Результаты поиска

В статье рассмотрены режимы охлаждения и нагрева отдельных узлов и агрегатов тепловозного дизеля в условиях низкой температуры окружающего воздуха. Значительное внимание уделено описанию характерных особенностей интенсивности охлаждения водяной системы тепловозного дизельного двигателя. Представлены результаты исследования влияния температуры наружного воздуха, эксплуатационных режимов нагрузки и холостого хода на работу системы охлаждения тепловоза. Приведены параметры охлаждающей воды и моторного масла, характеризующие тепловые режимы работы дизеля. Рассмотрены и проанализированы различные способы прогрева систем тепловозного дизеля с использованием бортовых и стационарных устройств. Цель статьи - предложить способы повышение эффективности использования дизельного топлива при прогреве тепловоза за счет снижения времени работы дизеля на холостом ходу.

В соответствии с введением новых правил, регламентирующих методы и средства проведения неразрушающего контроля при ремонте деталей и узлов подвижного состава, контроль котлов железнодорожных цистерн проводится ультразвуковыми и капиллярными методами [1]. При этом контролю подвергаются все сварные швы котла, что в условиях вагоноремонтного депо практически невозможно. Это связано с большими объемами и сложностью конструкции объекта контроля, что влечет за собой нарушение регламента ремонта одной подвижной единицы. Решение этой задачи требует создания методик, обеспечивающих обнаружение и оценку размеров сквозных дефектов по информации, полученной дистанционными способами. В статье приведено описание построения математической модели газодинамического движения через сквозные дефекты в теле котла железнодорожной цистерны при проведении теплового контроля герметичности котлов цистерн. Созданная математическая модель позволяет учесть процессы истечения газа при малом перепаде давления и влиянии уровня шероховатости внутренней поверхности сквозного канала на формирование струи истекающего газа. Такое истечение газа способствует образованию в приповерхностном слое котла температурных аномалий, анализ которых позволит оценить геометрические параметры течи дистанционными методами. Приведено сравнение результатов теоретического моделирования и экспериментальных исследований скорости истечения газа и температуры потока при различных условиях. В ходе исследования определены законы истечения газа сквозь ряд классических моделей сквозных дефектов. Полученные результаты позволяют корректировать уровень браковочной чувствительности температуры при проведении тепловизионного контроля герметичности котлов железнодорожных цистерн [2].

В статье выполнена оценка влияющих факторов на расход электроэнергии на собственные нужды электровозов серии 2ЭС6, сформированы статистические модели для нормирования расхода электроэнергии на собственные нужды ЭПС и выполнена оценка их качества.

Нагрев полоза токоприемника электроподвижного состава происходит в результате съема тягового электрического тока. Увеличение температуры контактных и токопроводящих материалов подвески и токоприемника обусловлено их характеристиками. Низкое качество токосъема также приводит к перегреву контактных материалов и ограничивает пропуск максимально допустимого длительного тока при движении электровоза. Неравномерность распределения температуры приводит к локальным точкам перегрева и нерациональному использованию поверхности контактных вставок. Приведенные графики распределения зигзага контактного провода указывают на зависимость плотности распределения зигзага от профиля участка пути и типа контактной подвески, обусловливающих теплораспределение по полозу. Предлагаемая методика факторного анализа влияния на нагрев полоза токоприемника позволяет определить причины его неравномерного нагрева и предложить мероприятия по снижению доли влияния каждого из факторов и обеспечить увеличение съема тягового тока.

В статье рассмотрен способ повышения эффективности системы охлаждения тепловозов в эксплуатации - использование перепуска теплоносителей между контурами.

Проведен анализ влияния эксплуатационных режимов работы и развитие остаточного ресурса, выраженных через тепловой износ изоляции тягового асинхронного двигателя. Предметом исследования является получение новых закономерностей изменения остаточного ресурса изоляции обмотки статора, позволяющих определять удельный ресурс обмотки по каждому режиму тягового асинхронного двигателя. Целью работы является создание системы определения и оценки остаточного ресурса путем разработки методов и технических средств контроля и комплексной диагностики, а также теоретического обоснования с применением метода определения дополнительных тепловых износов изоляции обмотки статора с учетом совмещенного воздействия пускового переходного процесса, длительно допустимого графика нагрузки и предельно допустимого значения температуры. Для определения и оценки возможного остаточного ресурса использованы метод последовательного влияния пусковых переходных процессов, предельно допустимых графиков нагрузки, а также длительных перегрузок по максимальной допустимой температуре, имеющих место при различных режимных факторах при движении электроподвижного состава. Показана целесообразность определения функции неравномерной отработки ресурса, имеющего монотонный характер, и аппроксимируемых линейной двойной показательной и экспоненциальной функций. Экспериментально определены удельные коэффициенты пропорциональности, характеризующие снижение электрической прочности изоляции при последовательном чередовании предельно и длительно допустимых нагрузок и предельно допустимых значений температуры с последующим получением аналитической зависимости, предопределяющей ресурс изоляции. Показано, что определение и оценка остаточного ресурса при характерных режимах практически позволяют уточнить сроки проведения профилактических мероприятий, прогнозировать ожидаемую длительность безаварийной работы и упредить преждевременной выход асинхронного тягового двигателя из строя.

В статье приведена методика расчета теплового состояния полоза токоприемника. Функция положения контактного провода в плане заменена плотностью распределения зигзага подвески с учетом ряда допущений. Приведены результаты расчета температуры полоза при различной ширине зигзага типовой подвески, в том числе нулевом. Дана оценка влияния синусоидальной и тангенциальных контактных подвесок на распределение температуры полоза.

В статье приведены результаты термографических исследований процесса нагревания деталей коллекторно-щеточного узла (КЩУ) электрических машин постоянного тока. Обоснованы диагностические параметры для оценки технического состояния КЩУ ТЭД: отношение изменения превышения температуры во времени и в пространстве.

Целью работы, результаты которой приведены в данной статье, является выявление эффективного диагностического параметра процесса нагрева в зоне коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя подвижного состава. В статье предложена развернутая эквивалентная тепловая схема замещения коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя. Проведен эксперимент на лабораторной установке согласно теории планирования эксперимента при центральном ротатабельном плане второго порядка с анализом полученных результатов. Предложена методика обработки результатов термографического исследования машины. Составлены уравнения регрессии, отражающие степень влияния параметров режимов работы машины на интенсивность нагрева в зоне коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя. Корректность использования математического аппарата подтверждается количественным расчетом t-критерия Стьюдента при оценке значимости коэффициентов уравнений и F-критерия Фишера для 5 % уровня значимости. Результаты исследования могут быть использованы для дополнения методики диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя.

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 приведена усовершенствованная математическая модель теплового состояния полоза токоприемника для расчета распределения его температуры при взаимодействии с различными подвесками, в том числе с двойным контактным проводом. Модель учитывает неравномерность контактного нажатия токоприемника на провода вдоль пролета подвески и между ними, позволяет использовать базы данных вагона-лаборатории испытания контактной сети, рассчитывать тепловые режимы полоза на различных участках электрифицированных железных дорог, включая переходные процессы между ними. В работе приведены графики плотности распределения зигзага контактного провода высокоскоростной линии Москва - Санкт-Петербург, определены переходные и установившиеся тепловые состояния полоза при взаимодействии токоприемника с контактным проводом.

В статье рассмотрены особенности и выделены преимущества использования динамических режимов для диагностирования узлов подвижного состава. Приведены конкретные примеры диагностирования отдельных агрегатов локомотива по вибрации, температуре, электрическим параметрам, частоте вращения. Обоснована актуальность задачи по разработке систем диагностирования с использованием эталонных моделей.

В настоящей статье c помощью программного обеспечения установлена взаимосвязь между структурой материала тормозной колодки и распределением температуры теплового напряжения на ней. Пространственно-временные распределения тепловых напряжений были аналитически определены для поверхностного слоя фрикционного элемента на основе модели трехсекционной тормозной колодки с незафиксированными краями. В настоящее время колодочный тормоз широко используется для грузовых поездов. Он преобразует динамическую энергию в тепловую, используя трение между колодками и колесом, а затем рассеивает тепловую энергию через теплообменник. Данный процесс включает в себя теплообмен, конструктивные особенности, механические характеристики, свойства материала и др. В статье особое внимание уделяется тормозному давлению колодки, режиму торможения, материалу тормозных колодок и другим факторам. Моделирование тепловых эффектов является наиболее важным при проектировании деталей и узлов транспортных средств. Тепловые исследования являются актуальным этапом в изучении тормозных систем именно железнодорожных транспортных средств, где нужно тормозить большие массы, так как тепловая нагрузка на заторможенное железнодорожное колесо преобладает по сравнению с другими видами нагрузок. В данной работе исследовано тепловое напряжение на фрикционном элементе колодки при торможении. При фрикционном торможении процесс трения тормозной колодки и колеса происходит в точках фактического контакта. Тепловой поток от точек фактического контакта распространяется по всей геометрической площади колодки.

В статье представлена разработанная математическая модель тепловых процессов (динамических) контакта токоприемника с контактной подвеской (в режиме движения), позволяющая оценить распределение температуры нагрева полоза токоприемника во время движения. Приведена экспериментальная оценка работоспособности предлагаемого устройства охлаждения. Рассмотрена верифицированная тепловая модель полоза токоприемника в режиме движения.

В статье рассматривается пример реализации методики оценки условий и резерва поперечной устойчивости в кривых участках бесстыкового пути при отступлениях от норм содержания в плане. Приводятся результаты исследований данной методики, описывается ее положительный эффект.

В статье рассматривается вопрос образования на поверхности катания вагонных колес при их движении по рельсу юзом дефектов термомеханического происхождения (ползунов), так как такого рода дефекты в большей степени влияют на безопасность движения. Кроме того, такие дефекты на поверхности катания колеса трудно устранимы в ремонтном производстве. Известно, что ползун образуется при заклинивании колеса и его поступательном движении (скольжении) по рельсу, так называемом юзе. В результате этого в области контакта колеса и рельса наблюдается интенсивное изнашивание материала колеса как более мягкого элемента, при этом образуется площадка износа (ползун). Ползун оценивается таким параметром, как его глубина относительно поверхности катания колеса. Приведен алгоритм расчета глубины ползуна при условии кратковременного движения колеса по рельсу юзом. Определены исходные данные и выполнен расчет с построением графиков, отражающих зависимость глубины ползуны от скорости движения подвижного состава и нагрузки на ось колесной пары при кратковременном юзе. Описана методика расчета максимальных температур в паре трения скольжения «колесо - рельс». Рассчитаны значения максимальных температур в пятне контакта при движении колеса по рельсу юзом. По результатам расчетов построены графики изменения максимальных температур на поверхности катания колеса в области трения о рельс при различных условиях эксплуатации. Дана оценка возможности косвенного определения глубины упрочненного слоя металла в области ползуна в зависимости от его размеров, измеренных при поступлении колесной пары в ремонт.

В статье изложены современные подходы к определению максимально допустимого длительного тока магистральных токоприемников на стоянке и в движении. Рассмотрены особенности методик, позволяющих достоверно учесть эксплуатационные факторы при проведении испытаний в лабораторных условиях. Описана математическая модель для исследования распределения токовой нагрузки в аварийном режиме обрыва токоведущего шунта.

В настоящей статье представлены алгоритм и метод расчета режима разомкнутой электрической сети напряжением 6-35 кВ с учетом температурной зависимости активных сопротивлений. Расчет электрического и теплового режима электрической сети проводится при совместном решении уравнений. Определение напряжений в узлах производится с помощью обратной матрицы узловых и собственных проводимостей. Определение обратной матрицы узловых и собственных проводимостей осуществляется на основе известного прямого метода Жордана - Гаусса. Уравнение теплового баланса провода, используемое для расчета фактической температуры, решается численным методом. Конвективный теплообмен записывается только для вынужденной конвекции, так как провода воздушных линий электропередачи напряжением 6 кВ и выше расположены на различных типах опор, на высоте как минимум 10 м. Этот факт позволяет отказаться от использования формул для естественной конвекции и применять выражения только для вынужденной. Учет солнечной радиации в представленном алгоритме возможен на основе двух способов: упрощенном и рассмотренным в стандарте ПАО «ФСК ЕЭС», который позволяет учитывать фактическое расположение провода относительно севера. На примере тестовой схемы произведен расчет установившегося режима с учетом температурной зависимости активных сопротивлений. Приведены результаты численного эксперимента, подтверждающие работоспособность разработанного алгоритма. Уточнение при определении потерь активной мощности с учетом и без учета фактора нагрева для рассмотренной схемы составляет около 13 %. Проверка алгоритма, реализующего метод расчета установившегося режима (УР) разомкнутой электрической сети среднего класса напряжения с учетом температурной зависимости активных сопротивлений, показала, что в технически допустимых режимах разработанный алгоритм обладает достаточно хорошей точностью в сравнении с программным комплексом RastrWin3.

Надежность работы тепловозного дизеля в значительной степени зависит от его температурных режимов. Стабильность температурных режимов должна обеспечивать система охлаждения, которая регулирует отвод тепла от охлаждающей жидкости в зависимости от ее температуры и режима работы дизеля. В процессе эксплуатации при существующих алгоритмах работы штатных систем охлаждения наблюдаются существенные перепады температуры охлаждающей жидкости за довольно короткие интервалы времени. Это негативно сказывается на надежности работы дизеля. На различных сериях тепловозов система регулирования работы вентиляторов холодильника может существенно различаться. Для регулирования потока воздуха через секции холодильника применяется алгоритм включения или выключения определенного количества мотор-вентиляторов или изменения потока масла через гидромашину аксиально-поршневого типа, или регулирования уровня масла в гидротрансформаторе. Для разработки алгоритма управления работой системы охлаждения с целью стабилизации температурных режимов необходимо изучить процессы, реализуемые в эксплуатации. В статье приведены результаты исследования температурных колебаний охлаждающей жидкости в процессе эксплуатации тепловозов. По результатам исследования установлены реализуемые скорости увеличения и уменьшения температуры охлаждающей жидкости с учетом инерционности процесса. Установлено, что штатные системы охлаждения не допускают превышения установленных ограничений, но не исключают значительных перепадов температуры охлаждающей жидкости при смене режима работы дизеля. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования управления теплообменными процессами с целью стабилизации температурных режимов дизеля, что позволит повысить надежность его работы.

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.

Применение в практике эксплуатации линий электропередачи новых самонесущих изолированных проводов и высокотемпературных проводов позволяет повысить пропускную способность линий и, как правило, уменьшить эксплуатационные расходы. Оптимальное использование нагрузочной способности линии электропередачи зависит от точного определения допустимых токовых нагрузок. Значения допустимых токов и установившейся температуры являются главными параметрами рабочего режима линии, влияющими на прочность и стрелу провеса провода. Температурный режим провода зависит от погодных условий и токовой нагрузки. Для широко применяемых традиционных проводов типа АС уже существуют методики определения температуры и допустимых токов. Они нашли частичное отражение в ПУЭ и стандарте ПАО ФСК ЕЭС 2013 года. Для новых типов проводов можно отметить недостаточный объем исследований в этом направлении. В данной статье приведены результаты исследований влияния погодных условий и нагрузки на температуру и потери активной мощности в изолированных и высокотемпературных проводах. Особенное внимание уделено влиянию солнечной радиации. Для сравнения представлены и результаты расчетов по традиционным проводам типа АС. Проведенные исследования показали, что для заданных величин нагрузки и погодных условий учет солнечной радиации обеспечивает увеличение потерь активной мощности порядка 2 %. Расчеты значений допустимого тока по разработанной методике для классических проводов АС выявили высокое совпадение со значениями из стандарта ПАО ФСК ЕЭС. Относительная погрешность находится в пределах двух процентов. При этом предложенная методика является более обобщенной, она позволяет одновременно проводить анализ как неизолированных проводов, так и проводов с изоляцией. В связи с широким применением самонесущих изолированных проводов разработанное программное обеспечение может найти применение при проектировании и эксплуатации современных линий электропередачи для оптимизации пропускной способности.