МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ТЕПЛОВОЗЫ МАГИСТРАЛЬНЫЕ И МАНЕВРОВЫЕ

Метод определения энергоэффективности

Издание официальное

Москва

Стандартмнформ

2019

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные. правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия. обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»)

2    ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 524 «Железнодорожный транспорт»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 января 2019 г. № 115-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166)004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Росстандарт Таджикистан TJ Таджикстандарт Узбекистан UZ Узстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 марта 2019 г. № 84-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34514-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2019 г.

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6    Настоящий стандарт может быть применен на добровольной основе для соблюдения требований Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 001/2011 «О безопасности железнодорожного подвижного состава»

7    В настоящем стандарте использовано изобретение, защищенное Патентом Российской Федерации № 2591556 С1 от 20 июля 2016 г. «Способ контроля технического состояния силовой установки транспортного средства». Патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ») (RU) предоставляет право на применение настоящего стандарта на безвозмездной основе

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

©Стандартинформ, оформление. 2019

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

7 Определение контрольного экспериментально-расчетного коэффициента полезного действия тепловоза (секции тепловоза)

7.1 Сущность метода

Контрольный экспериментально-расчетный КПД тепловоза (секции тепловоза). л_кэр, вычисляют методом расчета с использованием нормативных значений удельного расхода топлива и мощности дизеля, указанных в ТУ или ТЗ.

7.2 Расчет контрольного экспериментально-расчетного коэффициента полезного действия тепловоза (секции тепловоза)

Значение контрольного экспериментально-расчетного КПД тепловоза (секции тепловоза) ii_K3p вычисляют по формуле

ЭР"

Пкэр=^-.    (11)

где — контрольное экспериментально-расчетное значение энергии, которая могла бы быть потенциально передана на колеса тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы при нормативных значениях мощности ДГ по ТЗ или ТУ на ПКМ_; с учетом отличия фактических условий реостатных испытаний по определению от стандартных условий по ТУ или ТЗ. при затратах мощности на привод вспомогательных агрегатов и средних значениях КПД ВУ. ТГ. И и ТЭД при работе на ПКМ^ МДж:

— расчетное значение энергии топлива, которое было бы израсходовано дизелем тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы при нормативных значениях по ТУ или ТЗ мощности ДГ. удельного расхода топлива, расхода топлива на холостом ходу и при отсутствии переходных процессов при переключении ПКМ, МДж.

7.3 Расчет контрольного экспериментально-расчетного значения энергии

7.3.1 Для тепловозов (секций тепловозов) с передачей переменно-постоянного тока контрольное экспериментально-расчетное значение энергии Э£_зр, МДж. вычисляют по формулам:

- при механическом приводе вспомогательных агрегатов

⁼ ^ (Эдиэ| ^вслмех))' *1тг|ср %у)ср 1тэд|ср Чор •    (1    ^)

где Э££ —значение энергии, выработанной дизелем на nKMj за время расчетной реализации типовой тест-циклограммы при нормативных значениях мощности дизеля по ТУ или ТЗ. с учетом отличия фактических условий реостатных испытаний от стандартных по ТУ или ТЗ. МДж;

Эвслмех) — значение энергии, затраченной дизелем на обеспечение работы вспомогательных агрегатов с механическим приводом на ПКМ_| за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж; tlrrjcp — сР^еД^нее значение КПД ТГ на nKMj за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат;

тц^ср — среднее значение КПД ВУ на ПКМ₍ за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат;

Птэдср — среднее значение КПД ТЭД на nKMj за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат; т1_ор — значение КПД осевого редуктора и моторно-осевых подшипников;

- при электрическом приводе вспомогательных агрегатов

-ЦЭдиз|' Чтцср Эеспэл)) • Пву)_Ср ' ^,Ьэд)ср ' Чор-    (13)

где Э_вспэл| — значение энергии, затраченной дизелем на обеспечение работы вспомогательных агрегатов с электрическим приводом на ПКМ| за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат, МДж;

Значение AN_flM3l). кВт. вычисляют в соответствии с РЭ или нормативными документами¹.

7.3.5 Значение Э_оспмеХ|, МДж. вычисляют по формуле

^BCUMGXj

-ьзЕ^ши.

где Э^_тм0Х) — суммарная энергия, затраченная дизелем при работе на riKMj на привод к-ro вспо-г.югательного агрегата с механическим приводом за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж; к — условный номер вспомогательного агрегата, общее количество и номенклатура которого соответствуют энергетической схеме тепловоза.

Значение Э££_пкмех) вычисляют по формуле

3£,^"'0-3-J₀^T^i(t)d,.    (25)

где N_BcmMexjj —текущее значение мощности, потребляемой к-м вспомогательным агрегатом с механическим приводом при работе на riKMj в процессе реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат;

Пмехпрк) ^— КПД механического привода к-ro вспомогательного агрегата при работе на ПКМ.. Допускается значение Э££_пк вычислять по формуле

(26)

При определении текущих значений мощности, затрачиваемой дизелем на обеспечение работы вспомогательных агрегатов с механическим приводом при работе на ПКМ₍₁ текущие значения мощности. затрачиваемой дизелем на привод вентилятора N¹?. кВт, вычисляют по формуле

где Пу — текущее значение частоты вращения коленчатого вала дизеля при работе на ПКМ_Г мин^-1;

ⁿmax — значение частоты вращения коленчатого вала дизеля при работе на ПКМ_тах, мин^-1; Мдгкмтах ^— мощность, потребляемая вентилятором на максимальной ПКМ при стандартных атмосферных условиях, приведенная в ТУ или ТЗ. кВт;

— КПД привода вентилятора при работе на ПКМ_Г Мощность, затрачиваемую дизелем на привод стартера-генератора кВт. вычисляют по формуле

”стг = 10-³1_стг Ц¹ П_прстг.    (28)

где 1^ — ток СТГ, А;

— напряжение бортовой сети. В; г|_Прстг — КПД привода стартера-генератора.

7.3.6 Значение Э^_пэлпй, МДж, вычисляют за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат по формуле

Э^пзлпр) -    (29)

где Э^_пкэлпр| — суммарная энергия, затраченная ДГ при работе на nKMj на привод к-ro вспомогательного агрегата с электрическим приводом за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат, МДж.

Значение Э"?    МДж. вычисляют по формуле

³E^-¹^-fV^M,l(l)dt    (30>

"эяпрк|

где N_Bcnx3nnpiJ — текущее значение мощности, потребляемой к-м вспомогательным агрегатом с электрическим приводом при работе на TIKMj в процессе реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж;

’bnnpiq — КПД электрического привода к-го вспомогательного агрегата на ПКМ₍.

Значение Э_в£_пкэлпр^ допускается вычислять по формуле

При определении текущих значений мощности, затрачиваемой дизелем на обеспечение работы вспомогательных агрегатов с электрическим приводом при работе на ПКМ,. текущие значения мощности N^_0jj, кВт. затрачиваемой дизелем на привод мотор-вентиляторов, вычисляют по формуле

где    — текущее значение частоты вращения коленчатого вала дизеля при работе на ПКМ_Г мин^-1;

°тах — значение частоты вращения коленчатого вала дизеля при работе на ПКМ_тах. мин^-1; М|*пкмт*х ^— мощность, потребляемая мотор-вентилятором на ПКМ_тах при стандартных атмосферных условиях, приведенная в ТУ или ТЗ. кВт; т, — текущее значение количества включенных мотор-вентиляторов;

»1_Thj — текущее значение КПД ТГ при работе на ПКМ₍.

7.3.7 Значение потерь мощности дизеля при работе на ПКМ₍ на привод возбудителя AN_B36j, кВт. вычисляют по формуле

где Рвзб| — мощность возбудителя на ПКМр кВт; Леэб! — КПД возбудителя на ПКМй Ппрвзб| — КПД пРивода возбудителя на ПКМГ 7.3.8 Средние значения КПД электрических машин на ПКМ( за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат вычисляют по следующим формулам:

- среднее значение КПД ВУ tiByjcp у !!а! • 1 ву |ср - _ • zl (34) - среднее значение КПД ТГ п - V Птг< • Лтг)ср - i • zi (35) - среднее значение КПД ТЭД чТЭД)Ср v ЛтадЦ Лтэд)ср - z-—I ’ (36)

где Л_вуу ■ *1тп| Лтэд,, — соответственно текущие значения КПД ВУ. КПД ТГ и КПД ТЭД при работе на

пкм_г

Zj — количество измерений за время работы на ПКМ_Г

7.4 Определение значения энергии топлива

Значение ЭЦ", МДж, вычисляют по формуле

э£=0.1186 Ю-⁴ ХМ_Д1Ц) а, Т,.    (37)

где N_Jt,₃₁ — нормативные значения мощности дизеля на flKMj в соответствии с ТУ или ТЗ. кВт;

g_ej — нормативные значения удельного расхода топлива дизеля на ПКМ₎ в соответствии с ТУ или ТЗ. r/кВт ч;

Tj — время работы на ПКМ_Г с.

8 Оценка энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза)

8.1    Энергетическую эффективность тепловоза (секции тепловоза) оценивают сравнением минимального значения ИЭЭФ._Г которое по результатам реостатных испытаний может с принятой доверительной вероятностью у иметь ИЭЭФ тепловоза, и его граничного значения ИЭЭФ_ф. Если ИЭЭФ, Z ИЭЭФ_ф, то с вероятностью у уровень энергетической эффективности тепловоза соответствует области удовлетворительных значений. Если ИЭЭФ., < ИЭЭФ_ф то с вероятностью у уровень энергетической эффективности тепловоза соответствует области неудовлетворительных значений.

8.2    Значение ИЭЭФ., вычисляют по формуле

ИЭЭФ., = ИЭЭФ_ср - Диээф.    (38)

где — односторонний доверительный интервал для ИЭЭФ_ср.

Значение вычисляют по формуле

^='у    (39)

где л — количество реализаций типовой тест-циклограммы;

Ц — значение параметра распределения Стьюдента для одностороннего доверительного интервала при числе степеней свободы п -1 и принятой доверительной вероятности у (рекомендуется принимать у = 0,8);

Э_ИЭЭф — оценка стандартного отклонения по результатам реостатных испытаний.

Значение 8_ИЭЭф вычисляют по формуле

где ИЭЭФ, — значение ИЭЭФ в результате i-й реализации типовой тест-циклограммы.

8.3 Граничное значение индикатора энергетической эффективности локомотивов ИЭЭФ_гр вычисляют по формуле

ИЭЭФф = 1 - 8_пп - 8_де,    (41)

где 1 — максимальное возможное значение ИЭЭФ при нормативных значениях удельного расхода топлива и при отсутствии переходных процессов в ДГ при переключении ПКМ;

8_ПП — значение уменьшения ИЭЭФ. установленное по результатам реостатных испытаний тепловозов каждого функционального типа за счет влияния переходных процессов в ДГ;

8    —    относительное    уменьшение    ИЭЭФ    за счет допуска на объявленный удельный расход топлива

по ГОСТ 10150.

9 Требования безопасности труда и охраны окружающей среды при проведении испытаний

9.1 Персонал, участвующий в реостатных испытаниях, должен быть обучен и аттестован в установленном порядке на право проведения таких испытаний.

12

9.2    За безопасность проведения испытаний несет ответственность руководитель испытаний.

9.3    Все работы по подготовке и проведению испытаний проводят под непосредственным руководством и контролем руководителя испытаний с соблюдением общих требований производственной санитарии, правил и инструкций по охране труда, технике безопасности и пожарной безопасности, действующих на железнодорожном транспорте и в промышленности.

9.4    Участники испытаний перед началом работ проходят инструктаж по технике безопасности и пожарной безопасности. Порядок и виды обучения, организация инструктажа лиц, участвующих в работах по подготовке и проведению испытаний. — по ГОСТ 12.0.004.

9.5    Персонал, участвующий в реостатных испытаниях, должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты органов слуха по ГОСТ 12.4.051.

Приложение А (обязательное)

Типовые тест-циклограммы нагружения на реостат тепловозов (секций тепловозов)

различного функционального типа

Таблица А1 — Тест-циклограмма нагружения дизель-генератора магистрального грузового тепловоза на реостат

№ режима работы Позиция контроллера машиниста, ПКМ Время работы на ПКМ, с N8 режима работы Позиция контроллера машиниста, ПКМ Время работы на ПКМ, с N8 режима работы Позиция контроллера машиниста. ПКМ Время работы на ПКМ. с 1 0 100 27 0 234 53 7 8 2 1 4 28 1 4 54 8 3 3 2 2 29 2 3 55 9 6 4 3 3 30 3 3 56 10 10 5 4 4 31 4 5 57 11 62 6 5 3 32 5 3 58 10 8 7 6 13 33 6 10 59 8 2 8 7 7 34 7 8 60 5 3 9 8 6 35 8 8 61 3 2 10 9 6 36 9 6 62 0 100 11 10 15 37 10 20 63 1 4 12 11 23 38 11 45 64 2 3 13 12 230 39 12 5 65 3 5 14 13 40 40 13 95 66 4 5 15 14 60 41 11 10 67 5 5 16 15 46 42 10 8 68 6 5 17 14 17 43 9 3 69 7 5 18 13 10 44 5 4 70 8 3 19 12 28 45 3 3 71 9 10 20 13 15 46 0 100 72 10 52 21 14 30 47 1 4 73 9 7 22 11 5 48 2 2 74 8 3 23 9 3 49 3 3 75 7 3 24 7 3 50 4 5 76 6 5 25 5 2 51 5 3 77 0 200 26 3 2 52 6 10

Таблица А.2 — Тест-циклограмма нагружения дизель-генератора магистрального пассажирского тепловоза на реостат

№ режима работы	пкм	Время работы на ПКМ. с	№ режима работы	ПКМ	Время работы на ПКМ. с
1	0	180	18	11	52
2	1	10	19	9	83
3	2	10	20	5	25
4	3	13	21	2	10
5	4	15	22	1	10
6	5	15	23	0	180
7	6	18	24	1	15
8	7	30	25	2	20
9	8	145	26	3	50
10	9	20	27	4	20
11	10	105	28	5	24
12	11	30	29	6	25
13	12	155	30	7	67
14	13	60	31	4	16
15	14	135	32	2	8
16	15	20	33	1	10
17	13	44	34	0	180

Таблица АЗ — Тест-циклограмма нагружения дизель-генератора маневрового тепловоза на реостат

Мв режима работы ПКМ Время работы на ПКМ. с № режима работы ПКМ Время работы на ПКМ. с 1 0 50 15 3 18 2 1 5 16 0 45 3 2 18 17 1 5 4 3 18 18 2 18 5 0 45 19 3 18 6 1 5 20 4 15 7 2 18 21 5 14 8 3 18 22 2 4 9 4 15 23 0 45 10 5 15 24 1 5 11 1 2 25 2 18 12 0 45 26 3 18 13 1 5 27 0 45 14 2 18 28 1 5

Окончание таблицы 3

№ режима работы ПКМ Время работы на ПКМ. с N9 режима работы ПКМ Время работы ка ПКМ. с 29 2 18 63 3 18 30 3 18 64 4 15 31 4 15 65 5 15 32 0 45 66 6 14 33 1 5 67 4 15 34 2 18 68 3 3 35 3 18 69 0 45 36 0 45 70 1 5 37 1 5 71 2 18 36 2 18 72 3 18 39 3 18 73 0 45 40 4 15 74 1 5 41 5 15 75 2 18 42 6 5 76 3 18 43 7 5 77 4 15 44 8 5 78 5 10 45 5 5 79 6 3 46 3 4 80 4 5 47 0 45 81 2 5 48 1 5 82 0 45 49 2 18 83 1 5 50 3 18 84 2 18 51 0 45 85 3 18 52 1 5 86 4 15 53 2 18 87 0 45 54 3 18 88 1 5 55 4 15 89 2 18 56 0 45 90 3 18 57 1 5 91 0 45 58 2 18 92 1 5 59 3 18 93 2 18 60 0 45 94 3 18 61 1 5 95 4 15 62 2 18 96 0 52

Библиография

(1J «Методика определения энергоэффективности тепловозов» (утверждена ОАО «РЖД» 6 ноября 2015 г N« 469)

(2]    «Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке» (утвержден Приказом Минпромторга от 2 июля 2015 г № 1815)

(3)    Федеральный закон от 26 июня 2008 г №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений»

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................1

4    Сокращения и обозначения............................................................2

5    Метод определения энергоэффективности тепловоза (секции тепловоза)......................4

6    Определение экспериментально-расчетного коэффициента полезного действия тепловоза

(секции тепловоза)...................................................................5

6.1    Подготовка и общий порядок проведения реостатных испытаний по определению ........5

6.2    Режимы проведения испытаний.....................................................5

6.3    Измеряемые и вычисляемые параметры и погрешность измерений.......................5

6.4    Средства измерений..............................................................6

6.5    Условия проведения измерений.....................................................6

6.6    Расчет экспериментально-расчетного коэффициента полезного действия тепловоза

(секции тепловоза)................................................................6

7    Определение контрольного экспериментально-расчетного коэффициента полезного действия

тепловоза (секции тепловоза)..........................................................8

7.1    Сущность метода.................................................................8

7.2    Расчет контрольного экспериментально-расчетного коэффициента полезного действия

тепловоза (секции тепловоза).......................................................8

7.3    Расчет контрольного экспериментально-расчетного значения энергии.....................8

7.4    Определение значения энергии топлива.............................................12

8    Оценка энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза)........................12

9    Требования безопасности труда и охраны окружающей среды при проведении испытаний.......12

Приложение А (обязательное) Типовые тест-циклограммы нагружения на реостат тепловозов

(секций тепловозов) различного функционального типа.........................14

Библиография........................................................................17

УДК 629.424.1.001 4(083.76):006.354    МКС    19.020

Ключевые слова: индикатор энергетической эффективности, реостатные испытания, тепловозы, тест-циклограмма, энергоэффективность

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТЕПЛОВОЗЫ МАГИСТРАЛЬНЫЕ И МАНЕВРОВЫЕ

Метод определения энергоэффективности

The main-line and shunting diesel locomotives Method of determination of energy efficiency

Дата введения — 2019—10—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на вновь разрабатываемые и вновь изготавливаемые магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей мощности и устанавливает метод определения их энергоэффективности, применяемый при приемочных и периодических испытаниях.

Настоящий стандарт не распространяется на тепловозы с гидромеханической передачей.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.0.004-2015 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.4.051-87 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органа слуха. Общие технические требования. Методы испытаний*

ГОСТ 10150-2014 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Общие технические условия

ГОСТ 10448-2014 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Приемка. Методы испытаний

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 16504, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 граничное значение индикатора энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза); ИЭЭФ_ф: Значение индикатора энергетической эффективности, разделяющее области удовлетворительной и неудовлетворительной энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза).

* В Российской Федерации действует ГОСТ 12 4 275—2014

Издание официальное

3.2    индикатор энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза); ИЭЭФ: Показатель. оценивающий относительную величину отклонения фактической энергоэффективности ислытуемого(ой) тепловоза (секции тепловоза) от расчетной величины энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза) аналогичного типа, имеющего(ей) нормативные значения удельного расхода топлива и мощности дизеля.

3.3    коэффициент полезного действия тепловоза (секции тепловоза); КПД: Отношение количества энергии, отданной тепловозом для выполнения перевозочной работы за некоторый период эксплуатации. к количеству энергии топлива, израсходованного дизелем тепловоза (секцией тепловоза) за аналогичный период.

3.4    реостатные испытания тепловоза (секции тепловоза); Статические испытания, при которых энергия, вырабатываемая дизель-генератором тепловоза (секции тепловоза), превращается в тепло. рассеиваемое с помощью водяного (воздушного) реостата.

3.5    среднее значение индикатора энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза); ИЭЭФ_ф: Среднее арифметическое значений индикатора энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза), полученных по результатам нескольких реализаций одной и той же типовой тест-циклограммы нагружения дизель-генератора тепловоза (секции тепловоза) на водяной (воздушный) реостат.

3.6    типовой режим работы тепловоза в эксплуатации: Среднестатистический режим работы тепловоза каждого функционального типа в эксплуатации при его использовании по прямому функциональному назначению, состоящий из совокупности элементарных режимов его работы.

3.7    типовая тест-циклограмма: Набор последовательно реализуемых элементарных режимов работы тепловоза в эксплуатации при нагружении дизель-генератора тепловоза (секции тепловоза) на водяной (воздушный) реостат, имитирующий типовой режим работы тепловоза в эксплуатации.

3.8    элементарный режим работы тепловоза (секции тепловоза) в эксплуатации: Режим работы тепловоза (секции тепловоза) в эксплуатации, характеризуемый позицией контроллера машиниста и временем его (ее) непрерывного использования.

3.9    энергетическая схема тепловоза (секции тепловоза): Схема передачи энергии, выработанной дизель-генератором вспомогательным агрегатам тепловоза (секции тепловоза) для совершения перевозочной работы.

3.10    энергетическая эффективность (энергоэффективность) тепловоза (секции тепловоза):

Количественная характеристика эксплуатационных свойств тепловоза (секции тепловоза), отражающая его (ее) техническое совершенство и качество изготовления, по относительной доле энергии топлива. поступившей на его (ее) колеса для совершения работы при использовании по прямому функциональному назначению.

4 Сокращения и обозначения

4.1    В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ВУ — выпрямительная установка;

ДГ — дизель-генератор:

И — инвертор;

ИЭЭФ — индикатор энергетической эффективности;

КПД — коэффициент полезного действия;

ПКМ — позиция контроллера машиниста.

РЭ — руководство по эксплуатации (или документ, его заменяющий);

ТГ — тяговый генератор;

ТЗ — техническое задание:

ТУ — технические условия на поставку;

ТЭД — тяговый электродвигатель.

4.2    В настоящем стандарте приведены следующие обозначения по (1):

П_эр — экспериментально-расчетный КПД тепловоза (секции тепловоза);

Пцэр — контрольный экспериментально-расчетный КПД тепловоза (секции тепловоза);

Э_Кэ — экспериментально-расчетное значение энергии, потенциально переданной на колеса тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж;

Эзз — значение энергии топлива, израсходованного дизелем тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж;

Р_тг<ву)У — текущее значение мощности на клеммах ТГ (ВУ). кВт;

Птэду — текущее значение КПД ТЭД;

П_ор — значение КПД осевого редуктора и моторно-осевых подшипников;

Т — время реализации тест-циклограммы, с;

i — номер текущего измерения;

j — номер ПКМ:

At — временной шаг реализации типовой тест-циклограммы, с;

N_ecniJ — текущее значение мощности генератора, затраченной на привод вспомогательных агрегатов, кВт;

Р_И1) — текущее значение мощности на входе в И. кВт;

*l_Mjj — текущее значение КПД И;

l_Tr(e_y)<n)ij^— текущее значение силы тока на клеммах ТГ. ВУ или И. А;

U треухи)., — текущее значение напряжения на клеммах ТГ. ВУ или ВУ. В;

В — расход топлива дизелем за время реализации типовой тест-циклограммы, кг;

0}^, — низшая теплотворная способность топлива. МДж/кг;

^кэр ^— контрольное экспериментально-расчетное значение энергии, которая могла бы быть потенциально передана на колеса тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы при нормативных значениях мощности ДГ по ТЗ или ТУ на ПКМ_Г МДж;

Э£ — расчетное значение энергии топлива, которое было бы израсходовано дизелем тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы при нормативных значениях мощности ДГ по ТУ или ТЗ. удельного расхода топлива, расхода топлива на холостом ходу и при отсутствии переходных процессов при переключении ПКМ. МДж;

Э5 —значение энергии, выработанной дизелем на ПКМ₍ за время расчетной реализации типовой тест-циклограммы при нормативных значениях мощности дизеля по ТУ или ТЗ. с учетом отличия фактических условий реостатных испытаний от стандартных по ТУ или ТЗ. МДж;

П_Тг)ср ^— среднее значение КПД ТГ на ПКМ. за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат;

’leyjcp ^— среднее значение КПД ВУ на nKMj за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат;

Чтэдср — среднее значение КПД ТЭД на nKMj за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат;

г|_ор — значение КПД осевого редуктора и моторно-осевых подшипников;

Э_вспмех, — энергия, затраченная дизелем на обеспечение работы вспомогательных агрегатов с механическим приводом на ПКМ₍ за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж;

Э&слэл] — значение энергии, затраченной дизелем на обеспечение работы вспомогательных агрегатов с электрическим приводом на ПКМ₍ за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж;

П_и.д> — среднее значение КПД И на ПКМ_; за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат;

—значение мощности дизеля по ТУ или ТЗ на ПКМ₍, скорректированное по отличию фактических условий реостатных испытаний от стандартных, кВт;

Tj — время работы на ПКМ_Г с;

1^* — значение мощности дизеля на ПКМ, по ТУ или ТЗ, кВт;

ДМ_ДИЭ|_Ср — среднее значение изменения мощности дизеля, вызванное отличием фактических условий испытаний от стандартных по ТУ или ТЗ за время работы на ПКМ₍. кВт;

ДМ_ди31] — текущее значение изменения мощности дизеля, вызванное отличием фактических условий испытаний от стандартных по ТУ или ТЗ за время работы на ПКМ:, кВт;

Zj — количество измерений за время работы на ПКМ_Г

Эвспкмец ^— суммарная энергия, затраченная дизелем при работе на ПКМ₍ на привод к-ro вспомогательного агрегата с механическим приводом за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж;

к — условный номер вспомогательного агрегата, общее количество и номенклатура которых соответствует энергетической схеме тепловоза;

NecnKf.^xij^— текущее значение мощности, потребляемой к-ым вспомогательным агрегатом с механическим приводом при работе на ПКМ₍. в процессе реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат;

^мехпрч — КПД механического привода к-ro вспомогательного агрегата при работе на ПКМ^ Мвлкмтах — мощность, потребляемая вентилятором на максимальной ПКМ при стандартных атмосферных условиях, приведенная в ТУ или ТЗ. кВт;

п₁₍ — текущее значение частоты вращения коленчатого вала дизеля при работе на ПКМ_Г мин^-1; ^птах^— значение частоты вращения коленчатого вала дизеля при работе на ПКМ^. мин^-1;

Лпре, — КПД привода вентилятора при работе на ПКМ:;

1^ —токСТГ. А;

—    напряжение бортовой сети, В;

Лпрстг — КПД привода стартера-генератора;

Эрепкэлnpj — суммарная энергия, затраченная ДГ при работе на ПКМ₍ на привод к-ro вспомогательного агрегата с электрическим приводом за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж:

Мвслкэлпру^— текущее значение мощности, потребляемой к-ым вспомогательным агрегатом с электрическим приводом при работе на ПКМ₍ в процессе реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат, МДж;

Tlannpxj^— КПД электрического привода к-ro вспомогательного агрегата на ПКМ^

Миелитах ^— мощность, потребляемая мотор-вентилятором на ПКМ_тах при стандартных атмосферных условиях, приведенная в ТУ или ТЗ. кВт;

—    текущее значение КПД ТГ при работе на ПКМ^

т, — текущее значение количества включенных мотор-вентиляторов;

Р_взб) — мощность возбудителя на ПКМ_Г кВт;

Л_в5б, — КПД возбудителя на ПКМ₍;

^првзб] — КПД привода возбудителя на ПКМ;

Пву,,. Лтщ Чтэд1|^— текущие значения КПД ВУ. КПД ТГ и КПД ТЭД при работе на ПКМ_Г

Мдиз| — значения мощности дизеля на ПКМ₍ в соответствии с ТУ или ТЗ. кВт;

g_ej — значения удельного расхода топлива дизеля на nKMj в соответствии с ТУ или ТЗ. r/кВт ч;

Д_ИЭЭф — односторонний доверительный интервал для ИЭЭФ_ср;

л — количество реализаций типовой тест-циклограммы;

I — значение параметра распределения Стьюдента для одностороннего доверительного интервала при числе степеней свободы п - 1 и принятой доверительной вероятности у,

ИЭЭФ, — значение ИЭЭФ в результате i-й реализации тест-циклограммы;

S_nn — значение уменьшения ИЭЭФ. установленное по результатам реостатных испытаний тепловозов каждого функционального типа за счет влияния переходных процессов в ДГ;

«s_ge — относительное уменьшение ИЭЭФ за счет допуска на объявленный удельный расход топлива.

5 Метод определения энергоэффективности тепловоза (секции тепловоза)

Энергоэффективность тепловоза (секции тепловоза) определяют с помощью ИЭЭФ. вычисляемого по формуле    п

ИЭЭФ = -2-.    (1)

Ч*эр

где Пэр — экспериментально-расчетный КПД тепловоза (секции тепловоза), определяемый по результатам реостатных испытаний тепловоза (секции тепловоза) при автоматическом нагружении ДГ на водяной (воздушный) реостат в соответствии с типовой тест-циклограммой и измерении расхода топлива за время реализации этой тест-циклограммы;

П_кэр — контрольный экспериментально-расчетный КПД тепловоза (секции тепловоза), определяемый методом расчета с использованием нормативных значений удельного расхода топлива и мощности дизеля, указанных в ТУ или ТЗ, что и при испытаниях типовой тест-циклограммы.

затратах мощности на привод вспомогательного оборудования. КПД тягового генератора. КПД выпрямительной установки или инвертора (в случае их наличия в составе силовой установки) и КПД тяговых двигателей, полученных при испытаниях по оценке величины Ti_9p.

6 Определение экспериментально-расчетного коэффициента полезного действия тепловоза (секции тепловоза)

6.1    Подготовка и общий порядок проведения реостатных испытаний по определению т^

6.1.1    Испытуемый(ую) тепловоз (секцию тепловоза) подсоединяют к водяному (воздушному) реостату согласно РЭ тепловоза. Используемый реостат должен обеспечить нагружение ДГ тепловоза (секции тепловоза) во всех точках внешней характеристики ТГ от максимального до минимального напряжения при соответствующей силе тока, указанных в РЭ тепловоза.

6.1.2    Тепловоз (секция тепловоза) и реостат оборудуют средствами измерения параметров, указанных в 6.3.

6.1.3    При испытаниях допускается использовать штатный комплект датчиков и измерительных преобразователей. имеющийся на тепловозе (секции тепловоза), если он удовлетворяет требованиям 6.4.

6.1.4    В процессе проведения испытаний нагружение ДГ должно осуществляться в автоматическом режиме согласно типовым тест-циклограммам нагружения на реостат тепловоза (секции тепловоза). приведенным в приложении А.

6.1.5    Общий порядок проведения реостатных испытаний по определению экспериментально-расчетного КПД тепловоза (секции тепловоза) ц_эр включает:

-    выполнение операций по подготовке тепловоза (секции тепловоза) к реостатным испытаниям и оборудования тепловоза и (или) реостата средствами управления и контроля согласно 6.1.1—6.1.4;

-    проведение индивидуальной градуировки измерительных каналов тока и напряжения по приборам класса 0.2 с целью определения поправок, их введение в текущие результаты измерений токов и напряжений при реализации тест-циклограммы для уменьшения систематических составляющих погрешностей измерений:

-    установление перед каждой реализацией тест-циклограммы при работе на максимальной ПКМ значения тока, соответствующего продолжительному режиму работы ТГ. указанному в РЭ испытуемого(ой) тепловоза (секции тепловоза), с последующим переводом ДГ в режим холостого хода;

-    выполнение типовой тест-циклограммы, соответствующей функциональному типу испытуемого(ой) тепловоза (секции тепловоза) при автоматическом управлении режимами работы его (ее) ДГ.

6.1.6    Испытания проводят не менее трех раз с интервалами не более 30 мин.

За результат испытаний принимают среднеарифметическую величину, вычисленную как минимум по трем полученным значениям ц_эр.

6.2    Режимы проведения испытаний

Тепловозы (секции тепловозов) испытывают при нагружении ДГ на реостат по режимам тест-циклограмм, соответствующим их функциональному типу (магистральные грузовые, магистральные пассажирские, маневровые). Типовые тест-циклограммы приведены в приложении А.

6.3    Измеряемые и вычисляемые параметры и погрешность измерений

Наименование и погрешность однократно измеряемых и вычисляемых параметров приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Наименование и погрешность однократно измеряемых и вычисляемых параметров

Наименование параметра Обозначение Единица измерения Максимальная допустимая погрешность измерения или расчета, %, не бопее Атмосферное давление1) Рз кПа (мм рт ст.) ПоГОСТ 10448 Температура окружающей среды1) Та К ГС) ПоГОСТ 10448 Относительная влажность воздуха1) % ПоГОСТ 10448 Давление отработавших газов в выходном патрубке дизеля1) р92 кПа (мм рт ст.) ПоГОСТ 10448

Окончание таблицу 1

Наименование параметра Обозначение Единица измерения Максимальная допустимая погреиаюсть измерения или расчета. %. не более Температура воды на входе в охладитель наддувочного воздуха дизеля1) 1еооГ к го По ГОСТ 10448 Разрежение воздуха на входе в дизель11 Р.а кПа (мм рт ст.) По ГОСТ 10448 Температура топлива перед топливными насосами высокого давления11 К ГС) ПоГОСТ 10448 Частота вращения коленчатого вала дизеля п мин-1 По ГОСТ 10448 Ток (после градуировки канала) 1 А ± 0,5034 Напряжение (после градуировки канала) и В ± 0,3465 Мощность на клеммах ТГ (ВУ) после калибровки каналов тока и напряжения Р кВт ± 0,611 Массовый расход топлива дизелем В кгЛч ±0,154 Индикатор энергетической эффективности тепловоза (секции тепловоза)21 ИЭЭФ ± 0,6430 (в том числе постоянная не исключенная систематическая погрешность 0,3202. случайная 0,5577) 11 Параметры, необходимые для определения мощности дизеля в условиях, отличных от стандартных, при вычислении »1ир 21 Погрешности вычисления КПД тяговых электродвигателей и осевых редукторов не оказывают влияния на погрешность вычисления ИЭЭФ, так как при вычислении т^ используются значения этих параметров, идентичные вычисленным в процессе реостатных испытаний по определению цар

6.4    Средства измерений

Применяемые при испытаниях средства измерений должны соответствовать требованиям нормативных документов*, утверхщенных уполномоченным национальным органом исполнительной власти.

6.5    Условия проведения измерений

6.5.1    Условия окружающей среды при проведении реостатных испытаний должны соответствовать условиям эксплуатации конкретного типа тепловоза в соответствии с требованиями РЭ на него.

6.5.2    При реостатных испытаниях дизель должен работать на топливах, маслах и охлаждающих жидкостях, указанных в РЭ на ДГ конкретного типа в соответствии с климатическими условиями.

6.6 Расчет экспериментально-расчетного коэффициента полезного действия тепловоза (секции тепловоза)

6.6.1 Значение экспериментально-расчетного КПД тепловоза (секции тепловоза) вычисляют по формуле

где Э,._э — экспериментально-расчетное значение энергии, потенциально переданной на колеса тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат, МДж;

Э_в;) — значение энергии топлива, израсходованного дизелем тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат. МДж

В Российской Федерации действуют (2) и [3]

6.6.2 Экспериментально-расчетное значение энергии, потенциально переданной на колеса тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат Э,,,. МДж. для тепловозов с передачей переменно-постоянного тока, а также тепловозов с передачей постоянного тока, у которых вспомогательные нагрузки запитаны от вспомогательного генератора, вычисляют по формуле

^Экэ= [j₀ ^ртг*ву)у ^тэдй^ДО] Пор-    8)

где Т — время реализации тест-циклограммы;

Р_тг(ву)|) —текущее значение мощности на клеммах ТГ (ВУ), кВт;

Л_тэду — текущее значение КПД ТЭД. вычисляемое для ПКМ| с помощью зависимости от тока нагрузки, установленной по экспериментальным данным;

П_ор — значение КПД осевого редуктора и моторно-осевых подшипников; i — номер текущего измерения; j — номер ПКМ.

Допускается использовать формулу

Э_кэ = 10-».■ At • Лтэод Пор*    W

где At — временной шаг реализации типовой тест-циклограммы, с.

Если на тепловозе с передачей постоянно-постоянного тока вспомогательные агрегаты запитаны от одного генератора с ТЭД, то формула (3) имеет вид

^кэ⁼ jlo [(^Ртг(вуй “^BCfilj)'Птэд)](^| Пор*    (5)

где N_ecnjj — текущее значение мощности генератора, затраченной на привод вспомогательных агрегатов. кВт. В этом случае для определения величины N_Bcnjj в соответствующие цепи электрической схемы тепловоза устанавливают дополнительные шунты.

Допускается использовать формулу

^кэ ⁼ Ю"³ • 2(Р„_Ш - N_0Crl|j) ■ At■ П_гэд$ Пор-    (в)

Для тепловозов с передачей переменно-переменного тока Экэ вычисляют по формуле

где Р_И1) — текущее значение мощности на входе в И. кВт;

П_И|| — текущее значение КПД И.

Допускается использовать формулу

Эцэ⁼ Ю^-3'' П_И1) • At • Птэд|] П₀р-    (®)

6.6.3    Текущее значение мощности на клеммах ТГ, ВУ или И Р_тг^_ву)(и)ч. кВт. вычисляют по формуле

^ртг(вуКи>) ⁼ 'тг(вуХи»' ^итг(вуКи)ч •¹⁰ *

где 1тг(вуХи)1) — текущее значение силы тока на клеммах ТГ. ВУ или И, А;

Urr(ey>(M)ij — текущее значение напряжения на клеммах ТГ. ВУ или И. В.

6.6.4    Значение энергии топлива, израсходованного дизелем тепловоза (секции тепловоза) за время реализации типовой тест-циклограммы нагружения ДГ на реостат Э_вэ, МДж, вычисляют по формуле

э^вок*,    (10)

где В — расход топлива дизелем за время реализации типовой тест-циклограммы, кг;

Qf_ue| — низшая теплотворная способность топлива, МДж/кг, определяемая по ГОСТ 21261.

1

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 52517-2005 (ИСО 3046-1 2002) «Двигатели внутреннего сгорания поршневые Характеристики Часть 1 Стандартные исходные условия, объявления мощности, расхода топлива и смазочного масла Методы испытаний».