- •1. Основы организации эксплуатации локомотивов
- •1.1 Основные понятия об организации перевозочной работы
- •1.2 Способы обслуживания поездов локомотивами
- •1.3 Показатели использования локомотивов
- •Использования локомотивов
- •2. Основы тяговых расчетов
- •2.1 Назначение тяговых расчетов
- •2.2 Понятие об уравнении движения поезда
- •2.5 Пути повышения силы тяги по сцеплению
- •2.6 Определение расчетного веса состава
- •2.7 Тягово-экономические характеристики локомотивов
- •2.8 Регулирование силы тяги тепловоза
- •2.10 Выбор типа локомотива для тяги
- •2.11 Коэффициент полезного действия локомотива
- •2.12 Составляющие сопротивления движению поезда
2.10 Выбор типа локомотива для тяги
Выбор типа локомотива для заданного участка обращения поездов зависит как от трудности профиля участка, так и от интенсивности движения.
Введение электрической тяги на участке требует больших капитальных затрат на строительство тяговых подстанций, установку опор и оборудования контактной сети. Поэтому электрификация железнодорожного участка выгодна там, где она быстро окупается, то есть где интенсивно движение поездов. На участках с малой интенсивностью движения (10÷15 пар поездов в сутки) предпочтительнее тепловозная тяга.
2.11 Коэффициент полезного действия локомотива
Коэффициентом полезного действия (КПД) называется отношение полезной работы (мощности) к затраченной работе (мощности). На любом этапе получения энергии, ее преобразования, передачи имеют место потери энергии, то есть в любом агрегате, машине, передающем энергию элементе входная мощность всегда больше выходной. Для каждого звена цепи (от получения энергии до ее потребления) КПД будет равен отношению выходной мощности к входной. А общий КПД всей цепочки (от источника энергии до потребителя включительно) будет равен произведению КПД составляющих звеньев.
Для электрической тяги звеньями, составляющими цепь от источника энергии до потребителя, являются:
-
электростанция (тепловая, атомная, гидравлическая) - ηЭС ;
-
повышающий трансформатор - ηПТ ;
-
линия высоковольтной передачи - ηЛЭП ;
-
тяговая подстанция - ηТП ;
-
контактная сеть - ηКС ;
-
электровоз (электродвигатели) – ηЭ.
КПД звеньев цепи от источника энергии до потребителя для электрической тяги
ηЭС |
ηПТ |
ηЛЭП |
ηТП |
ηКС |
ηЭ |
0,25÷0,40 |
0,97÷0,98 |
0,95÷0,98 |
0,90÷0,92 |
0,91÷0,94 |
0,85÷0,88 |
Перемножив заданные в таблице КПД составляющих звеньев ηi получим общий КПД электрической тяги ηЭТ.
(2.20)
В энергетическую цепь тепловоза входит дизель, превращающий скрытую химическую энергию топлива в механическую, электрический генератор, превращающий механическую энергию в электрическую, выпрямительная установка, преобразующая переменный ток в постоянный, тяговые электродвигатели, превращающие электрическую энергию в механическую и зубчатая передача, передающая механическую энергию от двигателя к колесной паре.
Кроме этого следует учесть потери энергии на вспомогательные нужды тепловоза коэффициентом βВСП.
Общий КПД тепловоза:
(2.21)
где: ηЕ - эффективный КПД дизеля;
ηГ - КПД генератора;
ηВУ - КПД выпрямительной установки;
ηТД - КПД тяговых электродвигателей;
ηЗП - к.п.д. зубчатой передачи;
hВСП - к.п.д. вспомогательных нужд тепловоза.
КПД звеньев энергетической цепи для тепловозной тяги
ηЕ |
ηГ |
ηВУ |
ηТД |
ηЗП |
βВСП |
0,35-0,40 |
0,94-0,95 |
0,99 |
0,915 |
0,975 |
0,88-0,92 |