Аналіз режимів експлуатації маневрових тепловозів при виконанні маневрової роботи
DOI:
https://doi.org/10.32703/2617-9059-2023-41-1Ключові слова:
гібридний тепловоз, модернізація, маневрова робота, енергоефективність, накопичувач енергіїАнотація
Виконано огляд сучасних напрямів оновлення маневрових локомотивів, які засновані на застуванні бортових накопичувачів енергії, багатодизельних силових енергетичних установок, енергетичних установок на основі водневих джерел енергії. Показано необхідність врахування умов експлуатації маневрового тепловоза при виборі варіанту оновлення. Розглянуто режими експлуатації маневрових тепловозів при виконанні маневрових операцій на вантажній станції Козятин-І протягом трьох змін. Шляхом аналізу даних бортової системи БІС-Р та опрацювання маршрутних листів визначено параметри експлуатаційних режимів. Виконано розрахунки показників використання потужності дизельного двигуна, за якими встановлено, що повноту використання встановленої потужності дизель-генератора складає 7,5…8,4%, а максимальна потужність дизеля, яка зафіксована у досліджуваних умовах експлуатації, складає близько 50%. Тривалість роботи з тягових навантаженням складає 49,5…68,8% часу зміни. Найбільш тривалими – 55…60% загальної тривалості роботи під тягою – є режими з потужністю 0…50 кВт. Тривалість роботи без навантаження складає 18,1…36,9% тривалості зміни. Виконувана маневрова робота пов’язана з формуванням і розформуванням составів, у тому числі з використанням сортувальної гірки, внаслідок чого тягова передача потужності працює з низьким коефіцієнтом корисної дії. Для зниження споживання паливно-енергетичних ресурсів при виконанні маневрової роботи необхідно оновлення парку локомотивів для маневрової роботи, характеристики яких адаптовані до режимів експлуатації.
Посилання
JSC "Ukrzaliznytsia" (2021). Kontseptsiia (prohnozna) roboty z parkom lokomotyviv AT «Ukrzaliznytsia» do 2033 roku (The concept (forecast) of working with the locomotive fleet of JSC "Ukrzaliznytsia" until 2033). Retrieved from https://www.railway.supply/wp-content/uploads/2021/08/konczepcziya-2033.-yak-ukrzalizniczya-planu%D1%94-zabezpechuvati-sebe-lokomotivami.pdf [in Ukrainian].
Kara, S., Petrenko, V., Prokopenko, P. & Gordienko, T. (2019, March). Doslidzhennia nesuchykh konstruktsii teplovoziv serii ChME-3 ta vyznachennia mozhlyvosti prodovzhennia terminu yikh ekspluatatsii (Study of load-bearing structures of diesel locomotives of the ChME-3 series and determination of the possibility of extending their service life). Railway transport of Ukraine, 3. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/ZTU_2019_3_4. [in Ukrainian].
PJSC "Gaivoronsky Locomotive Repair Plant" (2023). Teplovozy serii ChME3 (Diesel locomotives of the ChME3 series). Retrieved from https://gtrz.com.ua/the-diesel-locomotives-of-the-series-chme3/ [in Ukrainian].
LLC "Poltava Locomotive Repair Plant" (2023) Modernizatsiia tiahovoho rukhomoho skladu (Modernization of traction rolling stock). Retrieved from https://trz.com.ua/modernization-ua/ (in Ukrainian) [in Ukrainian].
Volodarets, M. (2011). Analiz vytrat palyva teplovozamy serii ChME-3 ta ChME-3-P pid chas vykonannia manevrovoi roboty (Analysis of fuel consumption by diesel locomotives of the ChME-3 and ChME-3-P series during shunting). Coll. of science works of DonIERT., 27, 99-104 [in Ukrainian].
Volodarets, M. (2016). Udoskonalennia metodiv ta modelei vyznachennia tekhniko-ekonomichnykh pokaznykiv hibrydnykh lokomotyviv (Improvement of methods and models for determining technical and economic indicators of hybrid locomotives). Candidate dissertation. Ukraine State University of Railway Transport, Ukraine. [in Ukrainian].
Yarovy, R. (2019) Pidvyshchennia ekspluatatsiinykh kharakterystyk manevrovykh teplovoziv shliakhom vykorystannia kombinovanykh nakopychuvachiv enerhii (Increasing operational characteristics of shunting diesel locomotives by using combined energy storage). Candidate dissertation. Eastern Ukraine national University named after Volodymyr Dahl, Ukraine. [in Ukrainian].
Denis, I. (2019). Pokrashchennia dynamichnykh pokaznykiv roboty hibrydnoho teplovozu z ventylno-induktornym pryvodom (Improvement of the dynamic performance of the hybrid diesel locomotive with a valve-inductor drive). Candidate dissertation. State University of Infrastructure and Technologies, Ukraine. [in Ukrainian].
Kuznetsov, V., Kardas-Cinal, E., Gołebiowski, P., Liubarskyi, B., Gasanov, M., Riabov, I., Kondratieva, L. & Opala, M. (2022) Method of Selecting Energy-Efficient Parameters of an Electric Asynchronous Traction Motor for Diesel Shunting Locomotives—Case Study on the Example of a Locomotive Series ChME3 (ЧMЭ3, CME3,ˇ CKD S200). Energies, 15, 317-350. https://doi.org/10.3390/en15010317.
Konarzewski, M., Niezgoda, T., Stankiewicz, M., & Szurgott, P. (2013). Hybrid locomotives overview of construction solutions. Journal of KONES, 20, 127-134.
Oldknow, K., Mulligan, K. & McTaggart-Cowan, G. (2021). The trajectory of hybrid and hydrogen technologies in North American heavy haul operations. Rail. Eng. Science, 29, 233–247. https://doi.org/10.1007/s40534-021-00242-1.
Alstom (2016a). Alstom to deliver two Prima H3 shunting locomotives to Metrans. Retrieved from https://www.alstom.com/press-releases-news/2016/2/alstom-to-deliver-two-prima-h3-shunting-locomotives-to-metrans.
Alstom (2016b) Alstom Platform H3/H4 SBB Aem 940 Lokomotive. Retrieved from https://tst-suisse.ch/wcms/ftp//t/tst-suisse.ch/uploads/sbbaem940_vortrag_tst_20160609mw.pdf.
Kache, M. (2014). Hybridlokprojekte – Ein globaler Überblick. Retrieved from https://tu-dresden.de/bu/verkehr/ibb/sft/ressourcen/dateien/forschung/Volltexte_Forschung/ETR_10_2014.pdf?lang=en [in Germany].
Toshiba (2023a). Hybrid Locomotives. Retrieved from https://www.global.toshiba/ww/products-solutions/railway/locomotives/hybrid.html.
Toshiba (2023b). Hybrid Locomotive Equipped with Energy-Saving Electrical Equipment for European Market. Retrieved from https://www.global.toshiba/content/dam/toshiba/migration/infrasolution/www/infrastructure/en/railway/assets/pdf/Toshiba%20Review%20(Hybrid%20Locomotive).pdf.
RAILINKS (2022) CRRC FXN3D revival hybrid shunting locomotive officially rolled off the production line. Retrieved from https://www.railinks.cn/crrc-fxn3d-revival-hybrid-shunting-locomotive-officially-rolled-off-the-production-line/.
Eisenbahn-Kurier (2023). Die chinesischen Hybrid-Lokomotiven für die DB. Retrieved from https://www.eisenbahn-kurier.de/startbeitraege/5845-die-chinesischen-hybrid-lokomotiven-fuer-die-db [in Germany].
American-Rails.com (2023). Genset/Green Goat Locomotives. Retrieved from https://www.american-rails.com/gensets.html.
Clayton Equipment (2023). Clayton Equipment secure two Hybrid+™ CBD80 Locomotive order from Sellafield Ltd. Retrieved from https://claytonequipment.co.uk/clayton-equipment-secure-two-hybrid-cbd80-locomotive-order-from-sellafield-ltd/.
Rail Turkey (2023). Turkey’s first hybrid loco to unveil. Retrieved from https://railturkey.org/2018/09/11/turkeys-first-hybrid-loco-to-unveil/.
Express Service (2023a). Diesel Locomotives. Retrieved from https://lz1866.com/diesel-locomotives.
NRE (2023). New locomotive offerings. Retrieved from https://nre.com/locomotives/new/.
Honc, R., Fritz, S., Osborne, D., Grisier, R. & Carpenter, S (2009, May). Exhaust Emissions and Fuel Consumption of a Railpower RP20BD Switcher Locomotive. Proceedings of the ASME 2009 Internal Combustion Engine Division Spring Technical Conference. In ASME 2009 Internal Combustion Engine Division Spring Technical Conference. Milwaukee, Wisconsin, USA (pp. 379-387). ASME. https://doi.org/10.1115/ICES2009-76026.
Csetvei, G., Csuka, B. & Szóráth, P. (2017) A korszerűsített TEM2 és TGM4B típusú mozdonyok bemutatása. VASÚTGÉPÉSZET, 1, 30-38. URL http://vasutgepeszet.hu/wp-content/uploads/vasutgepeszet_2017-1_Csetvei_Csuka_Szorath.pdf.
Stobnicki1, P. & Gallas, D. (2022). Adoption of Modern Hydrogen Technologies in Rail Transport. Journal of Ecological Engineering, 23(3), 84–91 https://doi.org/10.12911/22998993/145291.
Pesa (2023). The shunting locomotive with a hydrogen drive. Retrieved from https://pesa.pl/en/produkty/hydrogen-ready/sm42-6dn-hydrogen/.
Green Car Congress (2021) First China-developed hydrogen fuel cell locomotive starts trial runs. Retrieved from https://www.greencarcongress.com/2021/11/20211102-chinah2loco.html.
O'Connor, L. (1994, April). Building natural gas locomotives. Mechanical Engineering-CIME, 116(4), 82-87, Retrieved from https://link.gale.com/apps/doc/A15178179/AONE?u=anon~d030b0bf&sid=googleScholar&xid=a0737a91.
Chojnacki, A. (2022). First Battery-Powered Shunting Locomotive Produced in Poland Advanced Rail Technologies. IK Newsletter: April, May, June.
International Mining (2023). Vale receives second 100% battery electric locomotive – this time from China’s CRRC Zhuzhou. Retrieved from https://im-mining.com/2022/05/02/vale-receives-second-100-battery-electric-locomotive-this-time-from-chinas-crrc-zhuzhou/.
Progress Rail (2023). EMD® Joule Battery Electric Locomotives. Retrieved from https://www.progressrail.com/en/Segments/RollingStock/Locomotives/FreightLocomotives/EMDJoule.html.
Express Service (2023b). Battery Locomotives. Retrieved from https://lz1866.com/battery-locomotives.
Riabov, I., Overianova, L., Iakunin, D., Bilokon, I., & Goolak, S. (2022). Zastosuvannia Manevrovykh Elektrovoziv Dlia Peredatnoi Ta Vyviznoi Roboty (Application of Maneuvering Electric Locomotives for Transmission and Export Work). Transport systems and technologies, 40, 47-62. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2022-40-5. [in Ukrainian].
Syrotenko, Yu. (2014). Vyznachennia potuzhnosti manevrovoho teplovoza z urakhuvanniam mistsia yoho ekspluatatsii (Determining the power of a shunting diesel locomotive taking into account the place of its operation). Eastern European journal of advanced technologies, 1(8), 41-45 [in Ukrainian].
Kondratieva, L., Bogdanovs, A., Overianova, L., Riabov, I., Goolak, S., (2023). Determination of the working energy capacity of the on-board energy storage system of an electric locomotive for quarry railway transport during working with a limitation of consumed power. Archives of Transport, 65(1), 119-135. https://doi.org/10.5604/01.3001.0016.2631.
Tsyplenkov, D.V.; Ivanov, O.B.; Bobrov, O.V.; Kuznetsov, V.V.; Artemchuk, V.V. & Babyak, M.O. (2020) Proiektuvannia elektrychnykh mashyn: navch. posib (Design of electric machines: training. manual). National technical university "Dniprovska Polytechnic", Dnipro: NTU "DP". [in Ukrainian]
Zayonchkovsky, V. M.; Masliev, V.G. & Yakunin D.I. (2008). Zahalna budova, teplovi rozrakhunky enerhetychnykh ustanovok i pytannia tekhnolohii vyhotovlennia ekipazhnoi chastyny teplovoziv [Tekst] (General structure, thermal calculations of power plants and issues of manufacturing technology of the crew part of diesel locomotives [Text]). National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv: NTU "KhPI". [in Ukrainian].
Ogawa, T., Kanno, H., Soeda, T. & Sugiyama, Y. (2012). Environmental evaluation of a diesel hybrid shunting locomotive. 2012 Electrical Systems for Aircraft, Railway and Ship Propulsion, Bologna, Italy, 1-6, https://doi.org/10.1109/ESARS.2012.6387402.
Serhiy, B., Artem, M., & Danylo, P. (2019, September). Searching of the optimum configuration of the traction electric transmission of the shunting locomotive. In 2019 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES) (pp. 22-25). IEEE. https://doi.org/10.1109/MEES.2019.8896525.
Wu, J., Ji, Q., Zhang, C., Zhu, Z., Zhao, B., & Yin, Z. (2021). Design and Modeling of Diesel-Electric Hybrid Shunting Locomotive. In The Proceedings of the 9th Frontier Academic Forum of Electrical Engineering (Vol. 1, pp. 655-665). Springer Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-33-6606-0_60.
Novák, J., Sadílek, O. & Mašek, Z. (2019) Battery Charger for Hybrid Locomotive. Transactions on Electrical Engineering, 8(3), 40-43 https://doi.org/10.14311/TEE.2019.3.040
Butko, T., Babanin, A., & Gorobchenko, A. (2015). Rationale for the type of the membership function of fuzzy parameters of locomotive intelligent control systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(3), 4-8. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.35996.
Gorobchenko, O., & Nevedrov, O. (2020). Development of the structure of an intelligent locomotive DSS and assessment of its effectiveness. Archives of Transport, 56(4), 47-58. https://doi.org/10.5604/01.3001.0014.5517.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійні умови: Це стаття з відкритим доступом, поширювана за умовами Ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє необмежено використовувати, розповсюджувати та відтворювати на будь-якому носії за умови представлення автора та джерела оригіналу.
