Розвиток наукових основ визначення характеристик перспективних маневрових тепловозів

Раціональний термін заміни старих маневрових тепловозів буде визначатися з умови рівності витрат на новий тепловоз та на старий і являтиме собою залежність:

(37)

Де:

С₁, С₂ - середні витрати на експлуатацію діючого та нового маневрового тепловозів відповідно;

Е - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень;

k_1, k₂ - вартість одного маневрового тепловоза відповідно діючого та нового;

₁, ₂ - коефіцієнт реновації на діючий та новий маневровий тепловоз;

- термін дії (роботи) діючого маневрового тепловоза (моторесурс);

И - час дії маневрових тепловозів, які знаходяться в експлуатації, з моменту їх останнього поновлення до розрахункового року;

ф - економічно доцільний термін заміни діючих маневрових тепловозів новими.

За розробленою моделлю визначені економічно доцільні терміни раціональної заміни тепловозів ЧМЕ3 новими ТЕМ 103. Тепловози ЧМЕ3 знаходяться в експлуатації у середньому 20-25 років, що відповідає терміну заміни =0. Оскільки 0 30 - (2025), то доцільно починати заміну цих тепловозів не пізніше наступних 5 років.

Висновки

Виконані дослідження присвячені вирішенню актуальної науково-практичної проблеми - розвитку наукових основ визначення характеристик перспективних маневрових тепловозів для залізниць України. За результатами проведеної роботи можна зробити такі висновки:

1. На залізницях України маневрова і маневрово-вивізна робота здійснюються парком тепловозів на 98% чеського виробництва, які масово закуповувались в період з 1970 по 1987 роки, а в даний момент в основному виробили свій ресурс. Моніторинг же обсягів маневрових робіт показує їх можливе збільшення, що викликає необхідність поповнення парку цих локомотивів.

2. Еволюційний розвиток маневрових локомотивів показав тенденції збільшення осьової сили тяги, використання передач змінного струму з асинхронними тяговими двигунами, модульного принципу конструювання та виробництва, електронних систем керування та діагностики. При цьому науковому обґрунтуванню характеристик та технічного рівня маневрових тепловозів приділяється недостатньо уваги, а вихідними даними для розрахунків є обсяги маневрових робіт та дані по гірці.

3. Запропонована нова концепція створення перспективних маневрових тепловозів для залізниць Укрзалізниці, яка узагальнює визначення науково - обґрунтованих характеристик і розвиває принципи побудови маневрових тепловозів з урахуванням умов експлуатації, світового технічного рівня, системи обслуговування та ремонту, зниження витрат за весь життєвий цикл, модульного підходу їх компонування та особливостей промисловості і залізниць України.

4. На основі обробки матеріалу по створенню нової техніки був визначений характер показників на протязі всього їх життєвого циклу. Такі характеристики, як термін служби та вартість життєвого циклу на протязі існування маневрових тепловозів мають стохастичний характер. Інші показники тепловоза з відповідним припущенням, починаючи з 2-5 станів, можна вважати детермінованими.

5. Для визначення характеристик локомотивів запропоновані імітаційні моделі їх прогнозування. Одна модель для отримання залежностей базується на використанні методу найменших квадратів. Друга - на використанні нейрон-мереж. Для локомотивів, згрупованих у групи за трьома критеріями були отримані залежності для різних показників від потужності та технічного рівня. Кореляційне відношення для цих залежностей перевищує 0,75.

6. Аналіз типажу рухомого складу показав, що існує два підходи до його вибору. Компанії - виробники виконують групування за видом рухомого складу та його осьовою характеристикою, а компанії, які займаються перевезеннями - по потужності, видам роботи, типу струму і т.п. На основі розробленого підходу був визначений типаж маневрових тепловозів для залізниць України, який згрупований на чотири, шести, та восьмивісні локомотиви та складається з чотирьох типів за потужності - 800, 1200, 2000 к. с. Технічний рівень чотиривісних маневрових тепловозів з електричною передачею при цьому знаходиться в межах 1,34-1,45.

7. Розроблений метод оцінки технічного рівня маневрових тепловозів на основі системного підходу, який дозволяє виявити складові частини локомотива з недостатнім технічним рівнем. Для цього була розроблена структурна схема чотиривісного маневрового тепловоза з електричною передачею та метод вибору вузлів локомотива з використанням морфологічного підходу. При цьому технічний рівень маневрового тепловоза з передачею змінно-постійного струму дорівнює 1,10, що показує невідповідність локомотива сучасному рівню. Слабшою системою даного тепловоза на даному етапі є його енергетична установка і передача. Використання на локомотиві передачі змінного струму дозволить підвищити коефіцієнт технічного рівня до 1,23.

8. Розроблені моделі визначення технічного рівня з урахуванням особливостей України та життєвого циклу. Результати розрахунків показали, що оптимальний технічний рівень для локомотива потужністю 800 к. с. з передачею змінно-постійного струму дорівнює 1,211. Але при обмеженні фінансування на виробництво та швидкості побудови технічний рівень проектованого тепловоза буде знаходитись в межах 1,04-1,09.

9. Для розрахунків технічного рівня маневрових тепловозів, їх основних характеристик, надійності та параметрів системи ЕТОР була удосконалена автоматизована інформаційна система з відповідними пакетами програм.

10. Розроблено наукові підходи до визначення надійності маневрових тепловозів з електричною передачею на етапі проектування. Для цього пропонується використовувати математичну модель у вигляді графів з використанням системного аналізу та імовірнісну модель. Розрахована надійність спроектованого маневрового тепловоза ТЕМ103 до ТО-3 буде складати 0,5067. Аналіз надійності основних складових тепловоза показав, що найменшу надійність має підсистема дизеля та його допоміжних систем.

11. Зроблений аналіз існуючих систем експлуатації, технічного обслуговування та ремонту рухомого складу показав необхідність нових підходів до систем ЕТОР для наукоємного рухомого складу. Була розроблена адаптивна модель системи обслуговування та ремонту для маневрового тепловоза. Для уточнення характеристик системи обслуговування та ремонту з урахуванням регіону та умов експлуатації були розроблені відповідні моделі, що дозволить більш раціонально використовувати локомотиви.

12. Пристосованість конструкції до експлуатації, крім відомих критеріїв, пропонується оцінювати за двома додатковими критеріями:

а) критерій пристосованості маневрового тепловоза до експлуатації за ціною локомотива, який показує відношення вартості життєвого циклу тепловоза до його початкової вартості. Для маневрових тепловозів з електричною передачею з технічним рівнем від 0,5 до 1,5 він повинен бути мінімальним, при цьому меншим 4,0.

б) пристосованості тепловоза до експлуатації за мінімальними витратами на експлуатацію та екіпіровку, який показує відношення існуючих витрат на експлуатацію, екіпіровку, обслуговування та ремонт тепловоза до мінімальних витрат на експлуатацію та екіпіровку.

13. Розроблені моделі визначення вартості життєвого циклу, за допомогою яких отримані залежності витрат від років експлуатації локомотивів. З їх допомогою можна спрогнозувати вартість життєвого циклу для маневрових тепловозів з відомими характеристиками. Економічний ефект від використання тепловозів ТЕМ 103, приведений до розрахункового року, складатиме 118004 тис. грн. При цьому економія витрат на придбання складатиме 93500 тис. грн.

14. Для визначення економічно доцільних термінів раціональної заміни застарілих тепловозів ЧМЕ3 новими була розроблена імітаційна модель. Результати розрахунків за даною моделлю показали, що тепловози ЧМЕ3, які знаходяться в експлуатації в середньому 20-25 років, доцільно починати замінювати не пізніше наступних 5 років.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Фалендиш А.П. Вибір вузлів маневрового тепловоза з використанням морфологічного аналізу / Вісник Східно-україн. нац. ун-т. - 2003. - №9 (67). - Т.1. - С. 177-180.

2. Фалендиш А.П. Інформаційно-розрахункова система структурної надійності маневрових тепловозів // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2005. - №1, 2 - С. 66-69.

3. Фалендиш А.П., Калабухін Ю.Є. Визначення вартості життєвого циклу маневрових тепловозів // Вісник Східноукраїнського національного університету. 2005. - № 8 (90). -Ч.2. - С. 239-242.

4. Крашенінін О.С., Фалендиш А.П. Модель визначення термінів заміни рухомого складу // Вісник Східноукраїнського національного університету. 2005. - № 3 (85). - С. 126-130.

5. Калабухін Ю.Є., Фалендиш А.П. Результати оцінки економічних переваг використання маневрових тепловозів вітчизняного виробництва // Вісник економіки транспорту і промисловості. - Харків: 2003. -Вип. 4. - С. 92-97.

6. Фалендиш А.П. Методика определения номенклатуры показателей локомотивов с использованием теории множеств / Вісник Східно-україн. держ. ун-т. - 2000. - №5(27). - С. 238-240.

7. Фалендиш А.П. Пакет прикладних програм з оцінки надійності тягових редукторів локомотивів / Вісник нац. ун-т. - 2001. - №7(41). - Т.1. - С. 65-66.

8. Фалендиш А.П., Чигирик Н.Д. Системи обслуговування та ремонту нового рухомого складу // Вісник Східноукраїнського національного університету. - 2004. - № 5 (75). - С. 173-177.

9. Фалендыш А.П., Харламов П.О., Чигирик Н.Д. Модель расчета эффективности системы обслуживания и ремонта подвижного состава // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2004. - №2.

10. Крашенінін О.С., Фалендиш А.П. Модель розрахунку кількості ремонтів локомотивів з урахуванням ймовірносного розподілу їх пробігів. / Вісник Міжнародного слов'янського університету. Серія “Технічні науки”. Том VII. - Харків: 2004. - №2. - С. 33-35.

11. Фалендиш А.П., Чигирик Н.Д. Оцінка структурної надійності маневрових тепловозів на етапі проектування // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2005. - №3 - С. 65-69.

12. Фалендыш А.П. Модель определения показателей маневрового тепловоза с использованием методов стохастического программирования / Збірник наукових праць. - Харків: УкрДАЗТ, 2005. - Вип. 69. - С. 196-200.

13. Крашенінін О.С., Фалендиш А.П. Розрахунок показників надійності локомотивів на стадії проектування / Міжвуз. зб. наук. пр. -Харків: ХарДАЗТ, 1997. Вип. 31. - С. 18-19.

14. Калабухін Ю.Є., Лашко А.Д., Фалендиш А.П. Економічна ефективність використання дизелів вітчизняного виробництва для тепловозного парку України / Міжвуз. зб. наук. пр. / ХарДАЗТ, 1998. - Вип. 34. - С. 43-46.

15. Фалендиш А.П. Методика покращення техніко-економічних показників використання локомотивів / Підвищення експлуатаційної ефективності тягового рухомого складу. Міжвуз. зб. наук. пр. - Вип. 41. - Харків: ХарДАЗТ, 2000. - С. 60-63.

16. Фалендиш А.П. Оцінка надійності локомотивів при визначенні їх технічної якості. / Зб. наук. пр. -Харків: ХарДАЗТ, 2000. - Вип. 42. - С. 23-26.

17. Фалендиш А.П. Оцінка технічного рівня тягового електроприводу локомотивів / Зб. наук. пр. - Харків: ХарДАЗТ, 2001. - Вип. 45. - С. 5-10.

18. Крашенінін О.С., Фалендиш А.П. Оцінка життєвого циклу локомотивів / Зб. наук. пр - Харків: ХарДАЗТ, 2001. - Вип. 46. - С. 55-58.

19. Джус В.С., Фалендиш А.П. Методика визначення технічного рівня маневрових тепловозів з урахуванням регіону експлуатації. / Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2003. - Вип. 53. - С. 103-107.

20. Калабухін Ю.Є., Фалендиш А.П. Визначення економії експлуатаційних витрат маневрових тепловозів / Зб. наук. пр. - Харків: УкрДАЗТ, 2003. - Вип. 54. - С. 127-132.

21. Грищенко С.Г., Тартаковський Е.Д., Фалендиш А.П. Методичні проблеми прискорення введення в експлуатацію нового тягового рухомого складу // Зб. наук. пр. - Харків: УкрДАЗТ, 2003. - Вип. 56. - С. 10-16.

22. Крамчанін І.Г., Крашенінін О.С., Пузир В.Г., Фалендиш А.П. Організація технологічних процесів ремонту ТРС із застосуванням засобів діагностування // Зб. наук. пр. - Харків: УкрДАЗТ, 2004. - Вип. 57. - С. 31-34.

23. Фалендиш А.П., Харламов П.О. Прогнозування техніко-економічних характеристик маневрових тепловозів // Зб. наук. пр. КУЕТТ. Серія “Транспортні системи і технології”. - К.: КУЕТТ, 2004. - Вип. 5 - С. 62-67.

24. Фалендиш А.П. Модель розрахунку надійності маневрового тепловозу // Вісник Східноукраїнського національного університету. 2004. - № 8 (78). - С. 66-69. тепловоз транспортний локомотив

25. Фалендиш А.П., Харламов П.О. Прогнозування техніко-економічних параметрів чотиривісних маневрових тепловозів // Зб. наук. пр. - Харків: УкрДАЗТ, 2004. - Вип. 64. - С. 93-97.

Размещено на Allbest.ru