Тягово-эксплуатационные испытания с динамометрическим вагоном, страница 12

Снижения расходов дизельного топлива можно достичь уменьшением механической работы локомотива и потерь энергии при ее преобразованиях на локомотивах. Значительное со­кращение механической работы можно было бы получить за счет увеличения времени хода поезда по перегонам участка. Однако при этом некоторые составляющие эксплуатационных расходов могут возрасти настолько, что их увеличение не будет компенсироваться полученной экономией топлива. В некоторых случаях увеличение времени хода поездов невозможно по условиям требуе­мой пропускной способности участков.

Уменьшить механическую работу локомотивов можно снижением средней скорости движения поезда, скорости вы­хода поезда на уклоны с вредными спусками, уменьшением нерав­номерности скорости движения, скорости начала торможения поезда, применяемого для снижения его скорости движения, в том числе и перед остановками.

Снизить среднюю скорость движения при заданном времени хо­да поезда невозможно. Уменьшение неравномерности скорости дви­жения дает заметный эффект в экономии топлива на равнинных участках пути с относительно редкими остановками поездов. При изменении режима для выравнивания скорости движения следует учитывать изменение к. п. д. локомотива, чтобы возмож­ное повышение потерь энергии на локомотиве было меньше ее эко­номии от выравнивания скорости.

Потери энергии в тормозах поезда пропорциональны длине вредных спусков или квадрату скорости начала торможения. Для уменьшения этих потерь сле­дует в пределах возможного сни­жать скорость поезда при выходе его на уклоны с вредными спус­ками и скорость движения в на­чале торможения. Это достигает­ся увеличением времени движе­ния локомотива с выключенными тяговыми двигателями перед та­кими уклонами или торможения­ми. Допустимость таких сниже­ний скорости движения опреде­ляется возможностью ее повышения на другой части пере­гона для обеспечения заданного времени хода поезда, а целесооб­разность – разницей между эко­номией топлива бла­годаря снижению потерь в тор­мозах и увеличением их расхода за счет движения с повышенной скоростью на некоторой части участка или перегона.

Скорость движения поезда при выходе его с вредного спуска оказывает значительное влияние на расход топлива. Если непосредственно за вредным спуском не требуется снижение скорости поезда, то она при его выходе с такого спуска должна быть равна максимально допустимой или достаточно близкой к ней. При таком выходе с вредного спуска поезд имеет максималь­но возможный запас кинетической энергии, которая в дальнейшем в значительной мере может быть использована на преодоление сопротивления движению поезда. Если же поезд выходит с вредного спуска со скоростью меньше допустимой, то в его тормозах будет неоправданно погашена часть кинетической энергии, что при дальнейшем движении поезда повлечет за собой соответствующее повышение расхода топлива.

При движении поезда по участку пути сила тяги локомотива и скорость изменяются в широких пределах, что сопровождается из­менением его к. п. д. согласно соответствующим характеристикам. Для экономии топлива желательно, чтобы локомотивы как можно большее время работали с макси­мальным к. п. д. Однако максимальный к. п. д. соответствует одной определенной точке на тяговых характеристиках локомотива, ко­торая не всегда совпадает с требуемыми по условиям движения значениями силы тяги и скорости. Поэтому при выборе рациональ­ного режима ведения поезда, помимо анализа составляющих меха­нической работы, следует, оценивать и изменения реализуемого среднего значения к. п. д. локомотива. Особое внимание необходимо уделять оценке влияния позиций контроллера управления на расход топлива, учитывая при этом к. п. д. локомотива и основное удельное сопро­тивление движению.

В качестве примера рассмотрим методику этой оценки применительно к тепловозу 2ТЭ10Л с грузовыми составами массой 4000 т. Сначала находят установившиеся скорости движения поезда при различных ступенях регулирования и разных элементах приведен­ного профиля пути. Установившейся скорости движения соответст­вует равенство силы тяги и силы полного сопротивления движению поезда W, Н. В зависимости от скорости для различных выбран­ных уклонов

.

Далее зависимости W (V) для выбранных уклонов наносят на тяговые характеристики локомотивов. Точки их пе­ресечения с тяговыми характеристиками и определяют установив­шиеся скорости движения. Оценивать и сравнивать расход топли­ва на различных позициях регулирования скорости движения теп­ловоза удобно по расходу, отнесенному к 1 км пути (Gт1, кг/км). Для этого по найденным установившимся скоростям движения V, км/ч, определяют соответствующие им расходы топлива за 1 мин (Gт, кг/мин) и время прохождения поездом 1 км пути. Расход топ­лива, отнесенный к 1 км пройденного пути,

.

На листе    приведена диаграмма  отнесенного к 1 км пути рас­хода топлива тепловозом 2ТЭ10Л с грузовым поездом массой 4258 т. На наиболее легких элементах про­филя пути, где установившиеся скорости движения относительно высокие, удельный расход топли­ва заметно и устойчиво возраста­ет при переходе на высшие пози­ции регулирования скорости. Это связано с тем, что переход на высшие позиции сопровождается относительно большими прира­щениями установившейся скоро­сти, а следовательно, и основного сопротивления движению и неко­торым снижением к. п. д. тепло­воза при увеличении скорости свыше 50 км/ч.

При увеличении уклонов и со­ответственно силы тяги локомо­тива скорость движения снижается, переходы с одной позиции на другую сопровождаются мень­шими приращениями установившейся скорости и основного сопро­тивления движению, к. п. д. тепловоза при увеличении скорости с 20 до 40 км/ч для большинства основных позиций регулирования повышается. Минимальный удельный расход топлива на уклоне + 10 о/оо соответствует 13-й позиции регулирования скорости. Расче­ты показывают, что для уклона +10 о/оо удельный расход топлива на 5-й позиции составляет 50 кг/км. Это объясняется значительным снижением к. п. д. тепловоза на 5-й позиции при уменьшении его скорости движения ниже 15 км/ч и указывает на неэкономичность работы на этой позиции.