Таблица 4
Характеристики участков, использовавшихся при моделировании потенциала
системы AWN
Характеристика
Профили участков
Равнинный
(А)
С постоянным
ПОДЬЄМОхМ
(В)
С двумя
подъемами
(С)
в
/ < 5%о
59,9
45,6
31,4
|
5%о< г < 10 %о
0,8
21,3
23,3
10%.
. </Ч:15%»
О
0
8,6
2,8
^
[
г > 15%о
0
5,6
2,5
Среднее расстояние между останов-
ками, км
13,1
3
13,2
Максимальная скорость, км/ч
100
80
120
Более низкие температуры в вы-
пускном трубопроводе не допуска-
ются, так как в противном случае
возникает опасность влажной кор-
розии. Мощность на валу расши-
рительной машины
РЕх
может быть
рассчитана по формуле
Р ' е х ~
m
A G C p , A G
A G
^AG,min)
^ A W N ’
(^ )
где
mAG
массовый расход отрабо-
тавших газов;
ср AG
удельная теп-
лоемкость отработавших газов при
постоянном давлении;
TAG
темпе-
ратура отработавших газов.
В этом уравнении температура
отработавших газов является неиз-
вестной переменной. Если имеются
характеристики отработавших га-
зов для дизеля, то с помощью базо-
вой модели можно определить из-
менение температуры в зависимо-
сти от времени для любых участков
и циклов движения. Для оценки по-
тенциала системы температурный
профиль отработавших газов вос-
производился с помощью модели-
рования движения на трех различ-
ных участках, характеристики кото-
рых приведены в табл. 4.
По полученному температур-
ному профилю отработавших га-
зов с помощью уравнения (3) опре-
деляют мощность
РЕх
в системе
AWN и при повторном моделиро-
вании режим нагрузки дизеля сме-
щают таким образом, чтобы вход-
ная мощность передачи оставалась
постоянной.
Поскольку в результате это-
го смещения меняются темпера-
турный профиль отработавших га-
зов и мощность, отдаваемая систе-
мой AWN, то окончательный расчет
мощности системы производится
итеративным способом. В результа-
те для выбранных участков движе-
ния была получена расчетная эко-
номия топлива на уровне 6%.
Основные граничные условия
и динамические эффекты не мог-
ли быть полностью учтены в этих
расчетах, поэтому полученное зна-
чение может рассматриваться толь-
ко в качестве грубого приближе-
ния. Для более точного моделиро-
вания была разработана математи-
ческая модель парового замкнутого
цикла. При моделировании отдель-
ных ее компонентов были исполь-
зованы результаты испытаний ком-
пании Voith Turbo, что позволило
более точно определить параметры
модели, а также проверить резуль-
таты моделирования.
На первом этапе в диапазоне
скорости от 0 до 120 км/ч иссле-
довали режим разгона при полной
нагрузке с использованием систе-
мы AWN. На рис. 7 показано изме-
нение температуры отработавших
газов на входе испарителя и темпе-
ратуры рабочего тела на выходе ис-
парителя в процессе разгона в виде
отношения к максимальным значе-
ниям этих величин.
Очевидно, что системе присуща
некоторая инерционность, которую
ввиду большого количества влияю-
щих факторов сложно оценить с до-
статочной степенью достоверности.
Для исследования процесса раз-
гона использовали три различных
способа моделирования. Во-пер-
вых, в качестве исходного режима
моделировали обычное состояние
(с установленной на поезде, но от-
ключенной системой AWN —
мо-
дель AWNaus). Во-вторых, мощ-
ность, отдаваемую системой AWN,
суммировали с мощностью дизеля
(модель AWNboost). В-третьих, сме-
щали режим нагрузки дизеля (уста-
навливали на входе передачи такую
же мощность, как и в исходной мо-
дели, —
модель AWNlpv).
На рис. 8 показано изменение
мощности Р, отнесенной к номи-
нальному значению мощности ди-
зеля
PD
nom
в функции времени
t,
от-
несенного к длительности процесса
разгона. Из-за инерционности си-
стемы AWN и установленных гра-
ничных условий работы различия
наблюдались только с середины пе-
риода разгона.
Как видно из кривых, в модели
суммирования мощности (AWNboost)
желаемая скорость достигается
раньше, в результате чего тяговая
мощность дизеля может быть сни-
жена раньше.
В модели смещения нагрузки
(AWNlpv) не возникает больших
ускорений при разгоне, в результа-
те чего отклонение мощности дизе-
ля от мощности исходной модели
можно видеть только по конечно-
му результату, а не по кривой изме-
нения во времени.
Из показанного на рис. 9 отно-
сительного расхода топлива в про-
цессе разгона видно, что в модели
AWNboost из-за большего времени
холостого хода имеются большие
резервы для снижения расхода
топлива. К тому же расход топли-
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 1
43
предыдущая страница 41 Железные дороги мира 2011 01 читать онлайн следующая страница 43 Железные дороги мира 2011 01 читать онлайн Домой Выключить/включить текст