УСЛОВИЯ И РАЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ВОЖДЕНИЯ ПОЕЗДОВ

Условия работы локомотива при вождении поездов характеризуются непрерывным изменением силы тяги и скорости движения. При этом мощность локомотива при различных скоростях непостоянна, она меняется в зависимости от реализуемой скорости. Эти обстоятельства позволяют реализовать весьма разнообразные режимы управления тяговым подвижным составом, зачастую отличные от принятых при тяговых расчетах.



Режим работы локомотива определяет степень использования мощности и силы тяги, надежность и экономичность его в конкретных эксплуатационных условиях. Стремление к улучшению использования мощности и силы тяги сопровождается совершенствованием режимов вождения поездов, рациональным использованием топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов.

При разработке рациональных режимов вождения поездов большое значение имеет изучение и обобщение опыта лучших машинистов. Рост квалификации локомотивных бригад, улучшение качества ремонта и технического обслуживания локомотивов необходимы для эффективного использований их тяговых свойств и мощности.

Большое влияние на использование мощности локомотивов оказывает также сложившаяся система эксплуатации локомотивов. Важную роль играет график движения поездов, который должен предусматривать наивыгоднейшие условия их пропуска по участкам. Правильное диспетчерское руководство движением поездов, недопущение обгона и скрещения поездов на станциях, расположенных на неблагоприятном профиле, сокращение числа скрещений, своевременное информирование локомотивных бригад об условиях пропуска поездов, ликвидация задержек их у закрытых сигналов - необходимые условия для рациональных режимов вождения поездов и высокоэффективного использования локомотивов.

Для различных условий эксплуатации рациональные режимы вождения поездов имеют существенные особенности. Это не позволяет рекомендовать один режим ведения поезда как оптимальный для всех практически возможных условий движения по участку, поскольку даже на одном и том же участке эти условия часто меняются. Кроме того, характеристики электрических машин и конкретных локомотивов в зависимости от их технического состояния могут в определенных пределах отличаться от соответствующих паспортных данных.

Все это создает трудности при разработке и практическом использовании рациональных режимов вождения поездов. Опыт показывает, что даже при наличии режимных карт и реализации рекомендуемых режимов вождения поездов, технически обоснованных для некоторых средних эксплуатационных условий, фактический расход электроэнергии и топлива у различных машинистов на одних и тех же участках разный, отклонения могут быть как в большую, так и в меньшую сторону от установленной нормы (до 10 %).

Передовые, хорошо подготовленные технически и глубоко понимающие основы энергетики работы локомотива, тяги и движения поезда машинисты умело учитывают конкретные эксплуатационные условия, быстро принимают правильные решения, корректируют рекомендации режимных карт и добиваются значительной экономии электроэнергии или топлива. Рациональный по расходу топливно-энергетических ресурсов режим ведения поезда должен предусматри

вать и оптимальное использование мощности локомотива по условиям нагревания тягового электрооборудования, сцепления колес с рельсами на лимитирующих подъемах участка. Обычно режимы ведения поезда, рациональные по условиям использования мощности локомотивов на лимитирующих подъемах, не противоречат режимам, рациональным по расходу электроэнергии или топлива.

Большое влияние на расход энергоресурсов оказывает техническое состояние тепловозов, которые могут иметь значительные расхождения характеристик топливной экономичности, мощности, а также тяговых характеристик, вследствие низкого качества ремонта и технического обслуживания, изменения состояния в межремонтный период, а также рассогласования звеньев системы управления дизель-генераторов. Поэтому непременным условием экономного расходования дизельного топлива при тепловозной тяге являются высококачественные реостатные испытания после планового ремонта с регулированием топливной аппаратуры, электрических аппаратов и машин в соответствии с действующими требованиями.

Значительный резерв экономии электроэнергии заключен в применении рекуперативного торможения поездов. Как показывают расчеты и опытные поездки, а также подтверждает практика работы железных дорог, расширение полигона применения рекуперации электроэнергии дает большое снижение ее расхода. Лаже на участках с равнинным профилем пути он существенно снижается. Значительный эффект может быть достигнут благодаря применению рекуперации электроэнергии на электропоездах пригородного движения.

Рациональный режим ведения поезда разрабатывают для заданного времени хода по перегонам. Эта очень сложная задача должна решаться на основе кривой изменения скорости v(s), полученной в результате тяговых расчетов и соответствующей заданному времени хода. Формирование рационального режима сводится к совершенствованию исходного режима, т.е. внесению в него изменений, направленных на сокращение расхода электроэнергии или топлива при сохранении заданного времени хода.

Снизить расход топливно-энергетических ресурсов можно уменьшением механической энергии локомотива и потерь энергии при ее преобразовании. Значительное снижение механической работы можно получить при увеличении времени хода по перегонам; однако, как правило, это неприемлемо, поскольку влечет за собой сокращение пропускной способности участка. Уменьшить механическую работу можно, снижая среднюю скорость движения поезда и скорость входа его на уклоны с вредными спусками, а также неравномерность скорости движения, скорость начала торможения поезда. Следует помнить, что снижение средней скорости движения при заданном времени хода недопустимо.

Уменьшение неравномерности скорости движения дает заметный эффект в экономии электроэнергии и топлива на равнинных участках пути с относительно редкими остановками поездов. При изменении

режима для выравнивания скорости следует учитывать значение КПД локомотива, чтобы возможное повышение потерь энергии на локомотиве было компенсировано экономией 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 входе его на уклоны с вредными спусками и скорость движения в начале торможения. Это достигается увеличением времени движения локомотива на выбеге 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 энергии или топлива благодаря снижению потерь в тормозах и увеличением их расхода за счет движения с повышенной скоростью на некоторой части перегона или участка.

Пуск и разгон характеризуются значительными потерями энергии в пусковом реостате на ЭПС постоянного тока и работой при пониженном КПД на ЭПС переменного тока. Чтобы сократить потери электроэнергии в пусковом реостате, следует реализовать максимальное возможное ускорение поезда, для чего необходимо увеличивать среднее значение пускового тока электровоза и применять ослабление возбуждения тяговых двигателей электровозов постоянного тока.

Составными элементами рациональных режимов вождения поездов являются: использование максимальной возможной силы тяги, реализация высоких значений коэффициента сцепления и рациональное использование запасов кинетической энергии для преодоления подъемов, правильный выбор скорости начала торможения, умелое регулирование силы тяги с применением ослабления возбуждения тяговых двигателей при оптимальном температурном режиме обмоток электрических машин и дизеля.