acces mode: http://www.rzd-expo. ru/ doc/Energ_Strateg_new. pdf, free.
3. OAO «RZhD»: Godovoj otchet (Russian Railways OJSC: Annual Report), Access mode: http://ar.rzd.ru/ru/, free.
4. Filonov S. P., Gibalov A. I., etc. Teplovoz 2ТЭ116 (Diesel locomotive 2ТЭ116). Moscow: Transport, 1996, 334 p.
5. Filonov S. P., Zaborov A. E., etc. Teplovozy tipa ТЭ10: Rukovodstvopojekspluatacii i obsluzhivaniju (Diesel locomotives oftype ТЭ10: Operation and maintenance manual). Moscow: Transport, 1985, 421 p.
6. Magistralnyi gruzuvoj dvuhsekcionnyj teplovoz 2ТЭ25A. Ch 1: Tehnicheskoe opisanie 2ТЭ25A RJe: Rukovodstvo po jekspluatacii (Main freight two-section diesel locomotive 2T325A. Pat 1 : Technical description 2T325A RE: Operation manual). Bryansk: Management Company BMZ, 2009, 199 p.
7. Molchanov V. V., Noskov V. O., Chetvergov V. A., Chulkov A. V. Modeling the process of technical operation and the formation of loading and heating modes of diesel-generator sets of diesel locomotives [Modelirovanie processa tekhnicheskoj ekspluatacii i formirovaniya rezhimov nagruzki i progreva dizel'-generatornyh ustanovok teplovozov]. Izvestiia Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies, 2017, no. 1 (29), pp. 9 - 16.
8. Volodin A. I., Skovorodnikov E. I., Chulkov A. V., Ovcharenko S. M. Metody ocenki tekhnicheskogo sostoyaniya, ekspluatacionnoj ekonomichnosti i ekolo-gicheskoj bezopasnosti dizel'nyh lokomotivov (Methods for assessing the technical condition, operational economy and environmental safety of diesel locomotives). Moscow: OOO «Zeldorizdat», 2007, 264 p.
9. Asabin V. V. Sovershenstvovanie processa ekspluatacii teplovoza na osnove posledovatel'nogo analiza ispolnennyh mashinistom rezhimov dizel'-generatornoj ustanovki (Improving the operation process of a locomotive based on a sequential analysis of the diesel generator set modes performed by the driver). Doctor's thesis, Samara, SSTU, 2009, 201 p.
10. Furman V. V. Sovershenstvovanie zakonov regulirovaniya silovyh ustanovok teplovozov s cel'yupovysheniya ih tekhniko-ekonomicheskih harakteristik (Improving the laws of regulation of power plants of heat carriers in order to increase their technical and economic characteristics). Doctor's thesis, Samara, SSTU, 2011, 156 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Носков Виталий Олегович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Преподаватель кафедры «Локомотивы», ОмГУПС.
Тел.: +7-923-690-47-06.
E-mail: Vitalik_noskov@mail.ru
Белоглазов Анатолий Кузьмич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Локомотивы», ОмГУПС.
Белоглазова Наталья Анатолььевна
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Информатика и компьютерная графика», ОмГУПС.
Тел.: +7-905-923-10-50.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Носков, В. О. Применение методики обобщенных технико-экономических показателей работы тепловозов в эксплуатации [Текст] / В. О. Носков, А. К. Белоглазов, Н. А. Белоглазова // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2020. - № 1 (41). - С. 91 - 97.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Noskov Vitaly Olegovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx st, Omsk, 644046, the Russian Federaton.
Senior lecturer of the department «Locomotive», OSTU.
Phone: +7-923-690-47-06.
E-mail: Vitalik_noskov@mail.ru
Beloglazov Anatoliy Kuzmich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx st, Omsk, 644046, the Russian Federaton.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the department «Locomotive», OSTU.
Beloglazova Nataliya Anatolevna
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx st, Omsk, 644046, the Russian Federaton.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the department «Locomotive», OSTU.
Phone: +7-905-923-10-50.
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Noskov V. O., Beloglazov A. K., Beloglazova N. A. Application of methodology of generalized technical and economic indicators of diesels work in operation. Journal of Transsib Railway Studies, 2020, no. 1 (41), pp. 91 - 97 (In Russian).
41) 2020
