Результаты поиска

В статье рассмотрены вопросы, связанные с повышением устойчивости работы рельсовых цепей в условиях тяжеловесного движения для участков с электротягой переменного тока. Построен график координатной плоскости основных диагностических состояний рельсовой сети. Выполнен анализ полученных результатов и предложен алгоритм действий по определению значений координаты положения шунта и сопротивления изоляции рельсовой сети по графику координатной плоскости.

В статье рассматриваются возможности снижения энергозатрат на тягу при движении электропоездов в условиях равнинного профиля Западно-Сибирской железной дороги за счет отключения тяговой секции электропоезда и рационального распределения времени хода по всему направлению движения. При расчете и построении графиков скоростных режимов движения поезда по участку используется аналитический метод решения дифференциального уравнения движения поезда. Для анализа оптимальных графиков движения поезда на каждом этапе их моделирования проводится проверка вычислений, которая позволяет гарантировать достоверность получаемых результатов. Для определения потенциальных возможностей снижения энергозатрат на тягу при управлении движением электропоезда проанализирована конкретная поездка электропоезда ЭД4М по маршруту Омск - Иртышская. Приводятся расчетные графики скоростных режимов движения электропоезда в рассматриваемой поездке, а также режима движения с отключением одной тяговой секции. Стандартными средствами системы компьютерного моделирования определяются средняя по пути скорость электропоезда, дисперсия скорости по пути, энергопотребление. Полученная величина затрат энергии на тягу с отключенной тяговой секцией значительно меньше потребления энергии в реальной поездке. Рациональное распределение времени хода электропоезда по всему направлению движения из условия сохранения времени его прибытия на конечную станцию также позволяет уменьшить расход электроэнергии на тягу. На основании данных о расходе электроэнергии в целом по депо ТЧ-31 Омск определяется возможная экономия энергозатрат на тягу за счет применения предложенных способов.

В статье приведены результаты исследования влияния функциональной связи между параметрами микрогеометрии поверхности тормозного диска и уровнем напряженно-деформированного состояния области контакта на коэффициент термического сопротивления в условиях торможения. Приведены результаты экспериментального исследования процесса изменения шаговых и высотных параметров микрогеометрии поверхности тормозного диска под влиянием нормальных и тангенциальных сил, реализуемых при трении. Установлено, что под влиянием нормальных и тангенциальных сил высотные параметры микрогеометрии имеют тенденцию к увеличению, а шаговые - к уменьшению. Показано, что при расчете контактного термического сопротивления необходимо учитывать функциональную связь между геометрическими параметрами микронеровностей поверхности тормозного диска и уровнем напряженно-деформированного состояния области контакта. Расчеты, выполненные без учета этой связи, приводят к завышенным величинам контактного термического сопротивления и, соответственно, к погрешности в определении величин тепловых потоков, проходящих через область контакта сопряженных поверхностей. Уточнены величины констант, которые зависят от конструктивных особенностей узла трения дискового тормоза и используются для определения характера изменения геометрических особенностей микронеровностей. Выполнена коррекция входных параметров микрогеометрии поверхности тормозного диска с учетом динамики изменения их геометрии под влиянием силового нагружения. Показано, что учет динамики изменения микрогеометрии поверхности целесообразно осуществлять при аналитическом определении контактного термического сопротивления дискового тормоза. Полученные результаты рекомендуется применять при расчетах характеристик трения и оценки тепловых потоков, проходящих через область взаимного контакта тормозного диска и тормозных колодок дискового тормоза в условиях торможения.

Статья посвящена исследованию влияния ветровой нагрузки на аэродинамическую составляющую сопротивления движению грузового поезда. Полученные результаты способствуют пониманию влияния аэродинамического сопротивления на расход топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на тягу поездов. В статье показана высокая значимость рассматриваемой проблемы для Российских железных дорог (ОАО «РЖД»), сделаны выводы из анализа статистических данных маршрутов машинистов, работающих на участке Палласовка - Верхний Баскунчак, который является подверженным ветровым нагрузкам. При помощи приложения SOLIDWORKS создана модель поезда с локомотивом и полувагонами в сцепе на железнодорожной насыпи, а с помощью расширения SOLIDWORKS Flow Simulation смоделирована ветровая нагрузка, разная по скорости, изменяющаяся под углом от 0 до 90 º. Получены значения силы аэродинамического сопротивления движению на поезд в целом и на каждую единицу подвижного состава в отдельности. Методами теории тяги поездов выполнена оценка влияния аэродинамического сопротивления на расход топлива на тягу. На основе полученных значений сил аэродинамического сопротивления и картин распределения воздушных потоков сделаны выводы о влиянии загрузки полувагона на увеличение сопротивления движению. Сделаны выводы о влиянии ветровой нагрузки на каждую единицу подвижного состава в поезде. Установлено, что при направлении ветра под углом к оси пути сила ветрового воздействия увеличивается по сравнению со случаем, когда угол между осью пути и вектором скорости равен нулю. Данные эксперимента об увеличении сопротивления от ветровой нагрузки подтверждаются теоретическим расчетом и практической обработкой маршрутов машинистов. Данная статья демонстрирует необходимость отдельного нормирования ТЭР при возникновении ветровых нагрузок, может быть полезна при дальнейшем детальном изучении аэродинамического сопротивления грузовых поездов.

В данной статье объектом исследования являются кабели энергоснабжения не тяговых железнодорожных потребителей. Определены электрические параметры изолированного проводника. Получены первичные параметры алюминиевой оболочки магистрального кабеля энергоснабжения. В результате решения задачи определено переходное сопротивление изолированного проводника. Из граничных условий определена постоянная распространения металлической оболочки кабеля энергоснабжения в полимерном изолирующем покрытии. В итоге значения переходного сопротивления, полученные разными методами, совпадают.

В статье представлена математическая модель системы охлаждения тепловоза 2ТЭ10М, позволяющая выполнять расчет параметров теплообменных аппаратов с учетом их технического состояния.

В статье рассматриваются аэродинамические свойства полозов токоприемников SSS87, предназначенных для скоростного движения электрического подвижного состава. Приводятся спектры обтекания для различных форм контактных пластин. Решение задачи моделирования обтекания полоза токоприемника воздушной средой достигается путем применения методов вычислительной гидродинамики (CFD). Определены аэродинамические коэффициенты, необходимые для расчета аэродинамических характеристик. Построены аэродинамические характеристики полозов токоприемников.

Детерминированная оценка долговечности конструкций железнодорожного подвижного состава по коэффициентам запаса сопротивления усталости, установленная нормативными требованиями, не в полной мере учитывает случайный характер нагрузок, под действием которых происходит накопление усталостных повреждений, интенсивность эксплуатации (наработку), не позволяет оценить ресурс и его исчерпание за срок службы. В то же время с развитием тяжеловесного и высокоскоростного движения, а также в связи с введением в действие технических регламентов задачи оценки и обоснования назначенных сроков службы и ресурса объектов железнодорожного транспорта становятся все более актуальными. Предметом исследования, результаты которого представлены в настоящей статье, являлось сопротивление усталости конструкций базовых частей локомотива. Целью проведенной работы было прогнозирование их предельного состояния по ресурсу критических элементов. В представленной работе выполнены расчетно-экспериментальные исследования с проведением ходовых динамико-прочностных испытаний локомотива во всем диапазоне рабочих скоростей его движения, определением напряженно-деформированного состояния конструкций методом тензометрирования, расчетом коэффициентов запаса прочности с вероятностной оценкой сопротивления усталости деталей. По полученным результатам показано влияние характеристик эксплуатационной нагруженности на запас сопротивления усталости и его исчерпание по мере наработки объекта. По результатам проведенной работы можно сделать выводы о том, что основные показатели прочности, ресурса и срока службы локомотива дают возможность сопоставить и связать между собой их определяющие параметры для последующего анализа, обоснования, нормирования и управления ресурсом безопасной эксплуатации железнодорожной техники.

В статье предложена конечно-элементная модель работы электрического контакта между контактным проводом и токосъемной пластиной токоприемника, учитывающая сложную взаимосвязь электрических и тепловых процессов. Исследовались контактные пары, состоящие из изношенного контактного провода МФ-100 и токосъемных пластин из металлокерамики ВЖ3П или графита. Микрогеометрия поверхности тел в месте контакта получена на основе модели Гринвуда - Вильямсона. Было рассмотрено два крайних возможных случая соприкосновения контактного провода с пластиной. Результаты были проанализированы и сравнены с известными опытными данными. Рассчитано, при каких соотношениях контактного нажатия и тока из-за выгорания контактов возникнет искровой или дуговой разряд. Определены пути совершенствования модели.

В статье рассмотрено тепловое состояние элементов дискового тормоза при торможении с учетом распределения тепловых потоков между элементами трения. Представлены результаты исследования влияния термического сопротивления среды, заполняющей микроконтактные зазоры, обусловленные обратимыми деформациями микрогеометрии поверхности, на тепловое состояние элементов дискового тормоза. Метод - описание теплового состояния элементов дискового тормоза при торможении выполнено на основе дифференциального уравнения теплопроводности Фурье - Кирхгофа с учетом влияния термического сопротивления среды, заполняющей микрозазоры между поверхностями тормозной накладки и тормозного диска. Выполнен расчет теплового состояния железнодорожного дискового тормоза с учетом обратимых деформаций микрогеометрии поверхностей рабочих элементов дискового тормоза. Точные размеры и форма элементов дискового тормоза заданы в CAD-системе (SolidWorks). Приведены графики изменения генерируемой и рассеиваемой дисковым тормозом тепловой энергии при различной начальной скорости и длительности торможения. Полученные зависимости иллюстрируют процесс диссипации тепловой энергии в окружающую среду. Показана инерционность фрикционной системы дискового тормоза в отношении диссипации генерируемой тепловой энергии в процессе торможения. Показано, что распределение тепловых потоков между рабочими элементами дискового тормоза зависит от уровня обратимых деформаций микрогеометрии поверхности тормозного диска, которые непосредственно обусловливают термическое сопротивление среды, заполняющей микроконтактные зазоры. Учет этого обстоятельства позволяет повысить достоверность расчетов генерируемой и рассеиваемой энергии рабочими элементами дискового тормоза при торможении. Результаты исследования рекомендуются для использования при расчетах теплового состояния рабочих элементов дискового тормоза при торможении.

В статье рассмотрен вопрос о возможности использования железобетонных фунда-ментов опор контактной сети в качестве заземлителей. Выполнен анализ влияния кон-струкции фундамента на сопротивление растеканию. Представлены результаты расчета сопротивления растеканию анкерного болта фундамента металлической опоры по предло-женной формуле.

Контактная сеть и линии электропередачи, являющиеся составными частями системы электроснабжения железных дорог, с точки зрения электротехнических расчетов представляют собой цепи с распределенными параметрами. Волновые процессы в контактной сети оказывают отрицательное влияние на электрические линии передачи энергии, проложенные вблизи от железной дороги, увеличивают потери электроэнергии в системе тягового электроснабжения. Для исследования волновых процессов предложен способ математического моделирования прохождения несинусоидальных сигналов по однородной двухпроводной линии с распределенными параметрами. Математическая модель построена на основе известных дифференциальных уравнений линии (телеграфных уравнений) с использованием рядов Фурье. Линия электропередачи представляет собой трехпроводную линию. В статье представлен алгоритм приведения уравнений линии электропередачи к виду уравнений двухпроводной линии. Для оценки корректности математической модели проведены исследования на физической модели линии. Приведены результаты исследования различных режимов работы цепей с распределенными параметрами с помощью математической модели. Предложенный способ математического моделирования прохождения сигналов различной формы по линии с распределенными параметрами адекватно отражает явления, происходящие в линии, и может применяться для анализа электромагнитных процессов в контактной сети и линиях электропередачи.

Представлен метод расчета добавочного сопротивления дренажной установки тяговой подстанции постоянного тока. Существующий метод настройки дренажной защиты предполагает проведение ряда измерений с подбором добавочного сопротивления и последующей корректировкой его значения с учетом среднегодового тока тяговой подстанции. Целью данной работы является разработка алгоритма определения оптимального значения добавочного сопротивления с учетом обеспечения нормативных значений защитного потенциала на заземляющем устройстве и минимизации потерь в обратной тяговой сети. Представленный метод основан на применении теоремы взаимности, позволяющей изменить направление тока от источника к нагрузке на обратное при условии, если система является линейной. Составлен алгоритм расчета добавочного сопротивления дренажной установки тяговой подстанции. Проведен расчет значения добавочного сопротивления и потерь мощности в тяговой рельсовой сети для среднего значения тока тяговой подстанции. Приведены графики зависимости добавочного сопротивления и потерь мощности на нем от величины тока тяговой подстанции при минимальном и максимальном значениях защитного потенциала. Данный метод может быть рекомендован при проектировании защиты от коррозии заземляющих устройств тяговых подстанций постоянного тока.

В данной статье рассмотрена проблема потери упругих свойств рельсовых скреплений Pandrol Fastclip в процессе эксплуатации. Исследования связаны с прогнозированием динамики изменения упругих свойств прижимных клемм скрепления Pandrol Fastclip в процессе их длительной эксплуатации и предусматривается создание методов управления (регулирования) нажатием клемм скрепления на подошву рельсов, что гарантирует безопасность движения поездов с установленными скоростями. На базе проведенных исследований разработана конструкция устройства, повышающего усилие нажатия клемм скрепления на подошву рельсов. Это устройство обеспечит получение оптимальных параметров прикрепления рельсов к подрельсовому основанию на всех этапах эксплуатации железнодорожного пути. При этом не будет необходимости проводить замену дорогостоящих импортируемых упругих клемм скрепления Pandrol Fastclip в случаях снижения упругости клемм в действующем пути. Результаты исследований актуальны для десятков зарубежных железных дорог, где эксплуатируются модификации скрепления Pandrol Fastclip: Pandrol Fastclip FC, Pandrol Fastclip FCA, Pandrol Fastclip FE, Pandrol 350, Pandrol SFC, Pandrol 1520 и др. Предлагаемая технология проведения работ по повышению уровня технического состояния конструкции промежуточного рельсового скрепления не потребует предоставления «окон» в графиках движения поездов, что не повлияет на провозную и пропускную способность железнодорожного пути и не будет влиять на задержки графиковых поездов.

В настоящее время при капитальном ремонте железнодорожного полотна используются новые материалы, которые вносят существенные изменения в электрическую структуру балластной призмы, существенно повышая переходное сопротивление «рельс - земля» и, как следствие, потенциал рельсов относительно удаленной земли. В статье предложена методика оценки условий электробезопасности заземления на рельс устройств тяговой сети при капитальном ремонте железнодорожного полотна, подтверждена высокая опасность поражения электрическим током устройств, присоединенных к тяговому рельсу.

В статье рассмотрены существующие методы расчета электрических параметров и математические модели электрических процессов железобетонных конструкций. Сделан вывод о том, что в полной степени влияние арматурной сетки в описанных моделях не учитывается. Авторами предлагаются метод расчета железобетонного фундамента, основанный на системе уравнений электрического поля в проводниках, и метод конечных элементов, позволяющий учитывать точную геометрию объекта, включая арматурную сетку. Ввиду соотношения сопротивлений стали и бетона авторами сделано предположение о неизменности потенциала арматурной сетки, покрытой слоем бетона на постоянном и переменном токе. Реализация метода осуществлялась с помощью программного комплекса ComsolMultiphysics. В качестве объекта расчета используется железобетонный фундамент ТСС-4, расположенный в грунте. Результаты расчета интерпретированы в виде цветовой эпюры распределения потенциалов и линий плотнос-ти тока. Путем интегрирования нормальной составляющей плотности тока по поверхности прикладываемого потенциала и поверхности арматуры определены ток, протекающий по железобетонной конструкции в целом, и ток, втекающий в арматуру. На основании полученных значений тока модели определено ее сопротивление в зависимости от удельного сопротивления бетона и грунта.

В настоящее время согласно нормативным документам удельное сопротивление проводов линий электропередачи принимается одинаковым для любого допустимого тока нагрузки и температуры нагрева проводов, равной 20 ° . Такой учет удельных сопротивлений вызывает значительные погрешности, существенно влияющие на режимы работы линий электропередачи. В данной статье проанализировано влияние температуры наружного воздуха, тока нагрузки, интенсивности солнечной радиации, скорости и направления ветра на температуру нагрева проводов воздушных линий электропередачи и, как следствие, на значение удельного сопротивления проводов и потерь мощности и электроэнергии в них. На примере трассы БАМа показано, что даже в условиях одного региона температура наружного воздуха меняется в зависимости от времени года в весьма широких пределах. Это в свою очередь требует скрупулезного учета зависимости значения удельного сопротивления проводов линии от внешней температуры воздуха. Вместе с тем показана допустимость неучета интенсивности солнечной радиации, скорости и направления ветра на температуру нагрева проводов воздушных линий электропередачи в связи с отсутствием исчерпывающей информации об этих факторах и их противоположной направленностью. Однако такое допущение будет справедливо только при рабочих токах в диапазоне от нуля до двойного значения тока, соответствующего экономической плотности. При расчете потерь электроэнергии, особенно в сильно загруженных линиях, обязателен учет всех внешних температурних воздействий. В связи с появлением сенсорных датчиков температуры предлагается их непосредственное использование для измерения температуры нагрева проводов линии с последующим вычислением их удельного сопротивления.

Резистивный нагрев полоза токоприемника, обусловленный протеканием тягового тока по токопроводящим элементам верхнего узла, имеет неравномерное распределение вдоль конструкции каркаса и зависит от места расположения контактного провода на вставке. Целью работы является разработка математической модели расчета потерь мощности в полозе токоприемника, позволяющая оценить ее величину с учетом зигзага контактного провода при движении электроподвижного состава. Предметом исследования является полоз токоприемника. В работе приведен пример расчета каркасного полоза токоприемника, оснащенного угольными вставками. Экспериментальные исследования распределения тока по шунтам полоза в зависимости от положения контактного провода выполнены в феврале 2021 г. в лаборатории «Конструкции контактных сетей, линий электропередачи и устройств токосъема» с использованием комплекса для испытания устройств токосъема. Расчет величины мощности нагрева полоза определяется по закону Джоуля - Ленца. Результаты расчета показали, что максимальная величина мощности нагрева наблюдается при положении контактного провода в середине полоза, при этом места наибольших потерь, расположенных по его краям, - над местами крепления шунтов. Модель позволяет получить функциональную зависимость величины нагрева вдоль полоза. Полученные результаты распределения мощности нагрева полоза позволяют дополнить комплексную модель теплового состояния токоприемника, разработанную в Омском государственном университете путей сообщения с участием авторов статьи. Универсальность разработанной модели позволяет исследовать различные зигзаги контактного провода и оценивать влияние положения контактного провода в плане на распределение тягового тока по полозу в зависимости от мест установки шунтов и их количества.

Разработана методика, позволяющая выполнять расчет параметров коаксиального кабеля с учетом частоты передаваемого сигнала. Проведен сравнительный анализ значений параметров кабеля РК 50-7-28 и RG142, полученных в результате измерений с помощью анализатора цепей, взятых из справочников с соответствующими результатами расчетов. Получены оценки точности расчетов, указывающие на необходимость учета дополнительных факторов с целью более корректного учета затухания в кабеле во всем диапазоне используемых частот.