способ энергосбережения на железнодорожном транспорте

Формула изобретения

Способ энергосбережения на железнодорожном транспорте путем снижения потерь на преодоление трения в системе «колесо - рельс», обеспечиваемого подачей в зону их контакта смазочно-охлаждающего средства, использующий для этого техническое средство в виде напорной газодинамической установки, отличающийся тем, что подачу смазочно-охлаждающего средства осуществляют в зону контакта с рельсом каждой колесной пары в составе поезда путем нагнетания его в виде тумана, представляющего собой мелкодисперсную газожидкостную смесь, в пространство, ограниченное железнодорожным полотном, дисками колес и днищами вагонов; при этом регулировкой производительности напорной установки обеспечивают возможность эффективного торможения на последнем вагоне состава поезда и мгновенной вентиляции подвагонного пространства прекращением подачи смазочно-охлаждающего агента в зону напорного течения воздуха.

Описание изобретения к патенту

Предполагаемое изобретение относится к области железнодорожного транспорта и предлагает одно из решений проблемы энергосбережения путем снижения потерь на преодоление трения в системе «колесо - рельс».

Из практики эксплуатации железных дорог известно применение смазки в зоне контакта колеса транспортного средства с рельсом, дающее экономию энергии на тягу поездов [1, 2]. На отечественных железных дорогах это действие осуществляется с помощью технических средств в виде различных гребне-рельсо-смазывателей (АТС), с применением, по преимуществу, нефтесодержащих средств смазки (см., например, композиция по Патенту РФ № 2196807 [3].).

Известен альтернативный способ лубрикации [4] по Патенту РФ № 2142890, использующий для смазки хладагент, подаваемый в зону контакта колеса с рельсом, в результате чего влага, конденсируемая из окружающего воздуха, оседает в виде изморози на взаимодействующие поверхности колеса и рельса.

Однако будучи адресованы к колесным парам локомотива известные способы вступают в противоречие с общепринятым на дорогах страны способом борьбы с проскальзыванием колеса по рельсу, заключающимся в подаче песка в зону их контакта.

При этом результаты эксперимента по исследованию эффективности «лубрикации холодом» [5, 6], осуществленного при использовании жидкого азота в качестве хладагента, засвидетельствовав существенное уменьшение величины тягового усилия, потребного для обеспечения движения транспортного средства, привели к выводу о целесообразности смены адреса применения процесса: от локомотива - к составу поезда.

Однако экзотичность приема и средства его осуществления (жидкий азот) долгое время являлись сдерживающим фактором на пути разработчиков. Разрешению трудностей для практической реализации «лубрикации холодом» послужили следующие обстоятельства:

- известен широкий класс смазочных материалов и охлаждающих жидкостей [7], из которых (по крайней мере для использования в зимние месяцы) можно выбрать смазочно-охлаждающее средство более доступное и технологичное в применении, чем жидкий азот (это соображение усиливается сведениями о новейших разработках по биотопливу и биосмазкам);

- в эксплуатационной практике железных дорог в зоне Сибири и Дальнего Востока известны местности с частым скоплением тумана, который в холодное время года выполняет роль смазочно-охлаждающего средства, существенно снижающего сцепление колеса с рельсом;

- известны технические средства в виде газодинамических установок [8], способные выработать значительные объемы тумана, состоящего из мелкодисперсной смеси жидкости, распыляемой напорным потоком воздуха.

Предлагаемый способ решает задачу энергосбережения на железнодорожном транспорте путем снижения потерь на преодоление трения в системе «колесо-рельс», обеспечиваемого подачей смазочно-охлаждающего средства в зону контакта с рельсом каждой колесной пары в составе поезда, путем нагнетания его в виде тумана, представляющего собой мелкодисперсную газожидкостную смесь, в пространство, ограниченное железнодорожным полотном, дисками колес и днищами вагонов.

При этом производительность технического средства для изготовления тумана может быть отрегулирована таким образом, чтобы сохранялись возможности эффективного торможения на последнем вагоне состава поезда и мгновенной вентиляции подвагонного пространства прекращением подачи смазочно-охлаждающего средства в зону напорного течения воздуха.

Технический результат реализации предлагаемого способа заключается в снижении потребной тяги на осуществление движения поезда, как следствие - энергосбережение.

Источники информации

1. Железные дороги мира. № 6.1996. С.55-60.

2. Железные дороги мира. № 1.1990. С.51-53.

3. Композиция для лубрикации и упрочнения поверхности в зоне трения колесо-рельс. Патент РФ № 2196807. Бюл. № 2. 2001.

4. Способ уменьшения износа боковой поверхности рельсов и гребней колес железнодорожного транспортного средства. Патент РФ № 2142890. Бюл. № 35. 1999.

5. Милованова Е.А., Милованов А.А., Милованов А.И. Лабораторный эксперимент по исследованию гребне-рельсо-смазки «холодом». Сборник трудов Второго Междунар. симпозиума по транспортной триботехнике «Транстрибо-2002». С.-Петербург. 2002.

6. Милованова Е.А., Милованов А.А., Милованов А.И. Эксперимент по исследованию эффективности «смазки» поверхностей катания хладагентом. Сборник докладов междунар. конф. «Экспериментальное кольцо ВНИИЖТ - 70». Щербинка. Россия. 2002.

7. Обельницкий A.M., Егорушкин Е.А., Чернявский Ю.И. Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости. ИПО «Полигрен». - М. 1997. 272 с.

8. Комбинированная универсальная газодинамическая установка дисперсной химической и биологической обработки. Патент РФ № 46148. Бюл. № 18. 2005.