автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Разработка методики оценки эксплуатационной эффективности газотепловозов по результатам испытаний

, ; У ^г'

;,|]С -ШИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ВОСТОШЮ-УКРЛИНСККЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

на праЕях рукописи

ТШЦЕККО Николай. Яковлевич

УДК 629.424.1.004.15

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНЮ! ЭКСШГУАТАЦЮННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГА30ТЕПЛ0В030В ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ

Специальность 05.22.07 -Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

АВТОРЕФЕРАТ-

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Луганск - 1994

Работа выполнена в Харьковской государственной академии железнодорожного транспорта

Научные руководители: Академик Транспортной Академии Украины,

кандидат технических наук, профессор Налкиц Сергей Григорьевич

Академик Транспортной Академии Украины, доктор технических наук, профессор Тартаковский Эдуард Давидович

• Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профзссор

Ведущая организация: Производственное объединение "Лутанск-тепловоз"

на заседании специализирован;!' ,, _

но-украинском Государственном' университете по адресу: 348034,

г. Луганск кв. Молодежный 2О3 (ШУ) ауд. библиотека

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. „ 1_

Автореферат разослан "О »ШСср/А— 1994 г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим напра-зить по адресу совета университета.

Коссов Евгений Евгеньевич

Кандидат техшиеских наук, доцент Горбунов Николай Иванович

Защита диссертации состоится

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических н ук, ' доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Дктуа-шгость тег.и. Важной зздачей при создакчп 1.x ШШ> подвижного состава (ТИС) для яалезаых дорог» Унг . «

повиаок^д эффективности попользован:«! -лговосг-ргст"» чйо&ег усгжовох а другого оборудован;«.' Сдшот из вакрх'лг.акЦ а повиташгд качества ТИС п его зЭДвктпвноотв, в частности тел-, ловозов» является примокэнио альтэрнативных тошшв. ПО "Ду-гансктеплозоз" спроектированы и изготовлены ка база серийных тепловозов 2ТЭ10.1 и 2ТЭ116 опыткмэ образцы магистральных газо-топловозов» работающих на сялквином природном газа, и совместно с ПОЗМ» ВКИЖГОм» ЗНШ, РИИТом и другими организациями бшгл провэдэны предварительные заводские и доводочные испытания. Начаты испытания, связанные с экспериментальной я расчетной проверкой нештатных ситуаций, влшвдгк на уровень покаро а взривобозопаскости в оксплуатацин. Для ощаделг-ния конструктивных. решений и условий эффективной эксплуатации была создя- ' на межведомственная комиссия я разработан "комплексный план испытаний.

Вместо о тем» проведенный нами анализ опыта эксплуатации тепловозов типа ТЭ1С показал, что «ошеййол испытаний но бы-на предусмотрена опенка ряда факторов !• йо'Зйояных ситуаций) связанных о перегревом деталей, помпахем '«урбоксмяр-зесоров, отказами а электрических к пневманичйских цепях управления, опрэделеншг возможности технического обслуживания газо.теплоЕо-зов и оценка эффективности в рядовых условиях эксплуатации. Поэтому возникла необходимость исследования неучтенных факто-роз и разработки методики оценки ..ксплуатациотамй эффективности.

Цель работы заключается в создают обобщенной матодккк оценки эксплуатационной эффективности магистральных газотепловозов "!о результатам заводских:, специальных и пробеговцх испытана Л.

*

.Чзтодк исследования. Определешю темаоратур наиболее ¿1аг--рцвавг.скх деталей газотвгоювозов проводилось о асаолъзованием орецотп бесконтактно*! днетатиенной иирс^три:; сценкой пог-г-оэяоотг*;: ;:5».'о?е;т»; при работе теплов зоп на дизелык;» и гп~

5:сч';и топлива. Оцеиеа ро&чсзадий температур проводилась мато^-¿■.а--.-;; математической статистики. Моделирование пропускной оно» сос:;ости участков технического обслуживания выполнялось- на зе 'гоории массового обслуживания. Определение эксплуатацией?;«--; го расхода топлива проводилось путем дискретного ыодолироигн шш ьа ПЭВМ по результатам опытных поездок газотепловосов,

Научна?; новизна заключается в разработке и научном обосновании обобщенной методики оценит эксплуатационной эффективности "газотепловозов, предусматривающей:

- анализ результатов стендовых, реостатных и теплотехнических: испытаний энергетической установи: газотепловоза на дизельном и газовом топливе;

- обоснование дополнительных экспериментальных проверок и имитации нештатных ситуаций, связанных с возможностью перегрева деталей, помпака турбокомпрессоров, отказов в электрических и пневматических цепях, управления и др., влияющих на ;-ровень пожаро и взрывобозопасности;

- разработку методики и исследования пропускной способности базового локомотивного депо как системы массового обслу-

. кивания с определением рязервов производственной площади для организации технического обслуживания газотепловозов;

- разработку методики, алгоритма и программы расчета ».удельного расхода дизельного и газового топлива по данным реальных эксплуатационных режимов с моделированием на ПЭВМ;

- разработку методики оценки расхода топлива на измеритель работы и безэкипировочного пробега газотепловоза по раз' ним участкам эксплуатации с разными весами поездов;

- разработку методики расчета экологической эффективности газотеплОБОзов по результатам эксплуатационных испытаний.

Практическое значение и внедрение. Материалы диссертации являются частью научно-исследовательских работ Харьковской государственной академии, келезнодорокного транспорта в рамках специально образованной комиссии по оценке возможности проведения эксплуатационных испытаний опытных образцов газотепло-еозоз. Результаты исследований внедрены при подготовке'и организации эксплуатационных испытаний на полигоне ПО ЛТЗ и в '' базовом локомотивном депо Кокдрашевская-Новая Донецкой .ч.д.

- а —

Лггтюбатшя работы. ■ Основные результаты исслерс-ук ;. гэ. • жени на научно-технических конференциях Харьгсосскс'! • и! венной академии келвзнодорошгого транспорт а сема <:. ры "Эксплуатация и ремонт подз'л:таого состава" ХГЛ.У.. 3ГЛ1 -1993 г.г., на заседаниях, межведомственной »эгзксст: ь. ¿слкта-ниям газотепловозов в 1991 г., 1992 г», на заседанкп *л$едри "Локомотлвострозние" Босточноуяггншского Государственного университета в 1993 г.

Публикации. По теме исследования опубликовано 2 сгатьи, 2 отчета по НИР, выполненных с участием автора, 3 опубликованных тезисов докладов на научно-технических конференциях.

Обт,ем работы. Диссертационная работа состоит из 5 разделов, ••содержит.^64 страницыькпюпискс-гс текста, 35 рисунков и ¡25 ^таблиц, перечень литературных источников наименований, из них 4 зарубежных, щшшения - .

СОДЕРЖА® РАБОТЫ

Во введении показана актуальность тэ?"! диссертации, сформулированы задачи исследования.

Первая глава чосвящена обзору и анализу литературных источников по исследованию эффективности магистральных тепловозов в странах СНГ и за рубежом. Рассмотрены обьемы работ по подготовке и организации комплекса испытаний газотепловозов, проанализирован опыт 'зшЯдТа и ЛТЗ, железной дороги Берлингтон НОРЗЕН США. За основу исследований взяты тепловозы 2ТЭ10Г, оснащенные газовыми двигателями на базе серийного тепловозного дизель-генератора 10Д100 в вгриантах газового двигателя 10ГД100А (с форкамерно-факельным зажиганием) и газодизелем 10ГД100Б (с запальной порцией дизельного топлива). Ана,т :з данных отечественного и зарубежного опыта по переводу дизельных двигателей на газовое топливо свидетельствует о технической возможности достижения на газодизельных и газовых модификациях номинальной мощности, равной мощности базового прототипа. Удельные расходы теплоты ири этом оказываются выше, чем у ди зельннх прототипов на в диапазоне нагрупк от 60 до 100,;

номинальной мощности. Имеются затруднения с регулировкой ег>,1-

cza ель:, при переходе с гааодизелького процесса на дизелььый.

j требования по пожаре и взрывобеэопасно,сти прадъяв-

,;-ч>:?ся •: электрооборудованию и газовой аппаратуре опытных, об-;:_>.-.Oi газ о тепловозов.

Дополнительные требования предьявляются и к локомотивным депо, их оборудованию и оснащению по организации эксплуатационных испытаний н технического обслуживания магистральных газотепловозов. Это, в свою очередь, вызывает необходимость' научного обоснования методики расчета пропускной способности участков и цех в технического обслуяивания.

В научно-исследовательских организациях, келезнодоронных ЕУЕах и на ряде предприятий выполнен ряд исследований по оценке эффективности тепловозов по результатам различных испытаний. Значительный вклад в этом направлении вносят работы Володина А.И., Голубекко А.Л., Налкина С.Г., Закончковского В.Н., Кашинского В.Д., Капникова В.Н., Коняэва А.Н., Коссова В.Е., Кузьмича В.д., Кузнецова Т.Ф., Кудряша А.П., Куликова Ю.А., Павловича Е.С., 'Стрекопнтова В.В. „ Тартаковского Э.Д., Хоми-ча А.З., Четвергова В.А. и многих других ученых. Шесте с тем, еще не слолияся единый научный подход к обобщенной оцешее эксплуатационной эффективности тепловозов, особенно работающих на сжиженном природном- газе. Б данной работе сделала и реализована попытка создать"обобщенную методщф определения эффективности га^отепловозов по результатам стендовых, специальных и эксплуатационных испытаний» В соответствии с этим сформулированы сели и задачи диссертационной работы.

Во второй главе проводится анализ основных факторов, влияющих на топливную экономичность тепловоза, делается вывод о целесообразности проведения энергетических и эксплуатационных испытаний газотепловоза в летнее время года. Проведен анализ предварительных энергетических испытаний газотепловоза, выполненных ВНИШТом, ПО ЛТЗ,-П03М, РИШТОм и др. организациями на реостатной установке социального полигона ПО ЛТЗ, расположенного вблизи ст. Кондрашевская-Новая Донецкой ж.д. По результата обработки данных измерений построены эффективные характеристик:: газодизель-генератора при работе в газодизельном ре;:си-эткх характеристик показал необходимость перэрзгу-

яировкл электрической сгсеш тепловоза и допо. нцте.-ь;:--г.: - ■ ек агрзгатсз дизель-генератора для обеспечения козеос •• готической установки; соответствующей »охнячзскйл усх" Енла оценена так;::е потеря шщтостз при установке на г и-г.;^ль'ул тракт искрогасчтельного устройства. Величина гапальпо/. .-орты дизельного топлива при этик исшпшпшх на наноолшей ь: "шосъь составляла порядка 30? вместо 1<о% аэ треЗоишпвш ТУ. В:./ сто с тем, значения температур вкпуспгак гаг'ов, кзксдоальксго давления сгорания топлива, характер рабочего процесса в цилиндрах двигателя свидетельствовал о возшгдостн повышения мощности и топливной экономичности газоддзелг.-генератора. С целью подготовки газодизельпого тепловоза 2ТЭ10Г £ 001 к поездным испытания.: иа одной из секций с гасод^р^лт—генератором ЮЩЮОБ на реостатной станции были проведен'! работы по настройке тепловозной характеристики с учетом увеличения полной мощности двигателя до 3000 л.с. При этом било отмочено ^тзеличение тепловыделений в воду и масло по сравнение с ТУ, стмечалоя кратковременный помпам- турбокомпрессоров при переходе на 15 позиции контроллера по тепловозной характеристике, имелись нарушения в селективной п внешней тепловозншс характеристиках.

Проведенный анаянз.стендовых, реостатных и теплотехнических испытаний показал необходимость дополнительного.исследования нештатных ситуаций, связанных с возможностью возникновения погшака турбокомпрессоров, перегрева наиболее нагреваемых деталей, отказами в электрических и пневматических цепях управления и нагрузки.

Третья глава посвящена оценке аварийных .ситуаций, связан- ■ них. с техническим состоянием газодкзелей и электрических цепей управления тепловоза. В целях обеспечения пожаро и взрывооезо-пасности был прогаден анализ эксплуатационной надежности тепловозов типа ТЭ10, который подтвердил необходимость анализа возможности возникновения помпала турбокомпрессоров и отказов в электрических цепях управления тепловоза.

При этом проведен анализ устойчивости работы агрегатов наддува тепловозов и газотепловозов, который показал необходимость обеспечения от границы помпака по расходу воз,пуха порядка 12-1 ЬЪ\ необходимость поддер;хапия соответствующего ¡1ереп*г.и

мзвд" давлениями надлуьа и давлением перед турбиной, обеопечи-к-щзй необходимую йродувку цилиндров. Показано, что при согласовании характерлс^пг. двигателя и турбокомпрессора необходимо, чтобы характеристик рабочих режимов турбокомпрессоров сс-впадгли с гидравлической характеристикой двигателя.

Рассмотрено влияние сопротивления на всасывании, температуры наддувочного воздуха к выпускных газов перед турбиной при равных площадях сопловых аппаратов турбин, как наиболее1типичный случай для согласованной работы турбокомпрессоров. Проведен анализ влияния разн"цы в площадях сопловых аппаратов турбин, влияния кз.лешнпя зазора медду колесом компрессора и встаикой, ВЛИ.ППШ на показатели работы дизеля турбокомпрессоров с различным состоянием лопаток газозого колеса после ремонта. Кроме указанных факторов выполнена оценка влияния на показатели работы дизеля типа турбокомпрессора, влияния.сопротивления газознхлопного тракта, а такяч влияния различного увеличения сопротивления- воздухозаборных трактов турбокомпрессоров. На основании указанного .анализа предложен комплекс мероприятий по предупреждению при испытаниях, включая эксплуатационные, возшленовоние случаев помпажа турбокомпрессоров. В этот комплекс вглюченн организационные мероприятия, показана необходимость контроля и технической диагностики ;-.л испытаниях.

Для определения температуры наиболее нагреваемых деталей разработана методика дистанционного бесконтактного измерения температур. Наиболее нагреваемыми деталями, выбраны лючки выхлопного ресивера /1/, дренакные трубы /2/, ксшенсаторы турбокомпрессоров /3/, гидравлическая муфта /4/, силовые контакты контакторов, обмотки якорей тяговых электрических машин.

В качестве измерительного прибора использован переносной инфракрасный пирометр частичного излучения типа "Смотряч" с разнали диапазона!.«! измеряемых температур.

Суть методик» заключалась в следующем:

первоначально,- о у .етом температуры окружающей среды, производилась компенсаций фонового излучения. Затем поело выбора значения коэффициента излучательной способности £ , состЕзтствукцая типу данного измеряемого материала, пирометр п-реклвчался в рехим измерения температуры обьекта изображение

~ э -

которого должно находиться в центральной части поле $р?чшг к заполнять не менее 2/3 площади выходного зрачка. Послэ к золения на цифровом табло текущих значений температуры сбь:-.ч". производилось запоминание мгновенного зьачзния темпера-:.т*. Испытания проводились при работа тепловоза к? к на дкзэгъчом, так и на газовом топливе. Расчет погрешностей производился по следующей зависимости для линзовых пирометров частичного излучения

дп= 0,25 а+300), ■

где: & - коэффициент.излучательной способности; £ - температура измеряемого, объекта.

Анализ этих измерений показал, что среднее значений температур при работе на газовом топлива незначительно отличается от величины температур при работе на дизельном топливе

¿А* -

Отношение этих температур '¿г / для выбранных узлов составило: для (1) - 1,09; для (2) - 1,2; для (3) - 1,03; для (4) - 1,0 соответственно.

Проведена статистическая обработка данных измерений средних температур Еыпускных газов по цилиндра!;! при работе на газовом л дизельном топлива. Сравнение эмпирических зависимостей с'теоретическим проводилось по критерию -Пирсона. ,

Полученные значения апроксиыированы в зоне допуска для нормальных распределений, за прзделами допуска - уравнениями ПРЯМОЙ.

Значения распределения плотности вероятностей получеш следующие

, % / Г (и-Ъ91) 7

вып.

где: значения температур выпускных газов в преде-

лах допуска;

значения температур за пределами допуска.

Оценка•аварийных ситуаций при потере питания в электрических цепях управления проводилась экспериментально с параллельной имитацией в пневматических цепях управления.

В объем испытаний вх дило: •

- отключение ЛБ при работающем газодпзель-генераторе на

СНГ;

-отключение вспомогательного генератора Л706Б при работающем газотепловозе на СПГ;

- поочередное отключение инверторов Ш2 и ИП10, что равно-цстшо отключению генератора ГП-405Л;

- утечка воздуха из системы высокого давления и невозможность поддержания рабочего давления в системе управления 3,7

...5,0 ЫПа (37...50 кгс/сы2);

- откаа блока управления газификатора (БУГ);

- отказ одного из трех КРМ (контактное реле манометрическое);'

- отказ тиристорного-регулятора напряжения (РНТ-6);

- отказ АПТ5-50 (автоматический преобразователь тиристор-

кый).

Кроме того на реостатных испытаниях оценивалось влияние на основные параметры селективной и внешней характеристики эксплуатационных отказов, связанных с нарушениями сопротивления регулировочной обмотки, балластного сопротивления трансформатора напряжения, сопротивления управляющей обмотки, обрывам;: в цепях реле РУ-8 и РУ-10.

По результатам имитационных испытаний были разработаны рекомендации для локомотивных бригад при проведении эксплуатационных испытаний по предупрезденшо аварийных ситуаций, связанных с отказами в электрических и пневматически/: цепях уп-ооьления. йа основании проведенных исследований нештатных ава-ьайннх ситуаций- был разработан перечень дополнительного обору-

. дования по оснащению стойл реостатных испытаний для магистральных газотешговозов*2ТЭ10Г.

' - Четвертая глава содержат материал по определению пропускной способности участков технического обслуживания базового-■ локомотивного депо Кондрашевская-Новая Донецкой ж.д., для организации эксплуатационных испытаний и технического обслуживания с учетом возможности постановки газотешгавоза на неплановый рсислт. С этой целью проведен анализ существующих методик и моделей определения пропускной способности участков и цехов ТО локомотивов.

Разработана оригинальная методика оценки пропускной способности участков ТО как системы массового обслуживания. Исследованы фактические потоки поступления на ТО локомотивов и потоки восстановления для реальных условий депо Кондрашевская-'Нсзая.

Проведена оценка и обоснование обслуживания газотепловс-за специализировайным и неспециализированным ремонтным персоналом. С учетом возможности возникновения аварийных ситуаций (неплановый ремонт) предложено количество ремонтных стойл для участков ТО определять как для системы массового обслуживания. В основу этого положена зависимость, предложенная профессором Тартаковским Э.Д. для поточных линий диагностирования:

14 АЯ

Тогда , для нашего случая получил:

_ А/г 'П? • С • Куи

где: ■ К - число стойл на участке или в цехе;

' МГ,ТГ ~ программа и фонд работы цеха; £ - заданный ритм работы цеха; /72 . - количество секций тепловоза или газотепловоиа; коэффициенты неравномерности поступления и обслуживания тепловозов;

Л '.А ~ относительная интенсивность (загрузка) сто ¡к

(каналов) простыми к срочншл ?ребоэа.тгаяш1 <лла-нсхнс-.ч ТО и неплановыми вэюн'.'сми). •

Для конкретного депо величины А;г , Тг к б , как правило, являются постоянными достаточно длительное время, что можно определить коэффициентом

<" тг

Тогда после подстановки,

//_ С-лг-к^ (А+АЩ'-

Здесь /у, , - характеризует резерв пропускной способности и количественную оценку потоков.

Проведены расчеты для возмокных значений Кл и Куц в диапазоне реальных дисперсий входящего и выходного потоков. Получены значения плотности распределения интервалов поступления и интервалов обслуживания. Распределение значения плотности времени ожидания постановки на ТО-2 определены зависимостями

0,74 ехр(-0,74 & °-93 ехр(-0,93 ¿г ); 0

0.95 ехр(-0,95 £,); 1,15 ехр(-1Д5 ),

где: ^ , ^ , , £ ~ распределение значения плотности времени •опадания при обработке данных месячной • программы; при обработке данных, посткплэ-ния на ТО-2 в часы "ПИК" (с II00 до 17 при обработке данных поступления на ТО-2 с 200 до б00; при обработке данных поступления на ТО-2 в течение дня. - соответственно.

Проверка гипотезы об экспоненциальном законе распределения проводилась по критерию ¿^-Пирсона. Ьыло показано, что для условий депо Кондрашевская-Новая поток тепловозов, поступающих на ТО-2 и ТО-З - простейший, , обладающий свойствами стационарности, ординарности и отсутствия последействия. Этот вывод позволил использовать аналитические зависимости классической теории кассового обслуживания (ТМО) для определения основных характеристик этого депо как системы массового обслукива-

ння. Оценка резервов производственной площади для организации ТО газотенловсзов проводилась по расчету среднего времени о.ти-даная по формуле Литтла

\А/оч ~ ' Ьоч'

а среднее число заявок в очереди

/' -- у - • Ра оч

Средняя .длина очереди необслуженцых локомотивов рассчитывалась как

£,оч " 4-^р '

тогда

где ^р - относительная загрузка при наличии вероятностей.

Проведенные расчеты показали, что имеющиеся в наличии производственные площади обеспечивают достаточный резерв (20 я более процентов) для организации технического обслуживания и выполнения при необходимости непланового ремонта газотепло-воз'а. Кроме этого, определялась для работы участка ТО-2 депо Кондрашевская-Новая, оптимальная загрузка стойл.при возможности эксплуатационных испытаний опытного образца газотешювоза. Критерием оптимальности били приняты суммарные издержки от неполного использования стойл ТО-2 и простоя тепловозов в ожидании обслуживания.

Выполненные исследования по оценке аварийных ситуаций и резервов пропускной способности подтвердили возможность орга- . низании предварительных эксплуатационных испытаний опытного образца магистрального газотепловоза в условиях локомотивного депо Кондрашевская-Новая Донецкой ж.д..

Пятая глава посвящена оценке эффективности работы газотепловоза по результатам предварительных эксплуатационных испытаний,, В качестве основного, для сравнения, был принят угас-

ток Кондрашевская-Новая -. (Зтаробельск, гдо обычно преходят ые-варочные испытания тепловозы постройки ПО "Лугансктепловоз". Оценка эффективности предусматривала определение:

- среднеэксплуатационного удельного эффективного расхода дизельного -и газового топлива;

- удельного расхода топлива на измеритель работы;

- безэкипировочного пробега тепловоза на дизельш'м и газовом топливе;

- экологических показателей работы тепловоза на разных видах топлива.;

В основу методики определения среднеэксплуатационного удельного эффективного расхода топлива поломана зависимость, предложенная профессором Хомкчем А.З,:

Q __ Кп '<=¡^1 ■ Тс

^ес.э. = —----кг/кВт-ч,

lkNeL U

где: /Vsi - эффективная мощность дизеля на -й позиции контроллера (ПКМ); Oci - уделышй эффективный расход топлива; ^ - продолжительность работц дизеля на L -й ПКМ; Кп - коэффициент увеличения удельного расхода топлива на переходит; реяжах ( Ип ~ 1,04 - 1,05).

Методикой предполагается наличие•для конкретной энергетической установки тепловоза зависимости ~ -f f A'el) , а такие значение мощности на привод вспомогательных механизмов'. Был составлен алгоритм и.программа расчета на ПЭВМ, предусматривающая получение относительных величин значении в интервале От 1 до_15 ПКМ; t

S/ci - эффективная мощность дизеля относительно макси-_ мальной;

О ас - удельный эффективный расход топлива относительно ~ _ номинального;

удельные значения мощности вспомогательного прз-_ ^ вода и тягового "генератора;'

Рсд, р£тг~ работы выполненные дизелем и затраченные на прл-_ вод ТГ;

&ûL ~ расход топл!ша дизелем на отдельных решетах.

Расчет на ПЭВМ позволяет определять - удельный эф-

фективный расход топлива на выполнение всей эффективной рабо-гы, г/экВтч» и Оес.э. ~ средне эксплуатационный удельный эффзк-г;тннй расход топлива, г/экВтч.

Относительное время работы дизелей на кадцой позиции контроллера машиниста определялось по хронометра-хныи наблюдениям в депо Кондрашевская-Новая в четном и нечетном направле-:пш с расл-гашш весами поездов. Учитывая, что газотепловоз до 4-ой позиции контроллера работает на дизельном топливе, вводились соответствующие корректировки в программу расчета. 1ри этом коэффициент использования мощности для четного направления определился как Км - 0,54, а для нечетного К™ = - 0,47. Номинальная мощность тепловоза 2ТЭ10М и 2ТЭ10Г принималась одинаковой и разной 2205 кВт. Проведенные расчеты показали необходимость учета расхода топлива по направлениям. Средняя масса состава при испытаниях газотепловоза составила в чет-том направлении 3880 т, в нечетном - 2470 т, длина испытательного участка - 86 км. При работе в дизельном режиме (тепловоз 2ТЭ10М) удельный эффективный среднеэксплуатационный расход топлива в нечетном направлении превысил значения для четного направления на 3,9$. При работе на газодизелыюм цикле (тепловоз 2ТЭ10Г) удельный эффективный расход дизельного топлива в нечетном направлении превысил эти значения для четного направивши на 39,3/э, а удельный эффективный расход газа на 3,51 со-зтветственно. Расчет расхода топлива на измеритель работы про-зодился по формуле:

б = -йл-- /л^, кг/104 ткм брутто,

С? • £

где: Ее - расход топлива на прохождение заданного участка; С? - масса состава брутто; . •

^ - длина участка.

Сравнение удельного расхода топлива на измеритель работа 5олее существенно для оценки эксплуатационной эффективности, действительно, превышение удельного расхода на измеритель [тепловоз 2ТЭ1СМ) в.нечетном направлении составило 62,1$; для "<?&.товоэа ЯТЭ1ПГ - по д?зелько:ду топливу - 120? и при работе

на газе 66$ соответственно.-

Наибольший пробег тепловоза без набора топлива"определялся по зависимости:

где: Ко

Ет О

Были получены следующие значения: для тепловоза 2ТЭ10М максимальный пробег без набора дизельного топлива составил 735 юл; для тепловоза 2ТЭ10Г - 32558 км без набора дизельного топлива и 1985 км - без набора сжиженного газа, что порядка в 2,5 раза выше, чем по тепловозу 2ТЭ10М.

Для оценки экологической эффективности проводились сравнительные расчеты юедных выбросов в атмосферу тепловозами 2ТЭ10М и 2ТЭ10Г на 5-ти основных режимах работы: номинальная мощность ( А/е ), холостой ход, промежуточные режимы (0,25 А/е ; 0,5Л{,; 0,75 Л'е)- Определялась массовая величина выбросов окиси углерода (СО), сернистого ангидрида ( ¿С^)» окислов азота ( //0к) и сажи (С) по формуле:

к- ¿-¿, К • Т.* > гдё: - общая масса I -го вредного вещества,.выбранного

^ -тым двигателем при работе на К-том режиме (кг);

'^¿фК - удельный выброс ¿ -го вредного вещества при работе ¿'-го двигателя на К-том рьжиме (кг/ч);

С - время работы двигателя на К-том режиме.

Б основу методики расчетов положены методические указания МПС, данные испытаний ГОЗМ и ВНИИЖТа дизелей 1СЩ100. Данные по тепловозу 2ТЭ10Г брались по результатам реостатных, теплотехнических, специальных и эксплуатационных испытаний. Были рассчитаны суммарные и годовые выбросы тепловозами 2ТЭ10М и 2ТЭ10Г.

/ - «у Ьт ш ,

О-ёт •

- коэффициент запаса топлива в. баках;

- общая емкость-топливных баиов (принималась для 2ТЭ10М равной 12600 кг, для 2ТЭ10Т1 - 17000 кг газа);

- норма расхода топлива на измеритель работы (принималась по данным предыдущих расчетов);

- масса поезда.

дравнитзш.нш значения следующие: суммарный Е^бррр ^з^ксгозсм 2|Э|СГ вредных веществ в атмосферу шн:о, чем у топлозоза 2ТЭ1СЛ.1 в 2,0 раза. При этом по СО в 2,25 раза; по ЗС- в 3,23 раза; по А/Ох в 13,3 раза и по С в 2,2 раза.

По приведенным элементам технической эффективности провожена эконшгшская оценка ожидаемого эффекта и сроков окупаемости при работе' газотаплоЕоза 2Т31СГ.

• ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Б результате проведенных исследований разработана обобщенная методика оценки эксплуатационной эффективности по результатам стендовых, специальных и эксплуатационных испытаний. Таким образом, цель работы выполнена. Кроме того получены следующие результаты:

1. Дана оценка возможности достижения требований ТУ на газотепловоз при реостатных к теплотехнических испытаниях в условиях полигона "Лугансктепловоз" на дизельном и газовом топливо.

2. Проведен анализ эксплуатационной надежности тепловозов типа ТЭ10 и обоснована возможность возникновения при работе газотепловоза явлений помпажа турбокомпрессоров; рррродон ана-'лиз основных факторов, влияющих на возникковаэдо ЩЯШЗг. ? предложены' рекомендации по его предупреждению,

3. Разработана методика дистанционного измерак?$ дренажных труб, лючков выхлопного коллектора, компеноэдррдд турбокомпрессоров. Определено, что значения температур нщузра этих деталей при работе на газовом топлизе не превышают значений температур при работе на дизельном топливо более, чем на

7 — 9/5»

4. Разработана методика проведения имитационных испытаний на реостатной установке путем задания наиболее часто встречающихся в эксплуатации неисправностей в электрических и пневма-'тических цепях управления и их влияние на внешнюю характеристику генератора.

5. Предложены аналитические зависимости и разработана методика расчета пропускной способности участков технического о''Слу:.-.ивания локсуоТлвного депо.для оценки возможности оргзян- '

- le -

■•.U.&K OKCiüiyáTaiwoiiUiíx испытаний газотешкшозов. Проведены ;.4C4S'fö Шс ДАя системы массового обслуживания с коэф£г-даэнта-■Ü TölkiBiioMepHocia поступления Кх = 0,8 - 1,2 к коэфф:1ц:.энта-„л корзацомерностц обслуаиваиая Кд - 1,0 - 1,5. Определено, что в пределах резерва мощности депо'Кондрашвссая~Но ваге Донецкой ».д. возможно организовать эксплуатационные ксигт&икя без реконструкции цзхов и дополнительных капиталовложений.

в. Разработана методика, алгоритм и программа расчета удельного расхода дизельного и газового тооливг. по данным рэ-олькых родагсз» Показана целесообразность сравнительной оценке; эффективности: по направлениям.с учетом фактических масс поездов.

По разработанным методикам расчета подучены сладущие результаты? .разшшд в удельном .сраднээксплуатационном расходе дизельного тошпта (тепловоз 2ТЭ10М-) по направлениям составляет 3,9,'í. Для тепловоза 2ТЭ10Г зта разница составляет по да-задьиому топливу 33,3*, а по газу 3,5$ соответственно. По удельному расходу tía измеритель работы разница по направлениям ооогшжкаг для гзшювоза 2ТЭ1Ш - 62,1$; для тепловоза 2Т310Г ао дизельцоглу тошшву 120^ a при работа на газе - 66,1? соотпататвонно,

Наабольшй пробег без набора газового топлива для тепловоза 2Т310Г провисает эту величину для тепловоза 2ТЭ10М более, чем и 2,5 раза» Сукмарньш выброси вредных веществ в атмосферу , на газовом токлшй (тепловоз 2ТЭ10Г) синеется в 2,8 раза ко 'сравнении с работай на дцзе&шом топливе (тепловоз 2ТЭ1СМ),

Осиовша пош$энвя диссартацик опубликованы tí следукииtx. pacoi-ax: ■ '

1, лалккк С.Г., Тюцанко К.Я. Совзршанствоианка методов нз-маронвя температур догалэй пра испытаниях газотепловозов //Уп™ p.',\uo;aiiHQ технической эксплуатацией локомотивов; Мшзуз. со, нмуч. тр./ Харьков: ШТ. 1032.~ Был. 20.- G,- 23-31,

2. Крашшшш A.C.» Твдакко ,И.Я., Чигладзо Д.В» Разработка iwffofeäftä. Швоодговка тепловозов на техническое обслуадтаиаа

'róítyiíiiü у&юйт // Управление технической эксплуатацией доко-» .víüdobí toöyav ctk йау'Чк тр./ Харьков: ШГГ. 1932;'- Вып. 20.