Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 72495 10.20295/2223-9987-2023-4-78-89 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Improving the Traction and Energy Characteristics of Self-Contained Locomotives Through the Use of Modular Design of the Traction System Elements Улучшение тягово-энергетических характеристик автономных локомотивов за счет применения модульного исполнения элементов тяговой системы https://orcid.org/0000-0002-1678-7464 Талахадзе Темур Зурабович Talahadze Temur Zurabovich 086temur086@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-5959-2547 Гребенников Николай Вячеславович Grebennikov Nikolay Vyacheslavovich grebennikovnv@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-9433-3356 Больших Иван Валерьевич Bol'shih Ivan Valer'evich ivan.bolshih@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Ростовский государственный университет путей сообщения Ростов-на-Дону Россия Rostov State Transport University Rostov-on-Don Russian Federation Ростовский государственный университет путей сообщения Ростов-на-Дону Россия Rostov State Transport University Rostov-on-Don Russian Federation Ростовский государственный университет путей сообщения Ростов-на-Дону Россия Rostov State Transport University Rostov-on-Don Russian Federation 19 12 2023 19 12 2023 2023 4 78 89 18 12 2023 https://atjournal.ru/en/nauka/article/72495/view

Цель: Приоритетным направлением стратегических программ по развитию железнодорожного транспорта является проектирование и внедрение в эксплуатацию нового подвижного состава, отличающегося высокими технико-экономическими показателями. В связи с этим целью является сформулировать научно обоснованные технические решения, позволяющие сократить расходы на производство, обслуживание и ремонт тягового подвижного состава и улучшить его тягово-энергетические характеристики. Методы: Для решения поставленной цели применены методы: структурного анализа; статистической обработки больших массивов экспериментальных данных; имитационного компьютерного моделирования; теории локомотивной тяги. Результаты: Выделены приоритетные направления совершенствования тягового подвижного состава. Разработан комплекс научно обоснованных технических решений, позволяющих улучшить тягово-энергетические характеристики автономных локомотивов, которые могут позволить осуществить переход на единую платформу для тепловозов и электровозов. В результате будет достигнуто сокращение расходов на производство, обслуживание и ремонт тягового подвижного состава и улучшение тягово-энергетических характеристик локомотивов. Практическая значимость: Заключается в получении экономического эффекта за счет сокращения расходов на производство, обслуживание и ремонт тягового подвижного состава и расходов топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов.

Purpose: The priority direction of strategic programs for the development of railway transport is the design and introduction into operation of new rolling stock, which is characterized by high technical and economic indicators. In this regard, the goal is to formulate scientifically based technical solutions to reduce the costs of production, maintenance and repair of traction rolling stock and improve its traction and energy characteristics. Methods: To achieve the stated goal, the following methods have been applied: structural analysis; statistical processing of large arrays of experimental data; computer simulation; theory of locomotive traction. Results: Priority directions for improving traction rolling stock have been identified. A set of scientifically based technical solutions has been developed to improve the traction and energy characteristics of selfcontained locomotives, which may allow the transition to a single platform for diesel and electric locomotives. As a result, the reduction in costs for the production, maintenance and repair of traction rolling stock and an improvement in the traction and energy characteristics of locomotives will be achieved. Practical significance: Economic effect obtained due to reducing the costs of production, maintenance and repair of traction rolling stock and the consumption of fuel and energy resources for train traction.

 Тяговый подвижной состав автономный локомотив электровоз тепловоз единая платформа модульная структура тяговая система силовая энергетическая установка энергетическая эффективность компьютерное моделирование Traction rolling stock self-contained locomotive electric locomotive diesel locomotive single platform modular structure traction system power plant energy efficiency computer simulation

Энергетическая стратегия холдинга «РЖД» на период до 2015 года и на период до 2030 года. - М.: ОАО «РЖД», 2011. - 97 с. Energeticheskaya strategiya holdinga «RZhD» na period do 2015 goda i na period do 2030 goda. - M.: OAO «RZhD», 2011. - 97 s. Гапанович В. А. Энергосбережение на железнодорожном транспорте / В. А. Гапанович, В. Д. Авилов, Б. А. Аржанников и др.; под ред. В. А. Гапановича. - М.: Изд. дом МИСиС, 2012. - 620 с. Gapanovich V. A. Energosberezhenie na zheleznodorozhnom transporte / V. A. Gapanovich, V. D. Avilov, B. A. Arzhannikov i dr.; pod red. V. A. Gapanovicha. - M.: Izd. dom MISiS, 2012. - 620 s. Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ (ред. от 29 июля 2017 г.) (с изм. и доп., вступ. в силу с 26 июля 2019 г.). «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Federal'nyy zakon ot 23 noyabrya 2009 g. № 261-FZ (red. ot 29 iyulya 2017 g.) (s izm. i dop., vstup. v silu s 26 iyulya 2019 g.). «Ob energosberezhenii i o povyshenii energeticheskoy effektivnosti i o vnesenii izmeneniy v otdel'nye zakonodatel'nye akty Rossiyskoy Federacii». Стратегия научно-технологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на период до 2030 года (Белая книга). - М.: ОАО «РЖД», 2015. - 128 с. Strategiya nauchno-tehnologicheskogo razvitiya holdinga «RZhD» na period do 2025 goda i na period do 2030 goda (Belaya kniga). - M.: OAO «RZhD», 2015. - 128 s. Зарифьян А. А. Модульная силовая энергетическая установка современного тепловоза / А. А. Зарифьян, Н. В. Гребенников, Т. З. Талахадзе и др. // Сборник научных трудов «Актуальные проблемы и перспективы развития транспорта, промышленности и экономики России». Т. 1. Технические науки. - Ростов-на-Дону: Рост. гос. ун-т. путей сообщения, 2018. - С. 191-195. Zarif'yan A. A. Modul'naya silovaya energeticheskaya ustanovka sovremennogo teplovoza / A. A. Zarif'yan, N. V. Grebennikov, T. Z. Talahadze i dr. // Sbornik nauch-nyh trudov «Aktual'nye problemy i perspektivy razvitiya transporta, promyshlen-nosti i ekonomiki Rossii». T. 1. Tehnicheskie nauki. - Rostov-na-Donu: Rost. gos. un-t. putey soobscheniya, 2018. - S. 191-195. Зарифьян А. А. Повышение энергетической эффективности тепловозов за счет применения модульной силовой установки / А. А. Зарифьян, Т. З. Талахадзе // Сборник научных трудов «Транспорт: наука, образование, производство». - Ростов-на-Дону: Рост. гос. ун-т. путей сообщения, 2018. - С. 100-104. Zarif'yan A. A. Povyshenie energeticheskoy effektivnosti teplovozov za schet primeneniya modul'noy silovoy ustanovki / A. A. Zarif'yan, T. Z. Talahadze // Sbornik nauchnyh trudov «Transport: nauka, obrazovanie, proizvodstvo». - Rostov-na-Donu: Rost. gos. un-t. putey soobscheniya, 2018. - S. 100-104. Гребенников Н. В. Метод снижения потерь электроэнергии в тяговых двигате-лях автономного локомотива за счет применения дискретно-адаптивного управления / Н. В. Гребенников // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2023. - № 1(89). - С. 234-240. - DOI: 10.46973/0201-727X_2023_1_234. Grebennikov N. V. Metod snizheniya poter' elektroenergii v tyagovyh dvigatelyah avtonomnogo lokomotiva za schet primeneniya diskretno-adaptivnogo upravleniya / N. V. Grebennikov // Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. - 2023. - № 1(89). - S. 234-240. - DOI: 10.46973/0201-727X_2023_1_234. Зарифьян А. А. (мл.) Дискретно-адаптивное управление тяговым приводом грузового электровоза при работе с неполной нагрузкой / А.А. Зарифьян (мл.) // Вест-ник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2018. - № 1. - С. 49-59. Zarif'yan A. A. (ml.) Diskretno-adaptivnoe upravlenie tyagovym privodom gruzovogo elektrovoza pri rabote s nepolnoy nagruzkoy / A.A. Zarif'yan (ml.) // Vest-nik Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. - 2018. - № 1. - S. 49-59. Зарифьян А. А. Определение полезной работы, совершаемой локомотивом при тяге поезда / А. А. Зарифьян, Н. В. Гребенников, Т. З. Талахадзе и др. // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2018. - № 1(69). - С. 40 49. Zarif'yan A. A. Opredelenie poleznoy raboty, sovershaemoy lokomotivom pri tyage poezda / A. A. Zarif'yan, N. V. Grebennikov, T. Z. Talahadze i dr. // Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. - 2018. - № 1(69). - S. 40 49. Зарифьян А. А. О возможности повышения энергетической эффективности локомотивов при работе с частичной нагрузкой / Н. В. Гребенников, А. А. Зарифьян, Т. З. Талахадзе // Сбоник научных трудов «Транспорт: наука, образование, производство». Т. 2. Технические науки. - Ростов-на-Дону: Рост. гос. ун-т. путей сообщения 2016. - С. 74-76. Zarif'yan A. A. O vozmozhnosti povysheniya energeticheskoy effektivnosti lokomotivov pri rabote s chastichnoy nagruzkoy / N. V. Grebennikov, A. A. Zarif'yan, T. Z. Talahadze // Sbonik nauchnyh trudov «Transport: nauka, obrazovanie, proizvod-stvo». T. 2. Tehnicheskie nauki. - Rostov-na-Donu: Rost. gos. un-t. putey soobscheniya 2016. - S. 74-76. Зарифьян А. А. Анализ эксплуатационных показателей энергетической эффективности грузовых тепловозов / А. А. Зарифьян, Т. З. Талахадзе // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2018. - № 3(71). - С. 46 53. Zarif'yan A. A. Analiz ekspluatacionnyh pokazateley energeticheskoy effektivnosti gruzovyh teplovozov / A. A. Zarif'yan, T. Z. Talahadze // Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. - 2018. - № 3(71). - S. 46 53. Талахадзе Т. З. Повышение энергетической эффективности магистральных тепловозов за счет перехода к модульным силовым установкам: дисс. ... канд. техн. наук / Т. З. Талахадзе. - 2019. - 164 с. Talahadze T. Z. Povyshenie energeticheskoy effektivnosti magistral'nyh teplovozov za schet perehoda k modul'nym silovym ustanovkam: diss. ... kand. tehn. nauk / T. Z. Talahadze. - 2019. - 164 s. Андрющенко А. А. Асинхронный тяговый привод локомотивов / А. А. Андрющенко, Ю. В. Бабков и др. - М.: УМЦ ЖДТ, 2013. - 413 с. Andryuschenko A. A. Asinhronnyy tyagovyy privod lokomotivov / A. A. Andryuschenko, Yu. V. Babkov i dr. - M.: UMC ZhDT, 2013. - 413 s. Гребенников Н. В. Анализ эксплуатационного потребления топлива грузовыми тепловозами / Н. В. Гребенников, Ю. В. Сердюков, А. Н. Шульгин // Транспорт: наука, образование, производство: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции, Ростов-на-Дону, 18-21 апреля 2017 года. Т. 1. - Ростов-на-Дону: Ростовский государственный университет путей сообщения, 2017. - С. 115-118. Grebennikov N. V. Analiz ekspluatacionnogo potrebleniya topliva gruzovymi teplovozami / N. V. Grebennikov, Yu. V. Serdyukov, A. N. Shul'gin // Transport: nauka, obrazovanie, proizvodstvo: sbornik nauchnyh trudov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, Rostov-na-Donu, 18-21 aprelya 2017 goda. T. 1. - Rostov-na-Donu: Rostovskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya, 2017. - S. 115-118. Гребенников Н. В. Пути повышения энергетической эффективности автономного тягового подвижного состава / Н. В. Гребенников // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2021. - № 4(57). - С. 19-23. Grebennikov N. V. Puti povysheniya energeticheskoy effektivnosti avto-nomnogo tyagovogo podvizhnogo sostava / N. V. Grebennikov // Trudy Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. - 2021. - № 4(57). - S. 19-23. Гребенников Н. В. Оценка энергоэффективности тепловоза 2ТЭ25КМ в условиях Северо-Кавказской железной дороги / Н. В. Гребенников // Транспорт: наука, образование, производство: труды Международной научно-практической конференции, Ростов-на-Дону, 25-27 апреля 2022 года. - Ростов-на-Дону: Ростовский государственный университет путей сообщения, 2022. - С. 46-49. Grebennikov N. V. Ocenka energoeffektivnosti teplovoza 2TE25KM v usloviyah Severo-Kavkazskoy zheleznoy dorogi / N. V. Grebennikov // Transport: nauka, obrazovanie, proizvodstvo: trudy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, Rostov-na-Donu, 25-27 aprelya 2022 goda. - Rostov-na-Donu: Rostovskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya, 2022. - S. 46-49. Талахадзе Т. З. Модульная структура силовой энергетической установки грузовых тепловозов / Т. З. Талахадзе, Н. В. Романченко, А. Е. Набоков и др. // Транспорт: наука, образование, производство (Транспорт-2019): сборник научных трудов, Ростов-на-Дону, 23-26 апреля 2019 года. Т. 4. - Ростов-на-Дону: Ростовский государственный университет путей сообщения, 2019. - С. 138-142. Talahadze T. Z. Modul'naya struktura silovoy energeticheskoy ustanovki gruzovyh teplovozov / T. Z. Talahadze, N. V. Romanchenko, A. E. Nabokov i dr. // Transport: nauka, obrazovanie, proizvodstvo (Transport-2019): sbornik nauchnyh trudov, Rostov-na-Donu, 23-26 aprelya 2019 goda. T. 4. - Rostov-na-Donu: Rostovskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya, 2019. - S. 138-142. Гребенников Н. В. Математическая модель для анализа электромагнитных процессов в реактивных индукторных машинах с сильным взаимным влиянием фаз / Н. В. Гребенников // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2019. - Т. 16. - № 2. - С. 315-321. - DOI: 10.20295/1815-588/Х-2019-2-315-321. Grebennikov N. V. Matematicheskaya model' dlya analiza elektromagnitnyh processov v reaktivnyh induktornyh mashinah s sil'nym vzaimnym vliyaniem faz / N. V. Grebennikov // Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobscheniya. - 2019. - T. 16. - № 2. - S. 315-321. - DOI: 10.20295/1815-588/H-2019-2-315-321.