Антиплагиат. Полный отчет. Поспелов Д.Е. (Тяговые расчёты для новых схем формирования поездов), страница 7

В33КНР была открыта первая 653-км линия, специально спроектированная для тяжеловесного грузового движенияжелезная дорога Дацин (Daqin) соединяющая Датонг (провинция Шанси) иЦиньхуандао (провинция Хебей) [25].Дацинская железная имеет структуру организации движения, котораяуправляет более чем 100 парами поездов со скоростью 80 км/ч в день, создаваясуточную пропускную способность в 1 млн. тонн.

Линия была построена в дваэтапа между декабрем 1984 года и декабрем 1992 года, при этом техническиехарактеристики изменились с однопутной на двухпутную в ходе строительства.После двух лет эксплуатационных исследований на этой линии началиэксплуатироваться поезда массой 20 000 т.4распределенная по длине поезда тяга (вголове, середине и хвосте), система4На линии применяетсяуправления локомотивами Locotrol, электронно-управляемые тормоза.

В 2006году мощные модели локомотивов HXD1 и HXD2 с мощностью 9,6 МВт имощностью 10 МВт соответственно вошли в линейку Daqin, чтобы заменитьстарые модели DJ1.На всех этапах внедрения тяжеловесного движения было обеспеченонаучное сопровождение, осуществлявшееся китайскими университетами иЖелезнодорожной академией Китая.4Таблица 3.3 ‒ Объем перевозок угля на линии Дацин [26].Год200020022004200620072008200920102011201220144332016Объемперевозок угля(млн.

т)60,52 100 153 250 300 340 330 401 405 350 420 360Из таблицы 3.3 видно, что до 2011г. на линии Дацин наблюдалсястабильный рост перевозок угля, в 2012 г. объем перевозок упал, до уровня 2008г. Пиковое значение зафиксировано в 2014 г., а затем объем перевозок вновьпошёл на спад.США.Грузовое движение в США связано преимущественно с перевозкоймассовых насыпных грузов, главным образом угля,зерновых культур,4удобрений, а позднее – с перевозкой товаров в контейнерах, в том числедвухэтажных.В4суммарном объеме грузовых перевозок доля угля составляет около 70 %,а руды – 15,9 %.3333Уголь перевозится для обеспечения работы тепловыхэлектростанций, с помощью которых в США вырабатывается около 55 %электроэнергии.4Карта плотности перевозки угля из Южных бассейнов показанана рис.

3.5.Рисунок 3.5- Плотность железнодорожных линий осуществляющих перевозку угля вСША из южного бассейна (толщина линии отображает плотность трафика)Из рисунка 3.5 видно, основные места добычи угля. Это Southern PowderRiver бассейн, находящийся в штате Вайоминг, на долю которого приходится74% перевозимого по железным дорогам США угля. Второй бассейн CO/UTдобывает 11% перевозимого угля, который затем идет в морские порты дляэкспорта. Углевозные поезда направляются по железнодорожному коридорузапад – восток, ведущему к Гиббону, штат Небраска. Отсюда одни из нихследуют в северовосточном направлении до Чикаго, штат Иллинойс, илиМиннеаполис, штат Миннесота, а другие – в направлениях на юг и восток вштат Миссури.4Формы кратной тяги, применяемой в США, необычны для практики нашихдорог.33На Портлендском отделении Южно-Тихоокеанской дороги при ведениисдвоенных и строенных поездов по участкам с33очень крутыми подъемами в 22‰ и 33 ‰ применялись следующие схемы расстановки локомотивов:а) при двух локомотивах – один ставился в голове, а второй через 3/533двойного состава;б) при трех локомотивах – один в голове, а второй и третий (вместе) всередине тройного состава33Основными компаниями, работающими в условиях тяжеловесногодвижения, являются Union Pacific (UP), CXST, Norfolk Southern Railway.

Всеони в разное время перешли на работу от осевой нагрузки 25 тс/ось к 32,4тс/ось, стали применять вагоны большей грузоподъемности, увеличивать длинуи массу поездов, которая в настоящее время составляет до 120 – 150 вагоновмассой414 000 – 16 000 т. С появлением вагонов из алюминиевых сплавов смассой тары 20 т их стало возможным загружать до массы брутто 129,7 т.4На железной дороге Norfolk Southern еще в 1967 г.

был провезен поезддлиной 6,4 км из 500 вагонов-платформ для перевозки 47 000 т угля, что былорекордом для того времени.[27].4На основе технико-экономических исследований, выполненных в 1990-хгодах, работы железных дорог США при осевой нагрузке 25, 32,5 и 37 тс былопринято решение о выборе осевой нагрузки 32,5 тс.ЮАР.4Железная дорога для перевозки руды длиной 860 км была построена в конце60-х ‒ начале 70-х годов прошлого века металлургической компанией,добывавшей железную руду на руднике Сишен (Sishen) в Капской провинции иперевозившей ее в порт4Салдана- Бей.

Вторая железнодорожная линия длиной580 км соединяет место добычи угля Эрмело с портом Ричардс-Бей. Обе линииимеют ширину колеи 1067 мм. Железные дороги предназначены для экспортаруды и угля, к середине 1970-х годов они вошли в компанию Spoornet. Железнаядорога Сишен –4Салдана была рассчитана на пропуск 200 вагонных поездов сосевой нагрузкой 26 тс, с тягой в голове и хвосте поезда. На большей частипротяженности линия однопутная с раздельными пунктами, число которыхувеличивается в процессе эксплуатации.4На этой линии в 1989 г.

был установлен мировой рекорд проведения поездадлиной 7 км, состоящего из 600 вагонов, массой груза около 77 000 т. Рекордпродержался до австралийского рекорда442001 г [28].В 2006 г., следуя потребностям рынка, было решено увеличить пропускнуюи провозную способность линии до 41 млн т, а в 2011 г. она составила 46,2 млнт. Осевая нагрузка была поднята до 30 тс. Линия электрифицирована напеременном токе 50 кВ. Дальнейшее повышение грузооборота требует усилениясистемы энергоснабжения. Масса поезда ‒ 41 000 т, 342 вагона, длина состава –4 км.

Поезд ведется шестью локомотивами, распределенными по длине поезда.Схема формирования зависит от типов и мощности используемых локомотивов.Применяются как электровозы, так и тепловозы.4Проанализировав опыт применения технологии тяжеловесного движения нажелезных дорогах мира можно сделать с выводы о том, что, в странах, гдеразвивают тяжеловесные и длинносоставные транспортировки, зафиксированрост эффективности работы железных дорог. Развитие тяжеловесного движенияспособно снизить транспортные расходы грузоотправителей. Наспециализированных линиях наиболее полно реализуется и раскрываетсяэффект от технологии тяжеловесного движения.

Показатели работ железныхдорог с тяжеловесным движением занесены в таблицу 3.4.Таблица 3.4- Показатели работ железных дорог с тяжеловесным движением.СтранаЖелезныедорогиипунктыШиринаколеи,ммСпециализация линииДлиналинии, кмМлнтбрутто вгодМассапоезда,тыс тЧисловагоноввпоездеОсеваянагрузкатс/осьАвстралияПилбара,BHP BIO1435 Железнаяруда426 71,3 48,0 320 37,5АвстралияПилбара,FMG1435 Железнаяруда256 58 38,4 240 40БразилияCVRD/EFC1600 Железнаяруда892 60 25,5 206 31,5БразилияCVRD/EFVM1000 Железнаяруда898 130 29,3 240 30,5Канада СР 1435 Уголь 1100 25 13,2 110 30Китай ДатонгКинхуангдао1435 Уголь 663 440 20,0 200 25Россия РЖД(участкиКузбассНаходка)15204Уголь идругие грузы5900 до 80 6,39,07010025США UP 14354Неспецализированная201 376 16,46 120 32,4США CSXT 1435 Неспецализированная188 47,4 11,7 90 32,4ЮАР Transnet 1067 Железнаяруда860 46,2 41 342 30ЮАР Transnet 1067 Уголь 580 62 22 210 26Как видно из4таблицы 3.4, на тяжеловесных линиях4Австралии достигнутымаксимальная осевая нагрузка 40 тс, масса состава – 48000 т.,4при 320 вагонов всоставе.

В ЮАР максимальная масса состава достигла 41 000 т. с 342 вагонами,имеющим осевую нагрузку 30 тс/ось. Рекордная грузонапряженность в 440 млнт брутто при массе поезда 20000 т и осевой нагрузке 25 тс4достигнута накитайской железной дороге.3.3 Схемы формирования тяжеловесных поездов.Технический анализ и опыт работы показывают, что при организациипостоянного обращения поездов повышенного веса и длины необходимоучитывать изменения продольной динамики движения таких поездов ивозникновение дополнительных нагрузок на железнодорожный путь иподвижной состав, влияющих на безопасность движения поездов.В2настоящее время при обращения поездов, повышенных массы и длины2рассматриваются несколько вариантов размещения в них локомотивов.

Этиварианты учитывают ограничения и способы формирования длинносоставныхпоездов, исходя из особенностей организации перевозочного процесса (рис.3.6).2Рисунок 3.6 – Схемы формирования грузовых поездов с тягой с головыпоезда.2Расчет ограничения массы поезда по схеме ЛС (при отсутствии ограниченийпо мощности локомотива, сцеплению колес с рельсами, нагреваниюэлектротягового оборудования) производится для условий равномерного илиравноускоренного движения поезда под действием медленно изменяющихся вовремени внешних сил – сопротивления движения и силы тяги. В этом случаепродольные силы в поезде обусловлены внешними силами и силами инерции,20которые определяются ускорениями его масс. Относительные перемещенияотдельных вагонов при этом практически не влияют на силовые взаимодействияв нем[13].20Выражение для продольных усилий в сечении поезда на расстоянии x отголовного локомотива(3.2)2где m – масса поезда, т; L –длина поезда, м; – основное удельноесопротивление движению поезда, Н/т; – удельное сопротивление от уклона,включающее сопротивление движению от кривых на данном элементе профиля,Н/т; a – ускорение движения поезда, м/с2.На рис.

3.7 показан поезд2массой m с локомотивом в голове и длиной L,полностью расположенный на подъеме с уклоном i, ‰, движущийся соскоростью v и с ускорением, а, и приведена эпюра продольных сил..2Рисунок 3.7 – Распределение продольных сил по длине2поездаНа рис. 3.8 показан поезд, движущийся по участку с одним переломомпрофиля.2Рисунок 3.8 – Продольные силы в поезде на переломном профиле2То есть можно сделать вывод о том, что, чем круче подъём, тем больше ипродольные силы.

Наибольшее продольное усилие достигается в головномсечении поезда. В остальных сечениях усилия, линейно изменяясь, снижаютсядо2ноля в конце поезда.В том случае, если необходимая сила тяги не может быть реализована поусловиям прочности автосцепки, следует использовать локомотивы,распределенные по длине поезда. При этом возможно несколько схемформирования поезда (20рисунок 3.9).Рисунок 3.9 – Схемы формирования грузовых поездов с распределеннойвдоль состава тягой.2Практическая реализация управления движением поезда сложногоформирования может осуществляться с помощью заранее рассчитанныхрежимных карт у машинистов, которые синхронизируют свои действия спомощью радиосвязи. Может быть использована известная интеллектуальнаясистема автоматизированного ведения поезда с помощью радиосвязи междулокомотивами поезда (ИСАВП РТ).

Эта система обеспечивает в автоматическомрежиме необходимое распределение тяговых усилий между локомотивами.2Технические средства и устройства для повышения безопасности втяжеловесных поездах приведены в табл. 3.4Таблица 3.4 ‒ Технические средства и устройства для повышения безопасностив тяжеловесных поездах.НаименованиеСхемаформирования поездаНазначение ЭффектТелемеханическаясистема управлениямногими единицамиСМЕТЛЛСОперативноеобъединение иразъединение,управление слокомотиваСнижение числалокомотивов илокомотивных бригадСистемараспределенногоуправления тормозамипоезда30РУТПЛСЛС ЛССЛСинхронизация62тормозных процессов впоездахУменьшение сил всоставе поезда,обеспечениебезопасностидвиженияСистема управлениятормозами порадиоканалу СУТПЛС ЛСЛСУправлениепроцессамиторможения поездаПовышениебезопасностидвижения6Окончание таблицы 3.4НаименованиеСхемаформирования поездаНазначение Эффект6Интеллектуальнаясистемаавтоматическогоуправления тягой итормозами поезда порадиоканалу ИСАВПРТЛСЛС ЛССЛЛСЛСЛСАсинхронноеуправление силой тягилокомотивов в составепоезда, синхронизациятормозных процессовАвтоматизацияуправления поездом.Повышениебезопасностидвижения, экономияэнергии на тягу,уменьшение числалокомотивных бригад6Наиболее распространенной является схема ЛСЛС – соединенный поезд,состоящий из двух обычных поездов.