автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Влияние жесткости характеристик тяговых двигателей локомотивов на потери энергии в зоне контакта колеса с рельсом

Введение.

1. Механизм сцепления колеса с рельсом и его основные энергетические показатели.

1.1. Обзор основных направлений в исследованиях взаимодействия колеса с рельсом.

1.2. Физическая сущность процесса трения.

1.3. Особенности условий взаимодействия колеса и рельса.

1.4. Образование силы сцепления.

1.5. Характеристика сцепления.

1.6. Энергетический критерий оценки износа материалов колеса и рельса.

2. Коэффициент полезного действия фрикционного механизма сцепления колеса с рельсом.

2.1. Коэффициент полезного действияНеханизма сцепления колеса с рельсом и его значение для энергетики локомотива

2.2. Определение коэффициента полезного действия механизма сцепления в режимах тяги и торможения.

2.3. Энергетически рациональные варианты взаимодействия колеса с рельсом.

2.4. Выводы.

3. Вопросы реализации тяговых и тормозных усилий у локомотивов с асинхронным тяговым приводом.

3.1. Условие устойчивости привода по сцеплению.

3.2. Выполнение условий устойчивости по сцеплению при реализации тяговых и тормозных усилий у локомотивов с асинхронным приводом.

3.3. Автоколебания в тяговом приводе, вызванные силой сцепления.

3.4. Реализация тяговых усилий при периодических изменениях давления колеса на рельс у локомотивов с коллекторным и асинхронным тяговым приводом.

3.5. Выводы.

4. Дополнительные потери энергии в зоне контакта колеса с рельсом при колебаниях давления колеса на рельс у локомотивов с коллекторным и асинхронным тяговым приводом.

4.1. Процессы развития - прекращения боксования. Гистерезис боксования и влияние на него жесткости тяговой характерис— тики.

4.2. Дополнительные потери энергии в зоне контакта колеса с рельсом, вызванные колебаниями давления оси колесной пары на рельс.

4.3. Коэффициент полезного действия фрикционного механизма сцепления колеса с рельсом при колебаниях давления оси колесной пары на рельс.

4.4. Сравнение потерь энергии от гистерезиса боксования у электровозов с коллекторным и асинхронным тяговым приводом.

4.5. Выводы.

5. Экономическая оценка снижения потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом при использовании электровозов с асинхронным тяговым приводом.

5.1. Экономические предпосылки использования асинхронного тягового привода на электрическом подвижном составе.

5.2. Расчет экономического эффекта от снижения потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом при использовании электровозов с асинхронным тяговым приводом.

Железнодорожный транспорт оказывает значительное влияние на экономику современной России. Это обусловлено высокой степенью влияния развития транспортных связей на развитие промышленности, сельского хозяйства, торговли и других секторов экономики. По объему перевозок железнодорожный транспорт по праву занимает лидирующее положение среди существующих видов транспорта. На его долю приходится более „80. % общего грузооборота и более 50 % пассажирооборота страны. На сегодняшний день железнодорожный транспорт представляет многоотраслевое хозяйство с развитой инфраструктурой, в котором заняты по данным за 2000 г. 1 млн. 653 тыс. человек, что составляет более 2 % трудоспособного населения Российской Федерации /1/.

Многолетние исследования и опыт эксплуатации показывают, что эффективность работы железнодорожного транспорта во многом определяется производительностью тягового подвижного состава, которая в значительной степени обуславливает пропускную и провозную способности участков, влияет на себестоимость железнодорожных перевозок. В настоящее время локомотивный парк нашей страны оснащен мощными электровозами и тепловозами, способными водить поезда повышенного веса. Вместе с тем, существует проблема рационального использования этих мощностей. Ее решение состоит в том, чтобы вместе с увеличением мощности и количества осей локомотива, основанных на стремлении к росту массы поезда, вести поиск наиболее эффективного использования локомотивов, продления сроков службы конструкции в целом и отдельных ее узлов.

Такое решение отвечает политике ресурсосбережения, проводимой МПС в последние годы на железнодорожном транспорте, целью которого является снижение расходов за счет экономии ресурсов.

Нерациональное использование мощностей локомотивов нередко приводит к обострению проблемы износа контактных поверхностей колеса и рельса. Данная проблема находится в центре внимания специалистов не только локомотивного хозяйства, но и путевого и вагонного хозяйств. Об ее актуальности свидетельствует тот факт, что на многих дорогах и, в частности, на Восточно-Сибирской железной дороге ин тенсивность износа рельсов в конце 90-х годов возросла в 4 - 5 раз в сравнении с началом 80-х годов. При этом рост интенсивности износа наблюдался как при уменьшении грузонапряженности,—таг и при уменьшении средних нагрузок, приходящихся на ось вагона /2/. Такая работа локомотивов сопряжена со значительными экономическими потерями: преждевременной сменой рельс (на некоторых участках срок службы рельсов не превышает одного года /21), уменьшением пробега локомотивов между обточками колесных пар.

К подобным результатам зачастую приводит стремление увеличить массу поездов без учета негативных факторов, сопутствующих этому увеличению и выражающихся в непропорционально увеличивающемся износе рельсов и бандажей колесных пар /3/. В связи с этим следует отметить, что производительность отдельных элементов железнодорожного хозяйства не должна оцениваться в отрыве от общей эффективности взаимосвязанного производства, что может быть выражено в стремлении к выбору массы поезда, соразмерной затратам, учитывающим все последствия этого выбора.

Особую актуальность проблема эффективного использования мощностей локомотивов приобретает в последние годы, поскольку наметившаяся в последние годы стабилизация и некоторый рост экономики страны позволяет рассчитывать на внедрение и постепенный переход на локомотивы с бесколлекторным тяговым приводом, которые имеют большую производительность в сравнении с существующими локомотивами с коллекторным тяговым приводом. Данное направление в развитие железнодорожного транспорта закреплено в «Программе реорганизации и развития отечественного локомотиво- и вагоностроения, организации ремонта и эксплуатации пассажирского и грузового подвижного состава на период 2001 - 2010 годы» /4/. Согласно этой программы за рассматриваемый период времени планируется закупка 3226 ед. локомотивов, в том числе электровозов - 1298 ед., тепловозов -1928 ед. При этом приоритет отдан тяговому подвижному составу с бесколлекторным приводом. -------------------—------------

Коллекторные тяговые двигатели (КТД) хорошо зарекомендовали себя в силу своих хороших тяговых и регулировочных свойств. Однако с 60-х годов XX века практически во всех промышленно развитых странах мира начались интенсивные исследования по использованию бесколлекторных тяговых электродвигателей (ТЭД) на тяговом подвижном составе. Исключением не стала и наша страна: в 70-х годах были созданы опытные образцы электровозов с вентильными и асинхронными тяговыми двигателями. В настоящее время бесколлекторный привод рассматривается в качестве наиболее перспективного практически во всех странах, имеющих железнодорожный транспорт. Известно /5/, что бесколлекторные тяговые двигатели и, в частности, асинхронные тяговые двигатели (АТД) превосходят коллекторные по целому ряду показателей, в том числе по удельной мощности, линейной скорости ротора, КПД и т.д. Использование АТД позволяет повысить мощность и скорость локомотивов. Важное преимущество такого типа тягового привода состоит в повышенных сцепных качествах.

Фрикционное взаимодействие колеса с рельсом играет ключевую роль при реализации тяговых и тормозных усилий. Энергетика этого процесса определяет степень использования сил привода при реализации движения подвижной единицы, а также износ контактной пары колесо - рельс» /3/. Поэтому изучение вопросов сцепления колеса с рельсом, направленное с одной стороны на эффективное использование мощностей локомотивов и с другой на снижение износа колеса и рельса, имеет важное значение для политики ресурсосбережения на железнодорожном транспорте.

Повышенные тягово-сцепные качества тягового подвижного состава с АТД /5/ делают актуальными исследования процессов сцепления колеса с рельсом у таких локомотивов. Эти исследования позволяют сделатьвывод о положительных и отрицательных качествах асинхронного привода на основе прогнозирования изменений потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом и сравнения полученных значений с существующими, имеющими место при использовании коллекторного тягового привода (КТП).

В настоящей работе рассматривается процесс сцепления колеса с рельсом и энергетические показатели данного процесса у электровозов с асинхронным тяговым приводом (АТП). Выбор асинхронного тягового привода в качестве альтернативы КТП обусловлен оценкой данного типа привода как наиболее перспективного при создании электровозов будущего /6/. Повышенные сцепные качества асинхронного тягового привода во многом определяются формой характеристики асинхронного ТЭД, а точнее ее жесткостью, которая превосходит таковую коллекторных электрических машин постоянного и пульсирующего тока.

Основная цель данной работы состоит в исследовании энергетики процессов реализации тяговых и тормозных усилий в зоне контакта колеса с рельсом и влияния на эти процессы жесткости тяговых и тормозных характеристик ТЭД.

Для достижения цели диссертационной работы поставлены и решены следующие задачи: рассмотрение физической сущности процесса сцепления колеса с рельсом и выявление основных его энергетических соотношений; анализ взаимодействия сил привода с силой сцепления у электровозов с асинхронным тяговым приводом в режимах тяги и торможения на основе условия устойчивости по сцеплению; установление влияния жесткости тяговой характеристики ТЭД на характер процессов развития - прекращения боксования; математическое описание процессов возникновения - ликвидации избыточного скольжения у движуще го ко леса- при кешёбанияхд авления оси на рельс; установление взаимосвязи между жесткостью тяговой характеристики ТЭД и потерями энергии в зоне контакта колеса с рельсом, возникающими в процессе развития - прекращения боксования; сравнительный анализ потерь энергии от процессов развития -прекращения боксования у электровозов с коллекторным и асинхронным тяговым приводом; определение прогнозируемого экономического эффекта от изменения потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом у электровозов с асинхронным приводом.

В работе основное внимание уделяется энергетической стороне процесса сцепления движущего (тормозящего) колеса с рельсом. Метод энергетического баланса /3, 7/ позволяет оценить эффективность реализации тяговых и тормозных усилий в зоне контакта колеса с рельсом с помощью понятия о коэффициенте полезного действия фрикционного механизма сцепления.

Для анализа процессов взаимодействия сил привода с силой сцепления использованы условия устойчивости, полученные с помощью математического аппарата теории автоматического управления и регулирования. При рассмотрении процессов фрикционного взаимодействия 9 тягового (тормозящего) колеса с рельсом используется графический метод совмещения характеристик, позволяющий получить качественно-сравнительную оценку развития процессов боксования и юза у локомотивов с различными типами тягового привода /3, 7, 8/.

В работе использованы понятия об идеальных тяговых характеристиках, позволяющие ограничить реальный диапазон изменения жесткости характеристик. Представление о процессе развития - прекращении боксования как о процессе, носящем гистерезисный характер, дает возможность рассчитать дополнительные потери энергии в зоне контакта колеса с рельсом, сопровождающие этот процесс, и установить влияние жесткости тяговых характеристик ТЭД на эти дополнительные потери.

При математическом описании процессов возникновения - самоликвидации боксования при колебаниях нагрузки оси колесной пары на рельс используются методы дифференциального и интегрального исчисления, в том числе приближенные методы интегрирования, а также решение задач с помощью ЭВМ.

4.5. Выводы

4.5.1. Процессы в зоне контакта колеса с рельсом, связанные с боксованием колеса (колесной пары) в реальных условиях имеют сложный характер вследствие многочисленности факторов, так или иначе влияющих на эти процессы. Причиной возникновения боксования могут служить действия машиниста локомотива, работа системы автоматического регулирования тягового привода в отсутствии отрицательной обратной связи по сцеплению, а также изменения силы сцепления - периодические, связанные с колебаниями тягового подвижного состава, и случайные. Цикл «развития - прекращения боксования» носит гистере-зисный характер и характеризуется образованием своеобразной петли гистерезиса в осях «сила - скорость», чья площадь определяет дополнительную мощность работ сил трения в зоне контакта колеса с рельсом.

4.5.2. Процессы развития - прекращения боксования сопровождаются дополнительными потерями энергии, возникающими как следствие изменений работы сил трения между колесом и рельсом. При этом нарастание и ликвидация избыточного скольжения идут разными путями и обусловлены действием ускоряющей и замедляющей разностью сил привода и сцепления. Дополнительные потери энергии от гистерезиса боксования AQr.6 ухудшают энергетику взаимодействия колеса с рельсом, что проявляется в снижении коэффициента полезного действия фрикционного механизма сцепления колеса с рельсом, и могут быть рассмотрены как необратимые потери энергии в зоне контакта колеса с рельсом, вызываемые колебаниями локомотива.

Данный вид потерь энергии складывается из потерь при ускорении колесной пары и потерь при ее замедлении. Разделение на составляющие и определение последних дает возможность рассчитать потери энергии, сопровождающие процесс периодических изменений давления оси на рельс.

4.5.3. Площадь и ориентация в осях сила - скорость гистерезисной петли, а, следовательно, и величина потерь мощности AQr.6 зависит от жесткости тяговой характеристики ТЭД. Данный вид потерь энергии имеет с жесткостью тяговой характеристики ТЭД обратную зависимость. Чем тяговая характеристика жестче, тем меньше площадь, ограниченная петлей, и, следовательно, тем меньше величина AQr.6. В подтверждение этому рассчитаны и построены зависимости AQr.6(%f)

4.5.4. Определено влияние, оказываемое на величину AQr.6 некоторыми конструктивными параметрами локомотивов, а также частотой и амплитудой колебаний. На основе полученных результатов (трехмерные зависимости потерь энергии AQr.6 от жесткости тяговой характеристики и от рассматриваемого параметра) был сделан вывод о том, что влияние сказывается тем значительнее, чем мягче тяговая характеристика ТЭД. При жестких тяговых характеристиках влияние со стороны указанных факторов носит сравнительно незначительный характер. Полученные закономерности в будущем помогли объяснить различие в значениях дополнительных потерь энергии от гистерезиса боксования, рассчитанных для различных серий электровозов.

4.5.5. Влияние колебаний По на энергетику процесса реализаыии — тяговых усилий может быть оценено с помощью коэффициента полезного действия механизма сцепления. Наличие данного вида колебаний ухудшает энергетическую эффективность процесса сцепления, причем это влияние сказывается тем больше, чем больший всплеск скорости скольжения имеет место при разгрузке оси. Исходя из этого можно заключить, что чем жестче тяговая характеристика ТЭД, тем меньшее негативное влияние будут оказывать указанные процессы на энергетику взаимодействия колеса с рельсом.

4.5.6. Для решения поставленной в работе задачи был произведен расчет и сравнение величин AQr.6 для электровозов с коллекторным и асинхронным типами тягового привода. В качестве первых были рассмотрены электровозы, оснащенные коллекторными ТЭД с последовательным и независимым возбуждением. Расчет производился для диапазона скоростей, в котором имеет место реализация максимальных тяговых усилий, близких к ограничению по сцеплению. Сравнение зависимостей AQr.6(Vo), рассчитанных и построенных для сравниваемых электровозов, позволяет сделать заключение о том, что потери энергии от гистерезиса боксования у электровозов с АТП как минимум на порядок меньше аналогичных потерь при тех же скоростях движения у электровозов с КТП. С ростом скорости движения эта разница возрас

146 тает, поскольку у первых имеет место снижение потерь энергии AQr.6 вследствие уменьшения реализуемых усилий (из-за снижения коэффициента сцепления), а у вторых рост из-за уменьшения жесткости тяговых характеристик.

4.5.7. Выявленные закономерности дают право утверждать, что привод с жесткими тяговыми характеристиками, в частности асинхронный тяговый привод, обладает повышенными противобоксовочными качествами и характеризуется более высокими энергетическими показателями механизма сцепления колеса с рельсом. При зтам-мож-ноняро-гнозировать уменьшение износа поверхностей бандажей колесных пар у локомотивов с АТП по сравнению с существующими электровозами с КТП вследствие указанных преимуществ. Вместе с тем, уменьшение потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом отразится и на интенсивности износа рельсового пути.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ЗОНЕ КОНТАКТА КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ С АСИНХРОННЫМ ТЯГОВЫМ ПРИВОДОМ

5Л. Экономические предпосылки использования асинхронного тягового привода на электрическом подвижном составе

Коллекторные тяговые двигатели появились на электрическом подвижном составе (ЭПС) с самого зарождения электровозной тяги и поэтому коллекторный привод по праву считается традиционным. Многолетняя эксплуатация выявила как положительные, так и отрицательные качества этого типа привода. Наряду с хорошими тяговыми свойствами и регулировочными качествами коллекторные ТЭД имеют ограничение роста мощности по коммутационной и тепловой напряженности. Наличие коллекторно-щеточного аппарата значительно снижает надежность в эксплуатации, а также существенно усложняет процесс ремонта и технического обслуживания. Увеличение скорости движения при использовании КТД, в том числе создание систем высокоскоростного движения, неизбежно сталкивается с проблемой коммутационных условий на коллекторе машины, а также сильно ограничено механической прочностью коллектора и крепления обмотки якоря.

В связи с этим в последние десятилетия четко проявилась потребность поиска альтернативы коллекторным ТЭД, которая заключается в использовании на электроподвижном составе тяговых двигателей, сочетающих в себе большую мощность, высокую надежность и низкие расходы на техническое содержание и ремонт. В качестве такой альтернативы коллекторным ТЭД в странах Европы, Японии и США рассматривается бессколлекторные тяговые двигатели (асинхронные, вентильные и индукторные), что, однако, не означает, что коллекторные двигатели полностью исчерпали свой потенциал.

В нашей стране теоретические и экспериментальные исследования по созданию электровозов с БТП были начаты в середине 60-х годов прошлого века. В последующие годы были построены опытные и серийные образцы электровозов BJI80A № 338, № 751, ВЛ86Ф с асинхронными тяговыми двигателями и ВЛ80В № 661, № 1129 - 1130, ВЛ83 с вентильными (синхронными) тяговыми двигателями (ВТД). В последние годы отечественное развитие ЭПС с бесколлекторным тяговым приводом ознаменовано выпуском и испытаниями первых образцов электровозов ЭП200 (ВТД) и ЭШО (АТД) /105 - 107/, а также электропоезда ЭНЗ (АТД) /108, 109/. Создание современного ЭПС на базе БТП открывает новые возможности как в увеличении мощностей электровозов, так и в достижении более высоких скоростей движения.

Асинхронная электрическая машина как нельзя более подходит для работы в качестве тягового двигателя на тяговом подвижном составе. По сравнению с коллекторным, АТД выгодно отличается отсутствием коллекторно-щеточного узла, что значительно повышает надежность в работе и упрощается техническое обслуживание двигателя, которое сводится к запрессовке смазки в подшипники. Наряду с этим использование АТД позволяет повысить тяговые свойства локомотива. Сравнительный анализ коллекторных и асинхронных двигателей мощностью от 100 до 1500 кВт свидетельствует, что применение АТД позволяет повысить тангенциальное усилие на поверхности ротора на 50 - 100 %, мощность, отнесенную к единице поверхности ротора на 100 %, вращающий момент на валу при равных частотах вращения на 50 %, удельную мощность на 100 - 150 %, КПД на 1,5 -2 % /79/. Кроме того, окружная скорость ротора АТД превышает значения предельно допустимые для КТД. Исходя из этого при использовании на локомотивах асинхронного тягового привода можно ожидать значительный экономический эффект, который будет заключаться в увеличении мощности локомотива, а, значит, и массы поезда; в повышении скорости движения локомотива, что позволит локомотивным депо содержать меньший парк электровозов; повышение надежности работы локомотива в эксплуатации.

Основным препятствием, сдерживающим многие годы широкое внедрение асинхронного тягового привода на отечественных локомотивах, является система регулирования привода, которая должна обеспечивать изменение питающего напряжения АТД по величине и частоте, базирующееся на автоматическом управлении преобразователями с фазным регулированием. В качестве преобразователей на перв~ых экспериментальных образцах отечественного ЭПС с АТП применялись силовые тиристоры (TJI200 на электровозах BJI80A). В настоящее время большое распространение получает новое поколение полупроводниковых преобразователей: IGBT - структуры (силовые транзисторы) и GTO (запираемые тиристоры).

К настоящему времени отечественная промышленность, выпускающая полупроводниковые преобразователи, к сожалению, не достигла того уровня, при котором смогла бы обеспечить новые проектируемые электровозы с АТП надежными и, главное, недорогими преобразователями. В связи с этим, при создании образцов локомотивов с асинхронным приводом приходится закупать силовые преобразователи у зарубежных фирм. Так, например, при создании пассажирского электровоза ЭП10 электрооборудование было закуплено у швейцарско-германской группы фирм «ADtranz» («ABB Daimler-Benz Transportation»). В этом случае стоимость нового электровоза с асинхронным приводом получается в несколько раз выше, чем стоимость аналогичного электровоза с коллекторными ТЭД /110/. В сложившейся ситуации говорить о значительном экономическом эффекте от внедрения АТП не приходится. Ситуация кардинальным образом может измениться лишь в том случае, если появятся отечественные производители, способные за счет использования недорогих силовых полупроводниковых преобразователей существенно снизить стоимость электровоза с асинхронным приводом, приблизив ее к стоимости электровоза с коллекторными ТЭД.

5.2. Расчет экономического эффекта от снижения потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом при использовании электровозов с асинхронным тяговым приводом

--В работе оценен экономический эффект от снижения дополнительных потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом, вызванных колебаниями давления оси на рельс, при использовании на электровозах асинхронного привода взамен коллекторного. В предыдущем разделе было установлено, что применение на электровозах асинхронных ТЭД, обладающих жесткими тяговыми характеристиками, обеспечивает значительное снижение данного вида потерь энергии и положительно влияет на общую энергетику взаимодействия колеса с рельсом.

Расчет предполагаемого экономического эффекта выполнен в соответствии с «Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте» /111/ и «Методическими рекомендациями по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте» /112/.

Экономическая эффективность от улучшения энергетики взаимодействия колеса с рельсом при использовании электровозов с асинхронным тяговым приводом была определена применительно к локомотивному депо Московка Западно-Сибирской железной дороги, имевшем приписной парк электровозов BJI10. Исходные данные для расчета были определены согласно «Анализа производственно-финансовой деятельности локомотивного депо Московка за 2001 год» /113/.

Были рассмотрены два варианта: базовый вариант - использование электровозов BJI10 с коллекторными тяговыми двигателями TJI2K; проектируемый вариант - использование электровозов с асинхронными тяговыми двигателями. В качестве прототипа последнего был рассмотрен электровоз BJT80A с асинхронными тяговыми двигателями НБ-602, его основные конструктивные параметры и тяговые характеристики ТЭД.

При расчете экономического эффекта были сделаны допущения:

1) Поскольку при существующей стоимости электровозов разность от их стоимости может значительно превышать эффект от снижения потерь в зоне контакта колеса с рельсом, был рассмотрен перспективный вариант, при котором разность этих стоимостей невелика и покрывается эффектом от увеличения производительности локомотивов. Кроме того, за счет этого же эффекта покрываются дополнительные расходы, вызванные разностью стоимостей электровозов.

2) Для выполнения условия сопоставимости полученных результатов были заданы одинаковые режимы работы электровозов (вес поезда, сила тяги и скорость движения).

3) Для расчета была выбрана одна скорость движения электровоза, соответствующая среднеучастковой скорости движения. Поскольку, как было установлено в гл. 4.4, потери AQr.6 У электровозов с АТП снижаются с ростом скорости, а у электровозов с КТП - увеличиваются, предполагается, что потери при скоростях, отличных от среднеучастковой, компенсируют друг друга.

4) При движении электровозов имеют место периодические изменения давления оси на рельс, осуществляющиеся по закону (3.24) с частотой 0,25 Гц. Период колебаний составляет 4 с.

Режим работы был принят согласно показателям работы локомотивного депо Московка за 2001 год /113/:

Среднеучастковая скорость электровозов V™ = 58,3 км/ч;

Количество электровозов в эксплуатации N3 = 174; Среднесуточный пробег электровоза S = 749,8 км. Сравнение потерь энергии от гистерезиса боксования электровозов BJI10 и BJI80A для принятой частоты колебаний П0 в диапазоне скоростей, близких к среднеучастковой, дано на рис. 5.1. 4 лгквл80а АУг.б 3

AQS10

45

Л

V-* < \

50

55 км/ч

65

Vn

Рис. 5.1. Отношения потерь энергии от гистерезиса боксования электровозов BJI80A и BJI10

Видно, что потери энергии AQr.6 У электровоза с асинхронным приводом в рассматриваемом диапазоне скоростей движения составляют 2 - 6 % от аналогичных потерь энергии у электровоза BJI10.

Исходя из величины среднеучастковой скорости движения электровозов, было определено расчетное значения силы тяги FKJl = 54,6 кН (для электровоза BJ110 - 37 позиция регулирования напряжения на ТЭД при третьей ступени ослабления магнитного поля (ОПЗ)). Отношение силы тяги к среднему значению силы сцепления в данном режиме по рис. 4.13 составило 1. Для аналогичного режима работы электровоза BJ180A при скорости движения 58,3 км/ч по рис. 4.19 было получено расчетное значение силы тяги ТЭД, которое составило 62,3 кН. В указанных условиях работы потери энергии под одной осью электровоза за период колебаний составили: AQ®f° = 3,3 Вт-ч, AQ®£80a = 0,1 Вт-ч.

Сравнивая значения тяговых усилий и потерь энергии AQr.6 при рассматриваемых вариантах можно отметить, у электровоза BJI80A сила тяги в рассматриваемом режиме работы выше на 6,8 %. С увеличением силы тяги можно ожидать увеличение средней массы поезда, что несомненно вызовет экономический эффект за счет роста производительности электровозов. Как указывалось выше, этот эффект идет на покрытие разности стоимостей электровозов и вызванных этой разницей дополнительных расходов и при данном анализе не рассматривается. Процентное- соотношение рассматриваемых потерь у электровоза BJI80A к потерям у электровоза BJI10 составило 3 %.

При движении с указанной скоростью на километре пути каждая ось электровоза испытывает 15,4 цикла разгрузки - догрузки. Учитывая, что оба рассматриваемых электровоза имеют по восемь осей, в пересчете на электровоз это количество на 1 км пути составит 123,2 колебания.

Потери энергии от гистерезиса боксования одного электровоза за сутки определятся как

AQ,6.cyT = aTnKOJI.lKMAQr.6S-10-3, (5.1) где ат = 0,8 - относительная продолжительность режима тяги по пути при движении электровоза по участку с равнинным профилем по /114/;

ПколЛкм ~ количество колебаний П0 под всеми осями электровоза, совершаемое на 1 км пути. aQSc?t = 0,8-123,2-3,3-749,8-10"3 =244,5 кВт-ч; AQ™ = 0,8 -123,2 • 0,1 • 749,8 • Ю-3 =7,4 кВт-ч.

Потери энергии от гистерезиса боксования у всех электровозов, находящихся в эксплуатации, за год определятся как

AQ?K6xofl = 365-Qr.6xyTN3, (5.2) где 365 - количество дней в году.

АФг^СгодЛ1° = 365 • 244,5 • 174 = 15525851 кВт-ч; AQ—А =365-7,4-174 = 470480 кВт-ч;

Учитывая цену 1 кВт-ч электроэнергии на эксплуатационные нужды, которая на 25.04.2002 г. составляет 0,62 руб., снижение годовых затрат за счет уменьшения потерь энергии от гистерезиса боксования при использовании синхронного привода определится как

АП /дглЭксп.ВЛЮ д^эксп.ВЛ80А\тг /с -------аиг.б ~ ^Уг.б.год Мэл.эн' (P'-V

АСгб = (15525851-470480) -0,62 = 9334330 руб.------------

По результату видно, что, несмотря на незначительность потерь энергии при одном колебании, в расчете на весь эксплуатируемый парк электровозов за год снижение расходов составляет значительную сумму.

Как было показано в гл. 4.3, потери энергии AQr.6 ухудшают энергетическую эффективность механизма сцепления колеса с рельсом. Увеличение работы сил трения при процессах развития - прекращения боксования согласно (1.20) должно привести к увеличению износа контактирующих поверхностей колеса с рельсом. На основании этого, наряду с экономией электрической энергии, можно прогнозировать снижение износа бандажей колесных пар и рельсового пути. В данной работе произведена оценка снижения затрат на обточку и замену бандажей колесных пар электровозов. При этом расчет производился из допущения пропорциональности потерь энергии в зоне контакта величине интенсивности износа. Такой подход к рассматриваемой задаче позволил соотнести существующую программу обточек и число замен колесных пар электровозов BJT10, полученную согласно данным из /113/, с прогнозируемыми значениями для электровоза BJI80A и рассчитать снижение затрат по этим показателям.

При выполнении оценки снижения износа бандажей колесных пар от применения асинхронного тягового привода предполагалось пропорциональная связь между величиной мощности потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом и интенсивностью проката бандажей колесных пар. Согласно выражению (4.18) были определены значения КПД сцепления для рассматриваемых условий работы электровозов. При этом величина скорости скольжения, имеющая место при отсутствии колебаний П0 (первоначальное скольжение VCKo) была принята на уровне 2 % от скорости поступательного движения. Подсчитанные средние значения КПД сцепления за период колебаний составили г^10 = 0,945; пттяпа ^^ г)сц = 0,979. Относительное скольжение колеса —— составило у

Vo электровоза BJ110 - 5,8 %, у электровоза BJI80A - 2,1 %. Определенное по (1.20) соотношение износа материалов колеса с рельсом у электровозов BJI80A и BJI10 с учетом повышения на 6,8 % силы тяги и в предположении равенства для обоих случаев параметра Yq составило 38,7 %.

Отсюда следует, что в сравнении с BJI10 у электровоза BJI80A в рассматриваемых условиях работы можно прогнозировать уменьшение износа материалов колеса и рельса на 61,3 %. Для расчета снижения затрат на обточку бандажей и смену колесных пар полученный процент снижения износа был отнесен к существующей программе ТО-4 и количеству произведенных замен за 2002 год /113/. Результаты расчета приведены в табл. 5.1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Реализация тяговых и тормозных усилий происходит посредством силы трения, возникающей в зоне контакта колеса с рельсом и получившей в железнодорожной практике в силу своей специфики название силы сцепления. В основе силы сцепления, выступающей как реакция на вращающий момент тягового привода, лежат силы адгезионно-деформационного взаимодействия материалов колеса и рельса. Движение тяговой подвижной единицы осуществляется за счет деформационной составляющей этого взаимодействия. При этом соотношение составляющих деформации материалов (упругая и пластическая деформация) обуславливают величину коэффициента сцепления. Оптимальному соотношению этих составляющих соответствует максимум характеристики сцепления. Кроме того, на процесс образования силы сцепления большое влияние оказывают многочисленные внешние факторы, изменяющие характеристику сцепления. Часть их определяется природой силы трения, другая часть - особенностями условий взаимодействия колеса с рельсом.

2. Энергетическая характеристика механизма сцепления позволяет рассмотреть процессы реализации тяговых и тормозных усилий с позиций рационального использования тяговых (тормозных) возможностей привода, установить основные закономерности износа материалов колеса и рельса. Баланс энергетических затрат механизма сцепления колеса с рельсом определяет место расположения каждой точки характеристики сцепления, определяет изменение формы этой характеристики при изменении скорости движения или действии внешних факторов.

3. Процесс реализации тяговых и тормозных усилий сопровождается затратами энергии в зоне контакта колеса с рельсом. Величина энергии, затрачиваемой на реализацию в зоне контакта колеса с рельсом тяговых и тормозных усилий, определяется величиной силы сцепления и скоростью проскальзывания колеса относительно рельса. В работе представлены трехмерные пространственные модели энергетических затрат на реализацию сцепления.

4. Затраты энергии в зоне контакта колеса с рельсом при реализации тяговых и тормозных усилий можно условно подразделить на «полезные», минимально необходимые для реализации необходимого усилия, и на «непродуктивные», связанные с избыточным проскальзыванием колеса и имеющие место при боксовании и юзе колесных пар. При этом для снижения потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом необходимо уменьшать именно «непродуктивные» потери.

5. Износ материалов колеса и рельса пропорционален величине потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом. Полученное на основе энергетического критерия износа выражение для оценки поперечного сечения изношенного материала колеса и рельса демонстрирует эту взаимосвязь. При этом на восходящем участке характеристики сцепления износ в основном будет определяться величиной силы сцепления, на падающем участке - скоростью скольжения. При этом рост скорости скольжения всегда приводит к повышенному износу. Тем самым, уменьшая потери энергии при реализации сцепления, можно снизить интенсивность износа бандажей колесных пар и рельсов.

6. Одним из ключевых понятий в энергетической характеристике фрикционного взаимодействия колеса с рельсом является понятие о КПД механизма сцепления, позволяющее описать энергетический баланс данного процесса и оценить степень эффективности использования мощности тягового привода при реализации тяги и торможения, являющееся универсальным по отношению к типу тягового привода. Чем выше КПД сцепления, тем меньшими потерями энергии в зоне контакта колеса с рельсом сопровождается реализация тяговых и тормозных усилий. При этом энергетика локомотива (электровоза, тепловоза) не может рассматриваться в отрыве от процесса реализации тяговых и тормозных усилий посредством механизма сцепления колеса с рельсом. Работа локомотива с низким КПД сцепления не может рассматриваться в качестве рациональной, даже если такой локомотив имеет КПД близкий к единице. Поэтому еще на стадии проектирования локомотива необходимо принимать такие технические решения, чтобы обеспечить максимальный КПД сцепления в работе. Кроме того, работа с высоким КПД сцепления может "быть достигнута за счет внедрения на--локомотивах специальных средств, контролирующих процесс реализации сцепления и обеспечивающих работу на восходящей части характеристики сцепления.

7. Анализ, проведенный для режимов тяги и торможения, показал, что КПД сцепления определяется соотношением скорости скольжения и скорости поступательного движения локомотива (относительное скольжение). Как в режиме тяги, так и в режиме торможения между КПД сцепления и относительным скольжением существует обратная зависимость: чем больше скольжение, тем меньше КПД сцепления.

8. С точки зрения энергетической эффективности механизма сцепления колеса с рельсом к рациональному режиму реализации тяговых и тормозных усилий следует отнести и взаимодействие движущего (тормозящего) колеса с относительным скольжением, не превышающим двух процентов. Другими словами, наиболее приемлемым случаям взаимодействия колеса с рельсом с точки зрения энергетики механизма сцепления следует считать работу с г|сц > 0,98, что соответствует восходящему участку характеристики сцепления. Отмечено, что для обеспечения такого варианта работы целесообразна разработка специальных устройств регулирования тяговых и тормозных усилий с обеспечением контроля проскальзывания колеса относительно рельса.

9. Сила тяги (торможения) и сила сцепления взаимообусловлены и лишены по одиночке практического смысла. Возможное их неравенство в процессе реализации тяговых и тормозных усилий определяется различной природой этих сил. В случаях их неравенства связь между ними устанавливается с помощью дифференциальных уравнениями (основные уравнения боксования и юза). Нормальная работа системы «колесо - рельс» возможна лишь при выполнении условия устойчивости по сцеплению, полученного на основе дифференциального уравнения взаимодействия силы тяги (тормозной силы) с силой сцепления. Невыполнение этого условия ведет к возникновению и развитию процессов боксования и юза.

10. В вопросе об устойчивости сцепления большое значение приобретает жесткость тяговой (тормозной) характеристики ТЭД. Чем выше эта жесткость, тем большей устойчивостью характеризуется процесс сцепления колеса с рельсом. В работе рассмотрена работа системы «колесо - рельс» с точки зрения условия устойчивости по сцеплению применительно к локомотивам с асинхронным тяговым приводом в режимах тяги и торможения. Полученные результаты свидетельствуют о том, что данное условие выполняется при работе на любом участке характеристики сцепления как в режиме тяги, так и в режиме торможения. Рациональной же с точки зрения энергетической эффективности процесса признана работа только на восходящем участке характеристики сцепления.

11. На основе выполненного в работе сравнения коллекторного и асинхронного типов привода с позиций устойчивости процесса взаимодействия колеса с рельсом был сделан вывод о том, что при асинхронном приводе работа системы «колесо - рельс» будет характеризоваться большей устойчивостью, поскольку асинхронные ТЭД имеют гораздо более жесткие тяговые характеристики. Помимо этого отмечено, что асинхронный привод обладает дополнительным преимуществом - исключается возможность возникновения полного юза (полного блокирования) колеса, которое возможно при системах рекуперативного тормоза на электровозах с коллекторными ТЭД. Вместе с тем следует указать на тот факт, что с увеличением жесткости тяговых (тормозных) характеристик ТЭД обостряется проблема обнаружения боксования (избыточного скольжения), причиной которого может служить регулирование силы тяги (торможения) без отрицательной обратной связи по сцеплению. -----

12. В работе рассмотрены причины и условия возникновения автоколебаний в системе тягового привода. Эти автоколебания связаны с фрикционным взаимодействием колеса с рельсом и возникают при работе на падающем участке характеристики сцепления. Учитывая, что ширина интервала скоростей, при которых возможно самовозбуждение автоколебаний, увеличивается с ростом жесткости тяговых характеристик ТЭД, был сделан вывод о более высокой склонности асинхронного тягового привода к их возникновению по сравнению с коллекторным.

13. Колебания давления оси колесной пары на рельс вызывают периодические изменения в работе системы «колесо - рельс», проявляющиеся в снижении реализуемых тяговых усилий и росте избыточного скольжения колеса. На основе математического моделирования изменения сил сцепления и тяги, а также скорости скольжения в процессе разгрузки - догрузки оси были получены различные варианты развития процессов (прерывистое, перемежающееся и разносное боксование). Отмечено, что развитие процессов боксования при периодических изменениях давления оси на рельс зависит от жесткости тяговой характеристики ТЭД. При прочих равных условиях чем жестче тяговая характеристика, тем меньшее развитие получает процесс боксования и наоборот. На основе сравнения характера процессов, смоделированных применительно к коллекторным и асинхронным ТЭД, сделан вывод о преимуществах последних, обусловленных более жесткими тяговыми характеристиками: провал силы тяги, а также всплеск скорости скольжения вследствие разгрузки оси меньше как по величине, так и по продолжительности. При прочих равных условиях взаимодействие колеса с рельсом в условиях периодических изменений давления оси при использовании асинхронных ТЭД характеризуется более высоким КПД сцепления, что позволяет прогнозировать снижение интенсивности износа материалов колеса и рельса. -~------

14. Анализ процессов взаимодействия сил тяги и сцепления показывает, что развитие и прекращение боксования идут разными путями. Процесс «развитие - прекращение боксования» имеет гистерезисный характер, сопровождающийся образованием своеобразной петли гистерезиса в осях «сила - скорость», чья площадь равна дополнительным потерям мощности в зоне контакта колеса с рельсом. Потери энергии от гистерезиса боксования AQr.6, обусловленные этой мощностью, ухудшают энергетику взаимодействия колеса с рельсом, что проявляется в снижении КПД механизма сцепления колеса с рельсом. В работе исследовано влияние жесткости тяговых характеристик ТЭД на величину данных потерь энергии на примере процессов развития - прекращения боксования (избыточного скольжения) при колебаниях давления оси колесной пары на рельс. По полученным на основе уравнения боксования расчетным выражениям были рассчитаны зависимости потерь энергии AQr.6 от жесткости тяговой характеристики ТЭД. Отмечено, что площадь и ориентация в осях «сила - скорость» гистерезисной петли, а, следовательно, и величина потерь мощности AQr 6 во многом определяется жесткостью тяговой характеристики ТЭД: чем мягче тяговая характеристика, тем выше будут потери энергии AQr6 и наоборот. Это подтверждает сделанное ранее заключение о том, что влияние на энергетику взаимодействия колеса с рельсом процессов развития - прекращения боксования у привода с жесткими характеристиками гораздо ниже, чем у привода с мягкими характеристиками.

15. Анализ влияния на величину AQr.6 некоторых конструктивных характеристик локомотивов, а также частоты и амплитуды колебаний давления оси колесной пары на рельс позволил сделать следующие выводы: потери энергии AQr 6 растут при увеличении среднего давления оси на рельс, при уменьшении приведенной массы колесной пары и вращающейся с ней части тягового привода (их инерционности),при увеличении амплитуды и уменьшении частоты колебаний. Причем было отмечено, что влияние рассмотренных параметров сказывается тем меньше, чем жестче тяговая характеристика ТЭД.

16. Для получения прогнозируемого снижения потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом при использовании асинхронного привода были рассчитаны зависимости AQr6(Vo) для электровозов с коллекторными и асинхронными ТЭД, причем в качестве первых были рассмотрены электровозы, имеющие ТЭД постоянного (пульсирующего) тока как с последовательным, так и с независимым возбуждением. Расчет производился для режима реализации тяговых усилий, близких к максимальным по условиям сцепления колеса с рельсом. Исходя из полученных результатов, был сделан вывод о том, что потери энергии за цикл разгрузки - догрузки оси под одной колесной парой электровоза с асинхронным тяговым приводом более чем на порядок меньше аналогичных потерь при коллекторном приводе. С ростом скорости движения эта разница возрастает, поскольку у первых имеет место снижение потерь энергии AQr.6 вследствие уменьшения реализуемых усилий (из-за снижения коэффициента сцепления), а у вторых рост из-за уменьшения жесткости тяговых характеристик. Полученные результаты дают возможность прогнозировать снижение износа материалов колеса и рельса при использовании асинхронного тягового привода на тяговом подвижном составе.

17. Отмечено, что в настоящее время значительный экономический эффект от внедрения асинхронного тягового привода на тяговом подвижном составе не может быть достигнут вследствие его высокой цены, превосходящей в несколько раз стоимость тягового подвижного состава с коллекторными ТЭД. В связи с этим указано на необходимость способов удешевления электровозов с асинхронными ТЭД, в том числе за счет развития отечественного производства силовых полупро^— водниковых преобразователей и разработки недорогих и надежных систем микропроцессорного управления приводом.

18. В работе определен экономический эффект от снижения потерь энергии в зоне контакта колеса с рельсом при использовании вместо электровозов с коллекторным электровозов с асинхронным приводом. Анализ снижения затрат был проведен применительно к парку электровозов и показателям работы локомотивного депо Московка Западно-Сибирской железной дороги. При этом учитывалось снижение затрат на электроэнергию, определенные из сравнения величин AQr.6 для рассматриваемых электровозов, а также уменьшение затрат на обточку и замену колесных пар электровозов, полученное из соотношения износа материалов колеса с рельса у рассматриваемых электровозов. Экономический эффект от снижения указанных затрат за расчетный период 10 лет составил более 119 млн. руб. Отмечено, что при использовании электровозов с асинхронным тяговым приводом следует ожидать и эффект от увеличения производительности локомотивов.

19. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования на тяговом подвижном составе ТЭД с жесткими тяговыми характеристиками, в частности, асинхронных тяговых двигателей. При этом выявленные положительные качества асинхронного привода

168 во многом определяются именно высокой жесткостью характеристик ТЭД. Можно констатировать, что повышенные показатели энергетической эффективности взаимодействия колеса с рельсом являются неотъемлемым свойством тяговых двигателей с жесткими тяговыми (тормозными) характеристиками.

20. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями при проектировании новых локомотивов, а также при создании устройств, способных повысить энергетическую эффективность механизма сцепления"КОТ1еса~с~рельсом— у существующего тягового подвижного состава.

1. Программа структурной реформы на железнодорожном транспорте с комментариями. / Составили и авторы комментариев: А. С. Мишарин, А. В. Шаронов, Б. М. Лапидус и др. М.: МЦФЭР, 2001.-240 с.

2. Коротаев Б. В. Износ термоупрочненных рельсов Р65 в сложных условиях эксплуатации Восточно-Сибирской железнойдороги: Диссерт. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. / Новосибирск^--1999. 165 с.

3. Лису нов В. Н. Пути улучшения тяговых свойств и рационального использования сцепления локомотивов. Диссерт. на соиск. уч. степени доктора техн. наук. Омск, 1979. - 322 с.

4. Программа реорганизации и развития отечественного локомотиво- и вагоностроения, организации ремонта и эксплуатации пассажирского и грузового подвижного состава на период 2001 2010 годы. - Москва, 2001.

5. Ротанов Н. А., Курбасов А. С., Быков Ю. Д., Литовченко В. В. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями. -М.: Транспорт, 1991. 385 с.

6. Лисунов В. Н. Современное состояние и тенденции развития электрических железных дорог в России: Конспект лекций / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1999. 27 с.

7. Лисунов В. Н. Использование сил взаимодействия движущих колес с рельсами в режимах тяги и торможения: Учебное пособие / Омская гос. акад. путей сообщения, 1994. 87 с.

8. Минов Д. К. Повышение тяговых свойств электровозов и тепловозов с электрической передачей. М.: Транспорт, 1965. - 264 с.

9. Reynolds О. On Rolling friction. // Philos. Trans, of the Royal Soc. London, 1876. - vol. 166. - s. 155 - 175.

10. Петров H. П. Влияние трения при передаче работы упругим ремнем. // Изв. С.-Пб. технолог, ин-та, 1893. С. 1-43.

11. Carter F. On the stability of running of lokomotives. -Proceedings of the Royal Society. Ses. A, vol. 112, № 760, 1926; vol. 121, № 788, 1928.

12. Минов Д. К. Роль скольжения колес при реализации тягового усилия и структура коэффициента сцепления при электрической-таге.—-М.: Известия АН СССР, 1947. № 4.

13. Меншутин Н. Н. Исследование колесной пары электровоза при реализации силы тяги в эксплуатационных условиях. // Науч. тр. Всесоюз. науч.-исслед. ин-т ж.-д. трансп. 1960. вып. 188. С. 113 - 133.

14. Барский М. JI., Сердинова И. Н. Экспериментальное исследование процессов боксования и юза электровозов. В кн.: Проблемы повышения эффективности работы транспорта. М.: Изд. АН СССР, 1953. С. 130 - 187.

15. Исаев И. П. Случайные факторы и коэффициент сцепления. -М.: Транспорт, 1970. 183 с.

16. Исаев И. П. Коэффициент сцепления как результат реализации нестационарного случайного процесса сцепления колес локомотива с рельсами. // Железные дороги мира, 1972. № 7. С. 3 -12.

17. Исаев И. П. О применении теории вероятностей и математической статистики в электровозостроении и электрической тяге. // Науч. тр. / Москов. ин-т инж. трансп., 1965. вып. 207. С. 4 14.

18. Гриневич В. П., Юнюшин В. В. Экспериментальные исследования характеристик сцепления колесных пар тепловозов с рельсами. // Науч. тр. Всесоюз. н.-и. тепловоз, ин-та. Коломна, 1984. вып. 59. С. 103 - 107.

19. Beagley Т. M., McEwen J. J., Pritchard C. Wheel / rail adhesion -the influence of railhead debris. // Wear. 1975. vol. 33. P. 141 152.

20. Beagley Т. M., Pritchard C. Wheel / rail adhesion the overriding influence of railhead debris. // Wear. 1975. vol. 35. P. 299 - 313.

21. Исаев И. П., Самме Г. В. Пути повышения использования силы сцепления колес локомотивов с рельсами. // Науч. тр. / Всесоюз. заоч. ин-т инж. трансп. М., 1977. вып. 88. С. 5 - 13.

22. Смирнов Г. А. Теория движения колесных машин. -М.: Машиностроение, 1981.-271 с. -—

23. Андреев А. В. Передача трением. М.: Машиностроение, 1978. - 176 с.

24. Кузнецов В. Д. Физика твердого тела. Томск: Красное знамя, 1947. Т. 4. - 539 с.

25. Tomlinson J. A. A Molecular theory of friction // Philos. Mag. 1929. Ser. 7. Nr. 198. P. 905 939.

26. Крагельский И. В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968.-480 с.

27. Кащеев В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978. - 212 с.

28. Голубенко А. Л. Сцепление колеса с рельсом: Монография. -Киев: Фирма «В1ПОЛ», 1993. 448 с.

29. Меншутин Н. Н., Монахов Л. И. Методика анализа и контроля режимов эксплуатации локомотивов по прокату бандажей колесных пар. // Повышение массы грузовых поездов: Сб. науч. тр. Всесоюз. н.-и. ин-та ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 1985. С. 63 - 76.

30. Розенфельд В. Е., Чеботарев Е. В., Сидоров Н. Н., Болдов Н. А. Основы электрической тяги. М.: Госэнергоиздат, 1957. - 315 с.

31. Krettek О. Wo stehen wir in der Erforschung des Kraftschlusses. // ZEV Glassers Annalen. - 1973. V. 97. - H. 1. - S. 19 - 28. - H. 4. -S. 157 - 158.

32. Карпов И. П. К вопросу о вилянии подвижного состава в горизонтальной плоскости. // Локомотивостроение: Вестн. Харьк. политех, ин-та. Харьков: Выща шк., 1977. № 134. С. 17 - 20.

33. Иванов В. С. Структурно-энергетическая теория усталости материалов. В кн.: Циклическая прочность металлов. М.: Изд. АН СССР, 1962. С. 11-23.

34. Федоров В. В. Термодинамические представления о прочности и разрушении твердого тела. Проблемы прочности, 1971, № 11, С. 32 -37.

35. Костецкий Б. И., Ляшко В. А., Караулов А. К. Энергетический анализ процессов изнашивания деталей машин. Машиноведение, 1974, № 4. С. 108-114.

36. Федоров В. В., Хачатурьян С. В., Коршунов В. Я. Исследование взаимной связи закономерностей износа металлов с энергетическими характеристиками процесса внешнего трения. -Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., 1977, № 4. С. 3034.

37. Розенфельд В. Е. Исаев И. П., Сидоров Н. Н. Электрическая тяга. -М.: Трансжелдориздат, 1962.

38. Френкель Э. М. К вопросу о сцеплении колеса с рельсом. // Труды ХИИТ, № 23. Трансжелдориздат, 1953.

39. Наумов В. И. Влияние контактной прочности металла на силу сцепления колеса с рельсом. // Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., № 255. Трансжелдориздат, 1963.

40. Бычковский А. В. О коэффициенте сцепления при высоких скоростях движения. // Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., 1972, № 2. С. 48 49. ~

41. Правила тяговых расчетов для поездной—работы.—--М.: Транспорт, 1985. 286 с.

42. Мугинштейн JI. А., Лисицин А. Л. Нестационарные режимы тяги (Сцепление. Критическая норма массы поезда). М.: Интекст, 1996. - 176 с.

43. Некрасов О. А., Лисицин А. Л., Мугинштейн Л. А., Рахманинов В. И. Режимы работы магистральных электровозов. М.: Транспорт, 1983. - 231 с.

44. Некрасов О. А., Палихов А. М., Мугинштейн Л. А. Основы определения расчетного коэффициента сцепления. // Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., 1977, № 5. С. 7 10.

45. Головатый А. Т., Некрасов О. А. Проблемы коэффициента сцепления электровозов. // Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., 1975, № 7. С. 1 5.

46. Долганов А. Н., Некрасов О. А., Никифоров Б. Д. Определение критических весов грузовых поездов. Электрическая и тепловозная тяга, 1977, № 4. С. 38-41.

47. Головатый А. М., Некрасов О. А., Палихов А. М. Сцепные свойства электровозов при многократной тяге. Железнодорожный транспорт, 1976, № 10. С. 55 - 57.

48. Оно К., Хирата Ю., Мисуда И. Способ улучшения сцепления колеса с рельсом. // Реф. журн. ж.-д. трансп. Техн. экспл. подв. состава и тяга поездов: Реф. 11 В 76 П. 1984. № 11. С. 8 9.

49. Бусаров В. Г. Пути повышения эффективности пескоподачи. -Локомотив, 1999, № 12. С. 28 31.

50. Shiba Sukokuti. Rolling contact phenomena associated with hing speed trains. - Soc. Lubric. Eng., 1971, 16, № 8, p. 626 - 631.

51. Kniffler A. Fragen der Grenzgeschwindigkeit im Rad Schiene -System der Eisenbahnen. - Glassers Ann., 1971, 95, № 10, s .

52. Portefaix A. E interface foue rail. - Rev. gen. chemins fer, 1976, 95, nov. 687-697, 747-748.

53. Shirai Seizo, Inagaki Sheguri, Kobayashi Masayshi. Adhesion phenomena at high speed range and performance of on improved slipp -detector. - Quart. Repts. Railway Techn. Res. Inst., 1977, 18, № 4, p. 189 -190.

54. Розенфельд В. E., Исаев И. П., Сидоров Н. Н. Теория электрической тяги: Учебник для вузов ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 1983.- 328 с.

55. Лувишис А. Л. Современные магистральные локомотивы Японии. Локомотив, 1995, № 12. С. 39-43.

56. Нестрахов А. С. Тепловозная тяга на дорогах мира. -Локомотив, 2001, № 2. С. 8 10.

57. Barwell F. Т. Einige Ergebnisse iiber Reibung und Verschlei(3unter besonderer Bezugnahme auf die Reibzahl zwischen Radern und Schienen. // ZEV Glasers Annalen, 1957, 81, № 1, s. 1 - 3. № 2, s. 26 -36. № 3, s. 91-94.

58. Тихменев В. H., Трахтман Л. М. Подвижной состав электрических железных дорог. Ч. 3. М.: Транспорт, 1969. - 400 с.

59. Меншутин Н. Н. Зависимость между силой сцепления и скоростью скольжения колесной пары локомотива. // Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., 1960, № 7.

60. Глушков М. Т., Петровский Э. Г. Потери электроэнергии при упругом и избыточном скольжении колесной пары. / Исследования и производство транспортных конструкций. Рига, Звайгзне, 1972, С. 159 - 163.

61. Бабич В. М. Повышение энергетической эффективности электровозов: Учебное пособие / Омская гос. акад. путей сообщения, 1995. 112 с.

62. Лисунов В. Н. Коэффициент полезного действия сцепления // Исследование тягово-энергетических показателей электроподвижного состава: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1981. С. 27 -30.

63. Фаминский Г. В., Меншутин Н. Н., Филатова JI. М. Улучшение тяговых свойств электровозов при поосном регулировании силы тяги с контролем сцепления. // Тр. Всесоюз. н.-и. ин-та ж.-д. трансп. -М.: Транспорт, 1968. Вып. 378. С. 80 -101.

64. Vogel U. Untersuchung eines Verfahren zur Hochausnutzung des Rad Schiene - Kraftschlusses bei Triebfahrzeugen. // Elektrische Bahnen, 1991. № 10. s. 285 - 292. ~-----

65. Железнодорожный транспорт за рубежом. Сер. П: Подвижной состав // Локомотивное и вагонное хозяйство, 1995. № 10. С. 31 32.

66. Усов В. А. Исследование влияния жесткости тяговых характеристик на максимальную величину реализуемой силы тяги электровозов. Диссерт. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Свердловск, 1971.

67. Тулупов В. Д. Автоматическое регулирование сил тяги и торможения электроподвижного состава. М.: Транспорт, 1976. - 354 с.

68. Привалов В. В., Чернов Р. В. Методика исследований склонности электровоза к боксованию. // Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., 1963. № 4. С. 23 25.

69. Рудая К. И., Евтеев Ю. И. О боксовании тепловоза ТГ16. // Науч. труды / Моск. ин-т инж. ж. д. трансп., 1972. № 402. С.52 56.

70. Лисицин А. Л., Потапов А. С. О юзе колесных пар на электровозах с реостатным торможением. Электрическая и тепловозная тяга, 1974, № 8, С. 38 - 39.

71. Бабичков А. М., Гурский П. А., Новиков А. П. Тяга поездов и тяговые расчеты. М.: Транспорт, 1971. - 280 с.

72. Лисунов В. Н. Автоматизация управления электрического подвижного состава. Часть I. Основы теории автоматического регулирования и управления ЭПС: Конспект лекций / Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта, 1990. 86 с.

73. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. Л.: Энергия, 1975. - 353 с.

74. Автоматизация электроподвижного состава: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / А. Н. Савоськин, Л. А. Баранов, А. В. Плакс, В. П. Феоктистов; Под. ред. А. Н. Савоськина. М.: Транспорт, 1990. - 31Ье

75. Захарченко Д. Д., Ротанов Н. А. Тяговые электрические машины: Учебник для вузов ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 1991. -343 с.

76. Тихменев Б. Н., Кучумов В. А. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями. М.: Транспорт, 1988. 311 с.

77. Костенко М. П., Пиотровский Л. М. Электрические машины. В 2-х частях. Ч. 2 Машины переменного тока: Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. - Л.: Энергия, 1973. - 648 с.

78. Гордиенко П. И. Боксование электровозов с асинхронными тяговыми двигателями и двигателями пульсирующего тока с независимым возбуждением. ВЭлНИИ «Электровозостроение». Т. 30. Новочеркасск, 1989. С. 69-74.

79. Braun A. Einzatz von Mikroprozessoren fur elektronisches Antigleitsystem bei Reizezugwagen. // Elektrische Bahnen. 1986. Bd. 84. № 5, s. 153 158.

80. Шрайбер P. (R. Schreiber) Оптимальное использование сил сцепления электровоза с трехфазным приводом и крутизна характеристик сцепления. // Железные дороги мира. 1996. № 2. Сг-42— 47.

81. Кайдановский Н. JL, Хайкин С. Э. Механические релаксационные колебания. Журнал техн. физики, 1933, 3, № 1, С. 985 - 997.

82. Андронов А. А., Хайкин С. Э. Теория колебаний. М.: Гостехиздат, 1937. - 915 с.

83. Ишлинский А. Ю., Крагельский И. В. О скачках при трении. -Журнал техн. физики, 1944, 14, вып. 4/5, С. 276 282.

84. Кононенко В. О. Нелинейные колебания механических систем. Киев, Наукова думка, 1980. - 384 с.

85. Павленко А. П. К построению математической модели и методике динамического анализа и синтеза оптимальных параметров транспортных систем «экипаж тяговый привод - путь». - Киев, Проблемы машиностроения, 1980, № 11, С. 65 - 70.

86. Павленко А. П., Коропец П. А. Метод расчета существования автоколебаний в тяговых приводах локомотивов // Науч. тр. / Ростов н/Д ин-т инж. ж.-д. трансп., 1984, № 176, С. 25 32.

87. Вериго М.Ф., Коган А. Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. / Под ред. М.Ф. Вериго. М.: Транспорт, 1986. - 559 с.

88. Механическая часть тягового подвижного состава: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / И. В. Бирюков, А. Н. Савоськин, Г. П. Бурчак и др.; Под ред. И. В. Бирюкова. М.: Танспорт, 1992. - 440 с.

89. Ершков О. П. Вопросы подготовки железнодорожного пути к высоким скоростям движения // Науч. тр. / Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., 1959, Вып. 176. 122 с.

90. Пахомов М. П. Воздействие электровоза на путь в зоне стыка. // Вестник Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., 1965. Вып. 57. С. 63 79. ~ -----------------

91. Суворов А. Г. Влияние колебаний тележки на реализуемую силу тяги при независимом и последовательном возбуждении тяговых двигателей. // Вестник ВНИИЖТ, 1985, № 8, С. 16 18.

92. Исследования сцепления колес с рельсами, проведенные в 1971 г. Сообщение БЭИ МСЖД. // Железные дороги мира, 1975. № 9. С. 78 80.

93. Развитие локомотивной тяги. / Под ред. Н. А. Фуфрянского и А. Н. Бевзенко. М.: Транспорт, 1988 - 338 с.

94. Кудрявцев Н. Н. Исследование динамики необрессоренных масс вагонов // Тр. ВНИИЖТ, 1965. Вып. 402, 206 с.

95. Астахов П. Н., Гребенюк П. Т., Скворцова А. И. Справочник по тяговым расчетам. М.: Транспорт, 1973. - 256 с.

96. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель поездам. Под. ред. А. И. Тищенко. Т. 1. - М.: Транспорт, 1976 - 432 с.

97. Бочаров В. И., Попов В. И., Тушканов Б. А. Магистральные электровозы переменного тока. М.: Транспорт, 1976. - 480 с.

98. Дубровский 3. М., Попов В. И., Тушканов Б. А. Грузовые электровозы переменного тока. М.: Транспорт, 1991.-471 с.

99. Захаров В. И., Комаровский М. А., Лузиков П. М. Электровоз двойного питания ЭП10: особенности конструкции и электрических схем. // Локомотив, 1999. № 12. С. 9 11, 2000. № 1. С. 30 - 32, №2. С. 25 -27.

100. Лещев А. И., Матекин С. С., Усвицкий С. А., Поздняков В. Н. Схема силовых цепей электровоза двойного питания типа ЭП10. // Электровозостроение: Сб. науч. тр. / Всерос. н.-и., проектно-конструкторский ин-т электровозостроения. 2000. Т. 42. С. 24 37.

101. Лактионова Т. Как удешевить «золотой локомотив» // Гудок. 2002. - 27 марта.

102. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте / Московский гос. ун-т путей сообщения. М., 1997. 52 с.

103. Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-техническогопрогресса на железнодорожном транспорте / ВНИИЖТ МПС. М.: Транспорт, 1991. - 239 с.

104. Анализа производственно-финансовой деятельности локомотивного депо Московка за 2001 год / Омское отд. Зап. Сиб. ж. д. Омск, 2002.

105. Бабич В. М., Бакланов А. А. Анализ режимов работы магистральных электровозов. // Исследовуание работы электрооборудования и вопросы прочности электроподвижного состава. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1975. С. 26 - 33