DOI: https://doi.org/10.15802/etr.v0i12.101778

Rationale for modernization of diesel locomotives CHME3 using hybrid propulsion system

С.Г. Буряковський, А.С. Маслій, Д.П. Помазан, І.В. Деніс

Abstract


This article is devoted to problems of inefficient use of energy resources shunting locomotives during their work. As of 2009, diesel chme3 (especially in Russia and Ukraine) in addition to its core functions, often used as a commuter train locomotives on short malozadiyanyh areas. So now the question of reducing consumption of energy resources is quite acute for our country, so this article is very relevant. The developed simulation model of locomotive quite clearly shows the inefficiency of the system in use at present. Functionally, the model is divided into blocks of modeling jobs diesel traction generator and traction motors unit that calculates the resistance of the train. To calculate the resistance of the train entered Kharkiv-Merefa. The proposed functional diagram of a hybrid locomotive includes diesel, synchronous starter generator, rectifier, battery and battery ultracap, static converters, traction engines. The use of energy storage allows to introduce diesel locomotive traction engines control systems to improve their performance. Application hydride locomotive can increase its efficiency by high efficiency when working on energy storage. This solution can reduce fuel consumption by at least 40%, as most of shunting will be powered by the traction battery, and ensure high environmental cleanliness locomotive. Fuel savings after implementation of this modernization is about 100 tons per year, in this economy you return the money spent on modernization, is about 5 years.


Keywords


CHME3 diesel; hybrid propulsion system; mathematical model; valve-inductor motor.

References


Falendysh, A. P. Analiz variantiv modernizatsiyi teplovoziv seriyi ChME3 [Analysis of upgrade options locomotives series CHME3] / A.P. Falendysh, A.L. Sumtsov, O.V. Klymenko // Zb. nauk. pr / Don. inst zal. transp [Technologies. Donetsk Institute of Railway Transport] Donetsk, 2013. Vol. 36. PP. 162-166.

Chernyak, Yu.V.. Analiz isnuyuchykh i perspektyvnykh napryamiv zastosuvannya rekuperatyvnykh system na transporti z metoyu pidvyshchennya yoho enerhoefektyvnosti [Analysis of existing and future areas of applica-tion recuperative systems in transport to improve its energy efficiency] / Yu.V. Chernyak, V.O. Hatchenko, A.V. Hayur // Zb. nauk. pr / Don. inst zal. transp. [Technologies. Donetsk Institute of Railway Transport] Donetsk, 2014. Vol. 37. PP. 134-139.

Varakyn, A.Y. Manevrovyi y unyversal'nyi lokomotyv s hybrydnoy sylovoy ustanovkoy y nakopytelem enerhyy na baze elektrokhymyeskykh kondensatorov [Shunting and versatile locomotive with hybrid-term propulsion and energy storage based on electrochemical capacitors] / A.Y. Varakyn, Y.N.Varakyn, V.V. Menukhov //Nauka y tekhnyka transporta [Science and Transport Equipment]. 2007. №12. PP. 34-40.

Falendysh, A. P. Vyznachennya ratsional'nykh parametriv hibrydnoho manevrovoho teplovoza na bazi ChME3 [Determination of rational parameters of hybrid shunting locomotive at the chme3] / A.P. Falendysh, M.V. Volodarets', O.V. Artemenko // Zb. nauk. pr / Skhidnoukr. nats. univers. im. V.Dalya [Technologies. East Ukrainian National University of Dal]. Syevyerodonetsk, 2015. Vol. 1(218). PP. 253-256.

Shcherbakov, V. T. Manevrovыe lokomotyvы s kombynyrovannoy (hybrydnoy) sylovoy ustanovkoy [Shunting locomotives with a combined (hybrid) propulsion system] / V.T. Shcherbakov, L.M. Bondarenko, Yu.P. Erokhyn //Lokomotyv [Locomotive]. 2011. № 8. PP. 33-35.

On establishment of the Transport Strategy of Ukraine till 2020 [electronic resource]: the Cabinet of Ministers of Ukraine dated 20.10.2010 g. №2174 p. - Access: http://zakon5.rada.gov.ua/ - (Date of appeal 06.07 .2016).

Hapanovych V. A., Avylov V. D., Arzhannykov B. A. Еnerhosberezhenye na zheleznodorozhnom transporte [Energy savings in rail transport] Moscow, MYSyS Publ., 2012. 620 p.

Ovchynnykov, V. M. Puty snyzhenyya raskhoda toplyva v manevrovoy rabote na zheleznodorozhnыkh stantsyyakh [Ways to reduce fuel consumption in shunting operations at railway stations] / V. M. Ovchynnykov y dr. // Vestnyk BelHUTa: Nauka y transport. [Bulletin of the Belarusian State University of Transport: Science and Transportation] 2010. № 2 (21). PP. 151-158.

Energy saving path of development [ele-enforcement resource]: information / Newspaper "Highway" - Access: http://www.magistral.uz.com.ua/articles/energozberigajuchij-shljah-rozvitku.html. - (06.07.2016 Date of appeal).


GOST Style Citations


Фалендиш, А. П. Аналіз варіантів модернізації тепловозів серії ЧМЕ3 [Текст] / А.П. Фалендиш, А.Л. Сумцов, О.В. Клименко // Зб. наук. пр / Дон. інст зал. трансп. – Донецьк, 2013. – Вип. 36 – С. 162-166.

Черняк, Ю.В.. Аналіз існуючих і перспективних напрямів застосування рекуперативних систем на транспорті з метою підвищення його енергоефективності [Текст] / Ю.В. Черняк, В.О. Гатченко, А.В. Гаюр // Зб. наук. пр / Дон. інст зал. трансп.. – Донецьк, 2014. – Вип. 37 – С. 134-139.

Варакин, А.И. Маневровый и универсальный локомотив с гибридной силовой установкой и накопителем энергии на базе электрохимиеских конденсаторов [Текст ] / А.И. Варакин, И.Н.Варакин, В.В. Менухов //Наука и техника транспорта, 2007 - №12 – с. 34-40.

Фалендиш, А. П. Визначення раціональних параметрів гібридного маневрового тепловоза на базі ЧМЕ3 [Текст] / А.П. Фалендиш, М.В. Володарець, О.В. Артеменко // Зб. наук. пр / Східноукр. нац. універс. ім. В.Даля. – Сєвєродонецьк, 2015. – Вип. 1(218) – С. 253-256.

Щербаков, В. Т. Маневровые локомотивы с комбинированной (гибридной) силовой установкой [Текст] / В.Т. Щербаков, Л.М. Бондаренко, Ю.П. Ерохин //Локомотив. – 2011. – №. 8. – С. 33-35.

Про створення Транспортної стратегії України на період до 2020 року [Електронний ресурс]: постанова Кабінету Міністрів України від 20.10.2010 р. №2174 р. – Режим доступу: http://zakon5.rada.gov.ua/ - (Дата звернення 06.07.2016).

Гапанович, В.А. Энергосбережение на железнодорожном транспорте [Текст] : учебник для вузов / В.А. Гапанович, В.Д. Авилов, Б.А. Аржанников. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2012. – 620 с.

Овчинников, В. М. Пути снижения расхода топлива в маневровой работе на железнодорожных станциях [Текст] / В. М. Овчинников и др. // Вестник БелГУТа: Наука и транспорт. – 2010. – № 2 (21). – С. 151-158.

Енергозберігаючий шлях розвитку [Електронний ресурс] : інформація / Газета «Магістраль» - Режим доступу : http://www.magistral-uz.com.ua/articles/energozberigajuchij-shljah-rozvitku.html. – (Дата звернення 06.07.2016).