Результаты поиска

В настоящей работе представлен вариант учета податливости стыков посредством математического моделирования сборных однослойных цилиндрических геометрически ортотропных оболочек на основе контактной краевой задачи конструкционного типа.

В статье рассмотрены этапы реализации комплексной системы бесконтактного теплового контроля основных узлов и систем тепловозов. Представлены разработанные методики оценки технического состояния секций холодильников, электрических машин и топливной аппаратуры высокого давления тепловозов с использованием тепловизионного метода контроля.

В статье рассматривается возможность использования показателя энергетической эффективности локомотива для оценки качества ремонта и использования мощности (энергоэффективности) электровоза. Данный показатель рассчитывается для электровозов, прошедших текущий ремонт ТР-3 или ремонт аналогичного объема, на основе прогнозируемых дополнительных потерь мощности в лимитирующих узлах и агрегатах электровоза, определяемых с учетом их технических параметров и характеристик, полученных в результате выполненного ремонта. Применение предложенного показателя в качестве показателя эффективности использования электровозов позволит влиять на улучшение их технического состояния за счет управления качеством ремонта и использованием мощности.

Расход электроэнергии на тягу зависит от большого числа эксплуатационных показателей, в том числе и от использования мощности электроподвижного состава. В связи с тем, что российские железные дороги характеризуются ярко выраженной неравномерностью участков пути, где наряду с холмисто-горным и горным профилем имеются и равнинные перегоны большой протяженности, электровозы при эксплуатации на разных по сложности участках пути имеют различную нагрузку, а следовательно, эксплуатируются и с разными энергетическими показателями. Цель данной статьи - оценить энергетические показатели электровозов при вождении пассажирских поездов на равнинных участках пути и рассмотреть возможные пути повышения их энергетической эффективности. Для достижения указанной цели был проведен анализ работы пассажирских электровозов ЭП2К на равнинном участке Новосибирск - Омск Западно-Сибирской железной дороги, определены средние значения скоростей движения и масс пассажирских поездов, для которых были рассчитаны мощность, коэффициент использования мощности и оценка экономичности работы электровозов. На основании проведенного исследования было определено, что электровозы ЭП2К на равнинных участках железных дорог большой протяженности работают в неэкономичных режимах из-за их избыточной мощностью, которую невозможно реализовать. В связи с этим был сделан вывод о резервах экономии электроэнергии на тех участках железных дорог, где по условиям эксплуатации наблюдается явное недоиспользование мощности электровозов, предложен способ повышения эффективности их использования за счет применения ступенчатого регулирования мощности и произведена сравнительная оценка работы электровозов ЭП2К на всех и части тяговых двигателей.

Статья посвящена одной из актуальных проблем в деятельности ОАО «РЖД» - повышению показателей энергоэффективности работы локомотивов, а именно локомотивов нового поколения, работающих на сжиженном природном газе (СПГ), - газотурбовозов серии ГТ1h. Представлены результаты анализа типовых диаграмм тяговой работы при вождении поездов газотурбовозом на участке Сургут - Войновка Свердловской железной дороги. Предложены мероприятия, позволяющие снизить удельный расход топлива, используемого на тягу поездов, для различных режимов работы газотурбовоза (режима тяги, холостого хода, переходных режимов). Дано обоснование и описание выбранных технических решений по снижению расхода топлива системой «газотурбинный двигатель - тяговый генератор» при работе газотурбовоза в режимах холостого хода и тяги. Представлены результаты испытаний газотурбовоза при работе на холостом ходу и в режиме тяги с использованием предложенных технических решений. Проведен сравнительный анализ полученных результатов и дана экономическая оценка эффективности выбранных мероприятий при работе газотурбовоза в режимах холостого хода и тяги. Предложена математическая модель тягового электропривода и системы автоматического регулирования газотурбовоза, разработанная с использованием среды Matlab Simulink и предназначенная для исследования работы и оптимизации электромагнитных процессов, происходящих в тяговом электроприводе газотурбовоза в различных режимах его работы. По результатам моделирования алгоритмов работы системы автоматического регулирования (САР), позволяющих обеспечить энергооптимальные траектории нагружения системы «газотурбинный двигатель - тяговый генератор» во всем диапазоне регулирования мощности, дана экономическая оценка эффективности работы алгоритмов САР. Представлена экономическая оценка внедрения комплекса предложенных мероприятий по повышению энергоэффективности газотурбовозов.

В статье представлен способ определения тиристорных плеч выпрямительно-инверторного преобразователя (инвертора) электровоза, на которые пропущены импульсы управления. Способ основан на анализе длительности коммутации тока тиристоров плеч инвертора и скорости нарастания выпрямленного тока в цепи инвертора электровоза. Реализация способа осуществляется за счет доработки программного обеспечения микропроцессорной системы управления электровоза. Проведено имитационное моделирование электромагнитных процессов выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока серии 3ЭС5К «Ермак» в режиме рекуперативного торможения при аварийной работе на примере пропусков импульсов управления на тиристорные плечи VS2 и VS7. В результате моделирования получены данные, которые подтверждают эффективность предложенного авторами способа.

Система планово-предупредительного ремонта и обслуживания обеспечивает работоспособное состояние тягового подвижного состава (ТПС). Предметом исследования выступает распределение отказов тяговых электродвигателей по причине пробоя изоляции на территории СЛД Дальневосточное и Приморское за 2019 год. Целью исследования является определение возможности оптимизации норм межремонтных пробегов по рассматриваемому узлу для снижения количества заходов локомотивов на неплановый ремонт. В работе рассматривается нормальный закон распределения отказов тяговых электродвигателей (ТЭД), определение коэффициентов Старджесса, Пирсона и другие методы математической статистики и теории надежности технических систем. В статье определен элемент, лимитирующий нормы межремонтных пробегов тяговых электродвигателей, получено теоретическое распределение отказов тяговых электродвигателей по причине снижения сопротивления изоляции его обмоток. В рамках исследования проведена оптимизация норм межремонтных пробегов по условиям проведения ТР-1 относительно тяговых электродвигателей. В результате анализа причин отказов установлено, что большее количество случаев постановки локомотивов на неплановый ремонт приходится на первый интервал пробега локомотивов по причине некачественного проведения диагностики при ТР-1 по факту измерения сопротивления обмоток изоляции. Большинство отказов, приходящихся на первый период эксплуатации, не связано с изменением надежности рассматриваемого узла. При рассмотрении двух нормальных пиков отказов, приходящихся на интервалы наработки 14 - 21 и 28 - 35, обусловливается необходимость оптимизации норм межремонтных пробегов. Практическая значимость исследования заключается в возможности использования варианта оптимизации норм межремонтных пробегов для корректировки норм периодов проведения технического обслуживания и ремонта в рамках конкретных депо.

Выполнен анализ эффективности эксплуатации парка грузовых вагонов, обращающихся на российских железных дорогах, показаны недостатки базовой тележки модели 18-100, а также ее модификаций и иностранных аналогов. Предложен способ повышения эффективности динамических свойств грузового вагона с тележкой, имеющей новую конструкцию рессорного подвешивания, основанную на принципе компенсации внешних возмущений, и представлены ее преимущества.

Предложен способ диагностирования, позволяющий на работающем двигателе определить диаграмму движения иглы распылителя с использованием датчика давления, установленного в полости над иглой форсунки, оценить фактический угол опережения подачи топлива и техническое состояние форсунки дизеля.

В статье содержатся результаты исследования параметров лазерного триангуляционного датчика в контексте его применения для контроля технического состояния деталей вагона. Основной целью исследования является экспериментальное определение границ применимости датчика для контроля реальных образцов деталей грузового вагона новой конструкции на примере деталей тележки 18-9855. Экспериментальными методами установлены некоторые границы применимости датчика, его свойства и особенности применения для размерного контроля. Установлены предельно возможные углы наклона поверхности объекта при измерении расстояния на максимальных настройках быстродействия датчика, фактическая точка фокусировки излучателя. Проведен анализ полученных данных и показан пример их использования для определения оптимальных параметров портала при проектировании измерительной машины. Результаты работы можно использовать при проектировании автоматизированных систем и стендов размерного контроля деталей при производстве, ремонте и техническом обслуживании вагонов и другой техники, техническое состояние которой определяется размерами деталей.

Сформирована математическая модель, описывающая динамику механической колебательной системы «железнодорожный экипаж - путь» в продольной вертикальной плоскости симметрии. Выполнено эквивалентное преобразование ее расчетной схемы. Рассмотрены способы линеаризации нелинейных характеристик. Сформирована модель «обобщенного» экипажа для оценки действующих на него ударных импульсов со стороны стыков рельсов.

В статье приведено описание построения математической модели электромеханиче-ского изнашивания контактных пар устройств токосъема электрического транспорта в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации. Созданная мате-матическая модель позволяет учесть тепловые процессы, возникающие в скользящем кон-такте при пропускании электрического тока через скользящий контакт. Приведено сравне-ние результатов расчетов и экспериментальных исследований износа контактных пар.

Основным направлением снижения эксплуатационных расходов на тягу поездов является уменьшение затрат на топливно-энергетические ресурсы, снижение ремонтных расходов за счет повышения показателей эксплуатационной надежности энергетических установок дизельного подвижного состава. Очевидно, что решение этих проблем в настоящее время, когда эксплуатационная экономичность дизелей и их надежность находятся на пределе для сложившихся условий эксплуатации и производства дизельных локомотивов, возможно за счет применения альтернативных видов топлива, использование которых позволит повысить как надежность дизельного подвижного состава, так и его экономичность в условиях эксплуатации. Одним из таких альтернативных видов топлива может быть либо природный газ, либо бытовой нефтяной газ, т. е. смесь бутана и пропана в различных соотношениях. В настоящей статье на базе математических моделей показана возможная экологическая и экономическая эффективность использования смесевых видов топлива на примере тепловозного дизеля 2А-5Д49.

На основе исследования статистической информации банка данных, сформированного с использованием аппаратно-программного комплекса «Борт», предложена методика для отображения времени измерения параметров дизель-генераторной установки маневровых тепловозов ТЭМ2 в едином временном пространстве.

Рассмотрено состояние производственного травматизма при эксплуатации и технологии ремонта устройств электроснабжения в энергетическом комплексе ОАО «РЖД», которое подтверждает актуальность развития и внедрения способов и технических средств защиты электротехнического персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» от электрического травмирования. Проведен анализ существующих способов технического обслуживания, эксплуатации и технологии ремонта контактной сети. Предложено инновационное решение в области обеспечения электробезопасности персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» за счет создания единого высокоточного координатного пространства устройств электроснабжения, реализуемого на основе механизмов использования глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS. Рассмотрена реализация схем питания и секционирования и главных электрических соединений в виде цифровой модели, которая имеет математическое описание геометрических характеристик и пространственного положения контактной сети; питающих фидеров; воздушных линий: продольного электроснабжения, автоблокировки, централизации и блокировки, линий «два провода - рельс», освещения; волновода и других объектов электроснабжения и электрификации железных дорог. На основе моделирования опасных ситуаций поражения электрическим током электротехнического персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» при обслуживании и ремонте устройств контактной сети по всем категориям работ обоснована эффективность внедрения базы пространственных данных в виде цифровой модели устройств контактной сети. Применение цифровой модели контактной сети повысит уровень электробезопасности при обслуживании и ремонте устройств контактной сети и снизит уровень электрического травмирования работников энергетического комплекса ОАО «РЖД».

В статье рассмотрены приоритетные задачи в сфера токосъема для повышения безопас-ности движения, развития скоростного и высокоскоростного движения. Для обеспечения движения и нормального функционирования железнодорожного транспорта необходима бесперебойная передача электроэнергии. Диагностирование элементов контактной сети является важной задачей для предупреждения неисправностей системы электроснабжения, в том числе тех, которые могут привести к аварийной ситуации. В статье рассмотрены системы встроенного диагностирования, принципы их работы, представлен вариант их применения.

В работе представлена методика выбора мест установки и мощности компенсирующих устройств в тяговой сети с учетом роста объемов перевозок. Обозначены подходы к нахождению критериев оптимальности управления потоками реактивной энергии установкой компенсации реактивной мощности. Предложены к рассмотрению три критерия для оценки оптимальности установки компенсирующих устройств в тяговой сети: снижение потерь активной энергии, повышение уровня напряжения у потребителя, разгрузка питающих линий электропередач. Приведена методика оценки оптимальности такого выбора.

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

Построена математическая модель тягового привода электровоза ЭП20 для исследования динамических процессов в режиме боксования. Определены собственные частоты и коэффициенты форм динамической системы. Выполнена оценка устойчивости привода по отношению к фрикционным автоколебаниям. Рассчитаны динамические нагрузки в элементах привода при единичной угловой скорости скольжения колес. Сформулированы рекомендации по повышению динамических качеств тягового привода в режиме боксования.

В статье освещены темы энергоэффективности тяги поездов в ОАО «РЖД». Обоснована актуальность научных исследований в данном вопросе. Приведены требования к организационно-техническим мероприятиям, внедряемым с целью повышения энергоэффективности тяги поездов. Определены группы факторов, фактически влияющих на показатели энергоэффективности. Предложено создание интеллектуальной системы мониторинга и планирования энергоэффективности тяги поездов. Сформулированы цели и задачи создания такой системы. Описаны основные особенности и классы интеллектуальных систем в контексте их применения для решения обозначенных в статье задач. Приведены функциональная схема предлагаемой системы и ее описание.

Работа посвящена исследованию связи изменения параметров спектрального излучения рельсовой стали, полученных методом атомно-эмиссионной спектроскопии (АЭС) в среде аргона на эмиссионном спектрометре «Аргон-5СФ», с ее физико-механическими свойствами. Выполнен количественный анализ и построена многомерная градуировка с описанием спектральных линий, коррелирующих с изменением твердости стали. Полученные результаты могут быть использованы для расширения возможностей приборов атомно-эмиссионного спектрального анализа.

В работе рассматривается система тягового электроснабжения напряжением 27,5 кВ переменного тока. В программной среде MATLAB-Simulink разработана расчетная модель, учитывающая параметры системы внешнего электроснабжения, график движения поездов и токопотребление электротяговой нагрузки на межподстанционной зоне. Показано, что при выборе мощности компенсирующего устройства по среднему значению реактивной мощности, потребляемой одним поездом, прохождение его по межподстанционной зоне с постоянным значением потребляемого тока вызывает в проводах контактной сети такие же средние потери мощности, что и при отсутствии компенсирующего устройства. Увеличение числа поездов, одновременно находящихся на межподстанционной зоне при прежней мощности компенсирующего устройства, влечет за собой снижение потерь мощности в проводах контактной сети относительно аналогичной ситуации без компенсирующего устройства, однако реактивная мощность при этом компенсируется лишь частично. В расчетах компенсирующих устройств предлагается учитывать реальный существующий график движения поездов, на основе вероятностной оценки которого определяется среднесуточная реактивная мощность, потребляемая электроподвижным составом. При этом необходимо учитывать потери мощности в контактной сети. Применение нерегулируемых компенсирующих устройств целесообразно на участках с постоянно присутствующей нагрузкой. При выборе ступенчатых устройств поперечной емкостной компенсации предложено рассчитывать их мощность на основании вероятностного анализа графика движения поездов и токопотребления на межподстанционной зоне. При вероятности появления определенного количества поездов, превышающей 50 %, наиболее эффективными оказываются компенсирующие устройства, мощность которых выбрана на основе среднестатистического потребления мощности всеми поездами без учета времени отсутствия нагрузки на межподстанционной зоне, а также двухступенчатые устройства, мощность первой ступени которых выбрана по токопотреблению двух наиболее вероятных случаев появления числа поездов.

Целью работы, результаты которой приведены в данной статье, является установление пригодности метода волнового отклика для диагностирования межвитковой изоляции якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока, а также разработка адекватной модели тестируемой обмотки для последующего исследования сложных физических процессов, происходящих в процессе диагностирования. В статье приведена методика фиксации волновой затухающей характеристики (отклика) в якорной обмотке электродвигателя постоянного тока. Предложена схема замещения якорной обмотки применительно к рассматриваемому методу диагностирования. Приведен волновой отклик, полученный экспериментально при испытаниях на физической модели. Представлен волновой отклик, полученный при моделировании эксперимента в программной среде MatLab. Выполнен анализ результатов реального и имитационного моделирования, который позволяет судить об адекватности предложенной схемы замещения якорной обмотки. Впоследствии данная схема замещения будет использована для имитационного моделирования повреждений изоляции тягового электродвигателя применительно к методу волнового отклика.

Обоснована целесообразность введения в практику вибродиагностирования роторных механических узлов динамических моделей развития дефектов. Показано, что в качестве основы для создания моделей целесообразно использовать эмпирические данные. Приведен пример построения динамической модели дефекта малой шестерни колесно-редукторного блока. Определен примерный объем работ по созданию динамических моделей. Предложены методы реализации динамических моделей дефектов «в большом».

Проанализированы недостатки используемых в тяговом электроснабжении ступенчатой системы автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (АРПН) и системы бесконтактного автоматического регулирования напряжения (БАРН) с реакторным переключающим устройством преобразовательного трансформатора. Рассмотрена схема тиристорно-реакторного переключающего устройства (ТРПУ), подключенного к первичной обмотке трансформатора. Приведено краткое описание работы трансформатора с ТРПУ и порядок расчета симметричных и несимметричных внешних естественных характеристик преобразовательного агрегата с ТРПУ. На основании зависимости энергетических показателей преобразовательного агрегата от сопротивления неуправляемого реактора ТРПУ предложена методика расчета рационального сопротивления неуправляемого реактора, где за критерий рациональности принят коэффициент мощности преобразовательного агрегата. Методика включает в себя два этапа: первый - расчет семейства значений коэффициента мощности преобразовательного агрегата в зависимости от сопротивления неуправляемого реактора и тока нагрузки преобразовательного агрегата; второй - определение среднего по току нагрузки значения коэффициента мощности преобразовательного агрегата для каждого рассматриваемого значения сопротивления неуправляемого реактора ТРПУ и определение рационального для рассматриваемых внешних естественных характеристик агрегата. В соответствии с представленной методикой произведен расчет минимального допустимого и рационального сопротивлений неуправляемого реактора ТРПУ в составе преобразовательного агрегата с преобразовательным трансформатором ТРДП-16000/10. С учетом выбранного рационального значения сопротивления неуправляемого реактора ТРПУ произведен расчет и представлены внешние естественные характеристики преобразовательного агрегата с ТРПУ и преобразовательным трансформатором ТРДП-16000/10. Проверка работоспособности представленной методики расчета для решения задачи выбора рационального сопротивления неуправляемого реактора была проведена на физической модели преобразовательного агрегата c ТРПУ, с 12-пульсовым выпрямительным блоком, с трансформатором мощностью 30 кВ∙А и линейным первичным напряжением 380 В. Сравнение экспериментальных и расчетных значений показало незначительное расхождение, не превышена допустимая погрешность. Определение величины сопротивления неуправляемого реактора на основании разработанной методики обеспечивает получение наибольших значений коэффициента мощности преобразовательного агрегата.