Автоматизированная система учета, контроля
и анализа расхода топлива маневровыми тепловозами

(Окончание)

Результаты обработки данных по расходу топлива за смену работы тепловоза приведены в табл. 3. Из рассмотрения данных видно, что расход топлива тепловозом за смену работы изменялся от 134 до 154 кг. При этом отношение количества топлива, израсходованного дизелем на режимах холостого хода и при работе под нагрузкой, составляет от 0,8 до 1,7. Погрешность расчетного определения расхода топлива не превышает 4…6 % в сравнении с расходом топлива, измеренным топливно-измерительной подсистемой, и достигает 7…18 % в сравнении с расходом топлива, измеренным штатными уровнемерами. Дальнейшее накопление эксплуатационных данных позволит более достоверно обосновать точность расчетного определения расхода топлива тепловозом.

Т а б л и ц а 3 Код маши-ниста Расход топлива в кг Погрешность расчетного определения расхода топлива
в сравнении с измеренным, % Расход топлива в %
при работе дизеля Измеренный Расчетное значение по уровне-мерам топливно-измерительной подсистемой по уров-немерам топливно-измерительной подсистемой на холостом ходу под нагрузкой 522 180 154 148 –18 –4 47,29 52,71 601 150 134 129 –14 –4 62,70 37,30 145 142 148 154 + 8 + 4 53,11 46,89 114 138 137 129 –7 –6 62,34 37,66 601 175 153 152 –13 –1 50,16 49,84

Обобщенный анализ режимов работы тепловоза в течение нескольких смен при выполнении одних и тех же маневровых операций на одной и той же сортировочной станции (см. табл. 1, 2, 3) показывает, что имеет место значительный разброс как параметров движения локомотива, так и параметров работы силовой установки. При этом общий пробег локомотива за смену работы изменяется на 1/3, а средняя техническая скорость — до 2/3. Разброс энергии, выработанной тяговым генератором, приближается к 60 %, а время работы дизеля на режимах холостого хода превышает время работы под нагрузкой почти в 2…3 раза. Отмечается значительная динамичность процессов движения локомотива и нагружения дизель-генератора. Данные особенности работы маневровых тепловозов в эксплуатации сказываются и на расходе топлива, изменение которого в рассматриваемом примере доходит до 15 %. При этом отношение расхода топлива на режимах холостого хода и при работе под нагрузкой составляет от 0,9 до 1,7.

Накопленные данные о режимах работы силовых установок тепловозов ЧМЭ3, оборудованных бортовыми системами регистрации параметров, позволяют провести анализ времени работы и расхода топлива дизелем на режимах холостого хода и работы под нагрузкой при выполнении различных видов маневровых операций.

Рис. 2. Время работы дизеля на режимах холостого хода Тхх и под нагрузкой Тн по видам маневровой работы:
1 — вывозная с пассажирскими составами (Москва-Казанская — Николаевка); 2 — вывозная
с грузовыми составами (Яничкино); 3 — горочная (Перово-1); 4 — хозяйственная (ПЧ-5
с краном); 5 — маневровая (вытяжка) (Перово-4)

Как видно из рис. 2 и 3, одной из характерных особенностей маневровой работы тепловозов является большой разброс времени работы дизеля на режимах холостого хода и под нагрузкой. Так, для локомотивов, выполняющих вывозную работу с пассажирскими составами по маршруту Москва-Казанская — Николаевка, доли времени составляют соответственно Тхх = 78,5 % и Тн = 21,5 %, а доли расхода топлива, приходящиеся на эти же самые режимы, Вхх = 39,2 % и Вн = 60,8 %. Немногим отличаются режимы при работе тепловозов на вывозе грузовых составов со станции Яничкино. Здесь время работы дизеля под нагрузкой доходит до 22,0 %, а расход топлива до 62,2 %. При выполнении горочных операций дизель работает под нагрузкой 29,0 %, а доля расхода топлива составляет 59,0 %. На маневровой работе в подгорочном парке станции Перово с вытяжкой составов в парк отправления дизель нагружается 29,6 % времени, и доля расхода топлива при этом равна 44,9 %.

Рис. 3. Расход топлива дизелем на режимах холостого хода Вхх и работы под нагрузкой
Вн по видам маневровой работы:
обозначения те же, что на рис. 2

Наименее загружены силовые установки тепловозов при выполнении хозяйственной работы. Здесь относительное время работы дизеля на холостом ходу составляет 96 %, а под нагрузкой 4 %. Соответственно относительный расход топлива для этих режимов равен 85 и 15 %.

Рассмотренные результаты работы автоматизированной системы предназначаются для работников локомотивного депо, связанных с учетом, контролем и анализом расхода топлива маневровыми тепловозами. Это относится к машинистам тепловозов (контроль и учет расхода топлива), теплотехникам, технологам и машинистам-инструкторам цеха эксплуатации (нормирование расхода топлива и анализ режимов работы тепловоза и силовой установки), инженерам и техникам группы учета (расчет расхода топлива за смену, определение экономии топлива или перерасхода, составление баланса расхода топлива тепловозом с учетом заправок на пункте экипировки). Итоговые данные о расходе топлива тепловозами и фактической работе, выполненной локомотивами, предназначаются также для руководителей локомотивного депо.

Для инженерно-технических работников железных дорог, научно-исследовательских институтов представляет интерес анализ расхода топлива маневровыми тепловозами в эксплуатации.

Ожидается, что применение на маневровых тепловозах разработанной автоматизированной системы только за счет выполнения функции учета и контроля расхода топлива позволит уменьшить расход топлива тепловозами (за счет изъятия из работы локомотивов с систематическим пережогом топлива и выявления несанкционированного слива топлива) и снизить трудозатраты инженерно-технических работников локомотивного депо (за счет автоматизации расчетов расхода топлива). Годовой экономический эффект составит от 112 до 165 тыс. руб. на один тепловоз. Срок окупаемости капитальных затрат равен 1,57...2,33 года.

Выводы. 1. ВНИИЖТом разработан опытный образец автоматизированной системы учета, контроля и анализа расхода топлива маневровыми тепловозами в эксплуатации.

2. Результаты испытаний опытного образца автоматизированной системы на маневровых тепловозах ЧМЭ3 показали, что она:

• обеспечивает непрерывный контроль количества топлива в баке тепловоза;
• ведет учет расхода топлива в заданный период времени;
• выполняет расчет расхода топлива тепловозом за смену и определяет экономию и перерасход топлива;
• проводит анализ расхода топлива каждым тепловозом в заданный период времени с учетом заправок на пункте экипировки и расхода топлива за все смены работы локомотива;
• выполняет анализ работы тепловоза и машиниста с учетом времени работы тепловоза, энергии, выработанной тяговым генератором, режимов загрузки дизеля и других эксплуатационных факторов.