Двойная тяга на части направления.

Условия экономической выгодности применения двойной тяги на части направления в излагаемой системе расчетов можно выразить

303]

Qe р

стр.

а

ОДЇ

-)ОД >бр

с,

следующим неравенством [38, 104 / Лод , „ , В'пП . Во

- >

-ч

/бр ЬуЧ

^од г/од

"уч

од уч

'VI

V

у.

'уч

Qep

уч

^од д /бр "+ уч

L Б 4- — 4-^ -1 -Одв-Ґ ,бо "Т ,.„

104

Во

уч Г

О Х1

>

'од ¦'уч

ДВ J р t-

'одЧ

У4

qsj

Вп

Qg

Ал

/бр

Ьуч 'уч

365сКПффСт

-'уч

/дБ Ч

-'уч

од+Дв

-C^R

Сгч Qep L

руб./измеритель.

(148)

Подталкивание поездов. В приведенных перевозочных затратах на измеритель при подталкивании учитываются также затраты на оборудование и содержание пунктов толкания и на содержание толкачей. С учетом этого экономическая целесообразность подталкивания поездов на отдельных перегонах— на элементах профиля пути круче расчетных,по сравнению с овладением грузопотоком одиночной тягой определяется из выражения

Оод > СГпод + СГтол -'г СГпт + АОнак руб./ИЗМЄрИТЄЛЬ, (149)

где апод — сопоставимые приведенные народнохозяйственные затраты на измеритель (в руб.) при пропуске тяжелых поездов с применением на отдельных перегонах подталкивания. В этих затратах учтена и механическая работа на передвижение поезда не только ведущими, но и подталкивающими локомотивами, но не учтены затраты, связанные с содержанием подталкивающих локомотивов по времени, и затраты на оборудование и содержание самих пунктов подталкивания;

сТОл — затраты на измеритель в руб., связанные с содержанием

подталкивающих локомотивов на направлении; апт — затраты на измеритель в руб., связанные с оборудованием и содержанием пунктов подталкивания на участках направления (если такие пункты специально оборудовались или должны быть оборудованы).

Приведенные затраты на измеритель, пропорциональные стоимости содержания по времени толкачей, составляют

0тол = 365_J0VCI?^T руб.

Учитывая, что Г = 365cpnrpQ6p tn нетто в год, формула (150) может быть выражена в виде

101К ??ут

Отол = —-—тт ^ руб./измеритель, (151)

tlrp

где Qlv — вес грузовых поездов брутто при применении подталкивания на отдельных перегонах в т\ nip — среднесуточные размеры грузового движения (в поездах) при подталкивании;

КТ — количество толкачей, работающих на направлении;

?тУТ — приведенные суточные затраты на содержание одного толкача по времени в руб.

Приведенные затраты на измеритель, связанные с оборудованием и содержанием пунктов подталкивания на направлении, составляют

Опт — Ф^чтЕпт руб./измеритель. (152)

Заменяя величину Г ее значением, так же как и в формуле (151), можно написать

\0іК Ег

= ^гггЛт 7 руб./измеритель, (153)

3b5LQ6p птр

где Km — количество специально оборудованных (или оборудуемых) пунктов подталкивания на участках направления; ?пт — приведенные годовые затраты по оборудованию и содержанию одного пункта подталкивания в руб.

Дополнительные затраты, связанные с увеличением простоя вагонов под накоплением при повышении весовой нормы поездов (заменяя в формуле величину Г через вес поезда и размеры движения), также можно выразить в виде

А0нак= Ю4с*пфС„А(Збр руб./измеритель. (154)

LQбр 4-гр

Подставляя в формулу (149) соответствующие значения и преобразуя ее, получим окончательное полное выражение условия экономической целесообразности введения подталкивания [38, стр. 303]

через размеры движения 104 [ Л0д ! с , ВОА 5рд . СтЖр | CT4Qgp 1

Д R I і ^"Д I ^тччсир , тч чс оР , э_'\ л

П0Л I ..ОД "Г" ,бр Т ,л "+- од 1" ,л ~r J ) ^

Убр 4 '-'уч 'уч 'уч Ууч 'уч '

^ Ю4 [ Лод бод , 5рД . Стч Q бр Стч Q(,p , Сз2^лд+ ,

Лт V 7,т д ' /бР ^ /л + ,т I 75 I 7 г

V6p \ ^уч ^уч ^уч ^уч ^уч

КТЕТ КптЕпт с КпфСт-ц AQep\ й / /ісеч

+ ЗЦ— I руб./измеритель; (155)

«грЬ 3b5nrpL nrp L і

через значение годового грузопотока 10 | Лрд „ Бод .

тч Ч:ор , ^т'і

под I од -+- Д°д -+- ,бр "і" .л ¦+¦ од I /л I )>

V6p * ^уч 'уч 'уч '-'уч 'уч '

104 / Лрд „ бод і Вод , CT4Q6p | СтчОбр Сэ2ялд+ \ і + + + —і 75 і 7 ) -г

V6p » ^V4 'уч 'V4 Ууч (V4 '

Qlp v УЧ 1УЧ 'уч fyq 'уч

(/Спт ^ПТ 365/Ст ^Т^

1 TL

-f 365с/СПфС1Ч AQ6p) руб./измеритель. (156)

В неравенствах (147—148; 155—156): ЛоД; ЛдВ; Боа] Бдв; Вод; йДв; В"од', Вяъ — числовые коэффициенты для

одиночной и двойной тяги (приведены в табл. 21);

QfjpJ <2бр; Q<5P — вес поезда соответственно при одиночной, двойной тяге и подталкивании в т/брутто;

од дв тол _

?>уч; vy4; vy4 — участковая скорость соответственно при одиночной, двойной тяге и подталкивании в км/ч\

иу°ч — участковая скорость на линии одиночной тяги с поездами повышенного веса при введении двойной тяги на части направления в км/ч;

AQ6p — увеличение весовой нормы поездов двойной тягой или подталкиванием в т; liRT; 2#лд+дв; 1Жд+тол -затрата механической работы

на тягу одного поезда на всем рассматриваемом направлении соответственно при: одиночной тяге, двойной тяге на всем направлении, двойной тяги лишь на части направления и подталкивании поездов на отдельных перегонах в ткм.

Приведенные затраты на оборудование и содержание одного пункта подталкивания составляют примерно 10—20% от затрат на содержание по времени одного толкача и могут приниматься в расчетах для среднесетевых условий равными:

При паровой тяге 10—11 тыс. руб. в год

» тепловозной тяге 5—6 » » » »

» электрической тяге 4—4,5 » » » »

Ниже приводится методика расчета затрат на содержание по времени одного толкача в сутки и конкретный расчет для электровоза ВЛ23, применяемого в качестве толкача.

Затраты состоят из следующих элементов.

а) Стоимость локомотива и реновационные отчисления

.ГДЄ (Хлок коэффициент, учитывающий дополнительное время простоя локомотива в плановых видах ремонта (время, необходимое на пробег локомотива в депо, для постановки в ремонт и возвращение обратно, учитывается отдельно).

Для электровоза ВЛ23 эта величина составит 1,025 • 81 000 / 1 1 \ Qon Л/ 365 [ТО + 25J = 32'° РУб-/сутки.

б) Оплата локомотивной бригады

24 (Хл?к «лбр руб./сутки, (158)

где Олок — коэффициент больше единицы, учитывающий, что в процессе приема и сдачи локомотива на работе находятся обе бригады. Для всех видов тяги в данных расчетах может приниматься равным 1,04.

Для подталкивающих локомотивов расчетная ставка одного бригадо-часа локомотивной бригады, состоящей из двух человек, в ориентировочных среднесетевых расчетах с учетом ближайшей перспективы по данным Гипротранстэи МПС может приниматься: при паровой тяге 1,95 руб., тепловозной 2,21 руб. и электрической, как и для поездного грузового движения, по данным табл. 15. Тогда для электровоза BJ123

24 • 1,04-2,88 = 71,9 руб./сутки.

в) Расход топлива на собственные нужды локомотива

Сюда относится затрата топлива, горючего или электроэнергии на стоянках и на перемещение самого локомотива на станциях его оборота, при подходе к составу, при следовании после подталкивания и возвращении в пункт приписки, а также на служебные нужды (обслуживание вспомогательных агрегатов, отопление и освещение) в процессе самого подталкивания.

Таким образом, затраты эти можно выразить следующей формулой:

У^г(?Р + вт) + /?сл™Сэ, (159)

где YcyT — затрата топлива, горючего или электроэнергии в сутки на служебные нужды локомотива (в кг горючего или условного топлива при тепловозной и паровой тяге и в квт-ч электроэнергии при электрической тяге); Rcут — затрата механической работы в сутки на перемещение подталкивающего локомотива без учета затраты механической работы непосредственно на подталкивание поездов в ткм.

Принимая, что электровозы и тепловозы-толкачи загружены работой по подталкиванию поездов в лучшем случае не более чем на 90 % (вследствие имеющей место неравномерности движения такую загрузку можно считать максимальной), в течение 24-0,9 =21,6 ч в сутки они работают с включенными вспомогательными агрегатами или дизелями на малых оборотах.

Помимо того, при среднесуточном пробеге порядка 300 км толкач половину этого расстояния следует в обратном направлении, причем до 40—60% всего расстояния двигается под уклон, без тяги. Примерно 10% принятого пробега составляют не входящие в него передвижения по станционным путям. Считая, что при следовании одиночной тягой эквивалентный подъем по механической работе близок к 1°/00, а среднее сопротивление локомотива движению можно принять 3 кг/т, расход электроэнергии на собственные нужды электровоза ВЛ23, например, составит (часовой расход энергии при работе всех вспомогательных агрегатов на полную мощность 47 кет-ч и на отопление и освещение в среднем 5 кет-ч, см. табл. 14):

а) на служебные нужды

21,6 • 0,5 -52 + 21,6 ¦ 0,5 (23,5 + 5) = 868 квт-ч-,

б) на перемещение самого локомотива

(300 • 0,5 ¦ 0,5 + 300 • 0,1) (3 + 1) 138 • Ю-3 = 58 ткм,

или 210 квт-ч, т. е. примерно 25% от расхода энергии электровозом на собственные нужды.

Энергии, расходуемой на собственные нужды, пропорциональны лишь затраты, связанные с износом тяговых двигателей; энергии же, затрачиваемой на перемещение локомотива, пропорциональны, кроме того, расходы на ремонт пути, ходовых частей локомотива, экипировку и др., приведенные в табл. 33, кроме технического осмотра грузовых вагонов. Тогда в сутки затраты по электроэнергии на собственные нужды электровоза-толкача BJT23 составят

868-0,01125 +58• 0,'0953 =15,6 руб./сутки.

Расход электроэнергии, горючего или твердого топлива локомотивами на собственные нужды при движении с поездом (подталкивании) и на стоянках приведен в табл. 14. При паровой тяге расход топлива на собственные нужды паровозов-толкачей принят из расчета круглосуточной служебной форсировки при механическом отоплении ?0 = 4 кг/м?-_ч (§ 78 Правил тяговых расчетов, 1961 г.).

Затраты, пропорциональные расходу топлива на собственные нужды электровозов и тепловозов-толкачей, определены из условия полной загрузки их работой по подталкиванию поездов или допол-нительной работой (маневры, вождение вывозных, хозяйственных, передаточных поездов и т.

г) ремонтные затраты, пропорциональные времени

Эти затраты составляют

24алок Єрл руб./сутки. Для электровоза-толкача BJT23 эта величина равна 24-1,025-0,18=4,4 руб./сутки;

д) затраты, связанные с пробегом локомотива в депо на ремонты и обратно

Вместо возвращения локомотива-толкача из депо после ремонта практически имеет место подмена направленного в ремонт локомотива другим, что по существу не меняет технико-экономической стороны этого вопроса. Затраты, связанные с пробегом локомотивов- толкачей в депо на ремонт и обратно, приходящиеся на сутки их работы, можно выразить следующей общей формулой:

(161)

Слкм КпрТ /тяг руб./сутки,

где КпрТ — количество пробегов одного локомотива-толкача в депо на ремонты,- приходящиеся на одни сутки;

Iтяг — длина тягового плеча в км;

СЛкм — приведенная стоимость 1 локомотиво-км в руб.

При определении стоимости 1 локомотиво-км по формуле (70) необходимо иметь в виду, что расчет входящей в эту формулу стоимости 1 локомотиво-ч, в свою очередь определяемой по формуле (45), включает коэффициенты алок и a®oK, которые для локомотивов-толкачей можно принять одинаковыми, равными 1,5. При этом учитывается простой локомотива-толкача в ожидании отправления по графику с пункта приписки и пробег в одну сторону в среднем только на полс.-лне тягового плеча, но не учитывается простой локомотива во всех видах плановых ремонтов, вошедший в затраты, пропорциональные стоимости локомотива, и реновационные отчисления в п. «а» настоящего расчета. В соответствии с примечанием к табл. 14 (п. 5) расход электроэнергии или горючего на собственные нужды электровоза и тепловоза при резервном пробеге принимается в раз-мере 50% расхода топлива при следовании с поездом.

+ 0,5-52 • 0,01125 +

а стоимость 1 локомотиво-км по формуле (70), принимая среднюю участковую скорость следования локомотива-толкача в депо и об-

Стоимость локомотиво-часа электровоза ВЛ23 в этих условиях по формуле (45) составит

ратно 40 км/ч, крутизну эквивалентного подъема 1°/00 и среднее сопротивление локомотива движению 3 кг/т,

6 82

Слкм = + 0,01012 • 138 (3 + 1) Ю-3 = 0,23 руб/км.

При всех видах тяги и типах локомотдвов-толкачей стоимость 1 км резервного пробега их в депо и обратно находится в пределах 0,2—0,3 руб/км (лишь для тепловозов ТЭЗ в двух секциях 0,34 руб/км).

Количество пробегов локомотива-толкача в депо, приходящееся на одни сутки, составляет

= (162)

^ рем

где ScyT — среднесуточный пробег локомотива-толкача в км;

5Рем — норма межремонтного пробега локомотива данного типа в км.

В качестве межремонтного следует принимать пробег между укрупненными техническими осмотрами при электрической тяге, между профилактическими ремонтами при тепловозной тяге и между контрольно-техническими осмотрами при паровой тяге. Для электровозов всех типов при среднесуточном пробеге 300 км по формуле (162) получим

*5Г = = °'05 пробега в сутки.

Тогда по формуле (161) затраты, связанные с пробегом локо-мотивов-толкачей в депо на ремонт и обратно, для электровозов ВЛ23 при длине тягового плеча 300 км составят

0,23-0,05-300=3,5 руб./сутки.

При ориентировочных расчетах в среднесетевых условиях с достаточной степенью точности можно принимать среднесутс ный пробег толкачей при тепловозной тяге 275 км и паровой 250 км. Исходя из норм пробега между профилактическими ремонтами тепловозов и промывочными ремонтами паровозов (контрольно-технические осмотры их могут производиться в пункте приписки толкача на участке), величина КпрТ составит для тепловозов 0,069 и паровозов 0,033. Расчетную длину тягового плеча в данном случае можно принимать при тепловозной тяге 200 км и паровой 150 км. Затраты по содержанию толкачей, связанные с пробегом их в депо, при этом будут сравнительно небольшими и в общих расходах не превысят 3%. Поэтому некоторая условность принятых данных, в частности длины тягового плеча и среднесуточного пробега локомотивов, в пределах любых, реально возможных отклонений от этих данных в действительности, существенного влияния на общую величину затрат по содержанию подталкивающих локомотивов не окажет.

Общие суточные затраты по содержанию подталкивающего элек-тровоза ВЛ23, подробный расчет которых приведен выше в качестве примера, составят

32,0 +71,9 +15,6 +4,4 +3,5» 127 руб./сутки.

Произведенный точно так же расчет затрат на содержание од-ного толкача в сутки для других типов локомотивов по элементам затрат приведен в табл. 44. При расчете принято, что остаточная стоимость паровозов полностью переносится на выполняемую ими работу за оставшийся срок их службы.

Как видно из данных табл. 44, затраты, пропорциональные расходу топлива на собственные нужды локомотивов-толкачей, в общих затратах на содержание одного толкача в сутки составляют при электрической тяге примерно 11—13%, тепловозной — 17—35% и паровой 50—60% . В среднем можно считать стоимость содержания одного толкача в сутки при электрической тяге примерно 130 руб., тепловозной — 140 руб. (лишь при тепловозах ТЭЗ в двух секциях — 200 руб.) и паровой — 130 руб. (лишь при паровозах ФД — 160 руб.).

В конкретных условиях необходимое количество пунктов толкания устанавливается тяговыми расчетами или по тонно-километ- ровым диаграммам, а необходимое число толкачей на каждом пунк-те — построением графика их оборота по графику движения поез-дов. Для аналитических расчетов на основании специальных иссле-дований установлено [38, 39, стр. 101], что количество толкачей, необходимых на один пункт подталкивания г, можно определить из условия:

на двухпутных линиях

1,2 Т°б Г

г = —- толкачей, (163)

352 152(?бР

где Т°б — среднее полное время оборота одного толкача в мин\ Г — грузопоток в рассматриваемом направлении в пг нетто в год;

Qlp — вес поезда брутто при подталкивании в т;

на однопутных линиях при отношении потребной пропускной способности к наличной:

Менее 0,75 один толкач на пункт

В пределах 0,75—0,9 два толкача на пункт

0,9 и выше три толкача на пункт [38]

В приведенной выше методике расчетов не учитывалось, что кратная тяга может изменить систему освоения грузопотока во встречном направлении. Вторые локомотивы при двойной тяге могут в обратном направлении полностью или частично использоваться также для ведения поездов или не использоваться, но меняя 198

Таблица 44

Затраты на содержание одного толкача по времени в сутки Затраты Расчетная формула Величина затрат в среднем в руб./сутки по видам тяги и типам локомотивов Электрическая Тепловозная Паровая ОО

К съ

ОІ « сч

ч m т н см Я Н Я X

К К о S

со

л ?

Н и о

m н о

5 s X *

стэ S Н и tt е о о ® Пропорциональные стоимости локомотива с учетом реновационных отчислений*

Оплата локомотивной

бригады

Пропорциональные затрате топлива на собственные (служебные) нужды . . . Ремонтные, пропорциональные времени

Связанные с пробегом локомотива в депо на ремонт и обратно алок В,юн /1 , 1 \

365 WOHK W 24%бРк<2лбР

^сут (ер +ет) +

24 алок 1 рл

С.'ІКМ К„1Т 1 тяг 43,3 75,5

18,3 5,2

4,2 3.5 32,0 71,9

15,6

30,0 71,9

13,6 3,9

3,3 25,8 55,0

7,0 4,5

3,3 44,5 55,0

13,8 6,2

4,3 38,4 55,0

35,8 4,5

3,8 51 ,2 55,0

29,9 5,3

4,0 76,8 55,0

71,6 9,2

5,9 9,0 48,5

70,0 3,8

1,3 10,6 48,5

93,0 4,6

1,5 7,0 48,5

72,5 3,5

1,2 6,00 48,5

62,5 3,3

1,0 Итого затраты на со держание одного подтал кивающего локомотива по времени в руб./сутки . . 147 127 123 96 124 138 145 219 133 158 133 121

•соотношение размеров движения, вызвать дополнительный резервный пробег локомотивов. Лишь в редких случаях на практике может иметь место обратное явление: достижение при кратной тяге парности движения и ликвидация благодаря этому резервного пробега. При таком положении ликвидация резервного пробега будет дополнительной эффективностью кратной тяги.

В общем же случае, если конфигурация движения до и после введения кратной тяги неизменна, более правильным будет предположение 'о возвращении части локомотивов кратной тяги резервом. При двойной тяге всегда можно считать, что излишние локомотивы возвращаются резервом без локомотивных бригад (хотя фактически и с поездами, но без увеличения их веса и скорости, т. е. вторые локомотивы перемещают как бы только себя). При подталкивании вследствие сокращения размеров движения в направлении толкания, когда во встречном направлении не хватает локомотивов для вывоза поездов, засылка их производится обязательно с локомотивной и поездной бригадой.

Учет этих факторов необходим при окончательном суждении о степени технико-экономической выгодности кратной тяги.

Расчеты по определению экономической целесообразности введения кратной тяги в тех или иных конкретных условиях показаны на приведенных ниже примерах.

Пример 29. Определить, выгодно ли введение двойной тяги тепловозами ТЭЮ при следующих условиях. Тип профиля III с (р = 9 °/00 по характеристике ЦНИИ МПС, путь — щебень, рельсы Р50, грузопоток в рассматриваемом направлении 15 млн. т нетто в год, отношение веса нетто к весу брутто состава 0,7, стоимость перевозимого груза среднесетевая, параметр накопления 10, число назначений плана формирования 5. Среднее расстояние пробега поездов без переформирования 500 км, средняя длина участка обращения тепловозов 400 км, поездных и локомотивных бригад — 200 км, вес поездов увеличивается при двойной тяге на 70%, тепловозы секционируются, локомотивная бригада и при двух секциях остается из двух человек. На линии полуавтоблокировка, курсирует шесть пар пассажирских поездов, отношение ходовых скоростей грузового и пассажирского движения 0,7. Задачу решить из предположения, что линия двухпутная и однопутная.

Решение. Вес поездов при одиночной тяге, принимая и для вагонов и для локомотива а>0 = 1,3 + 0,02 и кг/т и ир = 25 км/ч, составит

Qp з= F«~P К+ О = 25 О"» ~ '38 0,8 + 9), = 2 2QQ ш> ш0 + <р 1-8 +9

а при двойной тяге по условию 1,7-2 200 = 3 750 т.

Тяговыми расчетами, выполненными для заданной характеристики профиля, установлено, что при одиночном локомотиве ходовая скорость и затрата механической работы на тягу поезда в среднем на 1 км пути будут соответственно 50,7 км/ч и 9,89 ткм/км, а при двойной тяге 56,1 км/ч и 17,27 ткм/км. Тогда

на двухпутной линии

Коэффициент участковой скорости для заданных условий по формуле (135) составит

(1 — 0,7) • 6 ¦ 27,3

k = 1- Поо = 0'969'

где 27,3 —средняя стоянка поезда под обгоном, найденная для заданных условий по формуле (134) из предположения, что среднее время хода грузового поезда по расчетному перегону равно 15 мин. Участковая скорость при одиночной тяге определится в размере

-0уч = 50,7 • 0,969 = 48,5 км/ч.

При двойной тяге и несколько меньшем времени занятия поездом перегона fix = 0,973 и куц = 56,1 • 0,973 = 54,8 км/ч.

По условию (147) двойная тяга по сравнению с одиночной выгодна, если

104 /7,74 4,50 6,46 0,003 • 2 200

/7,74 4,50 6,46 0,003 • 2:

(j8X + 0,0132 + 200 + 400 + 48,5

2 200

0 003-2 200 \ 104 / 11,54 4,50

+ тг^-+0,1 • 9-89) > W Ых + °'0222 + W +

12,98 0,003-3 750 0,003 -3 750 + + 17'27+ 5478 + 400 +

365 • 0,7 • 10 • 5 • 0,003 • 1 550 • 3 750 \ + ! 15-10^-500 ) РУб-/измеР™>-

В данном случае 6,16>6,10 руб./измеритель, т.е. двойная тяга экономически выгодна.

Однако разница в приведенных перевозочных затратах в нашем примере составляет всего 6,16—6,10 = 0,06 руб. на измеритель или в год

0,06 • 15 • 106 • 500

0 7 _ ю« = 64,5 тыс. руб.,

т. е. сравнительно невелика. В подобных, близких по затратам вариантах для окончательного решения необходимо рассмотреть и некоторые другие факторы, менее важные, чем учтенные в приведенном выше расчете, но в данных условиях могущие оказать влияние на выбор наивыгоднейшего варианта освоения грузопотока. Такими факторами могут быть, с одной стороны, возможные дополнительные затраты, связанные с увеличивающимся при двойной тяге простоем локомотивов в пунктах оборота в ожидании отправления, а с другой, — экономия от возможного сокращения числа назначений плана формирования и уменьшения благодаря этому затрат,, связанных с накоплением вагонов в пунктах формирования поездов, а также возможное уменьшение затрат на маневры по формированию и расформированию (хотя на каждый поезд большего веса затраты на маневры и возрастут, но число поездов при этом уменьшится). В конкретных условиях путем построения вариантов графика движения следует уточнить и влияние двойной тяги на участковую скорость, отдельно учтя и результаты от изменения количества остановок грузовых поездов для обгона их пассажирскими. В определенных условиях с повышением веса поездов двойной тягой может измениться и параметр накопления вагонов в пункте их формирования.

Если в результате введения двойной тяги возникнет или увеличится, или будет ликвидирован, или уменьшится резервный пробег локомотивов, то это также должно быть учтено в технико-экономических расчетах. В данном примере, принимая до введения двойной тяги на линии парное движение, получим, что при двойной тяге среднесуточные размеры движения сократятся в рассматриваемом направлении с (15-10е) : (365-0,7-2 200) = 26,7 поезда до (15-10е) : (365-0,7-3 750) = 15,7 поезда, т. е. в направлении двойной тяги ежесуточно будет следовать 2-15,7 = 31,4 тепловоза, а обратно поведут поезда только 26,7 тепловоза; остальные 31,4—26,7 = 4,7 тепловоза будут возвращаться резервом.

Стоимость 1 локомотиво-ч для тепловозов ТЭЮ в резервном пробеге без локомотивной бригады (расход горючего на собственные нужды примерно 50% расхода в поездном движении, см. табл. 14) по формуле (45) составит

_ 1,5 • 120 000

Слч

irir^ {l6+~k) + 29'5 (0'028 + °'0174)+

+ 1,5 • 0,21 = 4,75 руб.

Здесь 29,5— расход дизельного горючего в кг на собственные нужды тепловоза при резервном следовании, найденный по значению в квадратных скобках формулы (58) и данным табл. 14.

Принимая участковую скорость резервного пробега, равной поездной при одиночной тяге встречного направления (возвращение локомотивов с поездами) 48,5 км/ч, основное удельное сопротивление локомотива 2,7 кг/т и эквивалентный уклон для всего направления 1 °/оо> п0 формуле (70) получим стоимость 1 локомотиво-км резервного пробега

Слкм = + 138 • 0,1 (2,7 + 1) Ю-3 = 0,149 руб.,

а дополнительные затраты от резервного пробега локомотивов на измеритель 365 • 4,7 • 500 • 0,149 • 0,7 • 104

ІГПдггш = 0,119 руб-

Кроме того, в направлении двойной тяги ежедневно будут засылаться резервом для ввоза встречных поездов 26,7—15,7 = 11 локомотивных и поездных бригад. Если принять их оплату в резервном пробеге в размере 50%, а время следования — соответствующее участковой скорости грузовых поездов, то дополнительные затраты на измеритель, полностью относимые на двойную тягу, составят

365 • 0,5 • 11 • 1,25 • 3,83 • 0,7 • 104

ййГП^Тщ^ = 0,066 руб.

Здесь 1,25 — коэффициент внепоездной работы бригад (в пунктах их смены);

3,83 — расходная ставка 1 я работы локомотивной и поездной бригады в руб.;

54,8 — участковая скорость в направлении двойной тяги в км/ч.

Перевозочные затраты на измеритель при двойной тяге с учетом резервного пробега локомотивов и бригад составят

6,10 + 0,119 + 0,066 = 6,29 руб.,

т. е. больше, чем при одиночной тяге. Двойная тяга в этих условиях невыгодна, если нет иных экономических факторов в ее пользу. Таким весьма сильным фактором может быть эффективность отдаления капитальных вложе-ний на усиление пропускной способности, если двойная тяга вводится для ее расширения и заменяет другие мероприятия, требующие капиталовложений.

На однопутной линии

Дополнительный (по сравнению с двухпутной линией) экономический эффект двойная тяга на однопутной линии даст за счет сокращения количества остановок для скрещений и обгонов поездов. Примем условно в исходный период при одиночной тяге размеры движения и ходовую скорость поездов в обоих направлениях одинаковыми. Исходя из того, что среднее время чистого хода пары поездов по перегону при двойной тяге 28 мин, станционный интервал скрещения при полуавтоблокировке 1 мин и неодновременном прибытии 4 мин, время на разгон и замедление поезда 4 мин, средняя стоянка поезда под скрещением по формуле (136) составит в среднем 12,6 мин.

При одиночной тяге коэффициент участковой скорости по отношению к ходовой по формуле (139) будет:

(26,7 + 20,7 • 0,9 ¦ 6) 12,6 + (1 - 0,7 • 0,9) 6 • 27,3

Р°д = і - —2! Гбоо = °'692=

= 50,7 • 0,692 = 35 км/ч.

Количество остановок поезда на 1 км пути по формуле (141) составит

км 26,7+ (1+0,7 • 0,9)6 ^ост — 24 • 50,7 • 0,692 ~ 0,0435.

Дополнительная затрата механической работы локомотива для компенсации потери кинетической энергии при остановках поездов на 1 км будет

3,8 (138 + 2 200)- (50,7-0,95)2 0,0435 • 10-6 ж 0,9 ткм/км.

При двойной тяге средние размеры движения (26,7+ 15,7) : 2 = 21,2 пары поездов в сутки. Тогда, аналогично расчету при одиночной тяге, рх = = 0,736.

Средняя ходовая скорость в обоих направлениях равна

2

= j j = 53,3 км/ч,

50?Г + 5бТГ

а участковая скорость в направлении двойной тяги 56,1 . 0,736 = 41,5 км/ч.

Количество остановок одного поезда на 1 км по формуле (141) составит 0,033, а дополнительная потеря механической работы локомотива, связанная с остановками одного поезда, — 1,28 ткм/км.

При этих данных по условию (147) без учета резервного пробега локомотивов, вызываемого двойной тягой,

J0 / 7,74 _45Д)_ М6_ 0Д)^2^СЮ

2 200 ^ 35,0 + °'Ш32 + 200 + 400 + 35,0 0,003-2 200 \ 10 / 11,54 4,50

+ 400 + О'1 * 10'79) s Т750 ( ТТХ + °'0222 + "200" +

, 12>98 , ,осс , 0,003 -3 750 , 0,003-3 750 + -Щ- + 0Л- 18,55 + щ +

365 • 0,7 • 10 • 5 ¦ 0,003 • 1 550 • 3 750

15 • 106 • 500 или после соответствующих подсчетов

1,556-104 2,538 -10і

2 200 ' > 3 750 7,08 > 6,76.

Следовательно, двойная тяга без учета резервного пробега локомотивов и бригад на однопутной линии явно выгоднее, чем на двухпутной. Экономия приведенных затрат составляет 32 коп. на измеритель против 6 коп. на двух-путной линии.

Затраты на измеритель, связанные с резервным пробегом тепловозов, учитывая, что эквивалентный подъем на 10% больше, чем на двухпутной линии (за счет потери энергии при остановках для скрещения поездов), по формуле (70) составляют

откуда

0,144 руб./измеритель.

365 • 4,7 • 500 • 0,18 • 0,7 • 10і 15 • 106 • 500

Дополнительные затраты на измеритель, связанные с резервным пробегом локомотивных бригад, составят

= 0,087 руб.

365 • 0,5 • 11 ¦ 1,25 • 3,83 • 0,7 • 10* 41,5 ¦ 15 • 10"

Но и при этом условие выгодности двойной тяги будет соблюдено, так как 7,08 > 6,99 руб./измеритель.

Таким образом, если на двухпутной линии повышение веса поездов двойной тягой на 70% при возвращении лишних локомотивов и засылке бригад резервом экономически нецелесообразно, то на однопутной линии в тех же условиях это экономически оправдано, особенно если учесть ряд дополнительных факторов, связанных с экономическим эффектом повышения весовых норм поездов, о которых говорилось выше.

Расчеты по выявлению технико-экономической эффективности двойной тяги на части направления аналогичны приведенным в при-мере 29.

Рассмотрим теперь пример по выявлению экономической целесообразности подталкивания.

Пример 30. На двухпутном направлении длиной 1 200 км с /р = 9 %0 , III типом профиля пути по характеристике ЦНИИ МПС и электровозами Н8 в шести пунктах имеются элементы профиля пути с г'р = 12°/00 общей длиной 60 км. Целесообразно ли ввести на этих элементах пути подталкивание для повышения веса поездов от расчетного до максимально возможного по длине станционных путей (850 ж) и погонной нагрузке подвижного состава 5 т!пог. м? В расчетах принять среднюю длину участка обращения локомотивов 600 км, бригад— 300 км, размеры пассажирского движения 16 пар поездов, грузопоток 50 млн. т нетто в год, движение до введения подталкивания парное, отношение скоростей грузового и пассажирского движения 0,8, параметр накопления 10, число назначений плана формирования 8, средний пробег поездов без переработки 500 км, отношение веса нетто к весу брутто состава 0,7. Средневзвешенная стоимость груза, находящегося в процессе транспортировки, и структура вагонного парка — среднесетевые, интервал между грузовыми поездами в пакете при автоблокировке 10 мин.

Решение. При одиночной тяге вес поезда по участкам с tp = 12 °/00 для электровозов Н8 составляет 3 100 т. По данным тяговых расчетов ходовая скорость на 12°/00-ных подъемах расчетная 43 км/ч, а во встречном направлении с учетом ограничения по тормозам— 72,5 км/ч\ на остальной части профиля пути III типа с (р == 9°/00 скорость 66,3 км/ч и во встречном направлении, условно принимая профиль пути симметричным, а вес поезда, ограниченный длиной станционных путей и погонной нагрузкой подвижного состава,—4 000 т, ходовая скорость 62,7 км/ч. Тогда средняя ходовая скорость в направлении подталкивания составит 64,5 км/ч, а во встречном направлении 63,1 км/ч. Среднесуточные размеры движения соответственно 63,2 и 49 поездов. Учитывая различную степень заполнения графика по направлениям в вариантах одиночной тяги и подталкивания, участковую ско-рость поездов можно рассчитать следующим образом.

При одиночной тяге в направлении подталкивания

Зона влияния на графике пачки из двух пассажирских поездов (рис. 12)

(1-д)+/ +* +/п

^ПСЗ Тгр Тпс + /Пр + t р3 -f- /пс

при длине участка 300 км составляет

гр

р ^ рз ~ 300 • 60 • 0,2

64,5

{-6 + 2+ 15 = 79 мин,

где Ггр — время следования по участку грузового поезда в мин; Тпс — то же пассажирского поезда в мин-,

/пр—интервал попутного прибытия грузового поезда вслед за пассажирским при автоблокировке (принят 6 мин); /„с — интервал между пассажирскими поездами в пачке (принят 15 мин); (рз — время на разгон и замедление грузового поезда (принято при электрической тяге 2 мин).

Тогда общая зона влияния пассажирского движения на грузовое в графике в рассматриваемом направлении составляет 79-8 = 632 мин в сутки.

В остальную часть суток 1 440—632 = 808 мин на графике грузовые поезда могут быть проложены без обгона их пассажирскими.

При равномерной прокладке грузовых поездов на графике средний интервал между ними составляет 1 440 : 63,2 = 22,8 мин. Тогда без обгона пассажирскими могут проследовать в сутки 808 : 22,8 = 35 поездов, а остальные 63,2—35,0 = 28,2 поезда будут иметь в среднем не больше как по одному обгону пачкой пассажирских поездов, так как при одном обгоне мак

118= 32 поезда*

симальное число обгоняемых поездов составило бы(

а фактически обгоняется 28 поездов.

Средний простой грузового поезда под обгоном пачкой пассажирских при автоблокировке может быть найден по формуле [36, стр. 64, формула (110)] с поправкой на пачечную прокладку пассажирских поездов

(164)

і0б = 2/гр + 0,5 (1 — Д) tx + /„с мин.

Знаком |[ показано, что берется только целое число в частном, без дроби.

205

В рассматриваемом примере с поправкой на разгон и замедление fob = = 2-10 + 0,5(1—0,8) 15 + 2+15 = 38,5 мин.

Общая потеря времени на обгон, приходящаяся на один поезд на графике, составит при этом

28,2 - 38,5

63,2-60 -°'286 4' а участковая скорость будет равна

300

сУч = —зоо = 60,9 км/ч

64^ + °>286

и коэффициент участковой скорости (по отношению к ходовой) 0,942.

Такими же расчетами найдено, что в о встречном направлении участковая скорость составит 61,5 км/ч при коэффициенте участковой скорости 0,975.

Затрата механической работы локомотива на 1 км пути по тяговым расчетам составляет при одиночной тяге на участках с (р = 12°/00

(180 + 3 100) (1,3 + 0,02-43 + 12) 10-3= 46,5 ткм/км,

а на остальной части профиля пути 14,65 ткм/км и во встречном направлении 18,33 ткм/км (кроме 12%0-ных уклонов, где поезд идет без тяги).

Тогда средневзвешенная затрата механической работы локомотива на 1 км направления при одиночной тяге составит в сторону подталкивания

46,5 • 60+ 14,65 • 1 140 1 2оо = 16,2 ткм/км

и во встречном направлении 17,4 ткм/км.

При подталкивании вес поезда может быть установлен максимально возможным по длине станционных путей и погонной нагрузке подвижного состава. Так как при этом вес поезда повышается лишь на 30%, в качестве толкачей вполне достаточно применить электровозы BJI23. Равновесная ходовая скорость поездов на 12°/'00-ных подъемах составит при этом по тяговым расчетам 50,5 км/ч, а затрата механической работы локомотива на 1 км подъема

(180 + 138 + 4 000) (1,3 + 0,02 - 50,5 + 12)10'3 = 61,5 ткм/км.

В среднем в направлении подталкивания ходовая скорость будет равна

1 200

= Тиб 60~ = 62,0 км'4'

62,7 Ч 50,5

а средняя затрата механической работы локомотивов на 1 км пути

61,5 • 60+ 18,33 • 1 140 j~2qq = 20,5 ткм.

При этом участковая скорость на линии по расчетам, аналогичным приведенным выше, в направлении подталкивания составит 58,5 км/ч при коэффициенте участковой скорости 0,93. Некоторое уменьшение коэффициента участковой скорости против одиночной тяги, несмотря на снижение размеров движения, объясняется увеличением интервала времени между грузовыми поездами при равномерной прокладке их на графике. Если отступить от этого принципа, то в варианте с подталкиванием при автоблокировке можно построить безобгонный график, но тогда должны появиться задержки составов на распорядительных станциях из-за неритмичности отправления поездов.

Имея эти данные, получаемые в конкретных условиях аналогичными расчетами или тяговыми расчетами и построением соответствующих графиков движения, целесообразность подталкивания устанавливаем по условию (155) или (156). Принимаем, что все шесть пунктов подталкивания требуют специального оборудования (худший случай). Необходимое число толкачей на пункт при среднем времени полного оборота толкача 50 мин и коэффициенте неравномерности движения поездов 1,2 по формуле (163) составляет

1,2 • 50 • 10° • 50 _ r ~ 352 152-4000 ~2>12>

или в среднем на один пункт 2,5 толкача. Распределение толкачей по два на одних пунктах и по три на других устанавливается построением графиков работы толкачей по каждому намечаемому пункту подталкивания.

Стоимость содержания электровоза-толкача BJI23 по времени исходя из данных табл. 44 принимаем 127 руб./сутки, приведенные затраты на оборудование и содержание одного пункта подталкивания 4 500 руб./год.

Расходная ставка на 1 ткм механической работы при коэффициенте рекуперации поезда весом 3 100 от 0,08 и поезда весом 4 000 т 0,1 по формуле (84) составит:

до введения подталкивания

Сэ = 10,12 — 4,33 • 0,08 = 9,77 коп/ткм, при подталкивании

Сэ = 10,12 — 4,33 • 0,1 = 9,69 коп/ткм.

Тогда

+ 0,0969 X

104 / 6,88 4,43 4,57 0,003 • 3 100

3 100 [ 60,9 +°'0065 + зоо + 600 + 60,9 +

, 0,003 • з 100 \ 104 / 6,88 , „г ,

или после вычислении

6,10 > 6,005 руб./измеритель.

Следовательно, введение подталкивания в данном случае экономически выгодно.

Кроме найденного эффекта 6,10—6,005 руб., т. е. 9,5 коп. на 10 000 ткм брутто перевозок, в данном случае будет и дополнительный экономический эффект от устранения резервного пробега локомотивов и бригад, так как с введением подталкивания устраняется непарность в размерах движения. Этот эффект можно подсчитать так же, как и в предыдущем примере.

Если бы введение подталкивания вызывало резервный пробег^ локомотивов и бригад, то его следовало бы учесть как фактор, снижающий эффективность кратной тяги.

На основании специальных исследований по приведенной методике [11—13] установлена степень выгодности применения под-

талкивания для двухпутных линий (табл. 45) и для однопутных линий — при паровой тяге (табл. 46), при тепловозной и электрической (табл. 47).

Таблица 45

Условия, при которых выгодно применение подталкивания на двухпутных линиях

Наибольшее экономически выгодное количество пунктов подталкивания с необходимым по грузопотоку числом толкачей на каждом пункте в расчете на 100 км дл&ны направления при средней длине подталкивания на один пункт в км и видах тяги

Увеличение веса грузовых поездов в % при подтал-кивании Паровая Тепловозная Электрическая 10 1 15 5 1 10 1 15 5 ,0 15 10 0,35 0,25 0,35 0,32 0,30 0,4 0,30 0,25 20 0,80 0,60 0,75 0,65 0,55 0,95 0,70 0,50 30 1,40 1,10 1,15 1,00 0,80 1,55 1,05 0,80 40 2,05 1,65 1,55 1,30 1,08 2,10 1,50 1,10 50 2,70 2,15 1,95 1,70 1,30 2,70 1,90 1,45 60 2,30 2,75 2,30 2,05 1,55 3,35 2,35 1,75 70 3,85 3,25 2,70 2,35 2,85 3,95 2,80 2,10 80 4,35 3,60 3,05 2,70 2,10 4,55 3,30 2,45 90 4,70 3,90 3,45 3,1 2,35 5,10 3,80 2,80 100 4,85 4,00 3,60 3,4 2,6 5,70 4,25 3,20

Приведенные в табл. 45 данные рассчитаны при условии полной загрузки толкачей работой по подталкиванию поездов, что соот-ветствует числу толкачей на каждом пункте, определенному по формуле (163) при значениях Т°б для средних длин подталкивания при паровой тяге 10 и 15 км соответственно 55 и 75 мин, при тепло-возной тяге 5, 10, 15 км соответственно 50, 60 и 80 мин и электриче-ской — 40, 50 и 65 мин. При ином использовании толкачей необхо-димо в значения, приведенные в табл. 45, внести поправки, изме-нив эти значения в прямой пропорции к степени использования толкачей.

Пример 31. Определить наибольшее экономически выгодное количество пунктов подталкивания с толкачами на двухпутной линии, имеющей грузопоток в рассматриваемом направлении 35 млн. m нетто в год при электрической тяге, если средняя длина толкания на пункт 10 км и вес поездов при помощи толкачей должен быть повышен на 40% (до 4 000 m).

Решение. При 100%-ной загрузке толкача необходимое число их на один пункт толкания по формуле (163) составит

1,2 • 50 • 35 ¦ 106 r = ~352 152-4 000 ~ = 1 >48 Т0ЛКача'

Очевидно, на каждом пункте толкания будет по "два толкача, а степень загрузки каждого из них

1,48

100 —т,— = 74 %.

Если при полной загрузке толкачей на каждые 100 км линии выгодно иметь 1,5 пункта толкания с толкачами (табл. 45), то в заданных условиях выгодно иметь на каждые 100 км линии 1,5 • 0,75 = 1,11, или округленно один пункт.

В расчетах учтены затраты на содержание и оборудование самих пунктов подталкивания.

Таблица 46

Условия, при которых выгодно применение подталкивания на однопутных линиях при паровой тяге Увеличение веса грузовых поездов при подталкивании в % Вес поездов до подталки-вания в т Наибольшее экономически выгодное количество

пунктов подталкивания с одним толкачом на пункте на 100 км длины линии при грузопотоке в рассматриваемом направлении в млн. т нетто в год 4 7 10 20 50 75 1 500—3 400 1 200—2 700 1 000—2 300 0,4 0,9 1,5 0,8 1,5 2,5 1,1 2,5 3,5

Примечание. При двух толкачах на пункт степень выгодности подталкивания снижается вдвое и т. д.

Таблица 47

Увеличение веса грузовых поездов при подталкивании в %

Наибольшее экономически выгодное количество пунктов подталкивания с толкачами на 100 км направления при тяге тепловозной | электрической Грузопоток в млн. т нетто в год * 10 [ 15 | 4 | 10 | 20 Число толкачей на один пункт толкания 20 0,25 0,6 0,25 0,90 0,30 0,10 0,35 0,20 0,90 0,55 40 0,45 1,2 0,45 1,75 0,60 0,20 0,75 0,42 1,95 1,15 60 0,70 1,8 2,4 0,70 2,60 0,90 0,30 1,20 0,65 3,15 1,80 80 0,90 0,95 3,40 1,15 0,45 1,70 1,00 4,70 2,50 100 1,1 3,2 1,15 4,40 1,50 0,60 2,20 1,35 6,35 3,45 Примечание. Средняя длина толкания на пункт при заданном числе толкачей существенного влияния на степень выгодности подталкивания на однопутной линии не оказывает.

Приведенные выше методика и примеры расчетов технико-эко-номической эффективности кратной тяги предусматривают обращение на линии поездов одного веса. Практически на многих грузо- напряженных линиях обращаются поезда разного веса: маршруты с мест погрузки — угольные, рудные и другие и поезда с легкими грузами, имеющими значительно меньший вес. Особенно различны

Условия, при которых выгодно применение подталкивания на однопутных линиях при тепловозной и электрической тяге

веса поездов на направлениях, где введено так называемое весовое формирование поездов — по длине станционных путей и определенным средним градациям погонной нагрузки. На этих линиях кратная тяга (двойная или подталкивание) применяется обычно для части поездопотока, что снижает ее технико-экономическую эффективность против найденной выше для всего грузопотока. Од-нако принципы расчета выгодности кратной тяги при этом не изменяются; необходимо лишь расчеты скорости вести на весь поез- допоток, а сопоставимых перевозочных затрат — лишь на ту часть грузопотока, которая осваивается тяжелыми поездами, требующими кратной тяги.