Удосконалення системи протибуксовочного захисту тепловозів

Abstract

UA: Дисертацію присвячено питанням удосконалення системи протибуксовочного захисту що дозволяє підвищити ефективність експлуатації тепловозів. В дисертації розроблено і реалізовано науковий підхід до принципу побудови протибуксовочної системи і комплексної оцінки її параметрів: чутливості, коефіцієнта звороту і протибуксовочного впливу. На основі виявлених закономірностей створена конструкція системи протибуксовочного захисту тепловозів, експериментальні дослідження якої на тепловозах 2ТЕ116 в умовах експлуатації підтвердили її високу ефективність у порівнянні з серійною. Доведено економічну доцільність впровадження нової системи протибуксовочного захисту тепловозів, яка дозволяє своєчасно виявити буксування і ефективно його припинити з мінімальними втратами сили тяги, що знижує експлуатаційні витрати.

EN: Thesis is dedicated to problems of improvement antifrictional sliding protection system for heightening of operation efficiency diesel-locomotives. In the thesis a development and implementation of scientific approach to concept design of antifrictional sliding protection system and complex evaluative assessment of such parameters as responsivity, relay recovery coefficient and antifrictional sliding effect. Resultant from regularities investigated, the construction of antifrictional sliding protection system for diesel-locomotives is created, whose outstanding efficiency has been experimentally proven under operational conditions with diesel-locomotives 2TE116, as compared to serial. Economic expediency of innovative antifrictional sliding protection system introduction to practical usage has been proven; whereas said system is able to timely detect a frictional sliding and to effectively respond hereto by blocking the slide, with minimum losses of traction force, that eventually contributes to op-erational expenditure - savings.

RU: Диссертация посвящена вопросам усовершенствования системы противобоксовочной защиты тепловозов, которые разработаны и изготовлены ранее, что позволяет улучшить их тягово-сцепные свойства, снизить эксплуатационные затраты, в том числе топливно-энергетические, что в целом повысит эффективность эксплуатации тепловозов морально устаревшего парка, находящихся в эксплуатации. В работе проведен анализ существующих систем защиты от боксования локомотивов и их функциональных узлов. Доказано, что серийная система защиты от боксования магистральных тепловозов мощностью 2200 кВт с передачей переменно-постоянного тока, в частности тепловоза 2ТЭ116, не в полной мере обеспечивает своевременное выявление и эффективное прекращение боксования через ее низкую чувствительность и недостаточное противобоксовочное воздействие. Это обусловлено недостатками построе-ния системы противобоксовочной защиты и недостаточной оценкой ее основ-ных параметров. В работе обоснован и реализован новый подход к построению системы противобоксовочной защиты и оценке ее параметров. В работе рассмотрены функциональные узлы системы противобоксовочной защиты, установлена связь между ними, разработана обобщенная функциональная схема и сформулированы требования к этим системам. В диссертации разработан и реализован научный подход к комплексной оценке и выбору ее параметров, которая учитывает особенности взаимосвязи основных параметров системы между собой и с параметрами электропередачи тепловоза, его скорости, интенсивности боксования. Выявлена взаимосвязь между основными параметрами системы противобоксовочной защиты: чувствительностью, коэффициентом возврата и противобоксовочным воздействием, а также влияние на их значение па-раметров электропередачи. Исследован коэффициент возврата в квазистатическом и динамическом режимах боксования и оптимизирована его величина. Проведены исследования и выбор параметров воздействия на процесс прекращения боксования. Проведены расчеты, на основе которых определены их рациональные значения. На основе выявленных закономерностей разработана усовершенствованная система противобоксовочной защиты тепловоза, которая позволяет своевременно обнаружить боксование колесных пар и эффективно прекратить его с минимальными потерями тяги. Предложено осуществлять автоматическое регулирование чувствительности усовершенствованной системы противобоксовочной защиты за счет создания задержанной отрицательной обратной связи по максимальному току одного из ТЭД при всех режимах их работы. Установлено, что разработанная система противобоксовочной защиты тепловоза в сравнении с серийной эффективно снижает скорости избыточного скольжения колесных пар в среднем в 2,5 раза на полном поле и до 6 раз на ослабленном поле ТЭД. Новая схема обеспечивает расчетную повышенную чувствительность 0,5...3 м/с на полном поле, 1,5...1,8 м/с на ослабленном поле первой ступени и 3...6 м/с при ослаблении поля второй ступени ТЭД. Установлено, что для своевременного эффективного прекращения боксования противобоксовочное воздействие необходимо осуществлять одновременно на все каналы системы управления ТГ. При этом воздействие осуществляется с учетом как скорости движения тепловоза, скорости избыточного скольжения колесной пары, так и динамической мощности колесно-моторного блока. Показано, что новая система противобоксовочной защиты тепловоза при ее совместной работе с системой формирования динамических жестких характеристик тягового генератора повышает эффективность противобоксовочного воздействия в среднем в 2 раза. Приведена экспериментальная оценка качества работы усовершен-ствованной системы противобоксовочной защиты в условиях эксплуатации на тепловозах 2ТЭ116, результаты которой подтвердили работоспособность усовершенствованной системы противобоксовочной защиты и достоверность результатов теоретических и экспериментальных исследований, что выражается в их удовлетворительном совпадении (7%). Установлена взаимосвязь эксплуатационных затрат, в том числе топливно-энергетических, на тягу поездов с выбранными значениями параметров усовершенствованной системы противобоксовочной защиты тепловоза. Доказана экономическая целесообразность внедрения усовершенствованной системы противобоксовочной защиты, которая предусматривает снижение эксплуатационных затрат, что проявляется в уменьшении на 15-20% среднего проката бандажей колесных пар, снижении на 1,2-1,6% расхода условного топлива, увеличении на 25-30% объема перевозочной работы. Полученные результаты рекомендовано использовать при модернизации не только тепловозов, но и других видов подвижного состава с параллельным соединением двигателей (тяговых подвижных единиц промышленного и городского транспорта).