Тяга поездов

Полученная  длина  поезда  меньше длины  ПОП,  равной  1100 м (по заданию).

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

ПЗ ДМП 017 04

2.2.2  Проверка  массы   состава  на  возможность   преодоления  встречающегося  на  участке  короткого  подъема   крутизной  больше  расчетного  с  учетом  использования   кинетической  энергии

     

Учитываем,  что перед преодолением  крутого участка,  составу предшествуют  легкие  элементы  профиля. При этом  путь,  крутизна  которого  равна 11,8⁰/₀₀,  проходимый  поездом с учетом  кинетической энергии

                                           м.

 

где  n_н –скорость  в  начале проверяемого  подъема, т.е. это  та  скорость,  которая была  развита на  предшествующем  элементе,  принимаем равной 80 км/ч

n_к – скорость  в конце проверяемого  подъема. Эта скорость  должна  быть  не  менее расчетной и ее принимаем равной  расчетной скорости  n_к=n_р=46,7 км/ч

(f_к – w_к)_ср –удельная сила, рассчитываем  для среднего  значения  скорости

 

                    .

 

Значение  средней  скорости  равно

 

 

 

Значения  F_к, ,    определяем  для среднего  значения  скорости. Расчет  ведем так же,  как и при определении массы состава,  только  значение  скорости  равно =63,35 км/ч

   Значение силы  тяги  для вычисленной средней скорости равно F_к^ср=32000кгс.

   Среднее основное  удельное  сопротивление  локомотива равно:

  =1,9+0,01×63,35+0,0003×(63,35)² =3,73 Н/кН

среднее основное  удельное  сопротивление 4-х осных вагонов:

 

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

ПЗ ДМП 017 04

на  подшипниках  скольжения

 

   кгс/т

 

на  подшипниках  качения

 

           кгс/т

 

 

среднее основное  удельное  сопротивление 8-ми осных вагонов:

 

                    кгс/т

 

Находим  среднее  удельное  сопротивление  состава

 

  =0,6×(0,08×1,79+0,92×1,57)+0,4×1,48=1,53 кгс/т

Подставляем  полученные  значения и находим  удельную силу

    

 

Найдем  путь,  проходимый  поездом на  проверяемом нами  подъеме с учетом  кинетической  энергии

         

 м.

 

Вывод:  4942 м может пройти  поезд массой Q=4050 т по самому крутому элементу профиля крутизной 11,8⁰/₀₀ с  учетом  запаса  кинетической  энергии, так как S_дейст.<S (2300 м по заданию).

 

 

 

 

 

2.2.3 Проверка  рассчитанной  массы   состава на  трогание  с  места  на  заданном  участке

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

        ПЗ ДМП 017 04

Проверку,  показывающую  с каким  весом  мог бы  тронуться  локомотив   при  крутизне  элемента участка  равного  больше  расчетного, а  именно i_тр=13,56 ⁰/₀₀  производим по формуле:

 

                                 

 

где  F_{к тр} – сила  тяги  локомотива  при трогании  состава с места равная  для 2ВЛ11 44600  кгс;

W_тр – удельное  дополнительное  сопротивление поезда  при трогании  

 

            

 

где  w^кач_тр4 ,  w^ск_тр4, w^кач_тр8 – соответственно основное удельное  сопротивление  при  трогании  с  места  4-х осных и  8-ми осных  вагонов  на  подшипниках  качения  и  подшипниках  скольжения

Основное  удельное  сопротивление  при  трогании  вагонов  на  подшипниках  качения:

 

Для  4-х  осных  вагонов      

 

 

Для  8-х  осных  вагонов      

 

Основное  удельное  сопротивление  при  трогании  вагонов  на   подшипниках  скольжения:

 

 

Полученные  значения основных  удельных  сопротивлений  подставим  и найдем  сопротивление  всего  состава  при  трогании

 

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

ПЗ ДМП 017 04

Тогда максимальный  вес,  который мог бы  взять локомотив с подъема i_тр=13,56 ⁰/₀₀  равен  

 

 

Найдем  теперь, с какого  подъема мог бы  тронуться локомотив,  при   расчетной массе состава   Q=4050 т. 

 

⁰/₀₀ 

 

Вывод: с подъема  13,56/₀₀  смог бы  тронуться  локомотив  2ВЛ11 с составом массой  4050 т,  и т. к.  проверяемый  подъем  < ,  т.е.  11,8<13,56  то  состав  тронется  свободно  с  любого  подъема на заданном участке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет  и построение  кривых  ускоряющих  и замедляющих усилий

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

ПЗ ДМП 017 04

 

Расчет  диаграммы  удельных  равнодействующих  сил  выполняем  для  трех  режимов  ведения  поезда  по  горизонтальному  участку:

1. для режима тяги 
2. для режима холостого хода 
3. для  режима торможения:

при служебном  регулировочном  торможении

при экстренном торможении

Расчет  ведем  относительно скоростей  от  0 до  конструкционной  , а так же  для расчетной скорости  и скорости  выхода на автоматическую  характеристику. Все полученные  расчеты сведем в таблицу.

Рассмотрим  построение  равнодействующих  сил  для скорости  n=10км/ч.

Для  режима  тяги:

При n=10км/ч основное удельное сопротивление локомотива равно: 

 

=1,9+0,01×10+0,0003×10²  =2,03 кгс/т

 

Сопротивление  с  учетом  массы  локомотива:

 

W₀^/= ×P=2,03×184=373,52 кгс

 

Основное удельное  сопротивление   вагонов при  n=10км/ч равно  сумме  основных удельных сопротивлений   каждого  рода  вагонов:

сопротивление 4-х  осных  на  подшипниках скольжения:

 

 кгс/т

 

на  роликовых  подшипниках:

 

     кгс/т

 

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

ПЗ ДМП 017 04

сопротивление 8-ми осных вагонов:

 

 кгс/т

 

Основное удельное  сопротивление всех вагонов при  n=10км/ч:

 

=0,6×(0,08×1,11+0,92×0,89) +0,4×1,006=0,94 кгс/т

 

Основное удельное  сопротивление  вагонов с учетом  массы состава:

 

0,94·4050=3807 кгс

 

Общее сопротивление  с  учетом  весов локомотива  и  вагонов:

  =373,52+3807=4180,52 кгс

 

Сила  тяги  локомотива  с  учетом  общих сил  сопротивления  при  n=10км/ч:

 

                               F_к-W₀= 44600-4180,52=40419,48 кгс

 

Отношение силы тяги  локомотива с учетом  общих сил  сопротивления  к  массам  локомотива  и  вагонов:

 

 кгс/т

 

Расчет  для  холостого хода:

Основное удельное  сопротивление  локомотива в режиме холостого хода  при n=10км/ч:

 

w_х=2,4+0,011·n+0,00035·n²=2,4+0,011·10+0,00035·10²=2,55 кгс/т

 

Сопротивление  с  учетом  массы  локомотива:

 

W_x=w_x·P=2,55·184=469,2 кгс

 

 

Общее сопротивление  локомотива  и  вагонов:

 

W_x+W₀^”=469,2+3807=4276,2 кгс

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

ПЗ ДМП 017 04

Основное удельное  сопротивление всего поезда, при  следовании  локомотива  в режиме холостого хода:

 

    кгс/т

 

Расчет  режима  торможения:

Для расчета  режима торможения определим в начале расчетный коэффициент трения колодок  о колесо, который зависит от материала  изготовления колодок  и т. к. колодки  композиционные (по заданию), то расчет ведем, для n=10км/ч, по  формуле:

 

     

 

Далее считаем  удельную тормозную силу поезда по формуле:

 

              b_т=1000·j_кр·ϑ_P

 

где  ϑ_P расчетный тормозной коэффициент состава в тс/т

 

ϑ_P=

 

где  -расчетные силы нажатия тормозных колодок соответственно на  4-х и 8-ми осного  вагона:

=4,25 тс/ось при композиционных  колодках

n_4,n₈ - число осей соответственно 4-х и 8-ми осных вагонов равное n₄=4·m₄=4·40=160 оси, n₈=8·m₈=8·2=16 оси.

 

ϑ_P= тс/т

 

следовательно:

b_т=1000·0,198·0,184=36,43 кгс/т

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

ПЗ ДМП 017 04

удельная  замедляющая  сила, действующая  на  поезд  в  режиме  торможения при n=10км/ч:

– при  служебном регулировочном  торможении:

 

      +0,5·36,43=19,22кгс/т

 

– при экстренном торможении:

 

  =37,43кгс/т

      

После расчета  удельных замедляющих и ускоряющих усилий при n=10км/ч,  далее ведем расчет для скоростей от  0 до  конструкционной , а так же  для скоростей расчетных и скорости  выхода на  автоматическую  характеристику. Данные расчеты для этих скоростей аналогичны расчетам, которые мы провели при n=10км/ч, поэтому расчет удобно провести на вычислительной  машине  и все полученные  расчеты свести в таблицу удельных равнодействующих сил.

       После заполнения таблицы удельных равнодействующих сил строим диаграмму удельных ускоряющих и замедляющих усилий в масштабе 1кгс/т=12 мм – для  удельной силы, 1км/ч=2мм – для скорости.

На оси  x отмечаем значения скоростей от 0 до , а на оси y значения удельных сил для данных скоростей. При этом строим 3 зависимости: для режима тяги для режима холостого хода  для служебного регулировочного торможения  

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

ПЗ Д 214 04

Таблица 2. Удельные ускоряющие и замедляющие  силы. Электровоз 2ТЭ116. Масса состава 3950 т.

	РЕЖИМ ТЯГИ							РЕЖИМ ХОЛОСТОГО ХОДА					РЕЖИМ ТОРМОЖЕНИЯ
V,км/ч	Fk, кгс	w0', кгс/т	W0'=w'0*P ,кгс	w0'',кгс/т	W0''=w0''*Q,  кгс	W0=W0'+W0'', Н	Fk-W0,Н	(Fk-W0)/(P+Q)=fk-w0, кгс/т	wx, кгс/т	Wx=wx*P, кгс	Wx+Wo'', кгс	wox=(Wx+Wo'')/(P+Q),кгс/т	φкр	bt=1000*φкр*Gр,кгс/т	wox+0,5*bt, кгс/т	wox+bt, т/кгс
0	81300	1,90	524,40	0,88	3487,73	4012,13	77287,87	18,29	2,40	662,40	4150,13	0,98	0,270	88,10	45,03	89,08
10	68020	2,03	560,28	0,94	3707,01	4267,29	63752,71	15,09	2,55	702,42	4409,43	1,04	0,198	64,61	33,35	65,65
20	59715	2,22	612,72	1,02	4017,21	4629,93	55085,07	13,03	2,76	761,76	4778,97	1,13	0,162	52,86	27,56	53,99
30	41670	2,47	681,72	1,12	4418,30	5100,02	36569,98	8,65	3,05	840,42	5258,72	1,24	0,140	45,81	24,15	47,06
40	32000	2,78	767,28	1,24	4910,30	5677,58	26322,42	6,23	3,40	938,40	5848,70	1,38	0,126	41,11	21,94	42,50
50	25680	3,15	869,40	1,39	5493,21	6362,61	19317,39	4,57	3,83	1055,70	6548,91	1,55	0,116	37,76	20,43	39,31
60	21310	3,58	988,08	1,56	6167,02	7155,10	14154,90	3,35	4,32	1192,32	7359,34	1,74	0,108	35,24	19,36	36,98
70	18340	4,07	1123,32	1,75	6931,74	8055,06	10284,94	2,43	4,89	1348,26	8280,00	1,96	0,102	33,28	18,60	35,24
80	16100	4,62	1275,12	1,97	7787,36	9062,48	7037,52	1,67	5,52	1523,52	9310,88	2,20	0,097	31,72	18,06	33,92
90	14340	5,23	1443,48	2,21	8733,89	10177,37	4162,63	0,99	6,23	1718,10	10451,99	2,47	0,093	30,44	17,69	32,91
100	12900	5,90	1628,40	2,47	9771,32	11399,72	1500,28	0,36	7,00	1932,00	11703,32	2,77	0,090	29,37	17,45	32,14
24,2	50600 60800	2,32	639,68	1,06	4174,59	4814,28	45785,72	10,83	2,87	792,44	4967,04	1,18	0,152	49,51	25,93	50,69
19,5		2,21	609,70	1,01	3999,54	4609,24	56190,76	13,30	2,75	758,33	4757,87	1,13	0,163	53,31	27,78	54,43