25.2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ ВАГОННОГО ПАРКА

Грузоподъемность вагонов может быть повышена путем увеличения их длины и числа колесных пар, снижения технического коэффициента тары, повышения осевой нагрузки от колесной пары и погонной нагрузки на путь. Рост нагрузок от колесных пар при неизменном их числе требует значительно больших капитальных вложений на усиление мощности верхнего строения пути и реконструкцию искусственных сооружений, чем переход на вагоны с большим числом колесных пар. Поэтому на отечественных железных дорогах грузоподъемность вагонов повышается главным образом за счет увеличения их длины, числа колесных пар и погонной нагрузки на путь.

Осевые и погонные нагрузки на путь являются важнейшими техническими характеристиками вагонов, которые оказывают непосредственное влияние на эксплуатационно-экономические показатели перевозочного процесса: статическую и динамическую нагрузки вагона, массу поезда брутто, производительность вагона и локомотива, себестоимость перевозок и производительность труда.

В целях обеспечения безопасности движения поездов и надежности технических средств при эксплуатации имеющихся и постройке новых типов вагонов требуется соблюдение следующих условий:

^кп Рв 'Y + Чт s _кп

Рф = ^ рн ;

^кп

_пог _ рв 'Y + Чт / ~пог

рф -—їа— < рн ,

1в

где - р фп , р - соответственно фактические и нормативные осевые нагрузки от колесной пары на путь, т;

рфог , Рн°г - соответственно фактические и нормативные погонные нагрузки на путь, т/м;

гв - грузоподъемность физического вагона, т;

Y - средний коэффициент использования грузоподъемности вагона, зависящий от структуры грузопотока, осваиваемого вагонами данного типа (0 < у < 1);

Чт - масса тары вагона, т;

«кп- число колесных пар вагона;

їв - длина вагона по осям сцепления автосцепки, м.

В настоящее время на железных дорогах России действуют введенные с 1980 г.

В перспективе по мере роста объема перевозок и грузооборота, особенно на линиях с высокой грузонапряженностью и большим объемом пассажирского движения, существенный технико-экономический эффект даст возобновление постройки и расширение сферы применения восьмиосных полувагонов и цистерн. За счет снижения себестоимости перевозок и экономии эксплуатационных расходов по сравнению с четырехосными вагонами дополнительная прибыль может составить 8-10%.

Нормативные осевые нагрузки брутто и нетто от колесной пары на путь у восьмиосных полувагонов и цистерн примерно те же, что и у четырехосных. Близки и соответствующие фактические полезные нагрузки нетто. Поэтому эксплуатационные расходы на движенческую операцию в зависимости от этого показателя практически мало меняются. Их экономия происходит главным образом вследствие повышения массы поезда за счет увеличения погонной нагрузки. Кроме того, значительно сокращаются эксплуатационные расходы на технические и коммерческие операции в начально-конечных пунктах из-за увеличения в 1,8-2 раза статической нагрузки восьмиосных полувагонов и цистерн по сравнению с четырехосными.

Наибольший эффект достигается, когда маршрутные поезда целиком сформированы из восьмиосных вагонов. При полном использовании их грузоподъемности и при длине станционных приемо-отправочных путей 1050 м, также используемой полностью, масса поезда брутто составит для четырехосных и восьмиосных полувагонов соответственно 6540 и 8320 т. а для четырехосных и восьмиосных цистерн - 6920 и 8000 т, т.е. на 15-27% больше. В результате повышения массы поезда сокращаются расходы на содержание локомотивных бригад, амортизацию локомотивов, маневровую работу и содержание станционных путей. Снижаются расходы на топливо (электроэнергию) в результате уменьшения удельного сопротивления движению поездов повышенной массы.

Восьмиосные полувагоны и цистерны разных типов имеют грузоподъемность 120-132 т, что в 1,8-2 раза выше грузоподъемности соответствующих четырехосных вагонов.

Цена восьмиосных полувагонов и цистерн, приходящаяся на 1 т грузоподъемности, больше, чем четырехосных. Несколько выше и технический коэффициент тары. Поэтому общие и удельные капитальные вложения в парк восьмиосных вагонов значительно больше. Это увеличение, однако, полностью перекрывается экономией капитальных вложений в парк поездных и маневровых локомотивов и в развитие станционных путей. Кроме того, еще не использованы все резервы улучшения конструкции восьмиосных вагонов, снижения массы тары, а следовательно, и цены вагонов.

Вместе с тем эффективная эксплуатация восьмиосных вагонов требует крупных капитальных затрат на реконструкцию постоянных устройств вагонного и других хозяйств, модернизацию замедлителей на сортировочных горках, постройку более мощных вагоноопрокидывателей, переделку или замену весов, сливных и наливных эстакад и других сооружений на транспорте и промышленных предприятиях. При нагрузке от колесной пары 25 т грузоподъемность восьмиосных полувагонов при той же массе тары может быть повышена до 150-155 т, а восьмиосных цистерн - до 145-150 т. Дополнительные капиталовложения на их создание и внедрение окупаются за 4-6 лет.

Большой экономический эффект может дать увеличение грузовместимости, а значит, удельного объема крытых вагонов и удельной площади платформ. Большие значения названных показателей обеспечивают лучшее использование грузоподъемности вагонов при перевозке относительно легковесных грузов с меньшим объемным весом, но худшее использование вместимости вагонов при перевозке относительно тяжеловесных грузов.

Существенным резервом увеличения грузоподъемности вагонов всех типов является снижение массы их тары. Уменьшение массы тары на 20-30% позволяет увеличить грузоподъемность вагона на 10-15%. Этого можно достичь применением высокопрочных и легких сплавов при постройке вагонов.

Крупным мероприятием коренной реконструкции вагонного парка является совершенствование автосцепки и автотормозов. Перевод всего парка вагонов и локомотивов с 1954 г. на автотормоза и оборудование их с 1957 г. автосцепкой позволил резко улучшить качественные показатели использования подвижного состава и других технических средств, ускорить и облегчить маневровую работу, уменьшить массу тары вагонов за счет снятия буферов, высвободить большое количество станционных путей, занятых маневровыми работами, и в результате увеличить пропускную и провозную способность линий, а также перерабатывающую способность станций.

Дальнейшее совершенствование автотормозов и автосцепки является непременным условием роста массы и скорости движения поездов. Тормозной путь (800-1200 м) - основной показатель надежности и технико-экономической эффективности разных систем торможения. В пассажирском движении оправдало себя применение электропневматического тормоза вместо пневматического, что позволило поднять скорости движения поездов до 200 км/ч без значительного увеличения тормозного пути. В грузовом движении наиболее эффективным является использование электропневматического тормоза с автоматическим режимом управления тормозной системой в сочетании с композиционными колодками. Для реализации больших скоростей движения пассажирских поездов создаются другие виды перспективных тормозных систем, в частности электропневматические дисковые тормоза в сочетании с магнитно-рельсовыми устройствами, имеющие лучшие фрикционные качества и большую износостойкость.

Более жесткие требования к надежному и эффективному автоматическому управлению тормозными системами предъявляются при вождении тяжеловесных (до 10-15 тыс. т и более) и длинносоставных поездов. Чтобы обеспечить безопасность их движения без существенного снижения максимально допустимой скорости, нужны полностью автоматизированные тормозные системы. В основу разработки таких систем закладывается принцип надежной синхронизации управления автотормозами соединенных (сдвоенных и строенных) поездов.

Для повышения норм массы грузовых поездов и скоростей их движения требуется модернизация и усиление автосцепки. С этой целью разрабатывают и внедряют новые системы поглощающих аппаратов для смягчения ударов при сцеплении, а также разные варианты модернизации фрикционных аппаратов автосцепки. Автосцепка СА-3 при сравнительно небольших капитальных затратах обеспечивает надежное вождение поездов большой массы и скорости мощными локомотивами. Срок ее службы и срок между ремонтами повышаются в 1,5-2 раза, на 50% снижаются затраты на ремонт.

Большой экономический эффект даст комплексное переоборудование автосцепного устройства с полной автоматизацией сцепления и расцепления не только самой автосцепки, но и воздушных концевых кранов и электрических цепей подвижного состава. Еще больше сократятся простои подвижного состава, повысится производительность и улучшатся условия труда, повысится безопасность движения поездов.

Наметившийся рост производства отечественной продукции земледелия и животноводства даст существенное увеличение объемов перевозок скоропортящихся грузов. Для их освоения потребуется увеличивать численность и улучшать структуру парка изотермического подвижного состава - в основном, за счет расширения сферы применения рефрижераторных вагонов разных типов с машинным охлаждением. Это позволит сократить потери и сохранить качество перевозимых грузов. По расчетам специалистов, ущерб от порчи скоропортящихся грузов в вагонах-ледниках составлял 10-25%, а в вагонах с машинным охлаждением - только 2-4% стоимости грузов.

Парк рефрижераторного подвижного состава железных дорог России состоял из 5-вагонных секций, автономных рефрижераторных вагонов (АРВ), 12- вагонных секций и 21- и 23-вагонных поездов. В перспективе основу парка изотермических вагонов (в том числе с использованием жидкого азота в системах охлаждения) будут составлять АРВ. Доля их должна быть увеличена с 35-40 до 60-65 %. Совершенствование конструкции рефрижераторных вагонов происходит в направлении увеличения диапазона температурных режимов, повышения энерговооруженности, увеличения длины кузова и его вместимости, улучшения теплотехнических качеств, увеличения межремонтных сроков до 1,5 лет, а также повышения надежности оборудования и сокращения объемов его технического обслуживания.