Управление на влаковете
Водене на влака по коловоза.
При продължително изкачване е необходимо постоянно да се следи тока на тяговите двигатели и да се вземат всички мерки за предотвратяване на боксуване. Към началото на изкачването трябва да се подходи с максимално допустимата скорост, тогава поради кинетичната енергия на влака за дълго време токът няма да достигне стойността, при която са боксирани колоосите.
Машинистът трябва да се стреми да избягва всяко рязко действие: внезапно изхвърляне на товара или, обратно, рязко увеличаване на теглителната сила причинява надлъжни динамични сили във влака. За намаляването им, особено при дълъг влак, е желателно влакът да се управлява в разтегнато състояние. Необходимо е да се гарантира, че всички преходи от режим към режим се извършват плавно и за не по-малко от 30 секунди.
Нека разгледаме режима на управление на електрическия локомотив VL 10 при управление на влака по един от участъците. Този участък се характеризира с равен профил на коловоза. На първия етапК ^ Ввлакът следва последователно-паралелно свързване на тягови двигатели на етапа на отслабване на възбуждането на SCR или OII4. Когато се приближите до изкачването на 85-ия километър, тяговите двигатели трябва да бъдат прехвърлени към паралелна връзка на етапа на възбуждане OP 2. При следване на 87-88-микилометра,се използва последователно - паралелно свързване на тяговите двигатели на етапа на отслабване на SCR и само преди повдигане на 88-89-ти километри до станцияBсе използва паралелно свързване на двигателите отново, тъй като на 89 - м километър има опасност от боксуване на колесни двойки. Тъй като станция B е разположена на площадката и тогава има наклон до 3% o, тяговите двигатели отново се превключват на последователно-паралелно свързване, на което се извършва следнотодо 97-ми километър с различни степени на затихване на възбуждането. Тъй като на 98-101-m км от участъкаV - Pима издигане със стръмност до 3% o, което е желателно да се навлезе с максимална скорост, тяговите двигатели отново се прехвърлят към паралелна връзка с помощта на етапа на отслабване на възбуждането. В този режим влакът следва почти до гара Я, разположена на площадката. В този случай трябва да се има предвид, че при следване на 100-ия километър има опасност от бокс.
На 101-ви километър тяговите двигатели се прехвърлят на последователно-паралелна връзка на етапа на затихване на възбуждането OP 4 и в този режим следват до станция Ya и по-нататък по ръбестия профил на участъка YG до 114-ти километър. Редуването на спускания и изкачвания прави 114-116-ия километър опасен от гледна точка на разкъсване на влака, а 114-ия километър - във връзка с боксирането на колоосите.
На 115-ия километър има изкачване със стръмност 6,5% o, за преодоляването му се използва краткотрайна паралелна връзка на тягови двигатели на етап OP 2, след което те отново се прехвърлят към последователно-паралелна връзка.
Този режим на движение на влака позволява да се следва участъка с леко колебание на средната скорост, което осигурява икономичен разход на електрическа енергия за теглене на влака. На участъкК - Всредната скорост е 56 км/ч, на участъкV - Р- 60 км/ч,П - Г- 61 км/ч.
Задвижването на товарни влакове с електрически локомотиви в участъци, където профилът има стръмен, но кратък изкачване, се осъществява с помощта на кинетичната енергия, акумулирана от влака преди изкачването. При шофиране нагоре скоростта намалява катоизползването на кинетична енергия, токовете на тяговите двигатели нарастват; когато се доближат до максимума, се преместват на долни позиции за регулиране. Обикновено преди повдигане се опитват да изберат възможно най-високите позиции за отслабване на възбуждането на тяговите двигатели, когато са свързани паралелно, така че да има повече стъпки за намаляване на тока. Въпреки това, не винаги е възможно да се реализират високи нива на управление, например поради ниско напрежение в контактната мрежа или ниска мощност на тяговата подстанция, когато два товарни влака се издигат едновременно, масата на всеки от които е близка до максималната.
Например, разгледайте режима на движение на влаковете в друг участък, а именно между гарите (фиг. 30). На този участък от 160-ти до 165-ти километър има изкачване с дължина 5 км със стръмност 10,3% o. Нека сравним режимите на движение на влакове с тегло 4253 (криви1)и 4265 тона (криви2).
Водачът започна да превключва на режим на сцепление с помощта на паралелна връзка на 149-ия километър; докато скоростта е била 40 км/ч. След това, за да поддържа скорост в рамките на 70-80 км / ч, водачът прилага различни етапи на отслабване на възбуждането. На 158-ия километър е направен преход на брега надолу, тъй като има спускане от 8,0-9,0% o преди водещото изкачване на 161-167-ия километър и машинистът избра такъв режим, при който влакът се приближи до началото на изкачването със скорост 77 km / h. Водачът започна да задава позиции на 160-ия километър и избра паралелното свързване на тяговите двигатели със степента на BHT на 161-ия километър. С увеличаване на токовете на тяговите двигатели водачът преминава към етапите на отслабване на възбуждането OP 2, OP 1 и след това към пълно възбуждане. В същото време минималната скорост на излизане от изкачването е 43 km / h на165 км с теглителна сила 40 tf. На 168-ия километър започва спускането до гарата и машинистът поставя електрическия локомотив в режим на движение със скорост 45 км / ч, следвайки жълтия сигнал на входния светофар. На 170-ия километър е приложено регенеративно спиране на последователно-паралелното свързване на тяговите двигатели и 4-та, 6-та, 7-ма позиция на спирачния контролер. Възстановяването е извършено до 172-ри километър. След това електрическият локомотив се движи по жълтия входен светофар на гарата, спирането се извършва на 173-ия километър, спирайки на гарата.
При второто пътуване (криви2)ускорението се извършва до 135-ия километър с достъп до паралелно свързване на тягови двигатели. В същото време скоростта достигна 49 км / ч за 6 минути. От 135-ия до 141-ия километър машинистът управлява влака на паралелна връзка на двигатели за 6 минути. На 142-ия километър спирачките са тествани за ефективност с намаляване на скоростта до 47 км/ч. На 143-ти километър е извършено интензивно набиране на позиции за 0,5 минути преди преминаване на паралелна връзка. Скоростта се увеличи до 58 км/ч.
В този режим влакът премина гарата и на 153-ия километър достигна скорост от 80 км/ч. В същия режим влакът преодолява кратко изкачване със стръмност 8-10% o, до 157-ия километър скоростта намалява до 51 km / h; след това влакът се ускорява на лек профил от 157-161 километра до 80 км/ч. На 160-ия километър със скорост 80 км / ч водачът превключи на паралелно свързване на двигатели по време на SPF. С увеличаване на токовете на тяговите двигатели те постепенно преминават към пълно възбуждане. Изходната скорост от издигането беше 45 km / h при 165 * - 168-m километра с теглителна сила на автоматичния съединител от 51 tf.
От 168-ия до 170-ия километър електрическият локомотив следваше по брега, след коеторежимът на рекуперация беше приложен на последователно-паралелна връзка (4, 6, 11, 12, 15-та позиция) до 173-ти километър и след това - последователна връзка до спирка на гарата.
Сравнявайки режимите на управление на тези два влака при изкачване на 161-167 km, може да се отбележи, че при първото пътуване влакът се приближи до изкачването със скорост 77 km/h и машинистът приложи паралелно свързване (P) на тягови двигатели на етапа на SCR на затихване на възбуждането на 161 km при скорост 70 km/h. Машинистът на втория влак се приближи до изкачването на паралелна връзка на тягови двигатели със скорост 80 km/h и при тази скорост на 161-ия километър превключи на режим P, OPT. В този режим първият влак изминава 1,5 минути и достига скорост от 62 км/ч, а вторият развива скорост от 58 км/ч за 1,8 минути. Преходът от OPZ към OP 2 на първия влак беше извършен при ток на тяговите двигатели 420 A, на втория - 500 A.
В режим P, OP 2, първият влак пътува 0,7 минути, докато достигне скорост от 55 km / h, токът на двигателя достигна 430 A, а вторият влак достигна скорост от 59 km / h за 1 минута, а токът на двигателя достигна 540 A.
В режим P, OSH влаковете са пътували съответно 0,7 минути до скорост 49 km/h и ток на двигателя 430 A и 1,7 минути до скорост 45 km/h и ток 570 A. В режим на пълно възбуждане и двата влака излязоха от хълма, но трябва да се отбележи, че кинетичната енергия на втория влак беше използвана по-добре. Това се обуславя от по-високата скорост на приближаване до изкачването и по-краткото време на движение по изкачването при пълното поле на възбуждане на двигателите.
И двете пътувания са типични за изкачване с използване на кинетичната енергия на влака, чиято маса е ограничена от условието за сцепление на колелата с релсите. Затова водачите ускоряват максималнокомпозиция при спускане, предхождащо изкачването. Изчислената маса на съединителя на влака при движение нагоре е 10,3%, с постоянна скорост, по-малка от тази, която беше възможно да се реализира при експериментални пътувания.
Сравнението показва как използването на кинетична енергия влияе върху промяната в скоростта на движение при следване на наклона. В първия случай скоростта на влака беше по-ниска при наближаване на изкачването и преходите от отслабено възбуждане към пълно възбуждане се извършваха до достигане на максималните токове, което доведе до по-ранно излизане на локомотива в режим на движение с равномерна скорост.
По същия начин влакът се задвижва от електрически локомотив с променлив ток.
Нека разгледаме режима на управление на влак по етап с контролно покачване от 8,4% o.
При първото пътуване влакът с маса 5080 тона потегли с теглителна сила 67 tf. Ускорението на влака е интензивно 4-та позиция - 0,8 мин, от 4-та до 9-та - 0,4 мин, от 9-та до 13-та - 0,8 мин, от 13-та до 17-та - 0,3 мин, от 17-та до 21-ва - 0,4 мин и до 25-та - 0,2 мин. Общото време за ускорение до 29-та позиция беше 3,5 минути. Интензивност на ускорението 14 км/ч за 1 мин. След достигане на 29-та позиция, водачът започна постепенно да прилага отслабване на възбуждането до SPF. В този режим влакът достигна скорост от 78 км / ч за 6 минути от началото на движението (360-ти километър).
След изкачването (360-368-ми километри) водачът превключи на режим 29 (позиция на контролера), P, OP 2 със скорост 60 km / h и теглителна сила 37 tf. На 366-ия километър той приложи етап OP 1, на 367-ия километър - пълно възбуждане и след това 25-то бегово положение. Скоростта на изхода от възхода беше 44 км / ч.
При второто пътуване масата на влака е 5070 тона. Пред гарата на 356-ти километър машинистът е подал реостатспиране на жълт сигнал на входния светофар. Скоростта на влака падна до 21 км/ч. След като смени светофара на зелено, машинистът започна да ускорява влака на 29-та позиция на 358-ия километър, като изразходва 3,3 минути. След това водачът прилага отслабване на възбуждането до SPF, докато скоростта на влизане във възхода е 77 km/h. На 363-ти километър е извършен преход към режим 29, P, OP 2 със скорост 72 км / ч, след това към 25, P, OSH и 29, P, NP. Излизането от изкачването се извършва със скорост 41 km / h с теглителна сила 42 tf.
Консумацията на електроенергия по време на движение по сцената в първия случай беше 1080 kWh, във втория - 960 kWh.
Натрупването и използването на кинетична енергия по време на движението на влака направи възможно провеждането на влак с маса 5080 тона по контролния асансьор с експлоатационен товар от 4500 тона.
За електрическите локомотиви с променлив ток ограничаващ фактор е повишеното напрежение в контактната мрежа, което не позволява използването на най-високите позиции за управление на потенциални условия на колектора на тяговия двигател за ускоряване и поддържане на скоростта.
Помислете за преодоляване на изкачването с товарен влак с дизелов локомотив 2 ТЭ 10* .
При първото пътуване (крива /) масата на влака е 3938 тона. Станцията е премината със скорост 46 км/ч, до началото на изкачването скоростта достига 68 км/ч. Водачът се премести на 15-та позиция на контролера, малко късно, със скорост от 64 км / ч. Скоростта на излизане от изкачването е 26 км / ч.
При второто пътуване (крива2)масата на влака е 4030 тона, осигурено е спиране на гарата. Ускорението от гарата беше интензивно, но тъй като на площадката има ограничение на скоростта от 70 км/ч, шофьорът на 94-ия километър намали и при 63 км/ч започна да превключва на 15-позиция, която достига, вече след изкачването със скорост 44 км/ч и съответно с по-малък запас от кинетична енергия, отколкото в първия случай. Това доведе до увеличаване на времето за изкачване, но имаше малък ефект върху скоростта на излизане от изкачването, равна на 21 km / h. Разликата в скоростта на излизане от изкачването от 5 км/ч може да се обясни с по-голямата маса на влака във втория случай.
За разлика от електрическия локомотив, дизеловият локомотив няма способността да увеличава мощността, следователно резервът от кинетична енергия при дълго, стръмно изкачване не влияе толкова на скоростта на излизане от изкачването, а на времето на изкачване и разхода на гориво.
На електрически локомотив, когато се движите нагоре, е разрешено да регулирате тока и мощността на тяговите двигатели за време, през което температурата на нагряване на двигателите не надвишава установените норми. Следователно, ако има известен резерв от кинетична енергия и скорост, водачът може да избере режим на ограничение, за да ограничи сцеплението на колелата с релсата, което е полезно от енергийна и експлоатационна гледна точка. При дизелов локомотив това не е възможно, тъй като граничният режим е ограничен от мощността на дизела дори в случай, че има запас за сцепление колело с релса.