Тяговые расчёты для тепловозов UzTE16M3 на участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги

АННОТАЦИЯ

Представлены результаты тягового расчёта для трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов UzTE16M3 на реальном, холмисто - горном участке Узбекской железной дороги при движении грузовых поездов без остановок и с остановками на промежуточных станциях, разъездах и раздельных пунктах. Получены кинематические параметры движения грузового поезда различной массы состава и магистральных (поездных) грузовых локомотивов дизельной тяги на участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги с холмисто - горным профилем пути, представленные в виде графических зависимостей и табличных данных. Результаты исследований рекомендуются специалистам цеха эксплуатации локомотивного комплекса сети узбекских железных дорог, работа которых касается энергетики движения грузовых поездов на холмисто – горных железнодорожных участках.

ABSTRACT

The paper presents the results of traction calculations for three-section mainline (train) freight UzTE16M3 diesel locomotives on a real, hilly - mountainous section of the Uzbek railway when freight trains move without stops and with stops at intermediate stations, sidings and separate points. The kinematic parameters of the movement of a freight train of various mass of a train and mainline (train) freight locomotives of diesel traction on the Marokand - Kattakurgan section of the Uzbek railway with a hilly - mountainous track profile are obtained, presented in the form of graphical dependencies and tabular data. The research results are recommended to the specialists of the locomotive complex operation department of the Uzbek railways network, whose work concerns the energy of the movement of freight trains on hilly and mountainous railway sections.

Ключевые слова: оценка, результат, грузовой поезд, движение, тепловоз, железнодорожный путь, участок, метод, скорость, расчёт, подвижной состав, анализ, холмисто-горный, обоснование, перегон, профиль, железная дорога.

Введение. Вопрос эффективности использования магистральных (поездных) локомотивов дизельной тяги с учётом реальных условий организации железнодорожных перевозок разных по структуре и содержанию грузов на различных участках Узбекской железной дороги продолжает быть актуальным.

Сотрудники кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» совместно со специалистами линейных предприятий локомотивного комплекса АО «Ўзбекистон темир йўллари» принимают активное участие в исследованиях по повышению эффективности использования дизельного парка локомотивов в эксплуатации.

Постановка задачи исследования. Цель данных исследований состоит в обосновании кинематических параметров движения грузовых поездов и магистральных (поездных) грузовых локомотивов дизельной тяги на одном из реальных участков узбекских железных дорог.

Объект исследования - трёхсекционные магистральные (поездные) грузовые тепловозы UzТЕ16М3 и спрямлённый профиль пути реального, холмисто – горного участка Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги.

Предмет исследования составляют кинематические параметры движения грузовых поездов с разной массой составов и упомянутых выше тепловозов UzТЕ16М3.

Поставленная цель исследования реализуется путём выполнения тягового расчёта, в основе которого лежит графическое интегрирование дифференциального уравнения движения поезда [7]. Разрабатывают математические модели ведения грузового поезда тепловозами UzTE16M3, составляют таблицы удельных равнодействующих сил поезда для режимов тяги, холостого хода и торможения и по ним строят соответствующие диаграммы, а затем, опираясь на рекомендации [6,1], выполняют построение скорости движения и времени хода поезда на заданном участке счёта. В этом случае, соблюдают принцип максимального использования мощности и тягово-эксплуатационных качеств (свойств) локомотива, а также наибольшей кинетической энергии движения поезда при прохождении им каждого элемента профиля пути заданного участка железной дороги [8]. Упомянутый выше принцип для тепловозов UzTE16M3 в режиме тяги соответствует работе силовой энергетической установки под нагрузкой на 15-й номинальной позиции контроллера машиниста на полном поле (ПП), а также первой (ОП1) и второй (ОП2) ступенях ослабления поля тяговых электродвигателей согласно тяговой характеристики локомотива.

В табл. 1 и табл. 2 представлены численные значения удельных равнодействующих сил грузового поезда различной массы составов (Q = 2500…3500т) и одинакового числа осей m = 200 осей на режимах тяги, холостого хода и служебного торможения для исследуемых трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых локомотивов дизельной тяги – тепловозы UzTE16M3.

По данным табл. 1 и табл. 2 были построены диаграммы удельных равнодействующих сил грузовых поездов для этих тепловозов.

Таблица 1.

Удельные равнодействующие силы поезда для режима тяги,

локомотивы дизельной тяги - тепловозы UzTE16M3

Условные обозначения, принятые в табл. 1 и табл. 2, следующие: V – скорость движения поезда, F_к – касательная сила тяги исследуемого тепловоза, w׳₀ и w"₀ – соответственно, удельное основное сопротивление движению тепловоза и состава (вагонов), w₀ - удельное основное сопротивление движению поезда, f_к – удельная касательная сила тяги исследуемого тепловоза, f_к - w₀ – удельная равнодействующая сила поезда в режиме тяги, w_х - удельное основное сопротивление движению тепловоза на холостом ходу, φ_кp – расчётный коэффициент трения тормозной колодки о колесо, b_т – удельная тормозная сила поезда, w_ох – удельная равнодействующая сила поезда на холостом ходу, w_ох+0,5b_т - удельная равнодействующая сила поезда при служебном торможении.

Таблица 2.

Удельные равнодействующие силы поезда для режима холостого хода

и торможения, локомотивы дизельной тяги - тепловозы UzTE16M3 

Основные конструктивные особенности трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов UzTE16M3 и характеристика каждого конкретного элемента профиля пути заданного холмисто – горного участка Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги освещены в [2,3].

Результаты исследования и их анализ. На рис. 1 – рис. 3 приведены фрагменты скорости V(S) движения и времени t(S) хода грузового поезда, которые нами были построены для тепловозов UzTE16M3 на исследуемом, реальном, участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги с учётом рекомендаций [6,7] и исследований [1].

Рисунок 1. Фрагмент тягового расчёта для тепловоза UzTE16M3 на участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги, Q₁ = 2500 т

Рисунок 2. Фрагмент тягового расчёта для тепловоза UzTE16M3 на участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги, Q₂ = 3000 т

Рисунок 3. Фрагмент тягового расчёта для тепловоза UzTE16M3 на участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги, Q₃ = 3500 т

На рис. 1 – рис. 3 обозначено: станции - отправления (Мароканд), промежуточная (Джума, Нурбулак) и прибытия (конечная, Каттакурган); V(S) и t(S) – кривые скорости движения и времени хода поезда на проход, и с учётом остановки на промежуточной и конечной станциях; S_зам и ∆t_зам – путь и время замедления при торможении на промежуточной и конечной станциях; S_разг и ∆t_разг – путь и время разгона при трогании поезда с места на промежуточной и конечной станциях; ТД– тормоза действуют и ТО - тормоза отпущены.

В табл. 3 приведены значения кинематических параметров движения грузовых поездов и трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов серии UzТЕ16М3, средние и усреднённые значения упомянутых параметров на участке Мароканд – Каттакурган для двух видов движения.

Усреднённые значения кинематических параметров движения грузовых поездов и перевозочной работы локомотивов дизельной тяги по обоим видам движения на участке Мароканд – Каттакурган АО «Ўзбекистон темир йўллари» - среднеарифметические величины в выбранном (принятом) нами интервале изменения массы составов (от Q₁ = 2500 т до Q₃ =3500 т) грузового поезда.

Анализ данных табл. 3 показывает, что для средних значений кинематических параметров движение исследуемых грузовых поездов на реальном участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги с холмисто - горным профилем пути, организованное с остановками на промежуточных станциях Джума, Нурбулак и Зиёвуддин, по отношению к движению без остановок на них, способствует:

• увеличению общего времени хода поезда на 7,91 мин с уменьшением технической скорости движения на 9,31 км/ч;
• значениям долей движения на режимах тяги в 32,19 процента, а холостого хода и торможения в 67,81 процента;
• увеличению доли движения в режиме тяги и уменьшению доли движения в режимах холостого хода и торможения, приблизительно, на 4,98 процента.

Таблица 3.

Показатели перевозочной работы локомотивов дизельной тяги на участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги 

Кроме того, численные значения некоторых кинематических параметров движения исследуемых грузовых поездов и трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов UzТЕ16М3 на реальном участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги с третьим типом профиля пути [4] составляют:

• среднее расчётное значение технической скорости движения для двух (обоих) видов движения не превышает (равно) 67,63 км/ч;
• среднее расчётное значение общего времени на разгон – замедление соответствует, приблизительно, 2,64 минутам;
• среднее усреднённое значение в режиме тяги равняется 29,87 процентам, а на режимах холостого хода и торможения – 70,12 процента.

На этом этапе проведённых исследований нами получены кинематические параметры движения грузового поезда разной массы составов (Q = 2500…3500т) и одинакового числа осей m = 200 осей, а также перевозочной работы трёхсекционных магистральных (поездных) грузовых тепловозов серии UzТЕ16М3 и динамика изменения упомянутых выше параметров с учётом вида движения грузовых поездов.

Заключение. Полученные кинематические параметры движения грузовых поездов на холмисто – горном участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги имеют достаточно высокую сходимость с аналогичными результатами исследований [2,3,5 и другие] и могут быть использованы при проведении анализа и оценки топливно – энергетической эффективности магистральных (поездных) локомотивов дизельной тяги в условиях эксплуатации.

Результаты исследований будут полезны при разработке режимных карт вождения грузовых поездов и прогнозировании расхода натурного дизельного топлива трёхсекционными магистральными (поездными) тепловозами серии UzТЕ16М3 за поездку на холмисто - горном участке Мароканд – Каттакурган Узбекской железной дороги и рекомендуются для внедрения в практику работы локомотивного депо Бухара АО «Ўзбекистон темир йўллари».

Список литературы:

1. Аблялимов О. С. Основы управления локомотивов [Текст] /О. С. Аблялимов, Э. С. Ушаков // Учебник для профессиональных колледжей железнодорожного транспорта. – Ташкент: «Davr», 2012. – 392 с.
2. Аблялимов О. С. К анализу перевозочной работы тепловозов UzТЕ16М3 на холмисто – горном участке железнодорожного пути [Текст] / О. С. Аблялимов, Т. М. Турсунов, М. И. Хисматулин // Вестник ТашИИТ / Ташкентский ин-т инж. ж.-д. трансп. – Ташкент, 2016. № 4 – С. 56 – 59.
3. Аблялимов О. С. Оценка эффективности использования дизельного тягового подвижного состава на холмисто – горном участке железной дороги [Текст] / О. С. Аблялимов // Научный журнал «Транспорт Азиатско – Тихоокеанского региона» / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. – Хабаровск, 2017. № 3 (12). – С. 6 – 11.
4. Аблялимов О. С. Оценка эффективности перевозочной работы электровозов 3ВЛ80^С на участке Каттакурган – Навои Узбекской железной дороги [Текст] / О. С. Аблялимов, // Международный информационно-аналитический журнал «Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык» / Иркутский филиал Московского гос. тех. ун-та гражданской авиации. – Иркутск, 2018. № 4 (19). – С. 35 – 50.
5. Аблялимов О. С. К вопросу эксплуатации тепловозов UzTE16M3 на участке Мароканд – Навои АО «Ўзбекистон темир йўллари» [Текст] / О. С. Аблялимов // Международный информационно-аналитический журнал «Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык» / Иркутский филиал Московского гос. тех. ун-та гражданской авиации. – Иркутск, 2017. № 3. – С. 27 – 34.
6. Деев В. В. Тяга поездов [Текст] / В. В. Деев, Г. А. Ильин, Г. С. Афонин // Учебное пособие для вузов. – М.: Транспорт, 1987. – 264 с.
7. Кузьмич В. Д. Теория локомотивной тяги [Текст] / В. Д. Кузьмич, В. С. Руднев, С. Я. Френкель // Учебник для вузов железнодорожного транспорта. – М.: Маршрут, 2005. – 448 с.
8. Правила тяговых расчётов для поездной работы [Текст] / Всесоюзный научно – исследовательский институт железнодорожного транспорта. – М.: Транспорт, 1985. – 287 с.