CC BY
12
УДК 621.423.1
А. В. Плаксин , С. В. Швецов
Западно-Сибирская железная дорога - филиал ОАО «РЖД», г. Новосибирск, Российская Федерация;
2Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ПАССАЖИРСКИХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Аннотация. Эксплуатируемые в настоящее время на сети российских железных дорог пассажирские электровозы при вождении поездов на разных по сложности участках пути неодинаково используют имеющуюся мощность и работают с различными энергетическими показателями.
Цель работы - рассмотреть энергетическую эффективность пассажирских электровозов при вождении поездов на отдельных участках железных дорог и определить пути повышения их энергетических показателей.
Для достижения указанной цели была проанализирована работа пассажирских локомотивов ЭП1 и ЭП2К на участках среднесибирского хода Западно-Сибирской железной дороги, определены средние массы пассажирских поездов и скорости их движения, рассчитаны значения мощности, реализуемой электровозами в эксплуатации, а также рациональные значения мощности и массы локомотивов, необходимые для вождения пассажирских поездов на рассматриваемых участках пути, и произведена сравнительная оценка возможной эксплуатации электровозов с рациональными значениями мощности и массы с эксплуатируемыми локомотивами ЭП1 и ЭП2К.
На основании проведенного сравнительного анализа сделан вывод об имеющихся резервах повышения энергетических показателей пассажирских электровозов на отдельных участках российских железных дорог, таких как эксплуатация локомотивов с рациональными значениями мощности и массы, необходимых для обеспечения современных пассажирских перевозок, и предложена методика определения энергетической эффективности электровозов, позволяющая без расчета тягово-энергетических характеристик оценить затраты электроэнергии на тягу поездов.
Ключевые слова: расход электроэнергии, масса электровоза, участки пути, энергетическая эффективность, пассажирский электровоз, скорость движения, рациональное значение мощности.
Alexey V. Plaksin, Semen V. Shvetsov
The West Siberian railway - branch of JSC «Russian Railways», Novosibirsk, Russian Federation Omsk state transport University (OSTU), Omsk, Russian Federation
WAYS TO IMPROVE THE ENERGY EFFICIENCY OF ELECTRIC LOCOMOTIVES OPERATED PASSENGER
Abstract. Currently operating on the network of Russian Railways passenger electric locomotives, while driving trains on different difficulty stages, not equally utilize the available capacity and work with different energy performance.
The purpose of the work is to consider the energy efficiency of passenger electric locomotives when driving trains on certain sections of Railways and to determine ways to improve their energy performance.
To achieve this goal, the work of passenger locomotives EP1 and EP2K on the sections of the mid-Siberian railway was analyzed, the average mass ofpassenger trains and their speed were determined, the values of the power realized by electric locomotives in operation were calculated, as well as the rational values of the power and mass of locomotives needed for driving passenger trains on the considered sections of the track, and a comparative assessment of the possible operation of electric locomotives with rational values of power and mass with the operated locomotives EP1 and EP2K.
On the basis of the comparative analysis, the conclusion is made about the available reserves for increasing the energy indicators ofpassenger electric locomotives in certain sections of the Russian Railways, such as the operation of locomotives with rational values of power and mass required to provide modern passenger transportation, and the method of determining the energy efficiency of electric locomotives, which allows without calculating the traction and energy characteristics to estimate the cost of electricity for traction of trains.
Keywords: energy consumption, weight of locomotive, route, energy efficiency, passenger locomotive, the speed, the rational value of the power.
Одним из основных показателей экономичности работы электрических железных дорог является удельный расход электроэнергии на тягу поездов, который зависит от многих показателей, в том числе и от загруженности локомотива. С целью снижения этого расхода на сети железных дорог в течение многих лет проводят различные мероприятия, одним из которых является увеличение массы состава. И если в грузовом движении удельный расход электроэнергии на тягу можно снижать за счет подбора числа секций электровозов и соответствующей массы состава, то в пассажирском движении такие возможности ограничены имеющимся пассажиропотоком.
Эксплуатируемые в настоящее время на сети российских железных дорог пассажирские электровозы проектировались с запасом мощности с той целью, чтобы водить поезда на различных по профилю пути участках. Учитывая, что отечественные железные дороги характеризуются различными по сложности участками пути, где наряду с горным и холмисто-горным профилем имеются и перегоны большой протяженности с легкими элементами пути, очевидно, что на разных по сложности участках электровозы неодинаково используют имеющуюся мощность и эксплуатируются с различными энергетическими показателями, что подтверждается на примере пассажирских электровозов ЭП20 [1], а также локомотивов ЭП2К, эксплуатируемых на равнинных участках пути большой протяженности [2].
В связи с работой пассажирских электровозов в неоптимальных по энергетическим показателям режимах на равнинных участках железных дорог по причине нерационального использования их мощности [2] представляется целесообразным определить реализуемую мощность и оценить энергетические показатели электровозов при эксплуатации на более сложных, чем равнинные, участках пути. В качестве примера были рассмотрены участки среднесибирского хода Западно-Сибирской железной дороги (ЗСЖД), такие как Новосибирск - Белово - Новокузнецк, Карасук - Иртышское - Омск, Новосибирск - Черепаново-Барнаул, Карасук - Барнаул (Черепаново), Барнаул - Артышта и Карасук - Камень-на-Оби, суммарной протяженностью около двух тысяч километров, имеющие различные по сложности пути перевалы, на которых пассажирские поезда водят преимущественно электровозы переменного ЭП1 и постоянного ЭП2К тока. Стоит отметить, что шестиосные локомотивы ЭП1 и ЭП2К в настоящее время являются самыми малыми по мощности (с практически одинаковым значением часовой номинальной мощности, равной 4800 кВт) из эксплуатируемых и выпускаемых отечественной промышленностью магистральных электровозов [2, 3].
В настоящее время максимально разрешенные скорости движения поездов на участках среднесибирского хода ЗСЖД составляют 120 км/ч, а максимальные массы поездов не превышают 1150 т. Анализ профиля пути на перегонах показал, что максимальные подъемы составляют 9 %о, поэтому профиль пути на рассматриваемых участках можно отнести к III типу по классификациям ВНИИЖТа и МИИТа (среднехолмистый, крутизна расчетного уклона (подъема) ^ = 9 %о) [4].
С целью расчета мощности, которую реализуют электровозы при эксплуатации на рассматриваемых участках, по данным автоматизированной системы централизованной обработки маршрутов машинистов (АС ЦОММ) были определены значения средних скоростей движения и масс пассажирских поездов за 2016 г. Результаты представлены в таблице 1.
Анализ данных таблицы 1 показал, что средние массы пассажирских поездов и средние технические скорости движения на участках среднесибирского хода ЗСЖД в 2016 г. составляли в пассажирском движении от 115 до 626 т и 53,1 - 76,7 км/ч, а в хозяйственном - от 73 до 526 т и 42,1 - 74,6 км/ч соответственно.
Таблица 1 - Значения средних скоростей движения и масс пассажирских поездов по видам движения (пассажирское и хозяйственное) на участках Западно-Сибирской железной дороги за 2016 г.
Участок работы Протяженность участка, км Вид движения
пассажирское хозяйственное
скорость движения, км/ч масса поезда, т скорость движения, км/ч масса поезда, т
участковая техническая участковая техническая
Новосибирск -Черепаново 109 49,4 53,1 543 35,4 42,1 230
Черепаново -Новосибирск 52,8 57,8 520 38,5 42,4 221
Барнаул -Черепаново 119 60,6 64,0 482 41,7 47,6 211
Черепаново -Барнаул 60,2 65,3 501 39,7 49,3 214
Новосибирск -Белово 305 59,4 65,5 615 53,6 58,5 344
Белово -Новосибирск 56,9 65,6 619 45,0 54,9 212
Белово -Новокузнецк 141 53,0 58,0 593 41,2 51,6 299
Новокузнецк -Белово 53,3 60,0 582 43,4 51,8 237
Барнаул -Артышта 215 57,7 62,3 413 40,8 49,7 122
Артышта -Барнаул 60,6 63,5 411 35,0 48,4 173
Барнаул -Карасук 445 63,1 69,6 502 47,0 63,3 430
Карасук -Барнаул 63,4 73,1 506 46,2 57,0 277
Карасук -Черепананово 446 59,3 69,1 164 61,4 73,1 526
Черепаново -Карасук 63,8 74,7 167 57,0 70,5 178
Карасук -Камень на Оби 228 54,9 70,1 116 56,2 62,0 107
Камень на Оби - Карасук 53,6 65,8 115 43,8 54,2 73
Иртышское -Карасук 210 68,3 76,7 170 70,5 74,6 114
Карасук -Иртышское 67,6 75,8 168 55,9 64,8 155
Иртышское -Омск 170 73,5 76,7 383 40,2 61,4 185
Омск -Иртышское 72,7 75,6 398 49,0 60,2 122
По полученным значениям скоростей движения и масс поездов были определены средние значения мощности, реализуемой электровозами при эксплуатации на данных участках пути, по формуле [4]
Р = с-V - К = с-V -
т
+ О + тв • К + + iэ)
где с - переводной коэффициент, принимаемый равным 2,725;
м;4?й6) ИЗВЕСТИЯ Транссиба зз
V - ходовая скорость электровоза;
Fх - ходовая сила тяги локомотива;
тэ и тв - массы локомотива и вагонов;
w0, wI, мпг - основные удельные сопротивления движению электровоза, вагонов и подвагонных генераторов;
¡э - величина эквивалентного уклона.
Величину эквивалентного уклона можно определить по формуле [5]
К = 5 [1000(Нк - Нн) + X('в - Wв)• ^в + X wKр • 5кр] , (2)
где Нн и Нк - разность отметок начального и конечного пунктов, соответствующих высотам, на которые поднялся и опустился поезд при движении по участку;
5 - путь, проходимый поездом по участку;
5в, 5кр - длины вредного уклона (спуска) и кривой участка пути;
'в - абсолютные значения вредных уклонов (спусков);
wв, wкр - удельные сопротивления движению на вредном уклоне и от кривой.
Однако расчет по формуле (2) представляет определенные трудности. В некоторых исследованиях [6] величина эквивалентного уклона при расчетах принимается не зависящей от скорости и равной 0,5 - 0,6 %о. В работе [4] приведены величины эквивалентных уклонов в зависимости от ходовой скорости электровоза и массы поезда на различных по сложности участках пути, где показано, что величины эквивалентных уклонов для участков с III типом профиля пути по классификации МИИТа для электровозов ЧС2 (наиболее близких по мощности к рассматриваемым электровозам) не превышают 1,5 %о. В связи с этим в данной работе величина эквивалентного уклона для рассматриваемых участков была установлена с запасом и принята равной 2,0 %о.
В таблице 2 приведены значения мощности, необходимой для преодоления данных участков пути (при профиле пути 2,0 и 9,0 %о), рассчитанные по формуле (1), и степень ее использования в зависимости от различных скоростей движения (включая максимально разрешенную) и масс поездов. значения степени использования мощности электровозов (Кр) определялись как отношение реализуемой мощности к номинальной [2].
По данным таблицы 2 был сделан вывод, что пассажирские электровозы ЭП1 и ЭП2К при вождении поездов массами 200 - 600 т со скоростями движения от 53 до 77 км/ч на данных участках пути эксплуатируются со средним значением мощности не более 1000 кВт, что соответствует менее 20 % от их номинального значения. Мощность данных локомотивов будет использована полностью только при вождении пассажирских поездов массами 800 т с максимально разрешенными скоростями движения на участках 120 км/ч на расчетных подъемах 9 %о.
Кроме этого по данным таблицы 2 было определено, что для вождения поездов с максимально разрешенными на участках пути массами и скоростями движения требовались бы электровозы с мощностью 3200 кВт, которая была бы рациональной для осуществления пассажирских перевозок на рассматриваемых участках пути.
Данные значения мощности можно реализовать электровозами в четырехосном исполнении, однако основным критерием при их возможной эксплуатации на рассматриваемых участках пути является ограничение по сцеплению колес с рельсами.
Таблица 2 - Значения требуемой мощности и степени ее использования пассажирскими электровозами ЭП1 и ЭП2К на рассматриваемых участках пути
Масса поезда, т Скорость движения, км/ч
50 60 70 80 100 120 60 80 100 120
Прос )иль пути, /э = 2 %о Проф )иль пути, /, = 9 % (расчетный подъем)
Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, % Рк, кВт Кр, %
1150 1053 21,9 1261 26,3 1497 31,2 1764 36,7 2405 50,1 3214 66,9 2732 56,9 3725 77,6 4857 101,2 6155 128,2
1000 928 19,3 1112 23,2 1321 27,5 1557 32,4 2126 44,3 2843 59,2 2411 50,2 3289 68,5 4291 89,4 5441 113,4
800 760 15,8 913 19,0 1086 22,6 1282 26,7 1754 36,5 2349 48,9 1983 41,3 2709 56,4 3537 73,7 4489 93,5
700 677 14,1 813 16,9 968 20,2 1144 23,8 1568 32,7 2102 43,8 1769 36,9 2419 50,4 3161 65,8 4014 83,6
600 593 12,4 714 14,9 851 17,7 1007 21,0 1382 28,8 1855 38,7 1555 32,4 2128 44,3 2784 58,0 3538 73,7
500 509 10,6 614 12,8 734 15,3 869 18,1 1196 24,9 1608 33,5 1341 27,9 1838 38,3 2407 50,1 3062 63,8
400 425 8,9 515 10,7 616 12,8 731 15,2 1009 21,0 1361 28,4 1127 23,5 1548 32,2 2030 42,3 2586 53,9
300 342 7,1 415 8,6 499 10,4 594 12,4 823 17,2 1114 23,2 913 19,0 1257 26,2 1653 34,4 2110 44,0
200 258 5,4 316 6,6 381 7,9 456 9,5 637 13,3 867 18,1 699 14,6 967 20,2 1276 26,6 1634 34,0
Ограничение сцепления колес электровоза с рельсами определяется минимальной массой локомотива на расчетном подъеме, которая была рассчитана так [4, 7]:
твК + + у) 9,81 • у • Псц - (Ч + гр)
в\ 0 пг р / /о \
тл.сц = —-г / • - , (3)
где у - коэффициент сцепления электровоза, определяемый по рекомендациям работы [5];
Псц - коэффициент использования сцепной массы электровоза, принимаемый равным 0,86 - 0,94 [4, 5, 8].
Результаты расчетов минимальной сцепной массы пассажирских электровозов (переменного и постоянного тока с коллекторным приводом), вычисленной по формуле (3), приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Расчет минимальной сцепной массы электровоза с коллекторными двигателями
Скорость движения V, км/ч Масса состава тс, т Расчетный подъем /р, % Коэффициент использования сцепной массы Псц, % Электровоз переменного тока Электровоз постоянного тока
коэффициент сцепления ¥ минимальная масса тл.сц т коэффициент сцепления ¥ минимальная масса тл.сц т
80 1150 9 86 0,240 81 0,226 86
По результатам, представленным в таблице 3, видно, что пассажирские электровозы в четырехосном исполнении (массой 90 - 95 т) на участках с подъемами 9 %о способны везти составы с максимально разрешенной массой (1150 т) со скоростью движения 80 км/ч, что превышает среднюю техническую скорость движения на рассматриваемых участках пути.
С целью определения изменения расхода электроэнергии при возможной эксплуатации электровозов с рациональными значениями массы и мощности, необходимыми для эксплуатации на рассматриваемых участках пути, была проведена сравнительная оценка четырехосных электровозов номинальной мощностью 3200 кВт и массой 95 т с локомотивами, осуществляющими пассажирские перевозки на данных участках пути.
Оценка снижения расхода электроэнергии электровозов рассмотрена в работе [9], однако в ней не учтены затраты электроэнергии на собственные нужды локомотивов. Поэтому представляется более объективным оценить энергетическую эффективность электровозов с учетом расхода электроэнергии на собственные нужды.
Расход электроэнергии при заданном времени движения электровоза по участку с учетом затрат на собственные нужды можно определить по выражению [5, 9]
А = |( + рн(* )№, (4)
I Пт
где Рк, Рсн - значения мощностей, реализуемых на тягу и на собственные нужды локомотива;
Пт - КПД электровоза на тягу;
г1, г2 - время начала и окончания движения локомотива на рассматриваемом участке. Среднее значение мощности, потребляемой электровозом на собственные нужды, можно найти по формуле [7, 10]
Рсн = *сн • Рн, (5)
где ксн - коэффициент собственных нужд электровоза;
Рн - величина номинальной мощности электровоза. Уравнение (4) с учетом формулы (5) можно привести к виду [5]:
Р Т
А =+ Рсн • Т , (6)
Пт
а изменение расходов электроэнергии локомотивов можно рассчитать по уравнению
ДА(%) = А1 - А2 = (1 - Рк2 • Т + ксн • Рн2 • Т • Лт2 • Лт1) = (1 _ Рк2 + Ксн • Рн2 • Лт2 • Лц) ^00 % , (7)
А1 Рк1 • Т + Ксн • Рн1 • Т • Пт1 Пт2 Рк1 + Ксн • Рн1 • П т1 1т2
где А, А2 - расходы электроэнергии сравниваемых электровозов; Р, Рк2 - мощности, реализуемые локомотивами; Пт1, Пт2 - значения КПД электровозов на тягу; РнЪ Рн2 - величины номинальных мощностей локомотивов.
Зависимость реализуемых мощностей электровозов можно определить через разницу их масс (Лт = тэ1 - тэ2) как Рк2 = Рк1 - ДРк = Рк1 - (w(/ + /э) • Ат • V • с , тогда уравнение (7) можно представить в виде:
ДА(%) = (1 - Рк! -(^0 + О-Дт•V• * + ксн • Рн2 • Л, • Лп)• 100 %. (8)
Рк1 + Ксн • Рн1 • Пт1 Пт2
Из анализа выражений (7), (8) можно сделать вывод о том, что разница расхода электроэнергии зависит от следующих величин:
- номинальных мощностей и масс локомотивов;
- значений КПД на тягу электровозов;
- мощностей, реализуемых локомотивами (включая скорость движения).
При определении указанных величин наибольшую сложность представляет вычисление значений КПД на тягу электровозов. Обычно КПД на тягу электровозов определяют по тяго-во-энергетическим характеристикам (ТЭХ) локомотивов, получение которых является трудоемким процессом и сопряжено с возможными неточностями при их расчете. Кроме этого на электровозах постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями (ТД) можно осуществлять только дискретное регулирование мощности (путем ступенчатого изменения
напряжения на коллекторе и тока возбуждения ТД), поэтому в реальных условиях, используя разные по мощности локомотивы, практически невозможно реализовать идентичные режимы движения поезда и сравнение обычно проводят по близко расположенным к исходной характеристикам, подразумевая, что для поддержания заданной скорости электровоз движется сначала на характеристике с избыточной силой тяги, а затем переходит на характеристику с меньшим (недостаточным) значением силы тяги [2]. В связи с тем, что на реализацию неравномерного режима движения локомотива затрачивается дополнительная энергия, использование такого способа может сказаться на точности проводимого сравнения, а кроме этого усложнит процесс расчета.
Для вычисления КПД электровозов на тягу, на наш взгляд, удобно воспользоваться универсальной процентной характеристикой ТД электровозов, которая позволяет с достаточной для сравнительной оценки точностью определить величину КПД в зависимости от мощности [5] и, не прибегая к трудоемким вычислениям ТЭХ, рассчитать искомую величину как произведение номинального КПД на тягу локомотива (принятого по паспортным данным) на степень его использования, полученную путем аппроксимации табличных значений универсальных процентных характеристик ТД электровоза [2], в связи с чем величину КПД на тягу электровозов можно вычислить так:
Пт = Пт.н • С-100 %, (9)
где Птн - номинальное значение КПД электровоза в режиме тяги;
С п - степень использования КПД, которую можно определить по формуле [2]
Сп = -2,9189-10-11 • (Р^)6 +1,9307-10-8 • (- 5,1905-10"6 • (+
п Р Р Р
кн кн кн (10)
+7,2753-10-4 • (-^)3 -5,6724-10-2 • (Р)2 + 2,3434• (+ 60,03.
\р/ Р Р
кн кн кн
С учетом формулы (10) уравнение (8) было приведено к виду:
ЛА(%) = (1 -(Р - + 0-Ат* - ф- Сп' + - )-100 %. (11)
Рк1 • Лт.н2 • Сп2 + *сн • Рн1
Кроме того, с целью оценки долей возможной экономии, полученной за счет изменения величин, влияющих на расход электроэнергии (массы локомотива, КПД на тягу электровоза, номинальной и реализуемой мощностей), была рассчитана разница расхода электроэнергии от изменений:
массы локомотивов -
ддт (о%) = (1 _Р-К +*.>• )-ю0 %% = (( , . ) К ^Ат . ) ))-100 %; (12)
Рк1 К + О-тл1 + К + Кпг + О-тв)
КПД электровозов на тягу -
(Рк1 - К + О-Лт • V • с) • пт н1 С АЛПт (%) = (1 - к1 4 0—--} 'т н1 п1) -100 % - ЛАт -100 %; (13)
Рк1 -Лт.н2 - Сп2
номинальной мощности, влияющей на затраты электроэнергии на собственные нужды электровозов -
ЛАсн(%) = (ЛА -ЛАт -ЛАп ) -100 %. (14)
По формулам (11) - (14) была произведена сравнительная оценка энергетической эффективности электровозов с мощностью 4800 кВт (аналогичных мощности электровозов ЭП1 и ЭП2К) с локомотивами с рациональным значением мощности и массы для эксплуатации на рассматриваемых участках пути (3200 кВт и 95 т соответственно).
При расчетах номинальный КПД электровозов на тягу был принят равным 90,4 % [3], а ксн = 0,017 получен из анализа номинальных мощностей и расхода электроэнергии на собственные нужды пассажирских электровозов ЧС2 и ЧС3 [7]. Результаты расчетов представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Анализ сравнения эксплуатации электровозов номинальной мощностью 4800 кВт с электровозами с рациональными значениями мощности (3200 кВт) и массы (95 т)
Скорость движения V, км/ч Профиль пути 'э / 'р:, % Разница расхода электроэнергии АЛ, % В том числе
АЛтл, % АЛпт, % АЛсн, %
при массе состава тс, т
1150 620 400 200 1150 620 400 200 1150 620 400 200 1150 620 400 200
120 2 3,3 8,0 12,0 17,8 3,4 5,8 8,1 12,8 -0,8 1,1 2,8 3,8 0,7 1,0 1,1 1,2
100 2 4,3 9,6 13,3 18,2 3,3 5,5 7,8 12,3 0,2 2,8 4,2 4,4 0,9 1,2 1,3 1,5
80 2 5,8 11,2 14,3 18,2 3,0 5,2 7,3 11,7 1,6 4,5 5,3 4,5 1,1 1,5 1,7 2,0
9 2,1 6,7 10,6 16,7 3,1 5,2 7,4 11,8 -1,6 0,5 2,2 3,7 0,6 0,9 1,1 1,2
60 2 7,9 12,4 14,6 17,9 2,7 4,7 6,7 10,9 3,8 5,8 5,7 4,3 1,4 1,8 2,2 2,7
9 3,5 8,3 12,3 17,4 2,9 5,0 7,1 11,5 -0,3 2,1 3,8 4,5 0,8 1,1 1,3 1,5
40 2 9,9 12,8 14,4 17,4 2,3 4,0 5,8 9,7 5,8 6,4 5,6 3,7 1,8 2,4 3,0 4,0
9 5,2 10,6 13,7 17,6 2,7 4,7 6,7 10,9 1,4 4,4 5,3 4,7 1,1 1,4 1,7 2,0
Как видно из данных таблицы 4, при вождении на рассматриваемых участках пути поездов с массами, близкими к средней массе состава, со скоростями движения от 40 до 120 км/ч электровозами с рациональными значениями мощности и массы расход электроэнергии может быть снижен от 6,7 до 18,2 % общего расхода на тягу в зависимости от скорости движения и массы состава. При этом только за счет снижения массы электровоза и затрат электроэнергии на собственные нужды (без учета разницы КПД на тягу) расход электроэнергии может быть уменьшен на 6 - 14 %.
В связи с тем, что участки пути с похожим профилем (III типа) не единичны на сети российских железных дорог, можно сделать вывод о том, что имеются значительные резервы снижения расхода электроэнергии на тягу поездов в пассажирском движении, такие как использование электровозов с рациональными значениями массы и мощности, соответствующими условиям эксплуатации.
На наш взгляд, следует рассмотреть возможность производства пассажирских электровозов в четырехосном исполнении для эксплуатации на отдельных участках железных дорог, что позволило бы существенно снизить расход электроэнергии на тягу. К основным преимуществам четырехосных локомотивов в сравнении с шестиосными помимо снижения расходов на выпуск, эксплуатацию и ремонт стоит отнести возможность осуществления регулирования тяговой мощности путем подбора числа электровозов под поезда соответствующей массы (шестиосные, объединенные по системе многих единиц (СМЕ), на наш взгляд, будут иметь избыточную мощность), в связи с чем они могли бы быть востребованы и на других участках с более сложными условиями эксплуатации. Например, суммарная мощность двух четырехосных электровозов мощностью 3200 кВт, объединенных по СМЕ, составила бы 6400 кВт, что немногим больше мощности восьмиосных пассажирских электровозов ЧС7 (6160 кВт), эксплуатируемых на ряде участков железных дорог, срок службы многих из которых в настоящее время составляет более 30 лет. Возможность осуществления маневра
мощностью электровозов за счет их числа, на наш взгляд, позволила бы значительно снизить расход электроэнергии на тягу, особенно при вождении маловесных и хозяйственных поездов на различных по сложности участках пути.
Следует отметить также, что предложенная методика расчета энергетической эффективности электровозов может быть полезна инженерно-техническим работникам ОАО «РЖД» для оценки изменения расхода электроэнергии, в том числе и для грузовых поездов при формировании электровозов по СМЕ с целью выбора рациональных значений мощностей и масс сцепов локомотивов на различных по профилю пути участках, так как позволяет, не прибегая к трудоемким расчетам ТЭХ электровозов, оценить возможную экономию и затраты электроэнергии на тягу поездов.
Список литературы
1. Андрющенко, А. А. Повышение энергетической эффективности пассажирских электровозов с асинхронным тяговым приводом [Текст] / А. А. Андрющенко, А. А. Зарифьян, П. Г. Колпахчьян // Известия Петербургского гос. ун-та путей сообщения / Петербургский гос. ун-т путей сообщения Императора Александра I. - Санкт-Петербург. - 2015. - № 4. -С. 5 - 14.
2. Плаксин, А. В. Пути снижения расхода электроэнергии при эксплуатации пассажирских электровозов на равнинных участках пути [Текст] / А. В. Плаксин, С. В. Швецов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2017. - № 1 (29). -С. 35 - 47.
3. Электровоз ЭП1: Руководство по эксплуатации [Текст] / ООО «Производственная компания «Новочеркасский электровозостроительный завод». - Новочеркасск, 2006. - Т. 1. -527 с.
4. Кочнев, Ф. П. Вес и скорость пассажирских поездов [Текст] / Ф. П. Кочнев. - М.: Транспорт, 1965. - 276 с.
5. Розенфельд, В. Е. Теория электрической тяги: Учебник [Текст] / В. Е. Розенфельд, И. П. Исаев, Н. Н. Сидоров. - М.: Транспорт, 1983. - 328 с.
6. Черномордик, Г. И. Повышение скоростей движения поездов [Текст] / Г. И. Черно-мордик. - М.: Транспорт, 1964. - 201 с.
7. Правила тяговых расчетов для поездной работы [Текст] / П. Т. Гребенюк, А. Н. Долганов и др. - М.: Транспорт, 1985. - 287 с.
8. Конструкция, расчет и проектирование локомотивов: Учебник [Текст] / Под ред. А. А. Камаева. - М.: Машиностроение, 1981. - 351 с.
9. Плаксин, А. В. Пути повышения энергетической эффективности при эксплуатации пассажирских электровозов на равнинных участках железных дорог [Текст] / А. В. Плаксин, С. В. Швецов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2017. -№ 3 (31). - С. 43 - 54.
10. Арпуль, С. В. Определение эффективности модульной тяги [Текст] / С. В. Арпуль // Збiрник наукових праць Донецького шституту заизничного транспорту. - Донецьк. - 2014. -№ 39. - С. 33 - 37.
References
1. Andryushchenko A. A., Zarifyan А. А., Kolpahchyan P. G. Povyshenie energeticheskoy effektivnosti passazhirskikh elektrovozov s asinkhronnym tyagovym privodom [Improving the energy efficiency of locomotives with asynchronous traction motor]. Izvestiya PGUPS - Processing Petersburg Transport University, 2015, no. 4, pp. 5 - 14.
2. Plaksin A. V., Shvetsov S. V. Puti snizheniya raskhoda ehlektroehnergii pri ehkspluatacii passazhirskih ehlektrovozov na ravninnyh uchastkah puti [Ways to reduce energy consumption in the
operation of passenger electric locomotives on the flat sections of the road]. Izvestiya Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies, 2017, no. 1 (29), pp. 35 - 47.
3. Elektrovoz EP1: Rukovodstvo po ekspluatacii. t. 1. (Electric locomotive EP1: manual). Novocherkassk, 2006, Vol. 1, 527 p.
4. Kochnev F. P. Ves i skorost passazhirskix poezdov. (Weight and speed of passenger trains). Moscow: Transport, 1965, 276 p.
5. Rosenfeld V. E., Isaev I. P., Sidorov N. N. Teoriya elektricheskoy tyagi (Theory of electric traction). Moscow: Transport, 1983, 328 p.
6. Chernomordik, G. I. Povyshenie skorostej dvizheniya poezdov (Increase in train speeds). Moscow: Transport, 1964. 201 p.
7. Pravila tyagovykh raschetov dlya poezdnoy raboty (Rules of traction calculations for train operation). Moscow: Transport, 1985, 287 p.
8. Kamaev A. A., Apanovich N. G., Kamaev V. A., Gapeev Y. M., Kononov V. S., Mi-khal'chenko, G. S., Nikitin S. V., Simonov V. A., Soroko M. I. Konstrukciya, raschet iproektiro-vanie lokomotivov. Uchebnik (Design, calculation and design of locomotives. Textbook). Moscow: Engineering, 1981, 351 p.
9. Plaksin A. V., Shvetsov S. V. Puti povysheniya energeticheskoj effektivnosti pri ekspluatacii passazhirskix elektrovozov na ravninnyx uchastkax zheleznyx dorog [Ways to improve energy efficiency in the operation of passenger electric locomotives on flat sections of Railways]. Izvestiya Transsiba - The journal of Transsib Railway Studies, 2017, no. 3 (31), pp. 43 - 54.
10. Arpul, S. V. Opredelenie effektivnosti modulnoj tyagi [Determination of efficiency of modular tags]. Zbirnik naukovikh Prats. Donst. 2014, no 39. pp. 33 - 37.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Плаксин Алексей Владимирович
Западно-Сибирская железная дорога - филиал ОАО «РЖД».
Вокзальная магистраль, д. 12, г. Новосибирск, 630004, Российская Федерация.
Ведущий инженер дорожного топливно-энергетического центра.
Тел.: +7 (913) 746-38-71.
E-mail: Plaksin.av@mail.ru
Швецов Семен Васильевич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-34-19.
E-mail: 89040708125@yandex.ru.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Плаксин, А. В. Пути повышения энергетической эффективности эксплуатируемых пассажирских электровозов [Текст] / А. В. Плаксин, С. В. Швецов // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск. - 2018. - № 4 (36). - С. 31 - 40.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Plaksin Alexey Vladimirovich
The West Siberian railway - branch of JSC «RZD». 12, Vokzalnaya Magistral, Novosibirsk, 630004, the Russion Federation.
Leading engineer of road fuel and energy centre. Phone: +7-913-746-38-71. E-mail: Plaksin.av@mail.ru
Shvetsov Semen Vasilyevich
Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russion Federation. PhD of technical sciences, Associate Professor of the department «Rolling stock of electric railways », OSTU. Phone: +7 (3812) 31-34-19. E-mail: 89040708125@yandex.ru. Ph. D., associate professor of the department «Rolling stock of electric railways», OSTU.
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Plaksin A. V., Shvetsov S. V. Ways to improve the energy efficiency of electric locomotives operated passenger. Journal of Transsib Railway Studies, 2018, vol. 4, no 36, pp. 31 - 40 (In Russian).
