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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.