СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Уголок СЦБИСТа > Книги и журналы > xx2

Ответ    
 
В мои закладки Подписка на тему по электронной почте Отправить другу по электронной почте Опции темы Поиск в этой теме
Старый 11.02.2012, 23:33   #1 (ссылка)
Crow indian
 
Аватар для Admin


Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 42
Сообщений: 28,794
Поблагодарил: 397 раз(а)
Поблагодарили 5851 раз(а)
Фотоальбомы: 2566
Записей в дневнике: 647
Загрузки: 672
Закачек: 274
Репутация: 126089

Тема: Совершенство и комфорт - новому российскому дизель-поезду


Совершенство и комфорт - новому российскому дизель-поезду


Читатели продолжают дискуссию

На опубликованную в майском номере нашего журнала статью «Будущее дизель-поездов в России» продолжают поступать отклики (см. «Локомотив» № 6 и 7, 2003 г.). Авторы статьи, напомним, выразили мнение: дизель-поезда должны создаваться на основе вагонов электропоездов, которые серийно выпускают машиностроительные заводы России. Об этой концепции своими суждениями делится инженер А.Г. АФОНИН (г. Москва).

Предложения, изложенные в статье «Будущее дизель-поездов в России», на первый взгляд, довольно привлекательные, но они не обосновываются какими-либо расчетными, экспериментальными или эксплуатационными технико-экономическими данными Попытаемся хотя бы частично восполнить отсутствие такой информации Для этого сопоставим по наиболее важным показателям отдельные элементы конструкции, которые используются сегодня на дизельном и электрическом моторвагонном подвижном составе (МВПС). Кроме того, рассмотрим альтернативные технические решения, которые, на мой взгляд, будут способствовать улучшению эксплуатационных и потребительских качеств нового дизель-поезда

Экипаж, привод движущих колес и кузов как источники сил сопротивления движению. Энергетическое совершенство этих элементов конструкции оценим суммой удельных энергозатрат в режиме движения с тягой и удельных энергопотерь при следовании без нее В качестве объектов сравнения возьмем трех-, четырех- и шестивагонные поезда, составленные в разных сочетаниях из вагонов ДР1А и вагонов ЭР2, перепроектированных в дизельный подвижной состав. Первый объект далее будем именовать реальным (р), второй — виртуальным (в) На виртуальном дизель-поезде предполагается размещать от одной до четырех силовых установок мощностью по 550 кВт, мощность ее аналога на реальном ДР1А составляет 736 кВт.

Часть оборудования, необходимого для электропоездов, на виртуальном составе не понадобится. Учитывая это, массу силовой установки, монтируемой на вагонах виртуапьного поезда, примем равной 3 т. Установка на прицепном вагоне реального дизель-поезда кабины управления увеличит его массу примерно на 2,5 т и уменьшит количество мест для сидения приблизительно на 20 Для сравнения в табл. 1 приведены массы тары и пассажи-ровместимости отдельных вагонов и составов в целом, а также удельные мощности дизель-поездов.

Результаты расчетов оказались следующими. По количеству энергии, отнесенной к 1 т массы тары, во всех вариантах составности и удельной мощности виртуальные поезда экономичнее реальных на 10 — 16 %. Если бы прототипы были подвижным составом, предназначенным для перевозки грузов, то такую разницу в удельных энергозатратах следовало бы рассматривать как подтверждение того, что обе разновидности МВПС действительно можно унифицировать, как минимум, по элементам, вызывающим силы сопротивления движению.

Но мы рассматриваем поезда для перевозки пассажиров. Поэтому в качестве сравниваемого показателя более правильно принимать количество энергии, отнесенной к массе тары, приходящейся на одного сидящего пассажира. В этом случае энергетическое преимущество реальных дизель-поездов составляет: Мр+Пр+Пру перед 2ГВ+МВ — 3,6 %; Мр+2Пр+Пру перед 2ГВ+МВ+ПВ с одной силовой установкой — 2,5 % и с двумя — 6 %; 2Мр+4Пр перед 2ГВ+2МВ+2ПВС — 4,7 %.


Таким образом, унификация дизельного и электрического поездов на основе экипажа, привода движущих колес и кузова ухудшит энергетические характеристики первого практически при любой составности. Частичная компенсация была бы возможна за счет ускоренного разгона: ведь удельная мощность виртуального дизель-поезда в составе четырех вагонов с двумя силовыми установками и в составе шести вагонов с четырьмя силовыми установками почти на 1/з больше, чем у реального поезда. Но нужны ли большие разгонные ускорения дизель-поездов, в частности, для экономии топлива?

Ответ на этот вопрос получим, сопоставив разгонные возможности трех существующих разновидностей МВПС (дизель-поездов, электропоездов и поездов метрополитена) с частотами расположения остановок на участках их обращения. Удельные мощности дизель-поезда ДР1А, электропоезда ЭР2 и поезда метрополитена модели И соотносятся примерно как 1:1,5:2, а средние расстояния между остановками на полигонах эксплуатации дизель-поездов на Московской, Октябрьской и некоторых дорогах стран СНГ, на электрифицированных линиях Московского железнодорожного узла и на сети Московского метрополитена — как 3 2 1

Из приведенных соотношений следует, что увеличенная удельная мощность нужна МВПС, эксплуатирующемуся только на участках с короткими перегонами. Дизель-поездам она может понадобиться лишь при заходе на электрифицированные участки с большими размерами движения. Но ради таких крайне редких случаев устанавливать на дизель-поезде более мощную сило вую установку со всеми вытекающими из этого последствиями для массы тары, расхода топлива и моторесурса экономически нецелесообразно.

Пневмомеханическая тормозная система как источник износа колес. Силы сухого трения, а именно они изнашивают поверхность катания (а иногда и гребень) колеса, возникают в местах прижатия тормозной колодки к колесу и в зоне его контакта с рельсом Интенсивность износа определяется работой сил трения.

За оценочный показатель эксплуатационного качества пневмомеханической тормозной системы примем уровень ее влияния на износ колес. Для этого на примере дизель-поезда ДР1А составностью 2М+4П определим, в каком соотношении находятся работы двух составляющих сил трения. Зададимся следующими исходными данными: средний суточный пробег — 300 км, частота графиковых остановок — 10 в час, средняя техническая скорость движения — 50 км/ч, начальная скорость торможения — 80 км/ч, масса тары — 245 т, коэффициент трения скольжения — 0,2.

При расчетах получим, что за время нахождения на линии работа сил трения в местах нажатия тормозных колодок на колеса составляет 7260 МДж. Суммарную работу сил трения в зонах контакта колес с рельсами вычислим для совершенно невероятной ситуации — движущие и поддерживающие колесные пары в течение всего времени движения в режимах с тягой, при торможении и на выбеге катятся на пределе срыва в боксование или перехода в юз, т.е со скольжением 1 — 2 %.

Результат вычисления работы зтой составляющей — 150 — 300 МДж, т.е. она меньше первой в десятки раз. Другими словами, использование как источника тормозной силы пары трения колесо — тормозная колодка — это основная причина износа колес по поверхности катания. Таким образом, унификация МВПС на основе пневмомеханической тормозной системы существующих электропоездов не снизит затраты на технические обслуживания и ремонт колесных пар.

Между тем, концепция, согласно которой электропоезда и дизель-поезда могут быть в значительной мере унифицированы, окажется весьма конструктивной, если базовую модель такого МВПС создавать на стадии проектирования.

В этой связи поучителен зарубежный опыт В середине 50-х годов прошлого столетия железные дороги Германии начали переходить на тепловозную тягу. Для проверки в эксплуатации заводы-изготовители предложили несколько моделей дизелей и гидропередач. Опытные образцы тепловозов спроектировали таким образом, что замена на них агрегатов одних моделей на другие была возможна без каких-либо переделок, так как в локомотивах заранее предусмотрели унифицированные установочные места и присоединительные устройства.

Остановимся на некоторых показателях базовой модели МВПС, которые должны и могут быть лучше, чем у существующих дизель- и электропоездов Заодно рассмотрим, на основе каких предложений и технических решений это может быть сделано.

Масса тары. Один из путей ее уменьшения — облегчение кузовов вагонов. В соответствии с нормами расчета на прочность все типы вагонов МВПС спроектированы таким образом, что сжимающие или растягивающие продольные силы 1 5 МН (150 тс), приложенные к автосцепкам, не вызывают в элементах кузовов деформацию Выполнение этой нормы гарантирует прочность кузова при лобовых столкновениях вагона со скоростью 20 км/ч с предметом массой 20 т. «Цена» обеспечения безопасности пассажиров таким способом достаточна высока — массы кузовов (без внутреннего оборудования) вагонов электропоезда ЭР2 и дизель-поезда ДР1А составляют около 20 % массы тары моторных вагонов и почти 30 % — прицепных.


Но прицепные вагоны в дизельном, а также прицепные и моторные вагоны в электрическом МВПС с препятствиями никогда не сталкиваются, в подобных ситуациях они оказываются прикрытыми моторными или головными вагонами. Ведь сила удара, передаваемая на первый вагон, расположенный за столкнувшимся, ослабевает на 25 — 30 %. Благодаря этому обстоятельству представляется возможным обеспечивать нормативные запасы прочности таких вагонов при их меньшей массе Оценочные расчеты показывают, что при снижении нормативной силы до 1 МН (100 тс) массу кузова можно уменьшить на 3 — 4 т, т.е в среднем трехвагонный поезд станет легче на 3,5 т, че-тырехвагонный — на 7 и шестивагонный — на 14 т.

Другой путь снижения массы тары — облегчение экипажа. Например, поддерживающие тележки вагонов дизель-поезда ДР1А на 200 кг легче аналогичных тележек вагонов электропоезда ЭР2. Масса тележек, в первую очередь, определяется массой колесных пар. Кроме того, масса колес — составная и значительная часть общей неподрессоренной массы. Необходимость ее уменьшения общеизвестна Масса колеса определяется его диаметром, при выборе которого руководствуются нормальными напряжениями в зоне опирания колеса на рельс. Напряжения являются прямой функцией отношения вертикальной нагрузки на колесо к его диаметру. Значения этих отношений для ряда моделей МВПС и вагонов локомотивной тяги приведены в табл. 2.

Как видно из таблицы, с точки зрения контактных напряжений наиболее сильное воздействие на рельсы оказывают колеса вагонов локомотивной тяги. Более того, пассажирские поезда дальнего следования (грузовые — тем более) по числу колесных пар в составах, а, следовательно, и по суммарному количеству импульсов нагружения рельсов значительно превосходят поезда МВПС. Из этого следует, что в базовой модели последнего движущие колеса вполне могут быть диаметром не 1050 мм, а 950 и поддерживающие — 860 мм вместо 950 Воздействие на рельсы колес уменьшенных диаметров увеличится, но все равно останется ниже, чем колес грузовых вагонов.

Уменьшение диаметров колес полезно и по другим причинам. Во-первых, снижается масса, создаваемая инерционностью колес также во вращательном движении и проявляющаяся только в периоды движения с переменной скоростью. Как следствие, укорачиваются пути разгона и торможения, что позволяет, соответственно, экономить топливо и повышать безопасность движения. В существующем МВПС при этих режимах движения упомянутая масса «утяжеляет» его на 6 — 9 %

Во-вторых, имеется возможность уменьшить передаточные отношения осевых редукторов, а при безредукторном приводе — увеличить частоту вращения вала тягового двигателя. То и другое — реальные пути к снижению массы этих агрегатов. В результате этих несложных технических мероприятий, которые облегчают кузов и колеса, масса тары базовой модели, в зависимости от ее составное-ти, в сумме уменьшается на 3 — 6 % Такой же примерно величины будет и энергетический эффект

Возможно, в тележках с колесами уменьшенного диаметра не удастся разместить тяговые двигатели с традиционной (поперечной) ориентацией оси вращения якоря. Тогда придется развернуть их на 90°, а привод колесных пар выполнить по типу дизель-поезда Д1: через осевые редукторы с коническими шестернями и карданные валы. Правда, у конического зацепления, по сравнению с цилиндрическим, есть недостаток — несколько меньший к.п д Еще лучше оба электродвигателя расположить в одном корпусе или даже сделать одноякорный двигатель с двухсторонним отбором мощности, т.е. от индивидуального привода перейти к групповому.
Преимущество приведенной конструкции — уменьшение момента инерции тележки относительно вертикальной оси и, как следствие, снижение динамического поперечного воздействия на путь, особенно при движении по кривым участкам. Поэтому вполне возможно, что выгода от этого нейтрализует, а может быть, и перекроет издержки от меньшего к.п д осевых редукторов и энергетических недостатков группового привода.

Ресурс колес и фрикционных элементов пневмомеханической тормозной системы. Как уже отмечалось колодочный тормоз — основная причина износа колес в средствах, эксплуатируемых с частыми остановками. гТер-воначальную форму поверхности катания и гребня, обеспечивающую безопасность движения, восстанавливают обточками Бандажи, у которых толщина достигла минимально допустимой величины а также цельнокатаные колеса с предельно изношенными ободами заменяют новыми

Между тем, известно и давно используется техническое решение, обеспечивающее перенос износа с колес на элементы конструкции, работоспособность которых восстанавливается более экономными средствами. Это дисковый тормоз. Существующие объекты его применения — дизель-поезд ДР1А, скоростной электропоезд ЭР200, прицепные вагоны РТ200. В базовой модели МВПС он должен быть обязательным элементом конструкции.

В дисковом тормозе время от времени также придется заменять щеки тормозных дисков и фрикционные накладки тормозных колодок Но свести к минимуму ремонтные расходы можно, если на электрическом МВПС продолжать применять реостатное или рекуперативное торможение, а на дизельном сделать обязательным как предостановоч-ное — гидравлическое или реостатное.

Комфортность поездки. Она складывается из многих составляющих, которые и обеспечивают привлекательность для пассажиров железнодорожного транспорта. Например, температура в салоне. Она станет более равномерной, если в базовой модели МВПС отказаться от электропечей и заменить их единым теплоносителем — воздухом, который нужно подавать не только через потолочные, но и напольные каналы, как это сделано в дизель-поезде Д1. Умеренные же расходы обеспечит утилизация вторичного тепла и запаса кинетической энергии, накопленной до начала торможения.

В ряде случаев комфортность и безопасность становятся неразделимыми Так, в автобусах, троллейбусах, трамваях, вагонах метрополитена практически все пассажиры, едущие в положении стоя, обеспечены опорой для рук в виде продольных поручней или вертикальных стоек. Применяемые же в МВПС скобы на спинках сидений большинству пассажиров не доступны. Также не будет лишним в конструкции базовой модели нового дизель-поезда устройство, обеспечивающее качественное удаление мусора из салонов, но для этого потребуется освободить пол от опор сидений и электропечей.

В конце 50-х — начале 60-х годов прошедшего столетия, когда отечественные железные дороги с паровозной тяги переходили на более прогрессивные, специалисты Луганского тепловозостроительного завода в течение 10 лет спроектировали и построили тепловозы ТГМ2, ТГ100, ТГ102, ТГ105, ТГ106, ТЭл, 2ТЭ10Л, ТЭП10Л, М62, а также газотурбовоз ГТ-101. Многие локомотивы выпускались в массовом количестве или становились прообразами для серийного производства.

И сегодня в России с ее научным потенциалом и мощной производственной базой имеются все необходимые условия для создания в сжатые сроки совершенного в конструктивном исполнении дизель-поезда, способного конкурировать с лучшими зарубежными образцами.
__________________
Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com
Admin вне форума   Ответить с цитированием 12
Старый 30.08.2015, 08:39   #2 (ссылка)
Робот
 
Аватар для СЦБот


Регистрация: 05.05.2009
Сообщений: 2,402
Поблагодарил: 0 раз(а)
Поблагодарили 73 раз(а)
Фотоальбомы: 0
Загрузки: 0
Закачек: 0
Репутация: 0

Тема: Тема перенесена


Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin
СЦБот вне форума   Ответить с цитированием 0
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
[Пресса о ж/д] Каким быть дизель-поезду? Admin Газеты и журналы железных дорог 0 10.11.2011 10:25
[Гудок] [26 июля 2011] Комфорт при быстрой езде Admin Газета "Гудок" 0 08.09.2011 12:01
Российскому дизель-поезду - быть Admin xx2 0 17.07.2011 14:09
Оценивать работу по-новому Admin xx2 0 07.07.2011 15:39
[Статья] Комфорт для всех пассажиров Admin Ж/д статьи 0 14.05.2011 18:28

Ответ

Возможно вас заинтересует информация по следующим меткам (темам):
газотурбовоз


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.



Часовой пояс GMT +3, время: 13:31.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник 
сцбист.ру сцбист.рф

СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Advertisement System V2.4