Тепловозная тяга

-i_ск- крутизна скоростного подъема.

 

Прохождение скоростного  подъема за счет использования кинетической энергии поезда считается возможным , если полученная длина пути S будет больше Средние скорости и соответствующие им силы тяги берутся из тягово-энергетических характеристик тепловозов.

 

         V_н =80 км/ч

         V_к =70 км/ч                               

                                                                          F_кср=112750 Н

  (Н/кН)

  (Н/кН)

  (Н/кН)

  (Н/кН)

 

     (м)                     S₁ ˂ S_ск

 

V_н =70 км/ч

          V_к =60 км/ч                        

                           F_кср=132250 Н

 

  (Н/кН)

  (Н/кН)

(Н/кН)

 

(Н/кН)

 

    

                                 (м)

S₂^’=S₁+S₂=697,32+609,1=1306,5

S₂^’ > S_ск

 

     V_н =60 км/ч

V_к =50 км/ч                       

                           F_кср=156750 Н

 

  (Н/кН)

  (Н/кН)

(Н/кН)

 

(Н/кН)

 

                  

                              (м)

S₃^’=S₁+S₂+S₃=697,32+609,1+ =1872,8 (м)               S₃^’ ˃ S_ск

                                              Проверка выполняется.

 

в) На возможность трогания с места и разгона на остановочных пунктах .

           Вес поезда, кН    

,

где:

-F_ктр - сила тяги локомотива при трогании состава с места, Н;

-w_тр - удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на 

          прямом горизонтальном пути, Н/кН

С учетом того, что в  данном составе присутствуют только 4-х и 8-ми осные вагоны удельное сопротивление  имеет вид:

,

где:

- удельные сопротивления при трогании с места 4-х осных вагонов на подшипниках качения.

- удельные сопротивления при трогании с места 8-ми осных вагонов на подшипниках качения.

- дополнительное удельное сопротивление , учитывающее ускорение поезда в процессе разгона;

= +8 Н/кН- величина расчетного уклона;

 

                  Для вагонов на подшипниках  качения: 

,

где:

- q_oi - масса, приходящаяся на ось вагона i-го типа, т.

При выполнении условия 

                    Расчеты:          

Округляем Q_тр до 83077 кН.

Проверка выполнена  так как Q_тр>Q(83077˃40470)

В дальнейших расчетах используем эти данные.

 

 

 

 

4.Тормозные расчеты.

Определение расчетного тормозного коэффициента.

4.1.Расчет удельных равнодействующих сил поезда.

 

Для построения диаграммы  удельных равнодействующих сил предварительно составляется таблица для четырех  возможных режимов движения поезда по прямому горизонтальному участку:

• для режима тяги f_к – w₀ = f₁(v);
• для режима холостого хода  w_0х = f₂(v);
• для режима служебного торможения 0,5b_m + w_0х = f₃(v);
• для режима полного служебного торможения 0,8b_m + w_0х = f₄(v).

Расчетный коэффициент  трения тормозных колодок φ_кр определяется по формуле

φ_кр

Удельный тормозной  коэффициент поезда определяется по формуле

b_m = 1000·φ_кр ·υ_р,

где   υ_р   -  расчетный тормозной коэффициент поезда.

Для грузового движения в расчетах можно принять нормативное  значение, равное

υ_р = 0,33.

При движении в режиме холостого хода для звеньевого пути

w′_х =  2,4 + 0,011·ν + 0,00035·ν² .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная таблица удельных равнодействующих сил

 

 

 

Режим тяги									Холостой ход				Торможение
V, Км/ч	Fk, Н	w′0, Н/кН	W′0, Н	w″0, Н/кН	W″0, Н	W0, Н	Fk - W0, Н	fk -w0 Н/кН	wx, Н/кН	Wx, Н	W0x, Н	w0x, Н/кН	φkp	bm, Н/кН	0,5bm+w0x Н/кН	0,8bm+w0x Н/кН
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
0	700500	1,90	2280	0,7	12693,1	14973	685527	35,45	2,40	2880	15573	0,80	0,27	89,1	45,35	72,08
5	635000	1,96	2352	0,94	17045,0	19397	615603	31,84	2,46	2952	19997	1,03	0,23	75,9	38,98	61,75
10	586000	2,03	2436	0,98	17770,3	20206	565794	29,26	2,54	3048	20854	1,08	0,20	66,0	34,08	53,88
11,5	575000	2,05	2460	0,99	17951,6	20411	554589	28,68	2,57	3084	21035	1,09	0,19	62,7	32,44	51,25
15	494500	2,12	2544	1,03	18676,9	21220	473280	24,48	2,64	3168	21844	1,13	0,18	59,4	30,83	48,65
20	392500	2,22	2664	1,12	20308,9	22972	369528	19,11	2,76	3312	23620	1,22	0,16	52,8	27,62	43,46
25	322000	2,34	2808	1,13	20490,2	23298	298702	15,45	2,89	3468	23958	1,24	0,15	49,5	25,99	40,84
29	282500	2,44	2928	1,18	21396,9	24324	258176	13,35	3,01	3612	25008	1,29	0,14	46,2	24,39	38,25
30	272500	2,47	2964	1,20	21759,6	24723	247777	12,81	3,04	3648	25407	1,31	0,14	46,2	24,41	38,27
33,5	245500	2,57	3084	1,24	22484,9	25568	219932	11,37	3,16	3792	26276	1,36	0,13	42,9	22,81	35,68
40	210000	2,78	3336	1,34	24298,2	27634	182366	9,43	3,40	4080	28378	1,47	0,12	39,6	21,27	33,15
43,5	194000	2,90	3480	1,40	25386,2	28866	165134	8,54	3,54	4248	29634	1,53	0,12	39,6	21,33	33,21
50	170500	3,15	3780	1,48	26836,8	30616	139884	7,23	3,82	4584	31420	1,62	0,11	36,3	19,77	30,66
60	143000	3,58	4296	1,71	31007,4	35303	107697	5,57	4,32	5184	36191	1,87	0,10	33,0	18,37	28,27
61	141500	3,62	4344	1,73	31370,0	35714	105786	5,47	4,37	5244	40422	2,09	0,10	33,0	18,59	28,49
70	121500	4,07	4884	1,94	35178,0	40062	81438	4,21	4,88	5856	45918	2,37	0,10	33,0	18,87	28,77
80	104000	4,62	5544	2,20	39892,6	45436	58564	3,02	5,52	6624	52900	2,73	0,09	29,7	17,58	26,49
90	88500	5,23	6276	2,49	45151,1	51427	37073	1,91	6,22	7464	58891	3,05	0,09	29,7	17,90	26,81
100	76500	5,90	7080	2,81	50953,7	58033	18467	0,95	7,00	8400	66433	3,44	0,09	29,7	18,29	27,20

 

 

 

По данным таблицы 4.1 строим диаграмму  удельных равнодействующих сил поезда:

а) для режима тяги (по графам 1 и 9)                                          f_к – w₀ = f₁(v);

         б) для  режима холостого хода (по графам1 и 13)                      w_0х = f₂(v

в) для режима служебного торможения (по графам 1 и 16)     0,5b_m + w_0х = f₃(v).

Таблица 4.2.

Масштабы для графических расчетов

Величины	Грузовые и пассажирские поезда		Тормозные расчеты
	1	2	1	2
Сила,1Н/кН - мм	12	6	2	1
Скорость, 1км/ч - мм	2	1	2	1
Путь,1 км – мм	40	20	240	120
Постоянная ∆,мм	30	30	-	-
Время, 1 мин - мм	10	10	-	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Решение тормозной задачи

Тормозная задача решается для определения максимально  допустимых скоростей движения поезда по имеющимся тормозным средствам при движениям по спускам заданного профиля.

Полный расчетный тормозной  путь равен сумме пути подготовки тормозов к действию и действительного  тормозного пути:

,  (5.3)

Расчетные тормозные  пути принимаем равными:

1. S_т=1000 м - для спусков крутизной до -6‰  включительно;
2. S_т=1200 м - для спусков круче -6‰  до  -12‰ .

Для решения тормозной  задачи есть график зависимости удельных замедляющих сил при экстренном торможении . Рядом справа,построены кривые изменения скорости V=f(S) методом МПС для трех уклонов: 0‰ ,      -6‰ , -12‰  .

От точки а₁ влево на оси S откладываются значения полного тормозного пути S_m=1000 м. и 1200 м.

Для каждого из выбранных  уклонов определяется подготовительный тормозной путь, м

, (5.4)

где: -V_н- скорость в начале торможения;(V_н=V_конст);

-t_п- время подготовки тормозов к действию, рассчитывается по формуле - так как состав имеет 360 тормозных осей.

 

0‰                S_П=0,278*100*10=278 м.

-6‰           S_П=0,278*100*13,03=362,3 м.

-12  ‰      S_П=0,278*100*16,06=446.6 м.

 

Значения S_п, вычисленные для уклонов 0‰ , -6‰ , -12‰ , отложены в масштабе на уровне конструкционной скорости локомотива V_к.

Затем построены отрезки, представляющие собой зависимости  S_п=f(V) при S_m=1200 м. и 1000 м. соответственно.Отмечены точки пересечения кривых для соответствующих спусков., которые и определяют допустимые скорости движения V_max по спускам.Полученные данные откладываются на графике решения тормозной задачи.Результаты построения тормозной задачи необходимо учитывать при построении кривой скорости движения поезда с тем, чтобы нигде не превышать скорости, допустимой по тормозам, т.е. чтобы поезд мог быть всегда остановлен на расстоянии, не превышающем длины полного тормозного пути.

Далее производим построение диаграмм скорости и времени хода поезда.

 

 

 

 

 

6.Построение диаграммы скорости и времени хода поезда

 

Построение зависимостей ν = f₁(S) и t = f₂(S) производятся на отдельных листах миллиметровой бумаги.

Все построения выполнять  на спрямленном профиле пути.

Интервалы скорости, в  которых действующие силы на поезд  считаются постоянными, принимать  не более 10 км/ч.

В конце каждого элемента профиля подбирать интервал изменения  скорости так, чтобы граница элемента, граница интервала скорости и  зависимость ν = f₁(S) пересекались в одной точке.

При построении диаграммы  ν = f₁(S) необходимо стремится к достижению поездом максимально допустимых скоростей движения. Это условие выполняется при соответствующем чередовании режимов тяги, холостого хода и регулировочного торможения.

При движении на спусках  скорость не должна превосходить допускаемую  по тормозам в зависимости от крутизны спуска.

Скорость поезда перед  остановкой должна быть равна 40-50 км/ч  на расстоянии 500-700 м от оси станции.

Момент начала торможения при остановке на станции определяем точкой пересечения зависимостей ν(S) для режимов холостого хода и служебного торможения. Последняя строится встречно, начиная от нулевой скорости на оси станции.                                      

Для выполнения зависимости t = f₂(S) используется зависимость ν = f₁(S) . Ее непрерывный рост рекомендуется ограничивать при достижении уровня, соответствующего 10 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет расхода топлива тепловозами

Расход топлива тепловозами  на данном участке пути определяем на основании предварительно построенных  диаграмм скорости и времени и имеющихся для каждой серии тепловозов экспериментальных данных об удельном расходе топлива при том или ином режиме работы дизеля, т.е.

,

где П_к – позиция контроллера машиниста.

Суммарный расход топлива на поездку

,

где   -  расход топлива в режиме тяги за интервал времени

- расход топлива тепловозом  на режиме холостого хода

Расчет вводим в таблицу 6.1. и 6.2.

 

                               Расход топлива в режиме тяги. Таблица 6.1  

 

№ элемента пути	Vн , км/ч	Vк , км/ч	Vср , км/ч	Gi, км/мин	ti, мин	Gi∙ti, кг
1	2	3	4	5	6	7
Режим тяги
1	0	10	5	7	0,2	1,4
-	10	20	15	11.6	0,4	4,64
-	20	30	25	11.6	0,9	10,44
-	30	40	35	11.6	1,8	22,04
2	40	50	45	11.6	0,8	9,28
-	50	60	55	11.6	0,7	8,26
3	60	70	65	11.6	0,9	10,44
4	70	60	65	11.6	0,9	10.44
-	60	50	55	11.6	1	11.6
-	50	40	45	11.6	1,2	13.92
5	40	30	35	11.6	1,6	19.72
-	30	20	25	11.6	3	34.8
-	20	20	20	11.6	11,6	134.56
6	20	30	25	11.6	1.5	17.4
-	30	40	35	11.6	0,9	10.44
-	40	50	45	11.6	1,1	12.76
7	50	60	55	11.6	2,2	25.52
8	60	70	65	11.6	1,1	12.76
9	70	80	75	11.6	0,7	8.26
10	80	70	75	11.6	0.5	5.8
-	70	60	65	11.6	0.5	5.8
11	60	70	65	11.6	2,3	26.68
12	70	60	65	11.6	1.9	22.04
-	60	50	55	11.6	1	11.6
13	50	60	55	11.6	1.3	15.08
-	60	70	65	11.6	1.3	15.08
					40,3	480.76