Результаты поиска

Расход электроэнергии на тягу зависит от большого числа эксплуатационных показателей, в том числе и от использования мощности электроподвижного состава. На российских железных дорогах имеются равнинные участки большой протяженности, на которых эксплуатируемые электровозы нерационально используют свою мощность и работают в режимах с низкими энергетическими показателями. Цель работы - рассмотреть пути повышения энергетической эффективности пассажирских электровозов, такие как эксплуатация электроподвижного состава с рациональными значениями мощности и числа осей для обеспечения современных пассажирских перевозок на равнинных участках пути большой протяженности и оценить их энергетические показатели. Для достижения указанной цели было определено рациональное значение мощности, необходимой для вождения поездов на рассматриваемом участке пути с максимальными скоростями движения 160 км/ч, проведены расчеты асинхронных тяговых двигателей, получены тягово-энергетические характеристики электровозов с асинхронным тяговым приводом, и предложена методика сравнения, позволяющая оценить разницу расхода электроэнергии на тягу электровозов с асинхронным тяговым приводом (с рациональными значениями мощности и числа осей) с эксплуатируемыми в настоящее время электровозами постоянного тока ЭП2К. На основании проведенного исследования был сделан вывод о том, что имеются резервы повышения энергетической эффективности пассажирских электровозов на равнинных участках пути большой протяженности, такие как эксплуатация электроподвижного состава с рациональными значениями мощности и числа осей, соответствующих массе поезда, скорости движения и профилю пути, которые позволят значительно снизить расходы электроэнергии на тягу поездов.

В статье рассмотрены технические решения, позволяющие повысить качество системы жизнеобеспечения в пассажирских вагонах поездов дальнего следования (ПВПДС), в частности, в системах водоснабжения и вентиляции, обеспечиваюших безопасные и комфортные условия проезда пассажиров. Качество воды в вагоне определяется условиями заправки исходной водой на промежуточных станциях, на которое может оказывать негативное влияние санитарное состояние емкости для ее хранения. В настоящее время в системе вентиляции устанавливаются фильтры, эффективность которых в условиях пандемии сомнительна. При написании статьи использовались научные труды и разработки отечественных и зарубежных ученых, современные концепции организации комфортных условий в ПВПДС, а также методические и нормативно-справочные материалы по данной тематике. Эффективность предложенного метода подтверждена в ходе экспериментальных исследований, результаты которых использованы при реализации инвестиционного проекта «Чистая вода» ОАО «РЖД». Предложены технические решения повышения качества системы жизнеобеспечения с применением технологии озонирования. Их реализация позволит системе жизнеобеспечения работать как в режиме очистки и обеззараживания воды, так и стерилизации воздушной среды в ПВПДС. Условием эффективного использования является наличие сжатого воздуха для работы эжектора в режиме подачи озоно-воздушной смеси, необходимой для очистки и обеззараживания воды и воздуха в вагоне. Озонирование производится раздельно в автоматическом режиме. Применение метода озонирования для решения задач жизнеобеспечения в пассажирских вагонах является перспективным направлением, учитывая его универсальность, а следовательно, и возможность использования на объектах инфраструктуры с целью обеззараживания и стерилизации помещений, замкнутых объемов и производственных технологических емкостей.

В ходе эксплуатации токоприемников электроподвижного состава происходят процессы, приводящие к снижению механических показателей токоведущих конструкций. Контроль параметров работы токоприемников и нагрузок, действующих на них, в настоящее время затруднен из-за того, что разность потенциалов его элементов и кузова электроподвижного состава соответствует рабочему напряжению в контактной сети. Применение различных способов разделения среды передачи данных и гальванической развязки питания датчиков сопряжено с некоторыми недостатками, главным из которых являются значительные габариты и масса устройств такого типа. В исследовательских целях разработаны и применяются автономные источники питания и накопители информации, не претендующие на внедрение в конструкцию серийных токоприемников. В статье описано устройство, предназначенное для решения множества задач диагностики, использующее принцип утилизации свободной энергии для питания датчиков, преобразователей и системы передачи данных на внешние носители. Проведены исследования энергетических показателей модулей отбора мощности механических колебаний деталей токоприемника. Определены основные параметры пьезоэлектрического модуля для энергообеспечения малогабаритного устройства сбора диагностической информации. Предлагаемый подход должен обеспечить автономность работы устройства при движении электроподвижного состава с поднятым токоприемником. При этом отсутствует зависимость количества вырабатываемой энергии от освещенности или скорости движения, свойственных другим альтернативным источникам питания. Представлены компоновочные решения для опытного образца устройства, на основе которых возможно создание конструкторской документации для организации производства установочной партии. Описаны роль устройства в системе функционирования управляемых токоприемников и изменение технологии их эксплуатации.

В статье рассматривается вопрос о возможности продления срока службы вагонных колес путем влияния на технологические параметры восстановления их профиля катания. Выполнен корреляционный анализ статистических данных по объемам механической обработки и величине дефектов на поверхности катания колес, поступающих в ремонт. Предложен механизм назначения припуска на механическую обработку профиля катания колеса, который позволит сократить необоснованный расход металла обода колеса в стружку.

В статье представлены результаты проведенного авторами исследования, целью которого была разработка модели распознавания дефектов моторно-осевых подшипников колесно-моторного блока локомотива для реализации заблаговременного автоматического оповещения управляющих структур о необходимости проведения обслуживающих или ремонтных операций и устранения дефектов на ранней стадии их возникновения. При проведении исследования использовались следующие междисциплинарные и математические методы: компьютерное и математическое моделирование, методы математической статистики, методы теории искусственного интеллекта и параметрической надежности. В результате проведенного исследования получена математическая формализация модели распознавания одного из дефектов моторно-осевых подшипников колесно-моторного блока локомотива - проточка (выкрашивание) баббитового слоя. С помощью полученной модели возможна реализация автоматического распознавания дефектов не только моторно-осевых подшипников, но и других узлов технических систем. Разработанная модель может быть использована в системах мониторинга, контроля, диагностирования технического состояния локомотивного парка с целью снижения простоев в ремонте и вынужденных затрат на плановые операции. Предложенная модель решает круг задач, описанных в концепции развития ОАО «РЖД», связанных с реализацией фактической системы ремонта по текущему техническому состоянию локомотива, а также с цифровизацией передовых направлений компании.

Статья посвящена вопросу повышения качества диагностирования технического состояния изоляции якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока с учетом ее частотных свойств, для этого сформирована схема замещения якорной обмотки, приведены результаты экспериментальных исследований частотных характеристик якорной обмотки как двухполюсника и установлены частотные зависимости полного, реактивного и активного сопротивления. С помощью методики синтеза реактивных двухполюсников показано формирование канонических схем Кауэра первого и второго рода, для которых определены численные значения параметров реактивных элементов. Рассмотрена зависимость между значениями элементов схем замещения и местом возникновения межвиткового замыкания с целью дальнейшего формирования диагностической модели на основе полученных результатов.

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.

В статье приведена методика расчета потерь напора воды в системе водоснабжения пассажирского вагона, оснащенного системой очистки в виде последовательно установленных двух фильтров и проточного ультрафиолетового стерилизатора шнековой конструкции. Представлены результаты расчета потерь в различных системах водоснабжения вагонов с учетом максимальных и минимальных времени заправки и напоров воды в станционной системе водоснабжения. Определены рациональные геометрические параметры камеры обеззараживания проточного ультрафиолетового стерилизатора из условий обеспечения полного заполнения бака вагона за минимальное время стоянки с минимальным напором станционной системы водоснабжения. Величина потерь напора не превышает паспортных значений типовых конструкций. Геометрия стерилизатора позволяет интегрировать устройство в вагон. Ее расчетные значения взяты для разработки макетного образца УФ-стерилизатора, успешно прошедшего испытания. Для возможности определения потерь напора воды камера обеззараживания стерилизатора шнековой конструкции представлена змеевиком с прямоугольным сечением, «намотанным» на цилиндр. Местные потери одного витка рассчитаны с использованием справочной формулы, предложенной Г. Н. Абрамо-вичем.

В статье рассмотрена проблема учета продольной неравноупругости железнодорожного пути, приводящая к тому, что вынужденные колебания необрессоренной массы экипажа взаимодействуют с мультипликативным возмущением, усиливая амплитуду подпрыгивания колесной пары либо уменьшая ее. Это зависит от фазового соотношения между указанными внешними воздействиями.

В статье изложена методика исследования «жесткой» математической модели, описывающей взаимодействие колеса локомотива и рельса с учетом гипотезы Ф. Картера. На основе применения теоремы Н. А. Тихонова выведено дифференциальное уравнение для определения скорости проскальзывания колесной пары по рельсам. Получена зависимость определения времени установления процесса кинематического проскальзывания колесной пары по рельсам от скоростей центра колеса и локомотива, от инерционных характеристик поезда и колесной пары, а также от коэффициента крипа, момента вращения, приложенного к колесной паре, и от состояния поверхностей рельсов

Выполнена оценка напряженного состояния упругой прокладки обода колесной пары новой конструкции и разработана и обоснована методика ее расчета.

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 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.

В статье рассматриваются организация и совершенствование процесса ремонта буксовых узлов подвижного состава по результатам диагностики. Приводятся диагностическая модель объекта и методика совершенствования ремонта по фактическому состоянию с применением технической диагностики и аналитических средств, основанная на концепции ТРМ.

В статье приведены результаты экспериментальных исследований процесса коммутации в коллекторных тяговых двигателях постоянного тока. С целью распространения результатов испытаний двигателей малой мощности на тяговые двигатели электровозов, относящиеся к двигателям большой мощности, с помощью теории подобия и размерностей определены диапазоны варьирования параметров режима работы в процессе экспериментальных исследований. В результате проведенных исследований доказана эффективность применения параметров законов распределения интенсивности искрения для повышения достоверности испытаний двигателей как малой так и большой мощности.

Обоснована актуальность задачи по созданию тестовых сигналов вибрации. Описаны возможные способы реализации тестовых сигналов вибрации. Предложена методика реализации тестовых сигналов путем корректировки амплитуд отдельных гармонических составляющих вибросигнала. Приведены результаты моделирования. Показан возможный эффект от использования предложенного способа реализации тестовых сигналов вибрации.

В статье приведены усовершенствованные методики аэродинамических натурных и лабораторных испытаний токоприемника. Предложено считать плотность среды ее интегральным показателем. Рассматривается влияние плотности воздуха на приведенные виды испытаний и обоснована необходимость внесения поправок при анализе результатов для корректной обработки полученных данных.

Для колесно-моторного блока грузовых электровозов характерно динамическое воздействие широкого спектра возмущений, связанных с неровностями пути. Данное обстоятельство является одной из основных причин высокой повреждаемости кожухов зубчатой передачи, отмечаемой в последнее время, и свидетельствует о необходимости совершенствования его конструкции. Предлагаемые конструктивные изменения для кожуха должны быть непосредственно связаны с оценкой уровня динамической нагруженности в процессе его эксплуатации. Представлены результаты численного и экспериментального определения собственных частот металлических кожухов тяговой зубчатой передачи, использующихся на электровозах серий ВЛ85 и 2(3)ЭС5К. Для численного определения собственных частот кожухов выполнен модальный расчет твердотельной модели кожуха в программной среде Ansys Workbench с применением метода конечных элементов. Проведен сравнительный анализ распределения полей деформаций в боковинах кожуха для незакрепленного к тяговому двигателю и жестко закрепленного кожуха. Для экспериментальной оценки собственных частот кожухов зубчатой передачи использовался вибропреобразователь, закрепленный на кожухе, для возбуждения вибрации применен метод возбуждения колебаний одиночным ударом. В результате проведения эксперимента на некоторых частотах были выявлены пиковые значения виброускорения, что свидетельствует о возникающих резонансных явлениях для кожуха, и получены значения таких динамических параметров для конструкции кожуха, как собственная частота, добротность колебательной системы, логарифмический декремент затухания, время релаксации. Значения собственных частот кожуха зубчатой передачи получены путем решения системы дифференциальных уравнений Лагранжа второго рода. Созданная с этой целью математическая модель рассматриваемой механической системы учитывает упругий характер крепления кожуха к тяговому двигателю. Полученные таким образом значения частот собственных колебаний кожуха зубчатой передачи позволяют оценить его динамическую нагруженность при частотах, близких резонансным.

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.

Выполнено системное описание сложной технической системы (системы топливоис-пользования дизельной установки). Модель представлена в форме конечного графа, позволя-ющего описать физическую природу процессов на принятом уровне детализации. Определе-ны динамические свойства системы: управляемость, устойчивость, состояние - на основе основных положений теории автоматического управления (ТАУ).

В данной статье приведены обобщенные результаты исследований изменения интенсивности изнашивания электрических щеток тяговых электродвигателей электровозов. На основании проведенных исследований сформирован алгоритм для прогнозирования ресурса работы щеток с учетом параметров режима работы электродвигателей. С целью повышения достоверности расчета составлены алгоритмы, позволяющие дополнительно учесть воздействие микрогеометрии коллектора на процесс работы щетки.

В статье рассматривается вопрос применения систем накопления электроэнергии на железнодорожном транспорте. Отмечено, что они применяются в возобновляемых источниках энергии и на гибридных маневровых тепловозах. Указана возможность применения систем накопления электроэнергии для повышения эффективности использования электроэнергии на тягу поездов. Внедрению систем накопления электроэнергии в системе тягового электроснабжения препятствуют высокие капитальные затраты и необходимость усиления сразу нескольких смежных межподстанционных зон. Предложено рассмотреть возможность создания мобильной системы накопления электроэнергии, все оборудование которой будет размещаться в контейнерах, установленных на грузовые платформы, что позволит оперативно перемещать такую систему. Целью внедрения мобильной системы накопления электроэнергии является временное усиление системы тягового электроснабжения во время проведения планового капитального или аварийно-восстановительного ремонта одного из путей на двухпутных участках железной дороги, когда возникает необходимость пакетного пропуска поездов поочередно в четном и нечетном направлениях по одному пути. Возможность применения мобильной системы накопления электроэнергии рассмотрена на примере реального участка железной дороги. Для заданного графика пропуска пакетов поездов определены зависимость отбираемой мощности накопителя от времени, максимальная мощность и номинальная эффективная энергоемкость системы накопления. Дана оценка стоимости системы накопления электроэнергии. Показано, что более 70 % от общей стоимости системы накопления электроэнергии приходится на импортную подсистему преобразования энергии. Сделан вывод о необходимости разработки отечественных преобразовательных подсистем.

Статья посвящена описанию требований к точности контрольных приспособлений и разработке методов обеспечения заявленной размерной точности методами размерного анализа. Перечислены условия обеспечения точности схемы сборки, определения размерной цепи и размерного анализа размерной цепи при сборке контрольного приспособления, а также основные причины возникновения погрешностей при сборке и пути их устранения. Кроме того, представлены последствия влияния нерегламентированных зазоров в сопряжениях деталей контрольного приспособления на точность измерений, рассмотрены различные виды сборочных размерных цепей, задачи, решаемые при расчете размерной цепи. В работе приведена составленная размерная цепь технологического процесса сборки средства измерений для контроля соосности вкладышей моторно-осевых подшипников тяговых электродвигателей локомотивов, которая представляет размерную цепь первого типа и является цепью с линейными размерами и расположенными вертикально параллельными звеньями. Цель работы заключается в обосновании рассчитанных допусков и предельных отклонений звеньев сборочной размерной цепи, обеспечивающих требуемое значение замыкающего звена для правильного функционирования собираемого средства измерений. В работе описываются выбор замыкающего звена размерной цепи, выбор составляющих размерную цепь звеньев, расчет предельных отклонений замыкающего звена, обеспечивающих требуемую точность измерений при эксплуатации контрольного приспособления и расчет предельных отклонений составляющих звеньев размерной цепи по методу «максимума-минимума». Таким образом, в статье представлено решение проектной задачи размерного анализа, заключающейся в определении точности составляющих звеньев размерной цепи при сборке контрольного приспособления по известному рассчитанному допуску замыкающего звена и его предельным отклонениям.

Несмотря на существенный прогресс в развитии систем учета наблюдаются практически повсеместный рост отчетных потерь электроэнергии и снижение ее качества. Наряду с внедрением современного энергоэффективного электрооборудования проблему повышения эффективности использования электрической энергии в стационарной энергетике можно решить за счет внедрения активно-адаптивных технологий управления работой компенсирующих устройств, управляемых средств регулирования напряжений, коммутационного и силового оборудования и их диагностирования на основе цифровых технологий, в том числе для автоматического поддержания минимума потерь в сетях при изменении нагрузок. Предлагается система управления объектами электроснабжения нетяговых потребителей на базе адаптивных технологий и аппаратно-программного комплекса оптимизации параметров режима в реальном времени.

Предметом исследования является проблема возникновения «горячей сердцевины» при интенсивном охлаждении железнодорожных рельсов, что является критически важным при подготовке рельсов к закреплению в летний период. В работе выполнено научное обоснование предложенных методов минимизации явления «горячей сердцевины» и методы минимизации данного явления для обеспечения равномерного температурного поля по сечению рельса. Методология исследования включает в себя анализ влияния ограниченной теплопроводности стали на формирование температурного градиента и его негативное воздействие на геометрию рельса, внутренние напряжения и точность закрепления. В ходе работы предложены и обоснованы методы снижения эффекта «горячей сердцевины», включающие в себя управление режимами охлаждения (каскадное и поэтапное снижение интенсивности), расширение зон активного теплоотвода путем многостороннего охлаждения, а также применение комплексного численного моделирования. Результаты исследований показывают, что каскадное охлаждение с паузами позволяет эффективно перераспределить тепло из сердцевины к поверхности, значительно снижая температурные градиенты по сечению рельса, что подтверждается результатами численного моделирования. Поэтапное снижение интенсивности охлаждения предотвращает чрезмерные градиенты на поздних стадиях охлаждения. Комплексное численное моделирование позволяет не только прогнозировать деформации и напряжения, но и визуализировать оптимальные температурные поля, оптимизируя параметры охлаждения для достижения равномерной температуры закрепления. Предложенные методы обеспечивают стабильность и долговечность бесстыкового пути. Эффективное управление внешним теплообменом является ключевым для решения проблемы «горячей сердцевины». Внедрение предложенных стратегий позволяет минимизировать температурные градиенты, снизить риск внутренних дефектов и повысить точность закрепления рельсов, что напрямую влияет на их эксплуатационную прочность и безопасность.