Или (определение расхода топлива тепловозом)

Для электровозов

Подсчет расхода электроэнергии производится для электровоза ВЛ8 при движении его по участку ст.А – ст. Б масса состава Q = 3000 т. При определении расхода электроэнергии рекуперация не учитывалась.

По токовой характеристике (ПТР, рисунок 4.85) строится кривая тока (лист 6).

Расход электроэнергии на движение поезда определяется выражением ,

где U _кс – напряжение в контактной сети, В;

I – ток нагрузки электровоза, А.

∆ t_i – время прохождения i -го интервала пути, мин.

Расчет расхода электроэнергии выполняется, используя кривую скорости v = = f (s), времени хода t = f (s) и тока нагрузки электровоза I.

Для электровозов постоянного тока расход электроэнергии на движение поезда определяется по формуле

где U _кс – напряжение в контактной сети постоянного тока, 3000 В;

– среднее на i -м интервале значение тока, А;

(или) Для электровозов переменного тока

где U _кс – напряжение в контактной сети переменного тока, 25000 В;

– среднее на i -м интервале значение действующего значения активного тока, потребляемого на тягу поезда, А.

∆ t_i – время прохождения i -го интервала, мин.

На кривой скорости размечены режимы движения локомотива в пределах перегонов. Разбивая весь участок на отдельные интервалы, запишем в конечных приращениях расчетные выражения для определения расхода электроэнергии.

На основании построенной кривой тока и кривой времени (лист 6) производится подсчет ∑ I _ср∆ t, приведенный в таблице 8.1.

До выхода на автоматическую характеристику значения I ₁ и I ₂ берутся по кривой I = f (s) в точках перелома изменения тока. После выхода на автоматическую характеристику – по той же кривой в точках перелома изменения скорости, но при интервале ее не более 10 км/ч. Значения I _ср определяются как среднеарифметическое значение I ₁ и I ₂. Значения берутся по кривой t = f (s) при тех же интервалах изменения тока.

Т а б л и ц а 8.1 – Подсчет ампер-минут

№ элемента профиля	I 1, А	I 2, А	I ср, А	∆ t, мин	I ср∆ t, А· мин
Перегон ст. А – раз. 1
Тяга
1 и 2				0,3 0,1 0,9 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,4 0,4 0,5
6 и 7 7 и 8				0,4 0,9 0,4 0,5 0,7 1,2 1,2 0,4
Итого
Перегон раз.1 – ст. Б
Аналогично Итого
Всего

 

Согласно таблице 8.1 для прохождения поезда между ст. А и ст. Б затрачено 14108 + 11813 = 25920 А· мин.

Полный расход электроэнергии составляет А _п = (25920 3000) / (60 1000) = 741750 кВт ч

Удельный расход электроэнергии на движение поезда между ст. А и ст. Б

;

А = 741750 / (3500 · 13,5) = 15,7 Вт · ч/км.

 

Для тепловоза

Расход топлива тепловозом определяется по построеным кривым скорости и времени хода. На кривой скорости в процессе ее построения выполнена разметка режимов работы локомотива, заключающаяся в обозначении участков движения поезда в режиме тяги, холостого хода, регулировочного или служебного торможения.

Для расчета расхода топлива весь участок разбивается на отдельные участки, в пределах которых режим работы локомотива не меняется. Расход топлива по участку, кг

,

где G – расход топлива при определенном режиме работы локомотива (при постоянной скорости в данном положении контроллера n _к), кг/мин;

- время хода тепловоза при каждом режиме движения, мин;

n – число расчетных элементов, принимаемых по кривой v = f (s).

Величина определяется по кривой времени, значение G – по кривой G = f (s), приведенной в ПТР.

Общий расход топлива тепловозом за поездку вычисляется по формуле

,

где g _т – расход топлива тепловозом при движении под тягой (из ПТР), кг/мин;

g _х – расход топлива тепловозом на холостом ходу (из ПТР), кг/мин;

t _х – время работы дизеля на холостом ходу, мин;

t _т – время работы дизеля при движении под тягой, мин.

Значения t _т и t _х определялись по кривой времени с учетом разметки режимов движения поезда.

При существующих исходных данных:

масса состава – 3000 т;

длина перегона – 13 км;

время движения в режиме тяги – 5,1 мин;

время движения в режиме холостого хода (включая торможение) – 6,2 мин.

Расход топлива в режиме тяги q _т = 17,2 кг/мин; расход топлива на холостом ходу q _х = 0,4 кг/мин, тогда

Е = 17,2 · 5,1 + 6,2 · 0,4 ≈ 90 кг.

Удельный расход топлива тепловозом на участке определяется по формуле

,

где Е – суммарный расход топлива на поездку, кг;

Q – масса состава, т;

S – длина участка, км.

Для сравнения различных видов тяги и разных сортов топлива расчет удельного расхода дизельного топлива приводится к расчету условного топлива, под которым понимается топливо с удельной теплотой сгорания 29,3 МДж/кг. Для пересчета расхода дизельного топлива в расход условного топлива вводится эквивалент Э = 42,7/29,3 = 1,45. С учетом этого эквивалента получаем выражение для расчета удельного расхода условного топлива

Удельный расход дизельного топлива в соответствии с приведенным выше выражением

Удельный расход условного топлива