Обґрунтування необхідності модернізації тепловозу ЧМЕ3 із використанням гібридної силової установки

Abstract

UA: Стаття присвячена проблемам неефективного використання паливно -енергетичних ресурсів маневровими тепловозами під час виконання ними робіт. Станом на 2009 рік тепловози ЧМЕ3 (особливо в Росії і в Україні) крім своїх основних функцій, часто використовуються, як локомотиви приміських поїздів на коротких малозадіяних ділянках. Тому даний час питання зниження споживання паливно-енергетичних ресурсів є досить гострим для нашої країни, тому ця стаття є досить актуальною. Розроблені імітаційні моделі роб оти тепловозу досить наглядно показують неефективність системи, що використовується у даний час. Фу нкціонально модель поділяється на блоки, що моделюють роботу дизеля, тягового генератора, тягових двигунів та блоку, що обчислює опір руху поїзда. Для обчислення опору руху поїзда прийнята ділянка Харків -Мерефа. Запропонована функціональна схема гібридного тепловозу включає дизель, синхронний стартер-генератор, випрямляч, акумуляторну та суперконденсаторну батареї, статичний перетворювач, тягові двигуни. Використання накопичувачів енергії на тепловозі дозволяє запровадити системи керування тяговими двигунами для покращення їх характеристик. Застосування гібридного тепловозу дозволяє підвищити його ККД за рахунок високого ККД при роботі від накопичувачів енергії. Подібне рішення дозволяє скоротити витрату палива не менше ніж на 40%, так як більша частина маневрової роботи буде здійснюватися на живленні від тягової акумуляторної батареї, і забезпечити високу екологічну чистоту локомотива. Економія палива після виконання такої модернізації складає близько 100 т на рік, при такій економії час повернення коштів, витрачених на модернізацію, складає близько 5 років.

EN: This article is devoted to problems of inefficient use of energy resources shunting locomotives during their work. As of 2009, diesel chme3 (especially in Russia and Ukraine) in addition to its core functions, often used as a commuter train locomotives on short malozadiyanyh areas. So now the question of reducing consumption of energy resources is quite acute for our country, so this article is very relevant. The developed simulation model of locomotive quite clearly shows the inefficiency of the system in use at present. Functionally, the model is divided into blocks of modeling jobs diesel traction generator and traction motors unit that calculates the resistance of the train. To calculate the resistance of the train entered Kharkiv-Merefa. The proposed functional diagram of a hybrid locomotive includes diesel, synchronous starter generator, rectifier, battery and battery ultracap, static converters, traction engines. The use of energy storage allows to introduce diesel locomotive traction engines control systems to improve their performance. Application hydride locomotive can increase its efficiency by high efficiency when working on energy storage. This solution can reduce fuel consumption by at least 40%, as most of shunting will be powered by the traction battery, and ensure high environmental cleanliness locomotive. Fuel savings after implementation of this modernization is about 100 tons per year, in this economy you return the money spent on modernization, is about 5 years.