Способ снижения энергетических потерь при перевозке железнодорожным транспортом за счет использования поездов модульного типа
Краткое описание
Любой локомотив имеет вполне определенную (конечную) установленную мощность, которая реализуется на 100 % только при условии транспортирования большегрузного поезда, что в реальных условиях эксплуатации подвижного состава далеко не всегда может быть обеспечено. Таким образом, зачастую силовая установка локомотива оказывается недогруженной, а пропорционально снижению нагрузки на локомотив уменьшается его эксплуатационный КПД, который достигает нулевого значения при холостом перегоне. При использовании модульной схемы этот недостаток автоматически исключается, т.к. суммарная установленная мощность всех тяговых вагонов не является фиксированной величиной, а определяется прямо пропорционально количеству вагонов в составе. Таким образом, эксплуатационный КПД модульного состава независимо от его (состава) общей грузоподъемности остается стабильно равным единице. Число вагонов в одном модуле определяется в результате энергетического анализа состава. Модульная схема снимает также и проблему ограничения общей грузоподъемности поезда. Можно комплектовать состав любой грузоподъемности, ограничение количества вагонов в составе определяется только максимальной электрической мощностью контактной сети. Принципиальное преимущество модульной схемы заключается также в расширении возможности рекуперации электрической энергии в контактную сеть при торможении (остановке) поезда путем электродинамического торможения энергоустановками тяговых вагонов. За счет чего в большинстве случаев при снижении скорости движения поезда будет обеспечиваться преобразование кинетической энергии поезда в электрическую и возврат ее в контактную сеть не менее 30 %. Возможности использования для этой цели локомотива существенно ограничены ввиду недостаточности силы его сцепления с железнодорожным полотном. Поэтому торможение традиционного поезда производится исключительно за счет механической системы торможения вагонов состава. Конструктивная новизна подтверждена двумя патентами на изобретение №2582494RU, 2580403 RU.
Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ
- Транспортные и космические системы
- Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика.
Новизна предложения
Модульная схема комплектования грузового железнодорожного состава обладает целым рядом преимуществ, в числе которых:
- энергетическая эффективность (до 30%);
- многократное (в 2-3 раза) снижение разрывной (ударной) нагрузки на нижнюю раму вагона и возможное за счет этого снижение собственной массы вагона;
- возможность рекуперации электрической энергии в контактную сеть (до 30 %) за счет электродинамического торможения поезда энергоустановками тяговых вагонов;
- высокий эксплуатационный КПД (до 60%)подвижного состава, достигаемый благодаря исключению недогрузки тяговых установок модулей поезда, поскольку суммарная мощность этих установок всегда прямо пропорциональна количеству вагонов поезда;
- возможность комплектования поезда любой грузоподъемности (количество вагонов в составе ограничивается только электрической мощностью контактной сети),
- исключение потребности в использовании локомотива увеличенной мощности - источника сосредоточенной динамической нагрузки, разрушающей транспортные пути, мосты и окружающие объекты. .
Область применения
Раздел Р. Транспорт
Код ОКВЭД
49.20 Деятельность железнодорожного транспорта: грузовые перевозки;
72.1 - Научные исследования и разработки в области естественных и технических наук.
Целевая аудитория
ОАО «РЖД» и связанные с ней компании.
Текущая стадия развития
- Научная идея, задел
Экономический, экологический и социальный эффекты
Экономический эффект: РЖД является одной из крупнейших компаний РФ. Совокупная доля ОАО «РЖД» составляет более 1% в экономике страны. Любое снижение затрат в перевозках, связанных с РЖД приведет к значительной экономии ресурсов. Состав из трехвагонных модулей позволит снизить энергопотребление при перевозке железнодорожным транспортом на 5-10%, что в денежном выражении составляет около 100 млрд. руб. в год. Применение предлагаемой технологии позволит снизить стоимость доставки грузов примерно на 5%, а снижение массы вагона за счет уменьшения нагрузки на раму составит примерно 10-15% (3-5 тонны на каждый вагон).
Экологически эффект: заключается в снижении выбросов загрязняющих веществ за счет экономии расходов электроэнергии. При экономии 1 млрд. кВт•ч снижение выбросов СО2 составит порядка 100 тыс. тонн. Социальный эффект: создание дополнительных рабочих мест за счет производства высокотехнологичного оборудования для тяговых вагонов и улучшение качества жизни населения за счет экологичных условий.
Права интеллектуальной собственности
- Получен патент
- Авторские права (копирайт)
Вид сотрудничества
- Техническая кооперация (совместная дальнейшая разработка, испытание новых применений, адаптация к потребностям заказчика)
- Соглашение о совместном предприятии
- Производственное соглашение (адаптация технологии на новые материалы, новый способ использования существующей производственной линии, изменение существующих технологий, принципиально новый процесс)
- Коммерческое соглашение с техническим содействием (монтаж, разработка и изготовление на заказ, техническое консультирование, контроль качества, техобслуживание)
- Внедрение в учебный процесс
- Работы по хоздоговору
- Оказание услуг научно-методического характера
Установленная кооперация по реализации проекта
Межинститутский
Установленная кооперация по реализации проекта с предприятиями и организациями
- Федеральный уровень
Источник финансирования разработки
- без финансирования
Руководитель(и) проекта (ФИО, степень, ученое звание)
Александров Игорь Константинович, д.т.н., проф.
Патенты и награды
Патенты на изобретение №2582494RU, 2580403 RU
