RU2729501C1 - Способ контроля энергетической эффективности локомотивов в эксплуатации - Google Patents
Способ контроля энергетической эффективности локомотивов в эксплуатации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729501C1 RU2729501C1 RU2019115052A RU2019115052A RU2729501C1 RU 2729501 C1 RU2729501 C1 RU 2729501C1 RU 2019115052 A RU2019115052 A RU 2019115052A RU 2019115052 A RU2019115052 A RU 2019115052A RU 2729501 C1 RU2729501 C1 RU 2729501C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- efficiency
- locomotive
- energy
- energy efficiency
- locomotives
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения. Контролируют энергетическую эффективность локомотивов. Определяют два показателя энергетической эффективности, такие как среднеэксплуатационный КПД локомотива и отклонение фактического расхода энергоресурсов от расчетного расхода. Среднеэксплуатационный КПД локомотива определяют на основании данных с бортовых систем регистрации параметров движения как отношение работы по преодолению сил сопротивления движению поезда к затраченным энергоресурсам. Отклонение фактического расхода энергоресурсов от расчетного расхода получают при нормативном значении КПД локомотива. Дополнительно определяют относительный среднеэксплуатационный КПД, равный отношению среднеэксплуатационного КПД к номинальному КПД. Дополнительно определяют тяговый среднеэксплуатационный КПД. Достигается повышение надежности и достоверности влияния на энергоэффективность различных факторов, связанных с перевозочным процессом. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу контроля энергетической эффективности локомотивов при их эксплуатации и может найти применение для контроля показателей перевозочного процесса, анализа причин отклонения показателей от нормы, выработки рекомендаций по повышению качества и эффективности перевозочного процесса, в частности, рекомендаций по проектированию новых локомотивов, а также решений, способствующих повышению надежности и эффективности перевозочного процесса.
Известен способ оценки энергоэффективности локомотивов для оценки качества ремонта тепловозов (Методика определения показателя энергоэффективности локомотивов (ПЭЛ) для оценки качества ремонта тепловозов. Утверждена старшим вице-президентом ОАО «РЖД» 18 декабря 2014 г. №496 / ОАО «РЖД». - М., 2014. - 40 с.) - аналог.
Способ, примененный в известном решении предусматривает определение показателя энергоэффективности локомотива как отношения индикаторных давлений в цилиндрах тепловозного дизеля:
где - среднее индикаторное давление - значение условного постоянного давления в цилиндре двигателя, при котором работа, произведенная рабочим телом за один такт цикла, равнялась бы индикаторной работе цикла;
- образцовый цилиндр двигателя, цилиндр с максимальным значением среднего индикаторного давления при отсутствии неисправностей цилиндра;
z - число цилиндров двигателя.
Недостатками данного способа являются его неприменимость к электровозам, гибридным и аккумуляторным локомотивам, невозможность учета энергоэффективности передачи мощности, тягового привода и вспомогательного оборудования, а также невозможность разделения факторов, влияющих на энергоэффективность, и выявления доминирующих факторов, в отношении которых требуется первоочередное реагирование.
Известен способ определения энергетической эффективности локомотивов (Прямой и косвенный способы определения уровня энергетической эффективности тепловозов. Бабков Ю.В. 1, Клименко Ю.И. 2, Перминов В.А. / Железнодорожный транспорт / №3 - 2015, стр. 55-60) - аналог.
В известном решении показатель энергоэффективности определяется как отношение фактического (экспериментально-расчетного ηэр) КПД локомотива, измеренного по специально подготовленной циклограмме рабочих режимов (тест-циклограмме) к коэффициенту полезного действия (КПД), определенному по той же циклограмме при паспортных значениях мощности дизеля (контрольно-расчетному ηкр) с нагружением в обоих случаях на реостат:
Недостатками известного решения, наряду с выпадением из поля зрения эксплуатационных факторов, не связанных с техническим состоянием локомотива, является неизбежное расхождение тест-циклограмм с эксплуатационными циклограммами, а также невозможность учета энергоэффективности тягового привода.
Помимо названных есть и другие недостатки - неприменимость к тепловозам с гидравлической передачей мощности, электровозам, гибридным и аккумуляторным локомотивам, а также невозможность разделения факторов, влияющих на энергоэффективность, и выявления доминирующих факторов, в отношении которых требуется первоочередное реагирование.
Для электровозов известны аналогичные способы определения показателей энергоэффективности (статья С.Г. Шантаренко и др. «Обеспечение контроля энергоэффективности электровозов») - аналог. В известном решении, в частности, предлагается вычислять показатель энергоэффективности по формуле, аналогичной (2), с поправкой, учитывающей потери мощности в узлах локомотива:
где ΔPi - дополнительные потери в i-м узле;
Pi - мощность этого узла.
Недостатком способа является затруднительность измерения потерь мощности в узлах локомотива в условиях эксплуатации.
Таким образом, известные способы определения энергетической эффективности локомотивов не позволяют решить важные для практики задачи разделения факторов, влияющих на энергоэффективность и определить степень их влияния.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение надежности и достоверности влияния на энергоэффективность различных факторов, связанных с перевозочным процессом.
Указанный технический результат достигается тем, что способ контроля энергетической эффективности локомотивов заключается в том, что определяют, по меньшей мере, два показателя энергетической эффективности, причем одним из них является среднеэксплуатационный КПД локомотива, который определяют на основании данных с бортовых систем регистрации параметров движения как отношение работы по преодолению сил сопротивления движению поезда к затраченным энергоресурсам, а другим - отклонение фактического расхода энергоресурсов от расчетного расхода, полученного при нормативном значении КПД локомотива.
Способ контроля энергетической эффективности локомотивов в эксплуатации, характеризующийся тем, что для разделения показателей энергетической эффективности эксплуатации локомотива и степени его технического совершенства, дополнительно определяют относительный среднеэксплуатационный КПД, равный отношению среднеэксплуатационного КПД к номинальному КПД, т.е. значению КПД, соответствующему номинальному режиму работы локомотива.
Способ контроля энергетической эффективности локомотивов в эксплуатации характеризующийся тем, что для разделения показателей энергоэффективности графика движения поездов и энергоэффективности локомотивов, дополнительно определяют тяговый среднеэксплуатационный КПД, как отношение работы по преодолению сил сопротивления движению поезда к расходу энергоресурсов за время нахождения локомотива с составом в движении, за вычетом расхода энергоресурсов в режимах выбега и торможения.
Заявляемое решение применимо в частности, для определения зависимости энергоэффективности локомотивов с учетом их технического состояния, степени технического совершенства эксплуатирующихся на данном участке локомотивов, качеством графика движения поездов, характеристик участка обращения поездов и характеристик грузопотока (пассажиропотока) и т.д., путем разделения сведений о них.
При реализации заявляемого решения используют, например, автоматизированные информационным системы для сбора и обработки информации о движении поездов для контроля показателей перевозочного процесса, анализа причин отклонения показателей от нормы, выработки рекомендаций по повышению качества и эффективности перевозочного процесса, в частности, рекомендаций по проектированию новых локомотивов, и принятия решений, способствующих повышению качества и эффективности перевозочного процесса..
Предлагаемый способ оценки энергоэффективности заключается в применении двух и более показателей, оценивающих вклад в энергоэффективность различных составляющих перевозочного процесса - графика движения, технического совершенства локомотивов, текущего технического состояния локомотива (качества его ТО и TP), соответствия технических характеристик локомотива условиям его эксплуатации, квалификации локомотивных бригад, причем одним из обязательных, для достижения заявленного технического результата, показателей является среднеэксплуатационная КПД локомотива, а другим отклонение - расхода топлива от его нормативного значения, вычисляется как среднее по выборке, причем выборка формируется по условию охвата контролируемой причины потерь (снижение энергоэффективности).
Преимущества заявляемого способа, по сравнению с известными из уровня техники, заключаются в том, что в качестве показателя энергоэффективности используется не одно значение (обычно определяемый тем или иным способом среднеэксплуатационный КПД) и не зависимость одного показателя от другого (обычно определяемая тем или иным способом зависимость среднеэксплуатационного КПД от коэффициента загрузки локомотива, т.е. от его среднеэксплуатационной мощности, усредненной за некоторый период времени, обычно за одну поездку), а несколько значений показателей, в частности, набор относительных КПД основных составляющих перевозочного процесса.
Показатели энергоэффективности обычно представляются в виде безразмерной величины, являющейся отношением какого-либо показателя величины полезного результата к энергозатратам, как, например, в способе определения эколого-энергетической эффективности полевых севооборотов по патенту RU 2215401 или в способе определения энергетической эффективности процессов обработки металлов электроискровым легированием по патенту RU 2482943.
Предлагаемый способ предусматривает определение относительных КПД различных составляющих перевозочного процесса по локомотивному парку путем формирования соответствующей выборки и определения относительного КПД по данному фактору по общей формуле:
где емин - минимальный достоверный в выборке расход энергоресурсов;
емин - выборочный средний либо экспериментально-расчетный расход энергоресурсов.
Достоверность с заданной вероятностью обеспечивается путем статистической обработки ряда минимальных значений в выборке.
Для повышения достоверности может быть применено устранение случайных мешающих факторов посредством приведения расходов по формуле:
где еприв - искомый приведенный удельный расход энергоресурсов для поезда с известными параметрами (весом локомотива, весом состава, средней технической скоростью и т.п.);
eфакт - фактический удельный расход энергоресурсов для данного поезда;
етеор_обр - удельный расход, вычисленный каким-либо известным методом для образцового поезда (того, к которому выполняется приведение, например, поезда со средневыборочными значениями параметров), т.е. с подстановкой в расчетные формулы значений параметров этого поезда;
етеор_факт - удельный расход, вычисленный тем же методом для данного поезда (т.е. того поезда, который приводится к образцовому), иначе говоря, предвычисленный расход.
Например, энергетическая эффективность технического совершенства локомотива будет вычисляться по данным из выборки, в которую входят данные только по тем поездам, с которыми работал данный локомотив (локомотив с \определенным бортовым номером либо локомотив данной серии, в зависимости от поставленной задачи).
Таким же образом будет определяться энергетическая эффективность локомотивных бригад (машинистов).
Среднеэксплуатационный КПД локомотива будет представляться в виде произведения:
где
Поскольку среднеэксплуатационный КПД можно вычислить также по формуле:
где j - номер позиции контроллера;
ηпр - коэффициент снижения КПД вследствие работы на переходных режимах;
ηпк - КПД локомотива на данной позиции контроллера, текущее значение;
Tj - доля времени работы локомотива на j-ой позиции контроллера;
ηтс - коэффициент технического состояния локомотива, т.е. отношение фактической мощности на данной позиции контроллера к паспортной.
Значения величин, фигурирующих в формуле (7), принимаются по записям бортовой локомотивной системы диагностики и контроля (записи параметров работы).
Для разделения показателей энергетической эффективности эксплуатации локомотива и степени его технического совершенства, дополнительно к среднеэксплуатационному КПД локомотива и отклонению фактического расхода энергоресурсов от расчетного расхода, полученного при нормативном значении КПД локомотива, определяют относительный среднеэксплуатационный КПД, равный отношению среднеэксплуатационного КПД к номинальному КПД, т.е. значению КПД, соответствующему номинальному режиму работы локомотива.
А для разделения показателей энергоэффективности графика движения поездов и энергоэффективности локомотивов, дополнительно к среднеэксплуатационному КПД локомотива и отклонению фактического расхода энергоресурсов от расчетного расхода, полученного при нормативном значении КПД локомотива определяют тяговый среднеэксплуатационный КПД, как отношение работы по преодолению сил сопротивления движению поезда к расходу энергоресурсов за время нахождения локомотива с составом в движении, за вычетом расхода энергоресурсов в режимах выбега и торможения.
Для повышения точности определения показателей энергоэффективности удельные расходы энергоресурсов в выборках приводятся каким-либо известным методом статистической обработки данных к удельному расходу поезда со среднеэксплуатационными параметрами
Как видно, показатели энергетической эффективности, определенные по предлагаемому способу, имеют сравнимый вид, и их сравнение позволяет легко выявлять ту составляющую перевозочного процесса, которая является «слабым звеном» и требует первоочередного улучшения.
Claims (3)
1. Способ контроля энергетической эффективности локомотивов, заключающийся в том, что определяют по меньшей мере два показателя энергетической эффективности, одним из которых является среднеэксплуатационный КПД локомотива, который определяют на основании данных с бортовых систем регистрации параметров движения как отношение работы по преодолению сил сопротивления движению поезда к затраченным энергоресурсам, а другим - отклонение фактического расхода энергоресурсов от расчетного расхода, полученного при нормативном значении КПД локомотива.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для разделения показателей энергетической эффективности эксплуатации локомотива и степени его технического совершенства дополнительно определяют относительный среднеэксплуатационный КПД, равный отношению среднеэксплуатационного КПД к номинальному КПД, т.е. значению КПД, соответствующему номинальному режиму работы локомотива.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для разделения показателей энергоэффективности графика движения поездов и энергоэффективности локомотивов дополнительно определяют тяговый среднеэксплуатационный КПД как отношение работы по преодолению сил сопротивления движению поезда к расходу энергоресурсов за время нахождения локомотива с составом в движении за вычетом расхода энергоресурсов в режимах выбега и торможения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115052A RU2729501C1 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Способ контроля энергетической эффективности локомотивов в эксплуатации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115052A RU2729501C1 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Способ контроля энергетической эффективности локомотивов в эксплуатации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729501C1 true RU2729501C1 (ru) | 2020-08-07 |
Family
ID=72085388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115052A RU2729501C1 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Способ контроля энергетической эффективности локомотивов в эксплуатации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729501C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1136969A2 (en) * | 2000-03-15 | 2001-09-26 | New York Air Brake Corporation | Method of optimizing train operation and training |
JP2009518894A (ja) * | 2005-11-30 | 2009-05-07 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線通信用の多段受話器 |
RU2591560C1 (ru) * | 2015-02-16 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)) | Способ имитационного моделирования энергоэффективного графика движения поездов на электрифицированных железных дорогах |
RU2612459C2 (ru) * | 2014-04-04 | 2017-03-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Смартвиз", ООО "Смартвиз" | Способ и система повышения кпд подвижного состава |
-
2019
- 2019-05-16 RU RU2019115052A patent/RU2729501C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1136969A2 (en) * | 2000-03-15 | 2001-09-26 | New York Air Brake Corporation | Method of optimizing train operation and training |
JP2009518894A (ja) * | 2005-11-30 | 2009-05-07 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線通信用の多段受話器 |
RU2612459C2 (ru) * | 2014-04-04 | 2017-03-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Смартвиз", ООО "Смартвиз" | Способ и система повышения кпд подвижного состава |
RU2591560C1 (ru) * | 2015-02-16 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)) | Способ имитационного моделирования энергоэффективного графика движения поездов на электрифицированных железных дорогах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103544389B (zh) | 基于故障树和模糊神经网络的汽车起重机故障诊断方法 | |
CN110293949B (zh) | 一种高速列车空气制动系统微小故障检测方法 | |
DE102016211898A1 (de) | Verfahren zum Überwachen einer Batterie | |
DE102014219684A1 (de) | Energiesparendes, automatisches Klimaanlagen-Steuersystem und Verfahren | |
EP1702145A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines dosierventils und vorrichtung zur durchführung des verfahrens | |
AT514680A2 (de) | Prozess zur Optimierung der Wartung technischer Systeme | |
CN109767075B (zh) | 一种城市轨道交通网络列车运营可靠性评估方法 | |
CN113177650A (zh) | 一种铁路货车车厢的预测性维护方法及装置 | |
RU2729501C1 (ru) | Способ контроля энергетической эффективности локомотивов в эксплуатации | |
CN109165823A (zh) | 一种供电所智能派单的方法及系统 | |
CN109900336A (zh) | 混凝土泵车油耗分析方法、终端、云平台及系统 | |
Mitrofanov et al. | Predicting the energy-supply parameters for a transportation process based on multifactor models | |
Mukhamedova et al. | Resource-saving maintenance and repair of-special self-propelled rolling sock | |
EP2631663A1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung einer Batteriealterung | |
DE60015592T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum schätzen der leistung der kraftstoffpumpe | |
DE112016007068T5 (de) | Einrichtungszustands-schätzvorrichtung, einrichtungszustands-schätzverfahren und einrichtungszustands-beaufsichtigungssystem | |
Zvolenský et al. | Improved method of processing the output parameters of the diesel locomotive engine for more efficient maintenance | |
RU2315324C1 (ru) | Система управления энергоресурсами | |
CN115640879A (zh) | 气缸故障预测系统、预测方法、预测设备以及存储介质 | |
RU136780U1 (ru) | Система мониторинга подвижного состава | |
Mukhamedova et al. | Resource-saving maintenance and repair of special self-propelled rolling stock | |
Buynosov et al. | Automatic control of pneumatic networks of railway train | |
CN114021347A (zh) | 一种基于假设分布的重载货车钩体剩余寿命预测方法 | |
RU2755953C1 (ru) | Способ и устройство контроля мощности дизель-генераторной установки тепловоза | |
Viacheslav et al. | DETERMINATION OF OPTIMAL DIAGNOSIS MODES VEHICLES |