Условия ведения поезда


Перед локомотивной бригадой каждую поездку стоит задача провести поезд по участку, обеспечив соблюдение нормативов, установленных графиком движения поездов, и безопасность движения. Решить эту задачу было бы относительно просто при одинаковых массе и длине поездов, движущихся по прямой железнодорожной линии, которая расположена на площадке, т. е. в условиях, когда движение не осложняется наличием кривых, подъемов и спусков. В таком случае можно было бы выработать единый и достаточно простой режим ведения поезда, состоящий из трогания поезда с места, разгона с выходом на автоматическую характеристику, отключения тяговых двигателей перед остановкой и торможения. В этом случае соответственно упростилось бы и регулирование мощности локомотива. Фактически же регулирование сил, действующих на поезд, представляет собой весьма сложную задачу.
    – Во-первых, с учетом разнообразных сочетаний элементов профиля и плана пути при движении поезда приходится иметь дело с непрерывно изменяющимися силами сопротивления движению;
    – во-вторых, значительно разнятся допускаемые скорости на перегонах и станциях, главных и боковых путях, отдельных искусственных сооружениях, кривых различного радиуса;
    – в-третьих, различна длина и масса поездов, их обеспеченность тормозами.

К этому надо добавить ограничения скорости, вносимые постоянными и временными предупреждениями, а также особенностями конструкции подвижного состава. Кроме того, сезонные метеорологические условия сказываются на силе сопротивления движению, реализуемой локомотивом мощности, силе сцепления, и, следовательно, влияют на силы тяги и торможения.

Технические характеристики подвижного состава также могут существенно отличаться, а это сказывается на силах, действующих на поезд в тяговом и тормозном режимах. Параметры, определяющие условия движения поезда, изменяются в результате действия многих факторов. Некоторые из них взаимосвязаны, отдельные являются независимыми, но их влияние может вызвать изменение в широких пределах параметров, определяющих характер движения поезда.

Все это значительно усложняет регулирование мощности локомотива и выбор рационального режима ведения поезда, требует от машинистов специфических профессиональных навыков, определяемых теоретической подготовкой и определенным практическим опытом. Разнообразие эксплуатационных условий, под которыми обычно понимают вес и длину поезда, его сопротивление движению, порядок пропуска поезда по перегонам, погодные условия, установленные предупреждениями ограничения скорости движения и др., ставит перед машинистом в каждой поездке задачу выбора и реализации рационального режима ведения поезда, соответствующего именно данным условиям.

Разрабатываемые в локомотивных депо карты режимов ведения поездов технически обоснованы для некоторых усредненных эксплуатационных условий и поэтому рассматриваются локомотивными бригадами лишь как ориентир. Хорошо подготовленные локомотивные бригады, понимающие механику и энергетику тяги поездов, творчески корректируют рекомендации, приведенные в режимных картах, и реализуют в зависимости от конкретных условий движения рациональные режимы ведения поезда и управления локомотивом.

При ведении поезда по перегону машинисту приходится непрерывно регулировать мощность локомотива, изменять силу тяги и скорость движения в соответствии с фактическим сопротивлением движению и эффективностью тормозов, обеспечивая необходимое ускорение и замедление поездов различной массы. В зависимости от конкретных условий машинист меняет положение рукоятки контроллера до 60 раз час и это при том, что некоторые процессы регулирования осуществляются автоматически.

Регулирование скорости не исчерпывается тяговым режимом; не менее сложным является правильное регулирование тормозной силы при остановочных и регулировочных торможениях. Для того чтобы это осуществить, используют как пневматические, так и электрические тормоза.

Регулирование скорости в режиме тяги зависит от того, какими возможностями для этого обладает современный тяговый подвижной состав, оснащенный, главным образом, тяговыми двигателями последовательного возбуждения. Для тягового двигателя локомотива увеличить частоту вращения можно, повысив приложенное к нему напряжение или уменьшив магнитный поток (ослабление возбуждения). Последнее (от двух до шести ступеней ослабления) применяется на тяговом подвижном составе всех серий.

Для регулировки приложенного напряжения, на электровозах постоянного тока, используют способ перегруппировки тяговых двигателей, а также менее экономичным методом - введением в цепь тяговых двигателей резисторов, обеспечивающих падение приложенного напряжения. Но, поскольку использование последнего способа связано с потерями электроэнергии, нагревом резисторов и снижением КПД тягового подвижного состава, резисторы используют только в период пуска двигателя и на промежуточных позициях для перехода на ходовую позицию.

На электровозах переменного тока, для регулировки напряжения на ТЭД, используют способ с изменением напряжения на вторичной обмотке трансформатора путем подключения новых групп витков обмотки. Все эти методы имеют один основной недостаток, поскольку коммутация производится непосредственно в силовой цепи, а порой и с разрывом тягового тока, то возникает необходимость в силовых контакторах с серьёзной системой дугогашения и обеспечением надежного контакта с низким переходным сопротивлением. Данные аппараты должны работать при высоком напряжении, быть электро- и пожарно- безопасными. Управление данными устройствами должно быть скоординировано, а сами они должны обладать хорошим быстродействием.

Более целесообразно осуществлять широтно-импульсное регулирование напряжения с помощью тиристоров, преобразуя постоянное напряжение в прерывистое. Изменяя соотношение, между продолжительностью подачи напряжения и его отсутствия, регулируют среднее значение напряжения, приложенного к двигателю, и тем самым изменяют скорость движения поезда. Кроме того данная технология позволяет получить практически неограниченное количество ходовых позиций, что в свою очередь улучшает управляемость локомотивом и снижает расход электрической энергии. Кроме того, в некоторых современных локомотивах используется иные технологии регулирования скорости и мощности. Постепенно набирает популярность применение в качестве тяговых двигателей асинхронных двигателей переменного тока. Также имеются решения по регулированию мощности за счет применения независимого возбуждения тягового двигателя постоянного тока.

На главную