Теория локомотивной тяги

      – процент тормозных осей в составе, задано по заданию, равно 0,96;

n_4, n₆, n₈ - число осей соответственно 4-х, 6-ти и 8-ми осных вагонов равное:  

n₄=4·m₄=4·60=240 оси;

n₆=6·m₆=6·1=6 осей;

n₈=8·m₈=8·4=32 оси. 

       Общее количество осей равно сумме т.е  278, далее решаем по формулам и находим: 

ϑ_P=

b_т=1000·0,188·0,339 = 63,73 Н/кН. 

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

       при служебном регулировочном торможении: 

 

       при экстренном торможении: 

       После решения расчета удельных замедляющих  и ускоряющих усилия при n=10 км/ч, далее ведем расчет для скоростей от 0 до конструкционной . Данные расчеты для этих скоростей аналогичны расчетам, которые мы провели при n=10 км/ч, поэтому расчет удобно провести на вычислительной машине, а все полученные расчеты сведем в таблицу 2 удельных равнодействующих сил.

       После решения таблицы удельных равнодействующих сил строем диаграмму удельных ускоряющих и замедляющих усилий в масштабе 1 Н/кН = 6 мм – для удельной силы, 1 км/ч = 1 мм – 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 торможении  

 

 
 
 
 
 
 

Таблица 2 – Удельные равнодействующие усилия.  

 

 

6. Определение максимально допустимой скорости.  

       Задачу  решаем для наиболее крутого спуска равного i_с= – 8,6 ⁰/₀₀ при заданных тормозных средствах и принятом полном тормозном пути равным S_т=1200 м. Решаем задачу графоаналитическим способом. Определяем полный тормозной путь: 

S_т=S_п+S_д; 

где S_п – путь подготовки тормозов к действию, на протяжении которого тормоза поезда условно принимаются недействующими (от момента установки ручки крана машиниста в тормозное положение до включения тормозов поезда).

S_д – действительный тормозной путь, на протяжении которого поезд движется с действующими в полную силу тормозами.

            

           

       Построение  осуществляется по данным таблицы удельных равнодействующих сил, по которым мы строем зависимость скорости n от в масштабе: удельные силы – 1 Н/кН = 1 мм, скорость 1 км/ч = 1мм. Рядом с данным графиком строем еще одну зависимость , для этого на оси х откладываем полный расчетный путь равный 1200 м в масштабе 1 км = 120 мм. На кривой отмечаем точки соответствующие средним значениям скоростей выбранного скоростного интервала 10 км/ч (т.е. точки соответствующие 5, 15, 25,35 и т. д. км/ч ). Через эти точки из точки М на оси х, соответствующей крутизне самого крутого спуска равного i_с=-8,6⁰/₀₀ (полюс построения) проводим лучи 1,2,3,4 и т. д.

       Построение  кривой начинаем из точки О, так нам известно конечное значение скорости при торможении, равное нулю. Из этой точки проводим перпендикуляр к лучу 1 до конца первого интервала, т.е. интервал от 0 до 10 км/ч. Далее проводим 2 перпендикуляр к лучу 2 до конца второго скоростного интервала от 10 до 20 км/ч, далее проводим перпендикуляр к лучу 3 и т. д. Начало каждого последующего отрезка совпадает с концом предыдущего. В результате получаем ломанную линию, которая представляет собой выраженную графически зависимость скорости заторможенного поезда от пройденного пути.

       Построенный график следует ограничить зависимостью которую строем на том же . Зависимость подготовительного тормозного пути от скорости определяем по формуле: 

. 

где – скорость в начале торможения, принимаем равной, 100км/ч

 – время подготовки тормозов к действию, зависит от количества осей состава и т. к. n= 278 осей то расчет ведем по формуле:  

 – для состава длиной от 200 осей до 300 осей. 

       Значения b_т берем при начальной скорости, т.е. при 100км/ч. 

       Полученный  путь при 100 км/ч отмечаем на графике и т. к. зависимость линейная то от этой точки проводим прямую до 0. Пересечение прямой и зависимости будет и являться допустимой скоростью, которая равна 95 км/ч. Данное значение допустимой скорости больше значения скорости ограничения по верхнему строению пути (ВСП), следовательно, необходимо снизить значение допустимой скорости, т.е. принять значение равной 90 км/ч. 

 

7. Построенных кривых скорости и времени хода поезда по участку. Определение технической скорости. 

       В соответствии с ПТР при выполнении тяговых расчетов поезд рассматриваем  как материальная точка, в которой  сосредоточена вся масса поезда и к которой приложены внешние силы, действующие на реальный поезд. Условно принимаем, что материальная точка расположена в центре поезда. Кривые строятся для движения поезда в одном направлении для двух  вариантов: с остановкой и без остановки на промежуточной станции.  

Построение  кривой скорости. 

       При построении кривой скорости необходимо учитывать ограничение наибольшей допустимой скорости по верхнему строению пути которое принимаем равное 90 км/ч. Для построения кривой скорости необходимо, пользуясь таблицей удельных равнодействующих сил, нанести на чертеж 3 зависимости: 

Для режима тяги:

Для режима холостого хода:

Для режима торможения:  

       После чего на чертеже отмечаем путь, т.е. накладываем спрямленный профиль  пути. Все значения откладываем в  масштабе: удельные силы 1Н/кН= 6 мм, скорости 1 км/ч = 1 мм, путь 1 км = 20 мм.

       

       

       

Наносим границы  станций «А»,«Б»,«В», и начинаем построение . При трогании со станции «А» берем первый интервал 0-10 км/ч, которому соответствует средняя скорость на данном интервале 5км/ч, т.к. осуществляется движение в тяги то пользуемся зависимостью , и из 5 проводим луч к значению крутизне уклона по которому мы движемся и т. к. движемся на площадке то проводим к нулю. Берем перпендикуляр к этому лучу и строем скорость от 0 до 10 км/ч. Далее берем второй интервал 10-20 км/ч ему соответствует средняя скорость 15 км/ч, точно также проводим луч и перпендикуляр к нему и строем значение скорости от 10 до 20км/ч. Далее построение осуществляя также, не забывая перемещать лучи от средних значений скорости и менять полюс построения, равный крутизне уклона. На крутом спуске скорость приближается к допустимой, чтобы не допустить ее превышение необходимо перейти на холостой ход, для этого переходим работать на зависимость, и дальнейшее построение скорости выполняем с помощью данной зависимости. При торможении поезда необходимо перейти работать на зависимость . При остановки на промежуточной и конечной станциях необходимо чтобы скорость поезда по входным стрелкам станции была не более 50 км/ч, поэтому снижение скорости необходимо предусмотреть заранее. 

Построение  кривой времени. 

       

При построении необходимо отступить от полюса построения, который мы не меняем как при построении кривой скорости, 30 мм и провести вертикаль. Средние значения интервала скорости 0-10 км/ч равное 5 км/ч проводим до построенной вертикали, от точки пересечения проводим луч к полюсу, а от него перпендикуляр. Построенная кривая скорости ограничивает кривую времени по абсциссе, т.е. при скорости 10 км/ч. Далее строим кривую времени для интервала скоростей 10-20 км/ч, среднее значение которого равное 15 переносим на построенную вертикаль, от которой проектируем луч на полюс построения, а от него берем перпендикуляр и от уже построенного интервала времени проводим второй интервал ограничивая его, как и первый интервал времени, абсциссой скорости, интервал которой 10-20км/ч, т.е. от которой строили данный интервал времени. Далее построение осуществляем аналогично построенным интервалом времени. При построении следует иметь ввиду, что кривая времени нарастающая, поэтому при достижении ординаты равной 10 мин, кривую обрываем, а точку обрыва переносим вниз. Таким образом, кривую обрываем каждые 10 мин. 

Определение технической скорости движения.

       

После построения кривых скорости и времени хода поезда по перегонам «А»-«Б» и «Б»-«В» с остановкой на промежуточной станции «Б» и без остановки на станции «Б» производим подсчет времени хода.

Время движения поезда от станции «А» до станции  «В»: 

       

с остановкой на ст. «Б»: 37,5 мин.

       

без остановки на  ст. «Б»: 33,8 мин. 

       

Зная время  движения и длину перегонов можно определить техническую скорость движения по формуле: 

 

где L – длина перегонов от «А»-«Б»-«В», т.е. весь путь равный 24,4 км. 

       

Техническая скорость движения поезда с остановкой на ст. «Б». 

 

       

Техническая скорость движения поезда без остановки на ст. «Б»: 

       

Определим чему равно снижение технической скорости при отмене остановки на станции «Б»: 

Δν_т=  

       

Вывод: при отмене остановки на станции «Б» техническая  скорость поезда возрастает на Δν_т= 5,3 км/ч. 
 
 
 

 

8. Построение кривых тока. Проверки степени нагревания электрических машин. 

Построение  кривых тока. 

       

При построении кривой тока необходимо руководствоваться построенной кривой скорости и значениями – зависимостью тока генератора от скорости.

       

При трогании состава с места и разгона поезда значение тока I_г следует принимать в соответствии с ограничениями по сцеплению или по пусковому току. Значения тока определяются для скоростей, соответствующих начальной и конечной точкам каждого отрезка кривой . При скоростях, соответствующих переходу с одного режима работы электрических машин на другой, определяем два значения тока (для обоих режимов работы) и оба значения  наносим на чертеж т.е. происходит ослабления поля и переход с ПП на ОП1, а с ОП1 на ОП2 и соответственно наоборот.