Результаты поиска

Современным решением задачи повышения эффективности функционирования процессов технического обслуживания и ремонта тягового подвижного состава на основе использования новых информационных технологий является переход к перспективной системе предиктивного ремонта локомотивов. Ключевым звеном системы предиктивного ремонта в вопросе оперативной оценки и управления техническим состоянием локомотивов являются бортовые микропроцессорные системы управления (МСУ) со встроенными подсистемами диагностики, контроля и мониторинга. МСУ имеют возможность осуществлять непрерывное или дискретное измерение, регистрацию, передачу и накопление значений достаточно большого пакета аналоговых и дискретных параметров работы всего перечня локомотивного оборудования. Функциональные возможности МСУ на базе информационных технологий делают их исключительно эффективным средством оперативной организации обслуживающих и ремонтных воздействий на локомотивный парк с целью обеспечения заданных показателей эксплуатационной надежности и производительности.

Рассмотрены особенности современных систем автоматического регулирования токоприемников. Выполнен анализ частотного спектра контактного нажатия токоприемников при высоких скоростях движения, на основе которого были определены характеристики системы автоматического регулирования, позволяющей значительно повысить качество токосъема. Предложены пути совершенствования устройств автоматического регулирования токоприемников, направленные на повышение быстродействия и снижение инерционности системы.

Учет реального технического состояния оборудования локомотива при планировании объемов его ремонта является одним из важнейших резервов сокращения эксплуатационных расходов железных дорог и снижения себестоимости перевозок. Непрерывный контроль технического состояния локомотива в эксплуатации осуществляется с использованием стационарных и бортовых средств технической диагностики. Повышение эксплуатационной экономичности и надежности тепловозов требует непрерывного контроля технического состояния их оборудования в процессе эксплуатации.Для непрерывного контроля величины коэффициента избытка воздуха в цилиндре дизеля может использоваться широкополосный датчик содержания кислорода в отработавших газах, широко применяющийся в системах управления автомобильных дизелей. Он предназначен для косвенной оценки состава смеси, сгорающей в цилиндрах двигателя, по содержанию кислорода в отработавших газах.

В статье представлены математическая модель процесса нагрева топливного трубопровода высокого давления топливной аппаратуры тепловозных дизелей и результаты расчета температуры его внешней поверхности при различных температуре окружающего воздуха и техническом состоянии топливной аппаратуры.

Рассмотрен опыт электрификации железных дорог различных стран мира. Показатели работы действующих электрифицированных железных дорог и выполненные расчеты свидетельствуют о том, что применение электрической тяги имеет высокую эффективность и позволяет улучшить эксплуатационные показатели Улан-Баторской железной дороги.

В статье на основе анализа экспериментальных данных параметров в режиме реальной эксплуатации тепловоза составлена математическая модель. Представленная математическая модель описывает техническое состояние локомотива, оценивает его параметры и характеристики, позволяет оценить техническое состояние, режимы работы, расход топлива ДГУ тепловозов. Знание режимов работы дизель-генераторных установок тепловозов в поездной работе является исходным материалом для анализа технических характеристик силового оборудования локомотивов и выработки рекомендаций по их оптимизации применительно к условиям эксплуатации.

В статье приведены анализ затрат различных топливно-энергетических ресурсов в ОАО «РЖД» за период с 2013 по 2017 г., результаты наблюдения о сокращении доли дизельного топлива в общей структуре потребления ресурсов, анализ распределения количества отказов узлов тепловозов в пути следования, распределения отказов узлов системы охлаждения в пути следования и распределения отказов узлов тепловозов, значения мощности, затрачиваемой на привод вентилятора шахты холодильника, различных тепловозов. Рассчитан часовой расход топлива, затрачиваемого на привод вентилятора тепловозов.

В статье представлены результаты исследований эффективности работы системы накопления электроэнергии в тяговом электроснабжении на примере одного из участков ОАО «РЖД». Рассмотрены результаты измерений электрических величин электроподвижного состава при движении по исследуемому участку железной дороги. На основе имитационного моделирования получена оценка влияния систем накопления электроэнергии на пропускную способность участка железной дороги. Построены графики изменения минимального межпоездного интервала и минимального напряжения на токоприемнике электроподвижного состава в зависимости от мощности системы накопления, энергоемкости и пороговых напряжений для режимов заряда и разряда. Разработан алгоритм работы системы накопления электроэнергии на тяговой подстанции или линейном устройстве. На основе результатов моделирования построен график степени заряженности и определена зарядная характеристика, позволяющая поддерживать глубину разряда на уровне не более заданной. По результатам расчетов определены мощность, энергоемкость и зарядная характеристика системы накопления, обеспечивающие требуемый уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава в границах межподстанционных зон.

Предметом рассмотрения статьи являются автоматизированные функции управления локомотивом на примере электровозов с целью оценки современного этапа развития интеллектуальной функциональности бортовых систем управления. В литературе часто говорят о создании «умного», или «цифрового» локомотива. Однако правильней говорить о внедрении кибернетических систем с обратными связями. Такие системы были на локомотиве с самого начала их появления и предназначались для автоматизации управления паром, позже для управления автоматическими тормозами. Эти системы автоматики были механическими и пневмомеханическими. С появлением электровозов внедряются электрические системы автоматики на базе электрических аппаратов, релейных схем, которые со временем заменяются на диодные, транзисторные схемы управления. Позже стали использоваться цифровые и аналоговые микросхемы. Современный этап развития автоматики связан с бортовыми микропроцессорными системами управления. Автором предлагается интеллектуальные функции локомотива разбить на семь направлений, по каждому из которых оценить их реализацию: автоведение поезда, управление приводом и тормозами, диагностика, сбор аварийных схем, обеспечение безопасности движения поездов, управление комфортом работы локомотивной бригады. Энтропию пространства интеллектуальных функций предлагается оценить по доработанной формуле Шеннона, где кроме вероятности востребованности функции за одну поездку учитывать степень повышения автоматизации процесса управления. В результате анализа показано, что интеллектуальные функции локомотива развивались уже в XIX в., на сегодняшний день степень их реализации можно оценить в 60 %, а полную реализацию можно ожидать к середине XXI в. Результаты расчета сведены в две таблицы и один динамический график. Сделан вывод о том, что «интеллектуальный» локомотив есть этап эволюционного развития автоматизированных систем управления локомотивом.

При моделировании систем тягового электроснабжения, отражающем электрические процессы взаимодействия системы тягового электроснабжения и подвижных электрических нагрузок (электровозов и электропоездов), одним из элементов которых является организация имитации передвижения поездов в пространстве. Эффект перемещения поездов в имитационном моделировании (ИМ) в среде MatLab по заданному графику движения на анализируемом участке приводит к необходимости последовательного переключения моделей электроподвижного состава (ЭПС) к тяговой сети таким образом, что реализуется эффект его перемещения по участку. Однако в этом случае возникают процессы, реально не имеющие места в действительности. Это связано с реализацией дискретного способа моделирования перемещения, характеризующегося тем, что ЭПС, находящийся на одной ячейке - модели тяговой сети
в один момент времени, в последующий скачком переходит на другую. При этом ЭПС предыдущей ячейки отключается, а на ячейку следующей включается. При этом возникают не существующие в действительности процессы коммутации, искажающие результаты исследований. Методу снижения отрицательных последствий от таких искажений и посвящена данная статья.

В статье проведен сравнительный анализ динамической нагруженности полувагона с разными типами тележек в груженом и порожнем режимах движения при различных параметрах геометрических неровностей пути (амплитуды η_0 и длины L_н) с учетом его жесткости.

Статья посвящена анализу качества материалов для изготовления крепежных деталейподвижного состава. В работе представлены результаты исследований разрушенных в процессе эксплуатации деталей, используемых для крепления узлов ходовой части, рессорного подвешивания и ударно-тяговых устройств подвижного состава. Цель работы заключается в установлении вероятных причин разрушения деталей под действием статических и динамических нагрузок при движении по рельсовому пути. В работе описываются методология и последовательность проведения экспертизы материалов на основе анализа химического состава металлов, оценки механических свойств и изучения поверхностей изломов деталей. Представлены результаты спектрального анализа металла исследуемых деталей, измерения твердости и анализа поверхности изломов деталей, которые позволили установить возможные характер, последовательность и причины их разрушения. Полученные в ходе исследований результаты показали, что основной причиной изломов крепежных деталей подвижного состава является воздействие на них нагрузок, превышающих предел проч-ности металла. При этом установлено, что марка применяемого в производстве металла не соответствует требованиям нормативно-технической документации на изделие и не предназначена для изготовления крепежных деталей. Таким образом, полученные выводы подтверждают необходимость ужесточения контроля качества материалов, применяемых при производстве крепежных деталей подвижного состава, и могут использоваться на машиностроительных предприятиях, специализирующихся на производстве комплектующих и запасных частей для железнодорожного подвижного состава. Основной вывод работы заключается в необходимости использования при производстве деталей крепления ответственных узлов и агрегатов подвижного состава конструктивно обоснованных марок сталей и сплавов.

Приведена методика расчета максимальной массы состава вагонов.Выполнен расчет максимальной массы состава вагонов грузовых поездов тепловоза 2ТЭ116 и электровоза 2ЭС5К в условиях Улан-Баторской железной дороги.Представлено обоснование выбора серии электровоза для Улан-Баторской железной дороги.

В статье рассмотрено такое важное понятие, как резонанс для трех случаев, когда подвижной состав описывается системой линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, когда математическая модель подвижного состава представляется нелинейной системой дифференциальных уравнений и когда в последней учитывается мультипликативное возмущение со стороны железнодорожного пути, а именно его междушпальная неравноупругость. В этом случае правильно и корректно говорить не о конкретной величине резонансной скорости, а об областях параметрической неустойчивости.

Применение двенадцатипульсовых выпрямителей взамен шестипульсовых приводит к повышению эффективности работы и экономичности тяговых подстанций метрополитена. На основе экспериментальных исследований и анализа схемных решений сделан вывод о преимуществе схемы двенадцатипульсового выпрямителя последовательного типа перед схемами параллельного типа. Применение выпрямителей со схемой параллельного типа возможно только при наличии уравнительного реактора, без которого снижаются технико-экономические показатели. Внедрение наиболее рациональных двенадцатипульсовых мостовых схем выпрямления последовательного типа может быть осуществлено путем модернизации установленного оборудования либо путем промышленного освоения предприятиями-изготовителями сухих трансформаторов типа ТРСЗП с различной типовой мощностью и выпрямителей с таблеточными лавинными вентилями с охладителями на базе тепловых труб.

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.

В статье представлен сравнительный анализ эффективности автоматизированных систем регистрации параметров работы автономных локомотивов. Актуальность применения таких систем обусловлена предотвращением дефектов на этапе выявления возможных неисправностей в процессе эксплуатации локомотивов в межремонтные периоды. Поэтому рассмотрены применяемые системы параметрической диагностики энергетических установок автономных локомотивов. Также для сравнения представлен опыт зарубежных исследований по применению системы мониторинга тепловозов. Несмотря на то, что существующие автоматизированные системы регистрации параметров работы тепловозов имеют широкий функционал, позволяющий получить типовые зависимости мощности дизель-генераторной установки (ДГУ) от температуры и давления, эти системы не учитывают особенности протекания внутрицилиндровых процессов, которые могут существенно влиять на мощность ДГУ. В статье предложен способ контроля и настройки мощности ДГУ в процессе эксплуатации путем регистрации режимов работы оборудования и определения фактической мощности дизеля за счет расширения номенклатуры диагностических параметров с помощью установки дополнительных датчиков регистрации измеряемых величин для точности контроля и настройки ДГУ и принятия своевременных решений по техническому обслуживанию и ремонту тепловозов. Показаны структурная схема регистратора режимов работы с расположением датчиков для измерения информативных параметров и схема подключения регистратора к силовой цепи на примере маневрового тепловоза ЧМЭ3. Разработано программное обеспечение, которое может быть дополнительно установлено в штатную автоматизированную систему регистрации параметров работы тепловоза ЧМЭ3 с последующей обработкой данных.

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 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.

Целью работы является исследование и оценка энергетической эффективности рекуперативного торможения электровоза при движении грузового поезда с неустановившейся и установившейся скоростью, определение степени влияния на возврат электроэнергии различных факторов, прежде всего массы поезда, скорости движения, сопротивления движению, крутизны уклона профиля пути, условий движения, КПД тяговых электродвигателей и собственных нужд электровоза. Цель исследования заключается также в разработке рекомендаций по повышению энергетической эффективности рекуперативного торможения грузового электровоза. Использованы методы математического анализа, методы тяговых расчетов и энергетического баланса. Рассмотрены уравнения энергетического баланса движения грузового поезда и его составляющих в режиме рекуперативного торможения, позволяющие выявить основные факторы, влияющие на возврат электроэнергии при неустановившейся и установившейся скорости движения. Получены расчетные зависимости возврата электроэнергии при рекуперативном торможении электровоза с грузовыми груженым и порожним поездами, состоящими из 71 четырехосного вагона, при движении со снижением скорости и неизменной скоростью на участках пути с уклонами различной крутизны, характеризующие влияние отдельных факторов на возврат электроэнергии при рекуперативном торможении электровоза. Показано, что удельный возврат электроэнергии при рекуперативном торможении электровоза с грузовым груженым поездом массой 7100 т при движении со снижением скорости на участке пути с нулевым профилем получается примерно такой же, как при установившейся скорости движения на спусках крутизной 6…7 ‰. Удельный возврат электроэнергии при рекуперативном торможении электровоза с грузовым порожним поездом массой 1775 т при движении со снижением скорости на участке пути с нулевым профилем получается примерно такой же, как при установившейся скоростью движения на спусках крутизной 11 ‰ и более. Определены условия, при которых достигается максимальный возврат электроэнергии при рекуперативном торможении грузовых электровозов. Разработаны рекомендации по повышению энергетической эффективности рекуперативного торможения грузовых электровозов.

В статье выполнено математическое описание, позволяющее оценить свойства системы на стадии ее теоретической разработки. Рассмотрена модель виброизолирующей подвески с линейной системой перестройки, которая позволяет исследовать динамические характеристики виброизолирующей системы с электромагнитным компенсатором жесткости. Приведены результаты моделирования в программе Matlab.

Проведены сравнительные стендовые испытания акустической эмиссии, возникающей в процессе взаимодействия тормозной колодки с тормозным диском для тормозного блока с неподвижной тормозной колодкой и тормозного блока с плавающей тормозной колодкой. Плавающая тормозная колодка в зависимости от условий торможения занимает оптимальное положение на поверхности тормозного диска, совершая при этом движения колебательного характера вокруг поворотной оси, не проходящей через ее центр масс и параллельной оси вращения тормозного диска. Определена область частот, в которой наблюдаются заметные различия в акустической эмиссии тормозного блока с плавающей тормозной колодкой и с непод-вижной тормозной колодкой. Применена теория нечетких множеств для анализа воспринимаемой органами слуха человека акустической эмиссии, сопровождающей взаимодействие поверхностей фрикционной пары в исследуемой области частот. Обсуждаются результаты сравнительного анализа шумовых характеристик исследуемых тормозных блоков. Сравниваются спектры мощности акустической эмиссии согласно полученной базе экспертной оценки мощности шума, воспринимаемого человеком.

В статье описано исследование механической характеристики полимерной изоляции, в частности, твердости электроизоляционного лакового слоя при различных способах ее сушки. Проанализировано влияние твердости и эластичности высушенного пропиточного материала на надежность изоляционных конструкций при эксплуатации электрического оборудования тягового подвижного состава. Создано и представлено устройство, позволяющее осуществить незатруднительное измерение твердости лаковой пленки на заранее выбранном объекте исследования, которым стал изоляционный палец кронштейна щеткодержателя тягового двигателя электровоза. Представлен процесс замера твердости и результаты для трех групп изоляционных пальцев: изоляционные пальцы без покрытия пропиточным составом (пресс-материал); пропиточный материал, запекаемый конвективным способом; пропиточный материал, запекаемый терморадиационным способом. На основании полученных практических результатов объясняется влияние энергоподвода на процесс затвердевания при выполнении сушки конвективным и терморадиационным способами. Представлены также снимки электроизоляционного лакового слоя с электронного микроскопа, позволяющие произвести оценку микроструктуры на наличие газовых включений, негативно влияющих как на механические, так и на электрические показатели полимерной изоляции. Было выполнено исследование зависимости между параметрами электрической и механической прочности. На основании экспериментальных данных была построена зависимость величины пробивного напряжения от величины твердости электроизоляционного лакового слоя.

Показано, что в процессе эксплуатации под воздействием повышенных знакопеременных нагрузок происходит изменение физико-механических свойств металлов, которое приводит к снижению ударной вязкости. Предлагается новый подход для оценки остаточного ресурса тяжелонагруженных деталей и узлов грузовых вагонов железнодорожного транспорта на основе изучения структурных изменений металлов в процессе их эксплуатации. На основе контроля структурных изменений металлов в процессе их эксплуатации может быть создана эффективная система оценки остаточного ресурса.

Увеличение скоростей движения электроподвижного состава оказывает влияние на энергетические показатели работы системы тягового электроснабжения. Одним из технических решений задачи по выравниванию графика тяговой нагрузки для снижения потерь напряжения в контактной сети является применение систем накопления электроэнергии. В статье приведены результаты имитационного моделирования, позволяющие оценить изменение энергетических показателей электропоезда при увеличении скоростей движения для условий одиночного следования электропоезда по участку. По результатам тяговых расчетов показано влияние уровня напряжения на токоприемнике электропоезда на техническую скорость, отклонение которой для граничных значений напряжения в скоростном движении составляет около 1 %. Для выбранного участка скоростного движения и технических скоростей обоснован уровень напряжения для проведения тяговых расчетов. Получены зависимости изменения средних значений нагрузки и технической скорости при увеличении максимальной скорости движения до 250 км/ч. Определены статистические оценки для напряжения на токоприемнике электропоезда Velaro RUS. Показано влияние энергоемкости бортовой системы накопления при соответствующей зарядной характеристике на снижение максимальных токов. Получены зависимости для падения напряжения на токоприемниках электропоезда при увеличении скоростей движения. Выполнена оценка максимальной энергоемкости устройств накопления для наиболее тяжелых условий эксплуатации при одиночном следовании электропоезда по участку. Приведенные результаты позволяют определить перспективы совершенствования способа расчета энергетических показателей и применения систем накопления на участках скоростного движения в качестве бортовых систем и сравнить их эффективность со стационарными системами на основе имитационного моделирования, в котором реализуются различные алгоритмы управления.