ТРАНСПОРТ в России
Список темНовая темаПоискПравилаВойти Темы: <<>>
Страницы:  1 2Все>>
Страница: 1 из 2
Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
syomindm  25.11.2010 17:34

Приведу некоторые моменты из книги «Как устроен и работает электровоз»:

«При жёсткой характеристике, независимо от сопротивления движению скорость не меняется, либо меняется очень незначительно.
В случае жёсткой характеристики, мощность потребляемая двигателями и равная произведению силы тяги на скорость, например при крутых подъёмах возрастает пропорционально увеличению силы тяги.
Резкое увеличение потребляемой мощности приводит, к необходимости повышения мощности как самих двигателей, так и тяговых подстанций, увеличения площади сечения контактной подвески, что связано с затратами денежных средств и дефицитных материалов.
Избежать этого можно обеспечив характеристику двигателя, при которой с увеличением сопротивления автоматически снижалась бы его скорость, т.е. так называемую мягкую характеристику. Она имеет вид кривой, называемой гиперболой.
Двигатель с такой тяговой характеристикой работал бы при неизменной мощности. Однако при движении составов на крутых подъёмах, когда необходима большая сила тяги, поезда перемещались бы с очень низкой скоростью, тем самым резко ограничивая пропускную способность участва железной дороги.
Примерно такой характеристикой обладают тепловозы, т.к. их мощность их тяговых двигателей ограничена мощностью дизеля.

Мощность развиваемая тяговыми двигателями электровоза, практически не ограничена источником энергии. Ведь электровоз получает энергию через контактную сеть и тяговые подстанции энергосистем, обычно обладающими мощностями несоизмеримо большими, мощности электровозов.
Электровоз, оборудованный двигателями стакой характеристикой, может развивать значительную силу тяги на крутых подъёмах при сравнительно высокой скорости. Конечно мощность, потребяемая тяговыми двигателями повышается, но это не приводит к резким перегрузкам питающей системы.»

Для сравнения:

Мощность часового режима ВЛ10 – 5 360 кВт
Мощность продолжительного режима ВЛ10 – 4 600 кВт

Мощность часового режима ВЛ80 – 6 520 кВт
Мощность продолжительного режима ВЛ80 – 6 160 кВт

Мощность дизеля одной секции 2ТЭ116 – 2 250 кВт
Мощность дизеля одной секции 2ТЭ10В – 2 210 кВт
Мощность дизеля одной секции 2ТЭ121 – 2 940 кВт

Теперь вопросы:


1. Какая примерно будет мощность на валу ТЭДов у тепловозов, чтобы величины были более сопоставимы, т.к. у электровозов они указываются именно так?

2. Мощность ДГУ у тепловозов намеренно меньшей, чтобы была именно такая тяговая характеристика, т.е. при увеличении сопротивления на подъёме скорость падала до неприлично малых размеров при максимальной силе тяги?
Если намеренно, то только из экономических соображений?
3. Если на тепловоз поставить ДГУ, допустим 3 500 кВт в секции, соответственно 7 000 кВт по дизелю, т.е. с учётом всех потерь мощность будет эквивалентна ВЛ80, то этот тепловоз тоже сможет с такой же скоростью по подъёмам тяжёлые составы таскать, как и ВЛ80, в тех местах, где 2ТЭ116 и 2ТЭ10 плетутся со скоростью 20 км/ч?
Что-то сомневаюсь.
Мне кажется, что у него всё равно максимальная мощность и сила тяги будет реализовываться на низких скоростях, в районе 20-25 км/ч.

Взять например так и не пошедший в серию ТЭ136 с мощностью по дизелю 4 412 кВт, т.е. почти как у двухсекционного ВЛ10.
Или 2ТЭ136, соответственно общая мощность 8 824 кВт по дизелю.


4. Если это действительно так, и скорость даже с «электровозной» мощностью будет маленькой, то тогда причём тут высказывания:

«Примерно такой характеристикой обладают тепловозы, т.к. их мощность их тяговых двигателей ограничена мощностью дизеля.»

«Мощность развиваемая тяговыми двигателями электровоза, практически не ограничена источником энергии.»

5. Что мешает поднять эту мощность дизеля, чтобы она не ограничивала ТЭДы?


Спасибо!

С уважением, Дмитрий.



Редактировано 2 раз(а). Последний раз 25.11.10 17:35 пользователем syomindm.

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
Eagle755  25.11.2010 23:57

Цитата (syomindm)
3. Если на тепловоз поставить ДГУ, допустим 3 500 кВт в секции, соответственно 7 000 кВт по дизелю, т.е. с учётом всех потерь мощность будет эквивалентна ВЛ80, то этот тепловоз тоже сможет с такой же скоростью по подъёмам тяжёлые составы таскать, как и ВЛ80, в тех местах, где 2ТЭ116 и 2ТЭ10 плетутся со скоростью 20 км/ч?
Что-то сомневаюсь.
Именно, что с такой же. Мощность равна произведению силы тяги на скорость
Цитата
5. Что мешает поднять эту мощность дизеля, чтобы она не ограничивала ТЭДы?
Отсутствие мощного дизеля...

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
syomindm  26.11.2010 09:11

Если мощность=сила тяги X скорость, то даже при одинаковой мощности на ТЭД тепловоза с например ВЛ80 скорость по идее должна быть одинаковой именно из-за того, что произведение (мощность) у нас одинаково, и один из сомножителей (сила тяги) тоже. Мы же говорим о каком-то определённом весе и определённом уклоне, следовательно, чтобы тащить состав, нужна определённая сила. Остаётся один из сомножителей-это скорость, которая тоже должна быть одинаковой, иначе произведения не будут равными. В какой момент в мои рассуждения вкралась ошибка? Или скорость будет сильно падать при какой угодно большой мощности на валах ТЭДов просто из-за того, что намеренно сделали такую тяговую характеристику? Или такую мощность на валах ТЭД не получить в принципе, если написано, что "скорость поезда с тепловозом сильно падает на подъёме из-за ограниченной мощности ДГУ, а у электровоза неисчерпаемая мощность в контактной сети". Ничего не понимаю...

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
Денис М.  26.11.2010 10:16

Скорость будет падать с увеличением силы тяги и наоборот. Это закон мягкой характеристики после выхода ДГУ тепловоза на полную мощность или после вывода всех пусковых резисторов электровоза. До вывода резисторов (выхода на полную мощность ДГУ) сила тяги ограничена только ограничениями по току в обмотках ТЭД. На этом участке сила тяги постоянна и максимальна. Длина этого участка тяговой характеристики, т. е. максимальная скорость, до которой сила тяги может сохранять максимальное значение, как раз и определяется мощностью ТЭД. За счет запаса мощности в сети ток в обмотках ТЭД электровоза на этом отрезке тяговой характеристики превышает номинальный насколько позволяет обмотка и двигатели реализуют бОльшую мощность.
Под неисчерпаемой мощностью сети в данном случае имеется ввиду то, что мощность ТЭД не ограничена источником энергии. Т. е. ограничена только конструкцией самих ТЭД. Поэтому, при их дальнейшем совершенствовании, увеличении размеров, количества, реализации других методов повышения мощности, можно не думать о том, что не хватит мощности источника энергии.



Редактировано 2 раз(а). Последний раз 26.11.10 10:27 пользователем Денис М..

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
syomindm  26.11.2010 10:25

Еaglе755:
Я наверно тебя не так понял.
Под словами "именно, что с такой же" ты имел ввиду, что скорость будет, как у электровозов?
А какая фактическая
мощность на валу ТЭД у 2ТЭ116 при мощности по дизелю 4500 кВт (2 секции) и 2ТЭ136 при мощности по дизелю 4412 кВт (2 секции, мощность по дизелю сравнима с мощностью на валу ТЭДов ВЛ10). Мощность на валу ТЭДов будет реально намного меньше мощности по дизелю? Какая должна быть мощность дизеля, чтобы выдать такую мощность на ТЭД, как у ВЛ10? Разве на практике это неосуществимо при массе и габарите ПС?
Кстати, если переможить показания амперметра и вольтметра на пульте управления тепловоза, то получим мощность генератора, а следовательно на валу ТЭД?
В случае с 2ТЭ10В, мощность не дотягивает до мощности по дизелю как минимум 300-400 кВт.



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 26.11.10 10:45 пользователем syomindm.

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
Денис М.  26.11.2010 10:50

По ПТР F*v (максимальное при v=60 км/ч) для ВЛ10 7717 кВт. КПД электропередачи примем условно 0,8. Мощность вспомогательного генератора тепловоза примем 50 кВт. Итого мощность по дизелю около 9700 кВт

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
syomindm  26.11.2010 11:37

Т.е. мощность по дизелю если будет 9700 кВт, то тяговая характеристика будет как у ВЛ10, с достаточно высокой скоростью на подъёме.
А такой ДГУ с массой и габаритами приемлемых для ПС в настоящее время нет? А в обозримом будущем реальна такая мощность?
Или её всё-таки намеренно не делают такой большой из-за экономических соображений?
На программе-тренажёре 2ТЭ10В в 4 секции состав весом 5 200 т на уклоне 6.5 тыс. тянет с такой же скоростью, как и ВЛ80 двумя секциями - почти 6
км/ч, против 30 с небольшим двумя секциями.
На самом деле так?

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
Денис М.  26.11.2010 12:15

9700 кВт - это мощность всего тепловоза. Его можно сделать двухсекционным с двумя ДГУ или трехсекционным. 9700/2=4850 кВт. Тепловозы (в т. ч. и двухсекционные) с мощностью каждой ДГУ в 4416 кВт строились, но в серию кажется не пошли. Более мощных пока не было. Эти тепловозы очень тяжелые с шести-восьмиосными секциями и предельными нагрузками на ось. Они даже при такой мощности могли бы состязаться с ВЛ10, т. к. у последнего большие ограничения тяги по сцеплению колес с рельсами. Тяговую характеристику одного из таких тепловозов можно сравнить с ВЛ10 или его секцией. Для примера возьмем тепловоз ТЭ136 и сравним его с секцией ВЛ10. Сила тяги ВЛ10 на скорости 60 км/ч составляет 47200 кгс, а секции, стало быть, 23600 кгс. У ТЭ136 на той же скорости примерно 20500 кгс, но за счет менее жестких ограничений по сцеплению он значительно выигрывает у ВЛ10 на меньших скоростях. При 30 км/ч сила тяги для секции ВЛ10 25400 кгс, а для ТЭ136 40000 кгс. А начинает выигрывать где-то с 50 км/ч. Мало того примерно с (чуть менее) 70 км/ч он начинает выигрывать снова. Т. е. секция ВЛ10 имеет преимущество у него только в диапазоне 50-(чуть менее)70 км/ч.



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 26.11.10 12:20 пользователем Денис М..

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
minasich  26.11.2010 12:59

Практически у всех тепловозов осевая мощность ниже, чем у электровозов. Соответственно, если брать тепловоз и электровоз примерно одинаковой мощности, то осей у тепловоза будет больше. Это одна из причин, по которой скорость длительного режима у тепловоза меньше, а тяга длительного режима выше, чем у электровоза такой же мощности. В этом есть свой плюс: возможность вести один и тот же состав по разному профилю с постоянной мощностью дизеля (конечно, это очень грубо сказано, но в идеале так должно быть). Если бы имелись более мощные тепловозные дизели, то скорость тепловоза на руководящем подъёме увеличилась бы, а вот тяга - нет, тяга ограничена электропередачей, сцепным весом, числом осей. Но при езде такого тепловоза по равнинному профилю мощность ДГУ пришлось бы использовать неполностью, а это экономически невыгодно. Для электровоза недоиспользование мощности не так страшно.

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
syomindm  26.11.2010 15:21

Цитата (minasich)
Практически у всех тепловозов осевая мощность ниже, чем у электровозов. Соответственно, если брать тепловоз и электровоз примерно одинаковой мощности, то осей у тепловоза будет больше. Это одна из причин, по которой скорость длительного режима у тепловоза меньше, а тяга длительного режима выше, чем у электровоза такой же мощности. В этом есть свой плюс: возможность вести один и тот же состав по разному профилю с постоянной мощностью дизеля
Почему при примерно одинаковой мощности осевая мощность тепловоза будет меньшей?
Почему осей будет больше, понятно-чтобы реализовать мощность, т.к. осевая мощность меньше.
Непонятно только почему при меньшей осевой мощности и большим количестве осей скорость длительного режима меньше, но можно двигаться по разным элементам профиля с одинаковой мощностью.
Неужели дело тольк
Если у ВЛ85 осевую мощность понизить до осевой мощности 2ТЭ116, то он тоже будет следовать с одинаковой мощностью на разных элементах профиля?

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
AVK  26.11.2010 15:25

Цитата (syomindm)
Почему осей будет больше, понятно-чтобы реализовать мощность, т.к. осевая мощность меньше.
Нет, осей больше потому, что вес тепловоза больше, а нагрузка на ось ограничена.

Давайте подведём итоги
syomindm  27.11.2010 15:43

У тепловоза такая тяговая характеристика сделана специально, чтобы использовать мощность ДГУ полностью из экономических соображений. И сколь угодно большой мощность ДГУ не была бы, всё равно всё останется по прежнему, т.е. скорость на подъёмах в районе 20 км/ч.
Непонятно только, зачем тогда говорить об ограниченной мощности ДГУ.

Так?



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 27.11.10 15:43 пользователем syomindm.

Re: Давайте подведём итоги
Денис М.  27.11.2010 19:52

Нет, не так. Максимальная скорость на подъеме будет такой, при которой силы сопротивления движению поезда уравняются с силой тяги. Если это случится на 20 км/ч, то это будет не более чем совпадение, а не закономерность. В сравнении ВЛ10 и 2ТЭ136 (двухсекционник такой тоже был) ясно просматривается что 2ТЭ136 способен выигрывать в тяге, а значит и в максимальной скорости на подьемах у ВЛ10 в диапазоне до 50 км/ч и после, примерно 65 км/ч.

А что сейчас мешает создать такие мощные дизели?
syomindm  27.11.2010 21:27

Высокая нагрузка на ось? Большая масса и габариты? Экономические соображения?

Или просто проще 4 секциями например 2ТЭ116 тащить в гору состав и будет скорость, как у ВЛ80?

Re: А что сейчас мешает создать такие мощные дизели?
Денис М.  27.11.2010 22:35

Цитата (syomindm)
Или просто проще 4 секциями например 2ТЭ116 тащить в гору состав и будет скорость, как у ВЛ80?
Примерно так.

Re:
Mihak  28.11.2010 00:20

Ежегодно доля автономной тяги в грузообороте РЖД снижается устойчивыми темпами. Раньше говорили, что автономная тяга дороже электрической в 1,3-1,5 раза. Сейчас уже стараются писать в 2,0 раза. Если провести аналогии с экономической оценкой других моментов на российских железных дорогах, то налицо отсутствие сколько нибудь внятной экономической модели. Наоборот - имеется и развивается специально завуалированная экономическая система со множеством "серых" лазеек.

2.21. ПЕРЕВОЗКИ ГРУЗОВ И ГРУЗООБОРОТ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ (данные Госкомстат, http://gks.ru/)

________________________2000____2005____2006____2007____2008____2009
доля, %
электрической тяги______79,0____84,7____84,6____84,8____85,5____86,7
тепловозной тяги________21,0____15,3____15,4____15,2____14,5____13,3

Гипотетический пример: есть магистральная двухпутка с электрификацией по которой ходит 40 пар грузовых в сутки. И есть тепловозная однопутка с 10 парами грузовых. Переводим 7-8 пар грузовых на электротягу (пусть, например, за счёт удлинения маршрута), на тепловозке остаётся пара-тройка сквозных и одна пара местных грузовых. Учтём, что вдоль тепловозной однопутки тоже живут люди и работают предприятия, хоть те же лесокомбинаты.

Вопрос - выиграли ли мы в экономике или проиграли?

Нам ведь по любому нужно содержать инфраструктуру тепловозной однопутки и разница в затратах на организацию движения 3 пар и 9 отнюдь не в 3 раза. Точно сказать не могу, могу предположить, что разница на 40-50%, а не на 200%.

В итоге получается, что линию надо просто закрывать. И тут РЖД забывает как раз таки о том, что большие грузопотоки могут собираться и из маленьких, а не только с Кузбасса угольными маршрутами шарашить. Стоит ещё отметить, что перевозка угля чуть ли не самое последнее дело для российских жд, "официально" - на границе рентабельности.

Есть и менее "денежный" фактор - бесперебойность работы сети, безопасность. В случае какого-то крупного ремонта, или, не дай Бог, аварии на электрифицированной двухпутке, что делать будем если совсем не будет тепловозной однопутки?

Теперь, собственно о тепловозах.

Из выше описанного встаёт вопрос - а какой секционной мощностью тепловозы нам нужны? Хорошо, для нашей малодеятельной (или среднедеятельной) линии что лучше взять? 2х3000 л.с нормально или много? Пусть - берём 2х2000 л.с., а может лучше 1х4000 лс? А может и 2х3000 везде заменить на 1х6000?

Если у тепловоза две секции, то часто есть шанс, что если одна выйдет из строя, то можно уехать на оставшейся. Это безусловно плюс в пользу двухсекционных машин. То что тепловоз вообще должен редко ломаться на перегоне - это в расчёт не берётся. Русский прагматизм. :-)

Копья на форумах уже не раз ломали. Многие явно отмечают, что 4000-ки (л.с.) не нужны. 6000-ики тем более не нужны - вместо них есть электрификация.

Эксплуатация 2ТЭ70 показала, что хоть локомотив и дорогой и избыточен в продвинутости своей ходовой части, но прёт он как за 3-3,5 секции ТЭ10 и топливо экономит ощутимо (на 30% примерно по сравнению с 3ТЭ10 Источник).

У 2ТЭ121 (2х4000 л.с) скорость длительного режима 27 км/ч при силе тяги 60 т, что немного выше чем 23,5-24 км/ч у 2ТЭ10/2ТЭ116, при которых у них сила тяги 50 т. На скорости примерно 33 км/ч 2ТЭ121 как раз и реализовывал эти 50 тонн. 33/23,5 = 1,4, 4000/3000 = 1,3, плюс учтём осевую нагрузку 25/23,5=1,064 1,3*1,064=1,38. Правда, насколько я понимаю, так считать не совсем правильно :-).

Считается, что наделать много 4400 кВт 20-цилиндровых дизелей Д49 и обеспечить их постоянную эксплуатацию не так то просто. Всегда встречается упоминание, что для тех немногих экспериментальных тепловозов (ТЭ136, 2ТЭ136, два ТЭП80) пришлось Коломенскому заводу здорово извернуться, чтобы сделать коленвалы для таких дизелей. Как эта задача может решиться сегодня - не знаю.

Другой путь - взять 16 цилиндровый Д49 и форсировать по принципу дизеля для "Пересвета"/"Витязя". Тогда с него снимется 3400 кВт (4500 л.с) - средний вариант так сказать.

Мдя...
Denver  29.11.2010 08:10

Доброе время суток.
Цитата (Mihak)
Ежегодно доля автономной тяги в грузообороте РЖД снижается устойчивыми темпами. Раньше говорили, что автономная тяга дороже электрической в 1,3-1,5 раза. Сейчас уже стараются писать в 2,0 раза. Если провести аналогии с экономической оценкой других моментов на российских железных дорогах, то налицо отсутствие сколько нибудь внятной экономической модели. Наоборот - имеется и развивается специально завуалированная экономическая система со множеством "серых" лазеек.
.....
Гипотетический пример: .... Учтём, что вдоль тепловозной однопутки тоже живут люди и работают предприятия, хоть те же лесокомбинаты.

Вопрос - выиграли ли мы в экономике или проиграли?
....
В итоге получается, что линию надо просто закрывать. И тут РЖД забывает как раз таки о том, что большие грузопотоки могут собираться и из маленьких, а не только с Кузбасса угольными маршрутами шарашить. Стоит ещё отметить, что перевозка угля чуть ли не самое последнее дело для российских жд, "официально" - на границе рентабельности.

Есть и менее "денежный" фактор - бесперебойность работы сети, безопасность. В случае какого-то крупного ремонта, или, не дай Бог, аварии на электрифицированной двухпутке, что делать будем если совсем не будет тепловозной однопутки?
...
Почтенная публика, простите меня за "толстое" цитирование и за, фактически, off-trolling, но, по-моему, это и есть фактическая цель нынешнего руководства РЖД - оно тихо доводится до банкротства, "внезапно" естественные монополии обрубают газ и электричество (тепловозов, возможно, уже не останется - их заранее продадут на лом), и движение останавливается на недели и месяцы. А потом приходят добрые инвесторы и перешивают самые "вкусные" участки на стефенсоновскую колею, остальные участки, ещё не разворованные, продают в лом. И всё - "проблема 1520" успешно решена, обломись, "Тальго"!.

Думаете, невозможно? Я когда-то тоже так думал. Но, как показывает опыт уже загнувшихся монстров советской поры, начальство после их успешной смерти всегда остаётся с наваром и уж тем более на свободе.

А пока мы видим первый акт пьесы - местечковые линии начали массово отправляться вслед за УЖД, ППЖТ и ведомственными линиями...

С уважением, Денис.



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 29.11.10 08:12 пользователем Denver.

Re: Вопросы по поводу ограниченности мощности ДГУ тепловозов
minasich  29.11.2010 13:23

Цитата (syomindm)
Почему при примерно одинаковой мощности осевая мощность тепловоза будет меньшей?
Почему осей будет больше, понятно-чтобы реализовать мощность, т.к. осевая мощность меньше.
Непонятно только почему при меньшей осевой мощности и большим количестве осей скорость длительного режима меньше, но можно двигаться по разным элементам профиля с одинаковой мощностью.
Неужели дело тольк
Если у ВЛ85 осевую мощность понизить до осевой мощности 2ТЭ116, то он тоже будет следовать с одинаковой мощностью на разных элементах профиля?
Осевая мощность действительно ниже из-за большей массы тепловоза (как уже писали) и необходимости на единицу мощности иметь больше осей, все они обмоторены. Скорость длительного режима у тепловоза меньше, а тяга длительного режима выше, чем у электровоза такой же мощности в том числе из-за большего числа осей у тепловоза (электровозу с меньшим числом осей не хватило бы сцепления).
Насчёт ВЛ85 - так сразу не сказать, но, возможно, Вы ПРИМЕРНО правы. Но это делать нет смысла - для электровоза ехать всегда с постояннуой максимальной мощностью нет необходимости

А справедливо ли это высказывание:
syomindm  01.12.2010 18:49

На тепловозы не ставят такую мощную ДГУ, обеспечивающую высокую скорость на подъёме, сравнимую с электровозами из-за того, что болшую часть времени ДГУ будет загружена не до конца, отсюда, будет низкая экономичность.
Чтобы ДГУ была загружена всегда полностью, мощность её делают именно такой, какую мы видим, с низкими скоростями на подъёмах.

Или это неправильно?



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 01.12.10 19:18 пользователем syomindm.

Re: А справедливо ли это высказывание:
Денис М.  02.12.2010 10:06

А зачем тогда двух- трехсекционные тепловозы, если эксперименты показывают, что односекционный тепловоз эквивалентной мощности экономичнее? Уже повод сделать тепловоз с более мощной ДГУ. Если есть проблемы с неполной реализацией мощности, то можно увеличить вес составов или скорость.



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 02.12.10 10:10 пользователем Денис М..

Страницы:  1 2Все>>
Страница: 1 из 2
Список темНовая темаПоискПравилаВойти Темы: <<>>


©  "ТРАНСПОРТ В РОССИИ", 2003-2021.
©  Дизайн - интернет-ателье "Рузайн" (Rusign), 2003.
Rambler's Top100
AT.

[ Generated in 0.015 seconds ]