Глава VI
ОЦЕНКА ТЕПЛОВОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ АВТОНОМНОГО ЛОКОМОТИВА ДЛЯ ОЖИДАЕМЫХ УСЛОВИЙ ЕГО РАБОТЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Оценка тепловой экономичности локомотива требует рассмотрения режимных условий его работы в эксплуатации [7].
Обоснование экономичности локомотива по к. п. д. или удельному расходу топлива для расчетного режима локомотивного двигателя возможно было бы только в том случае, когда расчетный режим близко соответствовал бы фактическим условиям работы. Экономичность двигателя при нерасчетных режимах в этом случае не играет существенной роли. Однако в действительных условиях двигатель локомотива работает при резко переменных нагрузках и частотах вращения вала и длительное время на холостом ходу.
Характерные расходные характеристики двух газотурбинных двигателей небольшой мощности показаны на рис. 74. Они соответствуют известной закономерности, по которой уменьшение расхода тепла при нагрузках, близких к номинальной, здесь приводит при одном и том же расчетном к. п. д. двигателя к увеличению расхода топлива при небольших нагрузках и холостом ходе (см. § 38). Чтобы ответить на вопрос, какой из двигателей более экономичен, необходимо определить, пользуясь этими характеристиками и режимными показателями работы локомотива, расходы топлива для заданного условного периода времени. Очевидно, тот локомотив окажется более экономичным, который обеспечит для заданного режима наименьший расход топлива. Для решения поставленной задачи, таким образом, должны быть заданы показатели режима работы локомотива и его двигателя, а также нагрузочные характеристики последнего для наиболее характерных частот вращения вала.
Исходными условиями для определения показателей режима работы локомотива следует считать условия передвижения поезда. Имеется в виду, что наиболее существенная доля расхода топлива на тягу поездов приходится на нагрузки локомотива на расчетном и нерасчетном режимах и на холостой ход. Не рассматриваются другие расходы топлива, связанные с разгоном поезда, простоем локомотива в пунктах оборота и в депо ввиду их относительно небольших размеров.
Рис. 75. График нагрузки локомотивного двигателя по продолжительности
Рассмотрим два случая оценки тепловой экономичности локомотива.
В первом из них задан исходный график нагрузки двигателя по продолжительности (рис. 75) для конкретных условий работы, например за год. В этом простом случае исчерпывающим показателем экономичности может служить средний удельный годовой расход топлива.
В другом, более общем случае речь идет о показателе экономичности локомотива как о масштабе для сопоставлений при заданном условном законе распределения нагрузок и их продолжительности.