Использование мощности локомотивов по условиям сцепления колес с рельсами и нагреванию электрических машин. Влияние режимов вождения поездов на использование электроэнергии или топлива, страница 17

п

число этих характерных отрезков   участка   пути;   s=Ssj — длина

/-т

рассматриваемого участка пути, км; w₀₀ — расчетное среднее значе­ние основного удельного сопротивления движению на участке пути, Н/кН; используют w_oc при приближенных, но достаточных для практики по точности расчетах; принимают w_oc для скорости дви­жения, на 5—10% превышающей среднюю, чем учитывается нели­нейность зависимости основного сопротивления движению от ско­рости.

Удельное значение этой составляющей общего расхода топлива локомотивом, кг/(т-км),

£то = £тсЯо=ЮОО£_тсВД_ос.

На рис. 13 представлена кривая расхода топлива G_TO на участ­ке пути 1 км в зависимости от скорости поезда с принятой ранее со-   ставностью. Для количественной оценки влияния на составляющую расхода дизельного топлива G_TO неравномерности движения поез­да по участку пути сравним два условных режима ведения поезда.

Допустим, что участок длиной 10 км тепловоз 2ТЭ10Л с грузо­вым поездом проходит за 12 мин. В первом случае поезд движется на всем участке пути с постоянной скоростью 50 км/ч, во втором — со средней скоростью 50 км/ч, причем первые 7 км он проходит со скоростью 70 км/ч, а оставшиеся 3 км — со скоростью 30 км/ч. В со­ответствии с рис. 13 расход топлива в первом случае составит 65,2 кг, а во втором — 75 кг, т. е. на 9,8 кг больше. Причина такой разницы в расходах топлива заключается в различных значениях механической работы Л₀ при равномерном и неравномерном движе­нии поезда, которая была аналитически доказана (см. с. 39).

Можно показать, что при более высокой средней скорости та­кая же неравномерность действительной скорости окажет еще боль­шее влияние на увеличение рассматриваемой составляющей расхо­да топлива.

Расход топлива локомотивом, кг, связанный с регулировочны­ми торможениями, зависит от погашенной в тормозах механической энергии поезда на я вредных спусках общей длиной s_b и определя­ется как

Сттв=£т<А_в= Ю(%_тс (тр+т<г) х

X   2 f.At-^cpS.U.

Удельное   значение   этой    составляющей    расхода    топлива,

кг/(т-км),

£™ =ь-тс«тв= 1000g« |"2 i., -^- - ™_ср 1 g.

На рис. 14 в качестве примера приведена зависимость от кру­тизны уклонов вредных спусков расхода дизельного топлива, от­несенного к погашенной в тормозах механической энергии поезда, при максимально допустимой скорости движения 80 км/ч. Расход топлива отнесен к 1 км длины вредного спуска, а составность по­езда соответствует ранее принятой. Как видим, расход топлива ли­нейно зависит от уклона вредного спуска и тем больше, чем длин­нее вредный спуск и больше уклон. Как уже отмечалось (см. рис. 10), снижение скорости подхода к вредным спускам позволя­ет сократить длину тормозного пути и снизить рассматриваемую составляющую расхода топлива локомотивом.

Расход топлива локомотивом, связанный с погашенной в тор­мозах поезда для снижения скорости механической энергией, ра­вен разности расхода дизельного топлива, эквивалентного измене­нию кинетической энергии поезда за время торможения, и расхода топлива на преодоление силы основного сопротивления движению, а также изменению потенциальной энергии поезда на тормозном пу­ти s_Ti, т. е. при п торможениях на участке пути

п

^gtoc=£тс Инт — А„ - А о - А_пэ)=40,9£-_тс (т_р + m_Q) ^ (fini - г& t) —

1=1

п

- 10C%_TCg (m_P + m_Q) 2 s_r< (Woe/ + 'т/), ' /=i

где w_oci — расчетное среднее значение основного удельного сопро­тивления движению на тормозном пути S_TJ-, Н/кН; определяют w_oci так же, как при вычислении составляющей механической работы А₀ (см. с. 37).

Удельное значение этой составляющей расхода топлива, кг/(т-км),

£тое=£тсатос=——40,9 V (г£,—&,)-

**                                                               £1

-lOOO^g-Y-^^ + f,,).

я ^s*

Для количественного анализа рассматриваемой составляющей расхода топлива локомотивом примем, что торможение поезда про­исходит со скорости 80 км/ч до остановки на горизонтальном участ­ке пути. Расход топлива при тормозном пути 0,9 км

<?_тос = 40,9.0,8-10-⁷.4258-802-1000.0,8- Ю-⁷-4258-0,9(2,03 +

+ 0) = 84,35 кг.

При принятых в рассматриваемом примере исходных данных оказывается, что расход топлива, связанный с механической рабо­той по преодолению основного сопротивления движению на тормоз­ном пути, в 13 раз меньше расхода топлива, эквивалентного поте­рям механической энергии непосредственно в тормозах. Таким об­разом, расход топлива, связанный с торможениями поезда для снижения скорости, зависит главным образом от уменьшения кинетической энергии поезда.

Для   иллюстрации   влияния   уклона при  торможении   поезда   на   составляю­щую расхода топлива G_TOC на рис. 15 показаны зависимости    расхода     топлива, связанного с потерями  энергии в тормозах, от скорости начала   торможения до остановки. Кривая   1 соответствует торможению поезда  на  уклоне  9%о, а кри вая 2 — на горизонтальном участке пути. Как видим, влияние уклона на расход топ­лива тем сильнее, чем выше скорость на­чала торможения. С помощью этих кри­вых можно   определить   расход топлива, связанный с потерями энергии в тормозах, при снижении скорости поезда до некоторого значения и_кт>0. Он равен разности расхода топлива при скоростях начала и окончания торможения. Напри­мер, при торможении для снижения скорости движения грузового поезда с принятой ранее составностью со скорости 80 км/ч до ско­рости 40 км/ч на уклоне 9%₀ расход топлива

G₈o-4o=G₈o-G₄o=103-26 = 82 кг.

Таким образом, влияние элементов режима ведения поезда на общий расход топлива локомотивом при принятом среднем значе­нии к. п. д. тепловоза обнаруживается через составляющие расхода топлива, соответствующие основным составляющим общей полезной механической работы тягового электрического привода, затрачива­емой на передвижение поезда по участку пути.

9. Влияние режимов вождения поездов на расход электроэнергии

Связь режима ведения поезда и расхода электроэнергии обу­словлена зависимостью полезной механической работы от режима ведения поезда и зависимостью к. п. д. электровоза от режима его работы, задаваемого контроллером управления, и скорости движе­ния поезда.