Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі
Розроблено імітаційну модель тепловоза ЧМЕ3, шо складається з дизеля з регулятором кількості обертів колінчастого валу,
 тягового генератора постійного струму незалежного збудження та тягового електричного приводу. Проведене тестування
 роботи імітаційної моделі на профілі ділянки шл...
Saved in:
| Published in: | Електротехніка і електромеханіка |
|---|---|
| Date: | 2018 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149337 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі / С.Г. Буряковький, А.С. Маслій, В.В. Панченко, Д.П. Помазан, І.В. Деніс // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 2. — С. 59-62. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860179675149500416 |
|---|---|
| author | Буряковький, С.Г. Маслій, А.С. Панченко, В.В. Помазан, Д.П. Деніс, І.В. |
| author_facet | Буряковький, С.Г. Маслій, А.С. Панченко, В.В. Помазан, Д.П. Деніс, І.В. |
| citation_txt | Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі / С.Г. Буряковький, А.С. Маслій, В.В. Панченко, Д.П. Помазан, І.В. Деніс // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 2. — С. 59-62. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Електротехніка і електромеханіка |
| description | Розроблено імітаційну модель тепловоза ЧМЕ3, шо складається з дизеля з регулятором кількості обертів колінчастого валу,
тягового генератора постійного струму незалежного збудження та тягового електричного приводу. Проведене тестування
роботи імітаційної моделі на профілі ділянки шляху Харків - Мерефа, при цьому основними обмеженнями є час руху, який для
даного перегону не повинен перевищувати 45 хв., а також максимальна допустима швидкість, яка для вантажних потягів
складає 80км/год. Отримана тривимірна поверхня, що показує залежність витрат палива локомотива від режиму ведення
потяга машиністом при виконанні однакової роботи, тобто однакового часу руху по перегону.
Разработана имитационная модель тепловоза ЧМЭ3, которая состоит из дизеля с регулятором числа оборотов коленчатого вала, тягового генератора постоянного тока независимого возбуждения и тягового электрического привода. Проведено тестирование работы имитационной модели на профиле участка пути Харьков - Мерефа, при этом
основными ограничениями являются время движения, для данного перегона не должно превышать 45 мин., а также
максимальная допустимая скорость, которая для грузовых поездов составляет 80км/ч. Получена трехмерная поверхность, которая показывает зависимость расхода топлива локомотива от режима ведения поезда машинистом при
выполнении одинаковой работы, то есть одинакового времени движения по перегону.
Introduction. Fuel consumption by diesel locomotive during operation depends significantly on many factors, among which the
main is the mode of driving a train. Purpose. Research on the
mathematical model of the modes of driving a train on the site of
Kharkiv-Merefa with the purpose of the main oscillograms of the
operation of the locomotive on the site. Methodology. A mathematical model of the operation of the main units of the locomotive
CHME3 in the Matlab environment was developed. The model of
the diesel engine is based on the calculated indicator diagram of
its operation, which is approximated by a continuous dependence.
The control panel operates on a system of conditions, the purpose
of which is to maintain the set speed. Results. In the course of the
simulation, statistical data were obtained on the fuel consumption
of the diesel locomotive when it operated on a section with a train
of constant mass. Based on the data obtained, a three-dimensional
surface is constructed showing the dependence of the fuel consumption on the time of the site's exploration and the maximum
speed on the site. Practical value. The dependence obtained can
be used to optimize the driving behavior of trains along a section.
The apparent dependence of fuel consumption on the driver's
behavior is the basis for the further development of automatic
locomotive speed control systems
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:02:01Z |
| format | Article |
| fulltext |
Електричний транспорт
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №2 59
© С.Г. Буряковький, А.С. Маслій, В.В. Панченко, Д.П. Помазан, І.В. Деніс
УДК 629.424 doi: 10.20998/2074-272X.2018.2.10
С.Г. Буряковький, А.С. Маслій, В.В. Панченко, Д.П. Помазан, І.В. Деніс
ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ТЕПЛОВОЗА ЧМЕ3 НА ІМІТАЦІЙНІЙ МОДЕЛІ
Розроблено імітаційну модель тепловоза ЧМЕ3, шо складається з дизеля з регулятором кількості обертів колінчастого валу,
тягового генератора постійного струму незалежного збудження та тягового електричного приводу. Проведене тестування
роботи імітаційної моделі на профілі ділянки шляху Харків - Мерефа, при цьому основними обмеженнями є час руху, який для
даного перегону не повинен перевищувати 45 хв., а також максимальна допустима швидкість, яка для вантажних потягів
складає 80км/год. Отримана тривимірна поверхня, що показує залежність витрат палива локомотива від режиму ведення
потяга машиністом при виконанні однакової роботи, тобто однакового часу руху по перегону. Бібл. 8, рис. 6.
Ключові слова: тепловоз, імітаційна модель, дизель, тяговий електропривод, профіль шляху, витрати палива, режим
ведення поїзда.
Разработана имитационная модель тепловоза ЧМЭ3, которая состоит из дизеля с регулятором числа оборотов ко-
ленчатого вала, тягового генератора постоянного тока независимого возбуждения и тягового электрического приво-
да. Проведено тестирование работы имитационной модели на профиле участка пути Харьков - Мерефа, при этом
основными ограничениями являются время движения, для данного перегона не должно превышать 45 мин., а также
максимальная допустимая скорость, которая для грузовых поездов составляет 80км/ч. Получена трехмерная поверх-
ность, которая показывает зависимость расхода топлива локомотива от режима ведения поезда машинистом при
выполнении одинаковой работы, то есть одинакового времени движения по перегону. Библ. 8, рис. 6.
Ключевые слова: тепловоз, имитационная модель, дизель, тяговый электропривод, профиль пути, расход топлива,
режим ведения поезда.
Вступ. Ефективне використання паливно-
енергетичних ресурсів є однією з найважливіших задач,
що стоять перед економікою України. Закон України
«Про енергозбереження» визначає енергетичну ефектив-
ність економіки одним з головних стратегічних орієнти-
рів довгострокової державної енергетичної політики [1].
Залізничний транспорт є одним з найбільших
споживачів енергоресурсів в країні. Енергетична ефе-
ктивність в сучасних умовах є найважливішим факто-
ром підвищення конкурентоспроможності українсь-
ких залізниць на внутрішньому і міжнародному ринку
транспортних послуг. У 2010 році постановою Кабі-
нету Міністрів України була затверджена Транспорт-
на стратегія України на період до 2020 року, метою
якої, зокрема, є оптимізація енергоспоживання при
безумовному виконанні послуг з перевезення ванта-
жів і збереженні енергобезпеки компанії.
Основна частка витрат паливно-енергетичних ре-
сурсів в компанії доводиться на тягу поїздів. Сьогодні це
82% всього обсягу споживання компанією електроенер-
гії і 90% дизельного палива [2]. Тому і упор в енергозбе-
реженні зроблений, передусім, на основний вид діяльно-
сті – перевізний процес. У зв’язку з цим питання підви-
щення енергоефективності є досить актуальним для за-
лізниці та вимагає подальших досліджень.
Аналіз літературних даних та постановка
проблеми. Проведений огляд [3] показує, що тепло-
вози ЧМЕ3 складають 97 % усього парку маневрових
локомотивів української залізниці. Окрім маневрової
роботи на станціях ці тепловози часто використову-
ються для вивізної роботи, а також у приміському
русі. В умовах запровадження швидкісного руху осо-
бливого значення набуває оптимізація режимів веден-
ня даних типів поїздів ділянками. В умовах підви-
щення швидкості проходження ділянки слід не забу-
вати про витрати паливно-енергетичних ресурсів.
Як зазначено у [4], умови роботи локомотива при
веденні поїздів характеризуються безперервною змі-
ною сили тяги і швидкості руху, до цього також діля-
нки шляху з недостатнім зчепленням. При цьому по-
тужність локомотива залежить від багатьох обставин,
вона змінюється в залежності від швидкості, що реа-
лізується, вибраної позиції контролера машиніста та
ступеня ослаблення поля збудження. Ці обставини
дозволяють реалізувати досить різноманітні режими
керування тяговим рухомим складом, що часто відрі-
зняються від прийнятих при тягових розрахунках і
зазначених в режимних картах.
Для різних умов експлуатації раціональні режими
водіння поїздів мають суттєві особливості. Це не дозво-
ляє рекомендувати один режим ведення поїзда як опти-
мальний для всіх практично можливих умов руху по
ділянці, оскільки навіть на одній і тій самій ділянці ці
умови часто змінюються. Крім того, характеристики
електричних машин і конкретних локомотивів в залеж-
ності від їх технічного стану можуть в певних межах
відрізнятися від відповідних паспортних даних.
Все це створює труднощі при розробці та прак-
тичному використанні раціональних режимів водіння
поїздів. Однак досвід показує, що навіть при наявнос-
ті режимних карт і реалізації рекомендованих режи-
мів водіння поїздів, технічно обґрунтованих для де-
яких середніх експлуатаційних умов, фактичні витра-
ти електроенергії і палива у різних машиністів на од-
них і тих же ділянках різний, відхилення можуть бути
як в більшу, так і в меншу сторону від встановленої
норми (до 10%).
Виходячи з вищесказаного, можна зробити ви-
сновок, що дослідження режимів ведення поїзда діля-
нкою є дуже важливим. Найбільш прийнятним спосо-
бом дослідження є імітаційне моделювання, тому що
воно дає змогу отримати важливі статистичні дані з
достатньою точністю [5].
Ціль та задачі дослідження. Метою роботи є
дослідження різних режимів ведення поїзда теплово-
зом ЧМЕ3 на предмет їх оптимальності за показника-
ми часу проходження ділянки та витрат палива.
Для досягнення поставленої мети необхідно:
розробити імітаційну модель усіх складових
елементів тепловозу, що приймають участь у ство-
ренні та реалізації сили тяги;
обрати та змоделювати ділянку шляху, на якій
буде виконуватись дослідження;
визначити режими ведення поїзда та дослідити
кожен з них.
60 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №2
Викладення основного матеріалу. Дизель-
генераторна установка разом з електричною частиною
об’єкта дослідження складається з таких основних конс-
трукційних елементів: пульта керування, дизеля з регу-
лятором кількості обертів колінчастого валу, тягового
генератора постійного струму незалежного збудження
та тягового електричного приводу. Структурна схема
такого об’єкта дослідження наведена на рис. 1.
Рис. 1. Функціональна схема моделі тепловозу ЧМЕ3:
CP – пульт керування; SCD – регулятор кількості обертів
дизеля; D – дизель; DCG – генератор постійного струму зі
збуджувачем; TED – тяговий електропривод
Вхідними параметрами для блоку CP є швидкість
поїзда Vt та струм двигуна Іm, від величин яких зале-
жить номер позиції контролера машиніста Np та зада-
на кількість обертів дизелю ndz, яка є вхідною величи-
ною для блоку SCD. В залежності від ndz та ndiz SCD
визначає необхідну кількість палива kfuel. На основі
kfuel та моменту навантаження МlgΣ DCG отримує від D
значення ωd. Величина Еg, що є вхідним параметром
блоку TED, розраховується DCG в залежності від Np
та Іm. На виході TED формується значення Vp.
Пульт машиніста CP тепловозу ЧМЕ3 має 8 по-
зицій зміни напруги на тягових двигунах та дві пози-
ції послаблення поля. На кожній позиції за допомо-
гою автоматичних регуляторів підтримуються сталі
значення частоти обертання колінчастого валу дизеля
та напруги на клемах збуджувача [6].
Змодельований пульт керування здійснює пере-
ключення позицій контролера машиніста в залежності
від двох координат, а саме: струму двигунів та швид-
кості руху поїзда. Робота блоку, що моделює пульт,
здійснюється за наступними умовами:
5якщо1
5якщо
якщо1
stnmp
stsnmp
stnmp
p
V V IIN
VV V IIN
V V IIN
N , (1)
де Np – номер позиції контролера машиніста, Іm –
струм двигуна, Іn – номінальний струм двигуна, Vt –
поточна швидкість руху поїзда, Vs – задана швидкість
руху поїзда.
Для виключення можливості занадто частого пе-
реключення позицій аналіз необхідності переключення
відбувається з інтервалом 1 с. Для виключення великої
кількості переключень у сталому режимі, коли фактич-
на швидкість близька до заданої, встановлена мертва
зона у 5 км/год, у якій не відбувається переключень, а
рух здійснюється на обраній раніше позиції.
Структурна схема, що реалізує умову (1), наве-
дена на рис. 2, де PS – блок вибору позиції. Обраний
номер позиції, також, перетворюється у задану часто-
ту обертів дизеля ndz.
Рис. 2. Структурна схема моделі пульта керування
Усі дизелі за характером своєї роботи дуже чут-
ливі до зміни навантаження. Збільшення на вантаження
на дизель викликає зниження частоти обертання колін-
частого валу («просадку обертів»), що може призвести
до зупинки дизеля, а зменшення навантаження супро-
воджується різким зростанням частоти обертання валу,
тобто дизель може піти у «рознос» [7].
Для підтримання постійної частоти обертання валу
в умовах змінного навантаження на дизель потрібен
спеціальний регулятор, що автоматично керує паливни-
ми насосами. Встановлений на дизелі K6S310DR відце-
нтровий всережимний регулятор непрямої дії захищає
його від перевантаження, виконуючи функції регулятора
потужності. Об’єднаний регулятор можна представити
як ПІ-регулятор швидкості обертання колінчастого валу
дизеля, вихідною величиною якого є кількість палива,
що необхідно подати до циліндру.
В основу імітаційної моделі дизеля покладена
індикаторна діаграма його роботи. Процеси, що від-
буваються в циліндрах поршневого двигуна, можуть
бути зображені у вигляді індикаторної діаграми. Інди-
каторна діаграма – це графічне відображення зміни
тиску газу в циліндрі поршневого двигуна в залежно-
сті від переміщення поршня або кута повороту кри-
вошипу [8]. Для дизеля K6S310DR розрахована та
побудована індикаторна діаграма його роботи. Інди-
каторна діаграма побудована у вигляді залежності
зміни тиску Р у циліндрі двигуна від зміни об’ємів V
під час переміщення поршня.
Для моделі дизелю користування діаграмою у
осях Р та V є досить незручним, тому наведену діаг-
раму перетворено у діаграму в осях F та S, де F – си-
ла, що діє на поршень, S – переміщення поршня. Діаг-
рама залежності сили, що діє на поршень від перемі-
щення наведена на рис. 3.
Рис. 3. Діаграма роботи дизеля K6S310DR
На тепловозі встановлений генератор, що є деся-
типолюсною машиною постійного струму з незалеж-
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №2 61
ним збудженням. Живлення незалежної обмотки збу-
дження генератора здійснюється від збуджувача –
машини постійного струму, що об’єднана валом із
допоміжним генератором.
Блок, що моделює тяговий електропривод включає
в себе, окрім тягового електродвигуна, блоки, що моде-
люють рух потяга ділянкою та гальмування потяга.
Модель блоків опору руху поїзда виконана за
емпіричними формулами для локомотива та вагонів.
У якості профілю шляху використаний профіль діля-
нки Харків – Мерефа. Вхідним параметром для блоку
вибору ухилу є шлях, що пройшов потяг, який отри-
мується шляхом інтегрування швидкості руху поїзда.
Вхідними змінними для роботи блоку гальму-
вання є задана швидкість Vs, поточна швидкість потя-
га Vt та номер позиції контролера машиніста теплово-
за Np. Для виключення режиму, при якому відбуваєть-
ся гальмування з працюючими тяговими двигунами,
виконується перевірка поточного положення ручки
контролера машиніста. Якщо положення ненульове,
то гальмування не відбувається.
Тестування роботи імітаційної моделі проводи-
лось при параметрах, що наведені вище. При цьому
основними обмеженнями були час руху, який для пе-
регону Харків – Мерефа не повинен перевищувати
45 хв., а також максимальна допустима швидкість, яка
для вантажних потягів складає 80км/год. З урахуван-
ням цього існує можливість використовувати різні
інтенсивності розгону потяга з подальшим утриман-
ням середньої швидкості по перегону. На рис. 4 пред-
ставлені два види тахограм руху потяга.
а
б
Рис. 4. Різновиди тахограм розгону поїзда:
а – трикутна; б – трапецеїдальна
На показаних тахограмах td – це час руху по пе-
регону, який для двох тахограм мають однакові зна-
чення. Зміна інтенсивності розгону потяга приводить
до зміни максимальних швидкостей, що на приведе-
них діаграмах представлені як Vm1, Vm2. В програмно-
му комплексі Matlab за допомогою m-файла була на-
писана підпрограма, в якій проводився розрахунок
інтенсивності розгону та гальмування потяга від зада-
ної максимальної швидкості при умові дотримання
часу руху по перегону. При дослідженні роботи потя-
га на імітаційній моделі задавались тахограми з мак-
симальними швидкостями в інтервалі 40-80 км/год з
кроком 10 км/год. На рис. 5 показані осцилограми
роботи маневрового тепловозу з 10 вагонами, при
максимальній швидкості 60 км/год.
Рис. 5. Осцилограми роботи локомотива при максимальній
швидкості 60 км/год: 1 – задана тахограма; 2 – реальна
швидкість потяга; 3 – профіль шляху; 4 – витрати палива;
5 – номер позиції контролера машиніста; 6 – напруга на
тяговому двигуні; 7 – струм тягового двигуна
На отриманих осцилограмах кривою 3 показано
процес набору позицій, який змінюється при різних
величинах максимальної швидкості. Кожній позиції
відповідає зміна напруги на тягових двигунах (крива 6)
та величини струму (крива 7) в них, яка обмежувалась
на рівні 600 А. На графіках просліджується тенденція
зростання витрати палива при збільшенні максималь-
ної швидкості, що потребує більш детального дослі-
дження. Змінюючи максимальну швидкість трикутної
діаграми в діапазоні 70-95 км/год з кроком 5 км/год
були отримані результати, які представлені у вигляді
тривимірної поверхні (рис. 6).
Рис. 6. Зміна витрат палива в залежності від максимально
швидкості заданої діаграми
Отримана поверхня підтверджує залежність ви-
трат палива локомотива від режиму ведення потяга
машиністом (від часу роботи локомотива на певній
позиції та інтенсивності переходу з позиції на пози-
цію) при виконанні однакової роботи, тобто однако-
вого часу руху по перегону. Найменші витрати пали-
ва, а саме 29-31 кг мають місце при встановленні мак-
симальної швидкості на рівні 40-50 км/год. А тому
існує необхідність в оптимізації заданої тахограми
ведення поїзда та розробці системи автоматичного
керування з використанням регулятора швидкості,
який би більш точно відпрацьовував таку тахограму.
Висновки. Розроблена імітаційна модель тепло-
возу ЧМЕ3, яка складається з пульта керування, дизе-
62 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №2
ля з регулятором кількості обертів колінчастого валу,
тягового генератора постійного струму незалежного
збудження та тягового електричного приводу з двигу-
нами постійного струму послідовного збудження.
Розроблений алгоритм, що імітує роботу машиніста,
тобто здійснює переключення позицій контролера та
керує гальмами. В основу моделювання дизеля покла-
дена індикаторна діаграма його роботи, що апрокси-
мована неперервними залежностями. Отримана іміта-
ційна модель дає змогу отримати важливі статистичні
дані для проведення аналізу режимів ведення поїзда.
Проведений ряд досліджень режимів при зміні
тахограми швидкості. Змінюючи максимальну швид-
кість трикутної діаграми в діапазоні 70-95 км/год з
кроком 5 км/год отримані осцилограми роботи тепло-
воза з постійним завантаженням на реальній ділянці
шляху Харків – Мерефа.
З осцилограм видно, що струм при русі ділянкою
був нижче, ніж номінальний, і у пікових режимах до-
сягав 500А. Час проходження ділянки із заданим тем-
пом розгону та обмеженням швидкості на рівні
60 км/год склав 2530 с.
До моделі включений блок, що обчислює витра-
ти палива тепловозом. На основі даних, що отримані у
результаті моделювання, збудована тривимірна пове-
рхня, яка відображає залежність витрат палива від
часу проходження ділянки та максимальної швидкості
руху. Встановлено, що найменші витрати палива, а
саме 29-31 кг мають місце при встановленні максима-
льної швидкості на рівні 40-50 км/год.
Отримані в ході дослідження результати показу-
ють, що існує потреба у створенні системи автоматич-
ного керування з використанням регулятора швидкості,
який би більш точно відпрацьовував задану тахограму,
а також оптимізації режимів ведення поїзда.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. http://www.uz.gov.ua/about/general_information.
2. Ефименко Ю.И., Ковалев В.И., Логинов С.И. Железные
дороги. Общий курс: Учебник. – М.: УМЦ ЖДТ, 2014. – 503 с.
3. Кулаев Ю.Ф. Економіка залізничного транспорту: на-
вчальний посібник. – Ніжин: Вид-во Аспект. Поліграф,
2006. – 232 с.
4. Franzitta V., Curto D., Milone D., Trapanese M. Energy Saving
in Public Transport Using Renewable Energy // Sustainability. –
2017. – vol.9. – no.12. – p. 106. doi: 10.3390/su9010106.
5. Velten K. Mathematical Modeling and Simulation. – Wiley-
VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2008.
doi: 10.1002/9783527627608.
6. Буряковський С.Г., Маслій А.С., Помазан Д.П., Деніс
І.В. Обґрунтування необхідності модернізації тепловозу
ЧМЕ3 із використанням гібридної силової установки // Еле-
ктрифікація транспорту. – 2016. – №12. – С. 82-86.
7. Xin Q. Engine–vehicle matching analysis in diesel power-
train system design // Diesel Engine System Design. – 2013. –
pp. 348-394. doi: 10.1533/9780857090836.2.348.
8. Diesel Engine. Van Nostrand’s Scientific Encyclopedia.
John Wiley & Sons, Inc., 2005. doi:
10.1002/0471743984.vse2527.
REFERENCES
1. Available at: http://www.uz.gov.ua/en/about/general_information
(accessed 08 May 2017).
2. Efimenko Yu.I., Kovalev V.I., Loginov S.I. Zheleznyie
dorogi. Obschiy kurs [Railways. General course]. Moscow,
UMC ZhDT Publ., 2014. 503 p. (Rus).
3. Kulaev Yu.F. EkonomIka zalIznichnogo transportu.
Navchalniy posibnik [The Economics of Railway Transport. A
Textbook]. Nizhyn, Aspect. Poligraph Publ., 2006. 232 p. (Ukr).
4. Franzitta V., Curto D., Milone D., Trapanese M. Energy Saving
in Public Transport Using Renewable Energy. Sustainability, 2017,
vol.9, no.12, p. 106. doi: 10.3390/su9010106.
5. Velten K. Mathematical Modeling and Simulation. Wiley-
VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2008.
doi: 10.1002/9783527627608.
6. Buryakovs'kyy S.H., Masliy A.S., Pomazan D.P., Denys I.V.
Rationale for modernization of diesel locomotives CHME3 us-
ing hybrid propulsion system. Electrification of Transport,
2016, no.12, pp. 82-86. (Ukr).
7. Xin Q. Engine-vehicle matching analysis in diesel power-
train system design. Diesel Engine System Design, 2013, pp.
348-394. doi: 10.1533/9780857090836.2.348.
8. Diesel Engine. Van Nostrand’s Scientific Encyclopedia.
John Wiley & Sons, Inc., 2005. doi:
10.1002/0471743984.vse2527.
Надійшла (received) 13.02.2018
Буряковський Сергій Геннадійович1, д.т.н., директор,
Маслій Артем Сергійович2, к.т.н., доц.,
Панченко Владислав Вадимович2, к.т.н., доц.,
Помазан Данило Павлович2, аспірант,
Деніс Ігор Валерійович3, генеральний директор,
1 НДПКІ «Молнія»
Національний технічний університет
«Харківський політехнічний інститут»,
61002, Харків, вул. Кирпичова, 2,
e-mail: sergbyr@i.ua
2 Український державний університет залізничного транспорту,
61050, Харків, пл. Фейєрбаха 7,
е-mail: a.masliy@ukr.net, vlad_panchenko@ukr.net,
danil.pomazan@ukr.net
3 ПрАТ «КАРТЕЛЬ»,
50026, вул. Дніпровське шосе, 84а, Кривий Ріг,
е-mail: div99@ukr.net
S.G. Buriakovskyi1, A.S. Maslii2, V.V. Panchenko2,
D.P. Pomazan2, I.V. Denis3
1 Scientific-&-Research Planning-&-Design Institute «Molniya»,
National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute»,
2, Kyrpychova Str., Kharkiv, 61002, Ukraine.
2 Ukrainian State University of Railway Transport,
7, Feierbakh Square, Kharkiv, 61050, Ukraine.
3 PJSC «CARTEL»,
84a, Dnieper highway Str., Kriviy Rig, 50026, Ukraine.
The research of the operation modes of the diesel locomotive
CHME3 on the imitation model.
Introduction. Fuel consumption by diesel locomotive during op-
eration depends significantly on many factors, among which the
main is the mode of driving a train. Purpose. Research on the
mathematical model of the modes of driving a train on the site of
Kharkiv-Merefa with the purpose of the main oscillograms of the
operation of the locomotive on the site. Methodology. A mathe-
matical model of the operation of the main units of the locomotive
CHME3 in the Matlab environment was developed. The model of
the diesel engine is based on the calculated indicator diagram of
its operation, which is approximated by a continuous dependence.
The control panel operates on a system of conditions, the purpose
of which is to maintain the set speed. Results. In the course of the
simulation, statistical data were obtained on the fuel consumption
of the diesel locomotive when it operated on a section with a train
of constant mass. Based on the data obtained, a three-dimensional
surface is constructed showing the dependence of the fuel con-
sumption on the time of the site's exploration and the maximum
speed on the site. Practical value. The dependence obtained can
be used to optimize the driving behavior of trains along a section.
The apparent dependence of fuel consumption on the driver's
behavior is the basis for the further development of automatic
locomotive speed control systems. References 8, figures 6.
Key words: diesel locomotive, imitation model, diesel engine,
traction electric drive, road profile, fuel consumption, train
mode.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-149337 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2074-272X |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:02:01Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Буряковький, С.Г. Маслій, А.С. Панченко, В.В. Помазан, Д.П. Деніс, І.В. 2019-02-20T19:56:28Z 2019-02-20T19:56:28Z 2018 Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі / С.Г. Буряковький, А.С. Маслій, В.В. Панченко, Д.П. Помазан, І.В. Деніс // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 2. — С. 59-62. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 2074-272X DOI: 10.20998/2074-272X.2018.2.10 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149337 629.424 Розроблено імітаційну модель тепловоза ЧМЕ3, шо складається з дизеля з регулятором кількості обертів колінчастого валу,
 тягового генератора постійного струму незалежного збудження та тягового електричного приводу. Проведене тестування
 роботи імітаційної моделі на профілі ділянки шляху Харків - Мерефа, при цьому основними обмеженнями є час руху, який для
 даного перегону не повинен перевищувати 45 хв., а також максимальна допустима швидкість, яка для вантажних потягів
 складає 80км/год. Отримана тривимірна поверхня, що показує залежність витрат палива локомотива від режиму ведення
 потяга машиністом при виконанні однакової роботи, тобто однакового часу руху по перегону. Разработана имитационная модель тепловоза ЧМЭ3, которая состоит из дизеля с регулятором числа оборотов коленчатого вала, тягового генератора постоянного тока независимого возбуждения и тягового электрического привода. Проведено тестирование работы имитационной модели на профиле участка пути Харьков - Мерефа, при этом
 основными ограничениями являются время движения, для данного перегона не должно превышать 45 мин., а также
 максимальная допустимая скорость, которая для грузовых поездов составляет 80км/ч. Получена трехмерная поверхность, которая показывает зависимость расхода топлива локомотива от режима ведения поезда машинистом при
 выполнении одинаковой работы, то есть одинакового времени движения по перегону. Introduction. Fuel consumption by diesel locomotive during operation depends significantly on many factors, among which the
 main is the mode of driving a train. Purpose. Research on the
 mathematical model of the modes of driving a train on the site of
 Kharkiv-Merefa with the purpose of the main oscillograms of the
 operation of the locomotive on the site. Methodology. A mathematical model of the operation of the main units of the locomotive
 CHME3 in the Matlab environment was developed. The model of
 the diesel engine is based on the calculated indicator diagram of
 its operation, which is approximated by a continuous dependence.
 The control panel operates on a system of conditions, the purpose
 of which is to maintain the set speed. Results. In the course of the
 simulation, statistical data were obtained on the fuel consumption
 of the diesel locomotive when it operated on a section with a train
 of constant mass. Based on the data obtained, a three-dimensional
 surface is constructed showing the dependence of the fuel consumption on the time of the site's exploration and the maximum
 speed on the site. Practical value. The dependence obtained can
 be used to optimize the driving behavior of trains along a section.
 The apparent dependence of fuel consumption on the driver's
 behavior is the basis for the further development of automatic
 locomotive speed control systems uk Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричний транспорт Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі The research of the operation modes of the diesel locomotive CHME3 on the imitation model Article published earlier |
| spellingShingle | Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі Буряковький, С.Г. Маслій, А.С. Панченко, В.В. Помазан, Д.П. Деніс, І.В. Електричний транспорт |
| title | Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі |
| title_alt | The research of the operation modes of the diesel locomotive CHME3 on the imitation model |
| title_full | Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі |
| title_fullStr | Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі |
| title_full_unstemmed | Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі |
| title_short | Дослідження режимів роботи тепловоза ЧМЕ3 на імітаційній моделі |
| title_sort | дослідження режимів роботи тепловоза чме3 на імітаційній моделі |
| topic | Електричний транспорт |
| topic_facet | Електричний транспорт |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149337 |
| work_keys_str_mv | AT burâkovʹkiisg doslídžennârežimívrobotiteplovozačme3naímítacíiníimodelí AT maslíias doslídžennârežimívrobotiteplovozačme3naímítacíiníimodelí AT pančenkovv doslídžennârežimívrobotiteplovozačme3naímítacíiníimodelí AT pomazandp doslídžennârežimívrobotiteplovozačme3naímítacíiníimodelí AT denísív doslídžennârežimívrobotiteplovozačme3naímítacíiníimodelí AT burâkovʹkiisg theresearchoftheoperationmodesofthediesellocomotivechme3ontheimitationmodel AT maslíias theresearchoftheoperationmodesofthediesellocomotivechme3ontheimitationmodel AT pančenkovv theresearchoftheoperationmodesofthediesellocomotivechme3ontheimitationmodel AT pomazandp theresearchoftheoperationmodesofthediesellocomotivechme3ontheimitationmodel AT denísív theresearchoftheoperationmodesofthediesellocomotivechme3ontheimitationmodel |