Ведення поїздів
Ведення поїзда по перегону.
При прямуванні затяжного підйому необхідно постійно стежити за струмом тягових двигунів і вживати всіх заходів до недопущення боксування. До початку підйому слід підходити з максимальною допустимою швидкістю, тоді за рахунок кінетичної енергії поїзда протягом тривалого часу струм не досягне значення, при якому відбувається боксування колісних пар.
Машиніст повинен прагнути уникати будь-яких різких дій: різке скидання навантаження або, навпаки, різке збільшення сили тяги викликає поздовжні динамічні сили в поїзді. Для зниження їх, особливо в довгоскладному поїзді, бажано вести потяг у розтягнутому стані. Необхідно домагатися, щоб усі переходи з режиму в режим відбувалися плавно і не менше ніж за 30 секунд.
Розглянемо режим керування електровозом ПЛ 10 під час поїзда однією з ділянок . Дана ділянка характеризується рівнинним профілем шляху. На першому перегоніК ^ Впоїзд слідує на послідовно - паралельному з'єднанні тягових двигунів при ступені ослаблення збудження ОПЗ або OII4. У міру наближення до підйому на 85-му кілометрі слід переводити тягові двигуни на паралельне з'єднання при щаблі збудження ВП 2. При проходженні по 87-88-мукілометрах використовуєтьсяпослідовно - паралельне з'єднання тягових двигунів при ступені ослаблення тільки перед підйомом на 88-89-му кілометрах до станціїВзнову використовується паралельне з'єднання двигунів, так як на 89-му кілометрі виникає небезпека боксування колісних пар. Оскільки станція розташована на майданчику і далі є ухил до 3% про , тягові двигуни знову переводять на послідовно - паралельне з'єднання , на якому прямування здійснюєтьсядо 97-го кілометра при використанні різних ступенів ослаблення збудження. Оскільки на 98-101-му кілометрах перегонуВ-Прозташований підйом крутістю до 3% про, на який бажано вступити з максимальною швидкістю, тягові двигуни знову переводять на паралельне з'єднання з використанням ступеня ослаблення збудження. У такому режимі поїзд слід майже до станції Я, розташованої на майданчику. При цьому необхідно враховувати, що при прямуванні по 100-му кілометру виникає небезпека боксування.
На 101-му кілометрі тягові двигуни переводять на послідовно-паралельне з'єднання при ступені ослаблення збудження ОП 4 і в такому режимі прямують до станції Я і далі по перевалистому профілю перегону ЯГ до 114-го кілометра. Чергування спусків і підйомів робить 114-116-й кілометри небезпечними щодо розриву поїзда, а 114-й кілометр - щодо боксування колісних пар.
На 115-му кілометрі розташований підйом крутістю 6,5% про його подолання використовується короткочасно паралельне з'єднання тягових двигунів на щаблі ОП 2, після чого вони знову переводяться на послідовно - паралельне з'єднання .
Такий режим ведення поїзда дозволяє пройти ділянку при незначному коливанні середньої швидкості руху, що забезпечує економне витрачання електричної енергії на тягу поїздів. На перегоніК - Всередня швидкість руху становить 56 км/год, на перегоніВ - П- 60 км/год,П - Г- 61 км/год. год.
Водіння вантажних поїздів електровозами на ділянках, де профіль має підйом великої крутості, але малої протяжності здійснюється з використанням кінетичної енергії, накопиченої складом перед підйомом. При русі по підйому швидкість падає в мірувикористання кінетичної енергії, ростуть струми тягових двигунів; коли вони наближаються до максимальних, переходять на нижчі позиції регулювання. Зазвичай перед підйомом намагаються вибрати якомога вищі позиції ослаблення збудження тягових двигунів при їх паралельному з'єднанні для того, щоб ступенів зниження струму було більше. Однак не завжди можна реалізувати високі щаблі регулювання, наприклад через низьку напругу в контактній мережі або малу потужність тягової підстанції, коли на підйомі одночасно знаходяться два вантажні поїзди, маса кожного з яких близька до максимальної.
Для прикладу розглянемо режим руху поїзда на іншій ділянці, а саме між станціями (рис. 30). На цьому перегоні від 160-го до 165-го кілометра розташований підйом довжиною 5 км крутістю 10,3% о. Порівняємо режими ведення поїздів масою 4253 ( криві1)та 4265 т ( криві2).
Перехід у режим тяги машиніст почав здійснювати, застосувавши паралельне з'єднання, на 149-му кілометрі; при цьому швидкість становила 40 км/год. Потім підтримки швидкості в межах 70-80 км / год машиніст застосовував різні ступені ослаблення збудження . На 158-му кілометрі був здійснений перехід на вибіг, оскільки перед керівним підйомом на 161-167-му кілометрах знаходиться спуск 8,0-9,0% про, і машиніст вибрав такий режим, при якому поїзд до початку підйому підійшов зі швидкістю 77 км/год. Набір позицій машиніст почав на 160-му кілометрі і вибрав паралельне з'єднання тягових двигунів зі ступенем ОПЗ на 161-му кілометрі. У міру зростання струмів тягових двигунів машиніст переходив на ступені ослаблення ВП 2, ВП 1 збудження і далі на повне збудження. При цьому мінімальна швидкість виходу з підйому склала 43 км/год.165-му кілометрі при силі тяги 40 тс. На 168-му кілометрі починається спуск до станції, і машиніст переводить електровоз у режим вибігу при швидкості 45 км/год, слідуючи на жовтий сигнал вхідного світлофора. На 170-му кілометрі було застосовано рекуперативне гальмування на послідовно-паралельному з'єднанні тягових двигунів та 4, 6, 7-й позиціях гальмівного контролера. Рекуперація проводилася до 172-го кілометра. Потім електровоз слідував на вибігу жовтим вхідним світлофором станції, гальмування проводилося на 173-му кілометрі, зупинка на станції.
У другій поїздці (криві2)розгін здійснювався до 135-го кілометра з виходом на паралельне з'єднання тягових двигунів. При цьому швидкість досягла 49 км/год за 6 хв. З 135-го до 141-го кілометра машиніст вів поїзд на паралельному з'єднанні двигунів протягом 6 хв. На 142-му кілометрі були випробувані гальма на ефективність зі зниженням швидкості до 47 км/год. На 143-му кілометрі проводився інтенсивний набір позицій протягом 0,5 хв до переходу на паралельне з'єднання. Швидкість зросла до 58 км/год.
У цьому режимі поїзд пройшов станцію і на 153-му кілометрі розвинув швидкість 80 км/год. У тому ж режимі поїзд подолав короткий підйом крутістю 8-10% про, до 157-го кілометра швидкість знизилася до 51 км/год; потім поїзд розігнався на легкому профілі 157-161-го кілометрів до 80 км/год. На 160-му кілометрі при швидкості 80 км/год машиніст перейшов на паралельне з'єднання двигунів при ОПЗ. У міру зростання струмів тягових двигунів поступово переходять на повне збудження. Швидкість виходу з підйому склала 45 км / год на 165 * - 168-м кілометрах при силі тяги на автозчепленні 51 тс.
З 168-го до 170-го кілометра електровоз прямував на вибігу, потімбув застосований режим рекуперації на послідовно-паралельному з'єднанні (4, 6, 11, 12, 15-а позиції) до 173-го кілометра і далі-послідовне з'єднання до зупинки на станції.
Порівнюючи режими ведення двох цих поїздів з підйому на 161-167-м кілометрах, можна зазначити, що в першій поїздці поїзд підійшов до підйому на вибіг зі швидкістю 77 км/год і машиніст застосував паралельне з'єднання (П) тягових двигунів при ступеню ОПЗ послаблення на 161-му кілометрі при швидкості 70 км/год. Машиніст другого поїзда підійшов до підйому на паралельному з'єднанні тягових двигунів зі швидкістю 80 км/год і при цій швидкості на 161 кілометрі перейшов на режим П, ОПЗ. У цьому режимі перший поїзд прямував 1,5 хв і досяг швидкості 62 км / год , другий за 1,8 хв розвинув швидкість 58 км / год . Перехід з ОПЗ на ОП 2 першому поїзді здійснено при струмі тягових двигунів 420 А , другому - 500 А .
У режимі П , ВП 2 перший поїзд йшов 0,7 хв , доки розвинув швидкість 55 км / год , струм двигуна досяг 430 А , а другий поїзд за 1 хв розвинув швидкість 59 км / год , і струм двигуна досяг 540 А .
У режимі П , ЗШ поїзда йшли відповідно 0,7 хв до швидкості 49 км / год і струму двигуна 430 А і 1,7 хв до швидкості 45 км / год і струму 570 А . У режимі повного збудження обидва поїзди здійснювали вихід з підйому , проте слід зазначити , що другий поїзд кінетичної енергії використовувався краще . Це визначається більшою швидкістю підходу до підйому та меншим часом руху по підйому з повним полем збудження двигунів.
Обидві поїздки є характерними для подолання підйомів із використанням кінетичної енергії поїзда, маса якого обмежена за умовою зчеплення коліс із рейками. Тому машиністи максимально розганяютьсклад на спуску, що передує підйому. Розрахункова зі зчеплення маса поїзда під час руху з підйому 10,3%, зі швидкістю менше , ніж вдалося реалізувати у досвідчених поїздках .
Порівняння показує , як впливає використання кінетичної енергії зміну швидкості руху під час підйому . У першому випадку швидкість поїзда при підході до підйому була нижчою і переходи з ослабленого збудження на повне здійснювалися до досягнення максимальних струмів, що призвело до більш раннього виходу локомотива в режим руху з рівномірною швидкістю.
Аналогічно виконується ведення поїзда електровозом змінного струму.
Розглянемо режим ведення поїзда по перегону з керівним підйомом 8,4% о.
У першій поїздці рушання з місця поїзда масою 5080 т здійснювалося за сили тяги 67 тс. Розгін поїзда проводиться інтенсивного 4-ї позиції - 0,8 хв, з 4-ї до 9-ї - 0,4 хв, з 9-ї до 13-ї - 0,8 хв, з 13-ї до 17-ї - 0,3 хв, з 17-ї до 21-ї - 0,4 хв і до 25-ї - 0,2 хв. Загальний час розгону до 29-ї позиції становив 3,5 хв. Інтенсивність розгону 14 км/год за 1 хв. Після виходу на ходову 29 позицію машиніст почав поступово застосовувати ослаблення збудження аж до ОПЗ. При цьому режимі поїзд досяг швидкості 78 км/год за 6 хв з моменту початку руху (360-й кілометр).
Наслідуючи підйом (360-368-й кілометри), машиніст перейшов на режим 29 (позиція контролера), П, ВП 2 при швидкості 60 км / год і силі тяги 37 тс. На 366-му кілометрі він застосував ступінь ВП 1, на 367-му - повне збудження і потім 25-у ходову позицію. Швидкість при виході з підйому склала 44 км/год.
У другій поїздці маса поїзда становила 5070 т . Перед станцією на 356-му кілометрі машиніст застосував реостатнегальмування при жовтому сигналі на вхідному світлофорі. Швидкість поїзда знизилася до 21 км/год. Після зміни сигналу світлофора на зелений машиніст почав розгін поїзда на 29-й позиції на 358-му кілометрі, витративши 3,3 хв. Далі машиніст застосував ослаблення збудження аж до ОПЗ, при цьому швидкість входу на підйом склала 77 км/год. На 363-му кілометрі здійснено перехід у режим 29, П, ВП 2 при швидкості руху 72 км/год, потім на 25, П, ЗОШ і 29, П, НП. Вихід із підйому здійснювався зі швидкістю 41 км/год при силі тяги 42 тс.
Витрата електроенергії при русі по перегону в першому випадку становила 1080 кВт - год , у другому - 960 кВт - год .
Накопичення та використання кінетичної енергії при веденні поїзда дозволили провести по керівному підйому склад масою 5080 т при діючій лормі 4500 т.
Для електровозів змінного струму обмежуючим фактором є підвищена напруга в контактній мережі, що не дозволяє застосовувати для розгону та підтримки швидкості руху вищі позиції регулювання потенційних умов на колекторі тягових двигунів.
Розглянемо подолання підйому вантажним поїздом із тепловозом 2 ТЕ 10*.
У першій поїздці (крива/) маса поїзда становила 3938 т. Станцію пройшли зі швидкістю 46 км/год, до початку підйому швидкість досягла 68 км/год. На 15-у позицію контролера машиніст перейшов, трохи запізнившись, при швидкості 64 км/год. Швидкість виходу з підйому 26 км/год.
У другій поїздці (крива2)маса поїзда становила 4030 т, була передбачена зупинка на станції. Розгін зі станції проходив інтенсивно, але так як на ділянці діє обмеження швидкості 70 км/год, то машиніст на 94-му кілометрі знизив швидкість і при 63 км/год почав переходити на 15-ю позицію , яку вийшов , вже слідуючи підйому зі швидкістю 44 км / год і відповідно з меншим запасом кінетичної енергії , ніж у першому випадку . Це призвело до збільшення часу ходу з підйому, мало вплинуло на швидкість виходу з підйому, що дорівнює 21 км/год. Різницю за швидкістю виходу з підйому 5 км / год можна пояснити більшою масою складу у другому випадку .
На відміну від електровоза тепловоз не має здатність ) форсування потужності , тому запас кінетичної енергії при прямуванні по крутому підйому великої протяжності не так впливає на швидкість виходу з підйому , скільки на час ходу з підйому і витрата палива .
На електровозі під час руху підйомом допускається регулювати струм і потужність тягових двигунів протягом часу , протягом якого температура нагрівання двигунів вбирається у встановлених норм . Тому, якщо є певний запас кінетичної енергії та швидкості, машиніст може вибрати граничний режим обмеження зчеплення коліс з рейкою, що вигідно з енергетичної та експлуатаційної точок зору. На тепловозі такої можливості немає, оскільки граничний режим обмежений потужністю дизеля навіть у тому випадку, коли є запас зі зчеплення колеса з рейкою.