Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 2, страница 14

2. Поезд массой 26 тыс. т, 300 вагонов в составе, три группы тепло­возов, управляемые машинистом головного тепловоза по системе ди­станционного радиоуправления. Особенность этого варианта заклю­чается в том, что он осуществляется на однопутной линии с остановка­ми на промежуточных станциях, а управление производится одним машинистом и тормозилыциком.

3. Поезд массой 25,5 тыс. т из 340 вагонов, с тремя тепловозами в голове и пятью через 115 вагонов от хвоста и 225 вагонов от головы. Особенность таких поездов состоит в том, что они обращаются на легком профиле пути, все тепловозы управляются одним машинистом из го­ловного тепловоза по системе дистанционного радиоуправления.

В других вариантах тепловозы располагаются по схемам: 4—4—4, 4—6—3, 4—5—4 с распределением усилий второй группы — 75 % на тягу, 25 % на подталкивание и третьей группы — 60 % на тягу и 40 % на подталкивание. При управлении поездом оказался важным учет скорости относительного перемещения частей соединенного по­езда, учет координат вспомогательных локомотивов на линии, четкость взаимодействия между машинистами.

Глава   12

ЭНЕРГЕТИКА ТЯГИ ПОЕЗДОВ

12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Перевозочная работа, измеряемая в тонно-километрах, по физи­ческой природе представляет аналог механической работы и, следова­тельно, является энергетическим показателем. Естественно, что транс­порт, выполняющий огромный объем перевозочной работы, расходует большое количество топлива и электроэнергии на тягу поездов: до 18 % дизельного топлива и до 4,5 % электроэнергии, вырабатываемых в стра­не. В структуре эксплуатационных расходов локомотивного хозяйства затраты на топливо и электроэнергию для тяги поездов составляют при­мерно 50 %. В результате интенсивного развития промышленности во всем мире проблема энергии превратилась в проблему века.

Тяга поездов представляет собой процесс преобразования энергии топлива и электроэнергии в энергию движения поездов, который не­посредственно связан с объемом и качеством использования энергоре­сурсов в технологии перевозок. Поэтому высокоэффективное использо­вание энергоресурсов для тяги поездов определяет качество работы железных дорог, а энергосберегающая технология перевозочного про­цесса имеет первостепенное значение.

Главным фактором, определяющим эффективность использования энергоресурсов, является режим работы энергосиловых систем локомо­тивов, который в свою очередь обусловлен режимом тяги. Очевидно, теорию тяги, тяговые расчеты, организацию использования тяговых средств, режимы работы локомотивов необходимо рассматривать с по­зиций не только производительности железных дорог, но и эффектив­ности использования энергоресурсов на тягу поездов. Естественно, что решение проблемы энергосберегающей технологии перевозок не­посредственно связано с исследованиями теории тяги поездов.

В разделе энергетики тяги поездов изучают: тягово-энергетические параметры и характеристики локомотивов; методы расчета, нормиро­вания, планирования, учета и контроля расхода энергоресурсов на тягу; способы повышения энергетической эффективности тяги; методику проведения эксплуатационных тягово-энергетических испытаний ло­комотивов; многофакторный анализ расхода топлива и электроэнергии; построение тягово-энергетических моделей, ориентированных на задан­ные целевые функции.

Оптимизация режимов тяги, оценка энергетической эффективности невозможны без наличия критерия эффективности, по которому можно сравнивать варианты. Однако на расход энергоресурсов оказывает влия­ние столь много эксплуатационных факторов, в том числе вероятност­ных, что не может быть одного критерия, обладающего достаточной 190

степенью общности, чтобы отразить энергетическую эффективность по всему комплексу зависимостей. Речь может идти только о системе по­казателей энергетики тяги. Рассмотрим наиболее важные из них.

12.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОФИЛЯ ПУТИ

И МЕТОДИКА РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Характер движения поезда, режим работы локомотивов и расход энергоресурсов на тягу существенно зависят от профиля пути. Для обобщенной оценки влияния профиля пути тягового участка на расход энергоресурсов используют значения виртуальных возможных длин и крутизны пути. Виртуальным коэффициентом участка назы­вают отношение механической работы, затраченной на движение по­езда заданной массы на реальном профиле пути, к механической работе со средней скоростью движения на прямом горизонтальном пути той же протяженности. Виртуальный коэффициент по механической работе определяют по формуле

а„ = [ю0(х— 2sBC) ± 1000A+10002 Авс+122 a0)]/Dyns, (12.1)

где ш0 — основное удельное сопротивление движению поезда со средней скоро­стью, Н/г; s — длина участка, м; 2 SBC — суммарная длина «вредных» спусков, м; h — разность отметок уровней в начале и конце участка, м; 2/гВс — сумма разностей отметок уровней вредных спусков, м; 2а° — сумма цент­ральных углов кривых на участке.

«Вредны м» спуском называют величину giBC, которая больше основного удельного сопротивления движению поезда и поэтому тре­бует регулировочного торможения для того, чтобы поезд не превысил наибольшую скорость, установленную на участке.

Виртуальная длина участка SB = a „s показывает условную длину прямого горизонтального пути, на котором механическая работа равна работе на длине участка реального профиля.

Эквивалентным, или виртуальным, подъемом назы­вают условную крутизну участка реальной длины, на котором механи­ческая работа локомотива равна работе на участке реального профиля пути. Его определяют по формуле

.       1000 Z V+- 12 2 a°-(a>o/g 2 SBC+ 1000 Z/t6c) ..„ „. % - -                                                                                                      ,                        (1 Z.Z)

где Sftn, 2/igc — сумма соответственно разности отметок подъемов и «безвредных» спусков, м.

Для характеристики участка по затратам механической работы пользуются виртуальным сопротивлением:

tt'Bc^g<V+a>o- (12.3)

Несмотря на то, что тяговые характеристики профиля пути получи­ли распространение в области проектирования железных дорог, эконо-