Тяговые расчеты для участка железной дороги

Курсовой проект

по дисциплине «ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ И ТЯГА ПОЕЗДОВ»

ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ ДЛЯ УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. АНАЛИЗ ПРОФИЛЯ ПУТИ И ВЫБОР РАСЧЕТНОГО ПОДЪЕМА

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ СОСТАВА

. ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА НА ПРОХОЖДНИЕ ПОДЪЕМА БОЛЬШЕЙ КРУТИЗНЫ, ЧЕМ РАСЧЕТНЫЙ, С УЧЕТОМ НАКОПЛЕННОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

. ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА НА ТРОГАНЬЕ С МЕСТА НА ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТАХ

. ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА ПО ДЛИНЕ ПРИЕМО-ОТПРАВОЧНЫХ ПУТЕЙ

. СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ НА ЗАДАННОМ УЧАСТКЕ

. ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ РАНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ, ПРИЛОЖЕННЫХ К ПОЕЗДУ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА ПРИ ЗАДАННЫХ ТОРМОЗНЫХ СРЕДСТВАХ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДА ПО УЧАСТКУ СПОСОБОМ РАВНОВЕСНЫХ СКОРОСТЕЙ

. ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ СКОРОСТИ, ВРЕМЕНИ И ТОКА

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДА ПО ПЕРЕГОНАМ И ТЕХНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

масса поезд профиль железная дорога

ВВЕДЕНИЕ

«Подвижной состав и тяга поездов» есть научная дисциплина, способствующая разрешению таких важнейших вопросов, как выбор типа локомотива и его основных параметров, расчёт веса состава, времени хода поезда по перегонам и оптимальных режимов вождения поездов; расчёт тормозов; определения расхода электроэнергии; обоснование требований к вагонному и путевому хозяйству с точки зрения уменьшения сопротивления движению. Велика роль тяговых расчетов в определении важнейших норм и показателей эксплуатационной работы дорого. Она еще больше возрастает с расширением сферы использования тяговых расчетов, что требует достоверной информации с учетом особенностей условий и технологии перевозок каждой дороги. Этот факт необходимо учитывать для полного использования резервов тяги при надежной и экономичной работе локомотивов.

В данном курсовом проекте мы проанализируем заданный профиль для локомотива ВЛ80^р, определим массу состава, проверим ее на прохождение подъёмов большей крутизны, чем расчетный, проверим полученную массу на трогание с места и по длине приемоотправочных путей, смягчим заданный профиль, и построим по нему кривые скорости (методом Липеца) и времени (методом МПС), определим расход электрической энергии электровозом при прохождении по данному участку.

Основными литературными источниками, которыми мы будем пользоваться при разработке данного курсового проекта будут «Правила тяговых расчетов», «Тяга поездов и тяговые расчеты» под редакцией А.М. Бабичкова, пособие «Техника тяговых расчетов» под редакцией С.Я. Френкеля.

1. АНАЛИЗ ПРОФИЛЯ ПУТИ И ВЫБОР РАСЧЕТНОГО ПОДЪЕМА

Расчётная скорость движения - это скорость ниже, которой локомотив не может двигаться с составом в режиме тяги длительное время.

Анализ профиля пути показывает, что к наиболее крутому на рассматриваемом участке подъему с уклоном 10‰ и длинной 1500 м (14-й элемент) поезд может подойти с предельно допустимой скоростью, поскольку ему предшествуют спуск. В то же время, очевидно, что после движения по этому элементу профиля пути, к моменту вступления на подъём длинной 5000 м с уклоном 8 ‰ (16-й элемент) скорость движения поезда значительно упадёт, и нет оснований полагать, что этот элемент может быть преодолён за счёт накопленной ранее кинетической энергии. На рассматриваемом 16-м элементе профиля пути располагается кривая, учитываем это, заменив кривую фиктивным подъемом, который вычисляется в соответствии с эмпирическим выражением:

 (1.1)

где - радиус кривой, м .

⁰/₀₀;

=, (1.2)

где  - действительный уклон, ⁰/₀₀.

⁰/₀₀.

Поэтому принимаем подъём длинной 4400 м с уклоном 7,5 ‰ за расчётный. На расчетном подъеме имеется кривая с радиусом R = 1500 м и длиной кривой в s_кр=900 м.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ СОСТАВА

Максимальный вес грузового состава, который заданный локомотив может перемещать по заданному участку, определяют из условия, что скорость движения поезда не должна опускаться ниже расчетной. Это условие вызвано тем, что продолжительное движение поезда в режиме тяги со скоростью ниже расчетной может привести к перегреву тяговых двигателей и выходу их из строя. Значения расчетной скорости v_р и соответствующей этой скорости расчетной силы тяги F_кр являются паспортными характеристиками локомотива и приводятся для каждой серии.

Чтобы обеспечить движение поезда со скоростью не ниже расчетной вес состава выбирают таким образом, чтобы на самом трудном элементе профиля пути, называемом расчетным подъемом равновесная скорость была равна расчетной. В этом случае, если скорость на таком элементе достигнет равновесной, а подъем в силу своей протяженности еще не закончился, скорость до конца элемента останется неизменной. Условием определения веса состава при этом является равенство нулю ускорения движения поезда при расчетной скорости v_р на расчетном подъеме i_р.

Массу состава определяем по формуле

, (2.1)

где  - расчетная сила тяги локомотива, Н; для локомотива ВЛ (2 секции)

 = 506 000 Н [1];

- масса локомотива, т; для локомотива 2ТЭ10Л = 192т [1];

 - основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги, Н/т; определяем по формуле

, (2.2)

где  - расчетная скорость движения локомотива, км/ч; для локомотива  2ТЭ10Л (2 секции)= 23,4 км/ч [1];

 - расчетный подъем, ‰;

 - основное удельное сопротивление движению состава, Н/т, определяем по формуле:

, (2.3)

где  - доли четырехосных, восьмиосных вагонов в составе поезда

Определим основное удельное сопротивление четырехосных, восьмиосных вагонов по формулам:

, (2.4)

, (2.5)

где , - осевая нагрузка соответственно четырехосных, восьмиосных  вагонов, т/ось.

; (2.6)

; (2.7)

В соответствии с формулами (2.1) - (2.7) определим массу состава

т/ось;  т/ось;

 Н/т;

 Н/т;

 Н/т;

⁰/₀₀;

 Н/т;

 т.

В соответствии с правилами тяговых расчётов округляем полученное значение массы до  т, данное значение используем в дальнейших расчётах.

3. ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА НА ПРОХОЖДЕНИЕ ПОДЪЕМА БОЛЬШЕЙ КРУТИЗНЫ, ЧЕМ РАСЧЕТНЫЙ, С УЧЕТОМ НАКОПЛЕННОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Если характер профиля пути, расположение остановочных пунктов и допускаемые скорости движения по состоянию пути на участке не позволяют надежно определить расчетный, затяжной подъем, то массу состава рассчитывают методом подбора. Масса состава проверяется на прохождение поездом участков профиля большей крутизны, чем расчетный подъем, учитывая при этом использование кинетической энергии поезда.

Из аналитического интегрирования уравнения движения поезда получим расстояние, пройденное поездом при изменении скорости движения

, (3.1)

где , - конечная и начальная скорости движения поезда в рассматриваемом  интервале, км/ч;

 - коэффициент пропорциональности, ;

r - удельная замедляющая сила, Н/т.

Чтобы рассчитать расстояние, которое поезд пройдёт при понижении скорости от 80 км/ч до 70 км/ч, необходимо определить значение удельной замедляющей силы r для средней на рассматриваемом интервале скорости =75 км/ч.

 

r=, (3.2)

где F − средняя сила тяги локомотива в рассматриваемом интервале, Н;

W− среднее полное сопротивление поезда в интервале, Н.

При рассматриваемом интервале понижения скорости от 80 км/ч до 70км/ч Н [1]. По формулам (2.2) - (2.5) находим

 Н/кН;

 Н/кН;

 Н/кН;

 Н/кН.

Сопротивление локомотива и состава соответственно

; (3.3)

. (3.4)

Основное сопротивление поезда определяется по формуле

. (3.5)

По формулам (3,3) - (3,5) находим

43,38∙258=11190,75 Н;

17,74∙5650=100244,2 Н;

11190,75 +100244,2 =111434,95 Н;

Удельное значение рассчитаем по формуле

-=; (3.6)

-=(-) - 10. (3.7)

Из формул (3.1) и (3.2) получим

-= Н/т;

-= Н/кН;

 м.

Результаты проверки массы состава на прохождение скоростного подъема за счет кинетической энергии сведены в таблицу 1.

Таблица 1 - Проверка веса состава на прохождение скоростного подъёма за счёт кинетической энергии

 км/ч              км/ч км/ч               Н      Н/т Н    Н/т Н    Н  Н        Н/тН/т

м

м
80	70	75	168000	43,38	11190,75	17,74	100244	111435	56565	9,57	-80,43	777,1	2877
70	60	65	192000	38,18	9849,15	15,85	89568,3	99417,5	92582,5	15,67	-74,33	728,7
60	50	55	228000	33,58	8662,35	14,18	80127,3	88789,7	139210,4	23,56	-66,44	689,9
50	40	45	286200	29,58	7630,35	12,73	71921,2	79551,6	206648,4	34,98	-55,02	681,5
80	70	75	168000	43,38	11190,75	17,74	100244	111435	56565	9,57	-80,43	777,1

Так как 2877 > 2500 м, тепловоз 2ТЭ10Л перемещая состав весом Q = 5650 т, преодолевает подъём 9 ‰ длинной 2500 м. При этом скорость движения поезда не успевает опуститься до расчётной. Следовательно, 29-й элемент рассмотренного фрагмента профиля пути можно принять за расчётный подъём, а расчётный вес состава при этом Q = 5650 т.

4. ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА НА ТРОГАНИЕ С МЕСТА НА ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТАХ

Рассчитанная масса грузового состава проверяется на трогание с места на остановочных пунктах по формуле

 (4.1)

где  - сила тяги локомотива при трогании поезда с места, Н; для локомотива  2ТЭ10Л, (2 секции)  [1];

  - удельное сопротивление движению поезда при трогании с места, Н/т;

  - уклон элемента, на котором происходит трогание, ‰; .

Вес состава Q не должен превышать значение Q_тр, определенное по условиям трогания поезда на подъеме с уклоном i_тр. Сопротивление троганию, как это было показано выше, принимают для подвижного состава на подшипниках качения

, Н/т; (4.2)

, Н/т; (4.3)

Н/т;

 Н/т; Н/т;

т.

Так как масса состава при трогании , то трогание обеспечивается на всех раздельных пунктах заданного участка.

5. ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА ПО ДЛИНЕ ПРИЕМО-ОТПРАВОЧНЫХ ПУТЕЙ

Длина поезда не должна превышать полезной длины приемо-отправочных путей м.

Определим длину поезда по формуле

, (5.1)

где  - длина локомотива, м;

 - длина состава, м;

10 - допуск на неточность остановки поезда, м.

Для локомотива 2ТЭ10Л (2 секции)  [1].

Длину состава определим по формуле

, (5.2)

где  - соответствующее число четырехосных, восьмиосных вагонов в составе поезда;  - длина соответственно четырехосных, восьмиосных вагонов. Число однотипных вагонов можно рассчитать, если известна, например, доля веса данной группы вагонов в общем весе состава

 (5.3)

где  - доля массы i-ой группы однотипных вагонов в общей массе состава поезда;

  - средняя масса вагона (брутто) для i-ой группы однотипных вагонов.

Тогда для четырехосных, восьмиосных вагонов определяем

, (5.4)

. (5.5)

 вагона;

 вагона.

Принимаем 42 вагона, 12 вагонов.

Длины вагонов м, м [1].

м;

м.

Так как длина поезда равна =800 м не превышает длину м соответственно проверка выполняется, массу состава не корректируем.

6. СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ НА ЗАДАННОМ УЧАСТКЕ

Продольный профиль железнодорожного пути состоит из отдельных элементов, каждый из которых характеризуется длиной и величиной уклона. В плане железнодорожный путь кроме прямолинейных включает и криволинейные участки, характеризуемые радиусом либо центральным углом и длиной кривой. Влияние продольного профиля и кривизны пути на движение поезда учитывают величиной дополнительного сопротивления движению. Поскольку при производстве тяговых расчетов поезд обычно рассматривают, как материальную точку расчет скорости движения выполняют для каждого элемента профиля в отдельности. При этом считают, что дополнительное сопротивление от уклона при переходе поезда на очередной элемент профиля пути изменяется мгновенно. На самом деле поезд, имеющий вполне определенную длину, может располагаться на нескольких элементах.

Поэтому целесообразно в расчетах заменить несколько мало отличающихся крутизной элементов одним, длина которого S_c равна сумме длин этих элементов. Такую операцию называют спрямлением профиля пути.

Спрямлению подвергаются элементы одного знака и ровные площадки. Не спрямляются: элементы станций, расчетный и максимальный подъемы, максимальные спуски. Уклон спрямленного элемента определяется как:

, (6.1)

Добавочный уклон от кривых определяется по формулам

, (6.2)

, (6.3)

Уклон спрямляемого элемента с учетом кривых определяется как:

. (6.4)

Возможность спрямления элементов оценивается по условию:

, (6.5)

где  - абсолютное значение разности между уклоном спрямляемого элемента и  уклоном элемента, подвергаемого спрямлению,  

. (6.6)

Длина спряжённого участка определяется как:

. (6.7)

Приведем пример спрямления для 5-7 элементов профиля пути по формулам 6.1-6.7:

м;

;

.

Выполним проверку

Условие для всех элементов выполнено, следовательно, спрямление возможно.

Дальнейший расчет аналогичен, приводим его в виде таблицы 2.

Таблица 2 - Спрямление профиля пути

№	Длина, м	Уклон,	Кривые			, м	i'с, ‰	i''с, ‰	iс, ‰	2000/ |Δi|	Номер приведенного элемента	Примечание
			R, м	, м
1	2600	0,0	-	-	-	2600	0,0	-	0,0	-	1	Станция Д
2	500 400 600	4 3 0	- - -	- - -	- - -	1500	2,1	-	2,1	1052 2222 952	2
3
4
5	650 350 400	-3,5 -2,5 0	- 1200 -	- 150 -	- - -	1400	-2,3	0,1	-1,1	1667 10000 869,6	3
6
7
8 9	600 300	7,5 1,5	- 950 -	- - -	- 15 -	900	5,5	0,2		1000 500	4
10	2000	0	640	450	-	2000	-	0,3	-7,9	-	5
11	1250	-10	-	-	-	1250	-	-	2,5	-	6
12 13	350 400	0 1,5	750 -	200 -	- -	750	0,8	0,2	-10,0 0,4	2500 2857	7
14	2500	1,0	-	-	-	2500	-	-	10,0	-	8	Станция С
15 16	800 2500	-3,0 -5,0	850 -	- -	18 -	3300	-4,5	0,1	0,0 8,1	9
17	600	0	1500	300	-	600		0,2	4,5	-	10
18	500 450 1500	4,0 3,0 6,5	- 1200 -	- 100 -	- - -	2450	5,4	0,02		1429 833 1818	11
19
20
21 22	350 800	0 4	- 900	- 250	- -	1150	2,8	0,2	-2,0 -1,1	714 1667	12
23	1600	-2	-	-	-	1600	-	-			13	Стан- ция В
24	400 4500	-2 -7	640 700	150 650	- -	4900	6,6	0,2		455 5000	14
25
26	700	0	-	-	-	700	-	-		-	15
27	1900	-8,0	1000	500		1900	-	0,2		-	16
28	800	0	800	-	25	800	-	0,4	2,1	-	17
29	2500	9,0	-	-	-	2500	-			-	18	Контр подъем
30	4400	7,0	1500	900	-	4400	-	0,2	-3,6	-	19	Расч. подъем
31	1300	6,0	-	-	-	1300	-			-	20
32	2800	-1,5	-	-	-	2800	-	-	-	-	21	Стан-ция А

Длина участка41 300м.

7. ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ, ПРИЛОЖЕННЫХ К ПОЕЗДУ

Для обеспечения безопасности движения поездов важнейшее значение имеет возможность ограничения скорости движения или остановки поезда, выполняемой в штатной или экстраординарной ситуации. А это значит, что при необходимости остановки или ограничения скорости движения должна быть обеспечена эффективность действия тормозов поезда.

Диаграмму удельных равнодействующих сил, приложенных к поезду строим для трех режимов ведения поезда:

·  режим тяги,

·        режим холостого хода,

·        режим служебного торможения.

Построение диаграммы осуществляем с помощью табличного процесса

Microsoft Excel. Результат расчета приводит в виде таблицы 3.

Первую и вторую колонки заполняем, используя тяговую характеристику локомотива 2ТЭ10Л. Расчет удельных равнодействующих сил для режима тяги осуществляем по формуле

. (7.1)

Удельное сопротивление локомотива на холостом ходу определяется по формуле

 

 (7.2)

Полное сопротивление локомотива при движении на холостого хода

 (7.3)

Общее удельное сопротивление движению поезда на холостом ходу

. (7.4)

При расчете режима торможения определим значение расчётного тормозного коэффициента

 (7.5)

где  - коэффициент равный дали тормозных осей в составе;

 - суммарное расчетное нажатие тормозных колодок, кН, определяется по формуле

, (7.6)

где , - нажатие тормозной колодки на ось, кН/ось; для композиционных колодок ==30 .

Так как заданный профиль содержит элементы с уклонами до 20 ‰, то в соответствии с ПТР тормозные средства локомотива в расчет не принимаем. Определим расчетный тормозной коэффициент

Расчетный коэффициент трения для стандартных композиционных колодок

 (7.7)

Удельную тормозную силу определяем по формуле

. (7.8)

Приведем пример расчета для скорости .

 Н/т;  Н;

 Н/т;

 Н/т;

 Н/т;

Н;

Н;

 Н;

 Н/т;

 Н/т;

 Н;

 Н/т;

 Н/т;

;

 Н/т;

 Н/т;

 Н/т.

Дальнейший расчет аналогичен приведем в таблице 3.

На рисунке 1 изобразим диаграмму равнодействующих сил.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА ПРИ ЗАДАННЫХ ТОРМОЗНЫХ СРЕДСТВАХ

Для обеспечения безопасности движения поездов важнейшее значение имеет возможность ограничения скорости движения или остановки поезда, выполняемой в штатной или экстраординарной ситуации. А это значит, что при необходимости остановки или ограничения скорости движения должна быть обеспечена эффективность действия тормозов поезда.

Тормозной путь − расстояние, которое проходит поезд от момента поворота ручки крана машиниста или стоп-крана в тормозное положение до полной остановки поезда. После поворота ручки крана машиниста в тормозное положение проходит некоторое время, прежде чем тормозные колодки соприкоснутся с колесами (тормозными дисками). В силу инерционности тормозной системы, включающей тормозную магистраль, воздухораспределители и рычажную передачу, нарастание тормозной силы до установившегося значения в разных вагонах происходит не одновременно. В расчетах обычно этой инерционностью пренебрегают и считают, что тормозная сила мгновенно вырастает до своего установившегося значения через некоторый отрезок времени t_п после поворота крана машиниста в тормозное положение. Этот временной отрезок называют временем подготовки тормозов к действию. Расстояние S_п, которое поезд проходит за время подготовки тормозов к действию, называют подготовительным тормозным путем. Расстояние S_д, которое поезд проходит с прижатыми тормозными колодками, называют действительным тормозным путем. Таким образом, тормозной путь S_т складывается из подготовительного и действительного тормозных путей

 (8.1)

где  - подготовительный тормозной путь, м;

 - действительный тормозной путь, м.

Подготовительный тормозной путь определяется как

 (8.2)

где  - скорость поезда в момент начального торможения, км/ч; =110 км/ч (начальная скорость торможения равна конструкционной);

 - время подготовки тормозов, с.

Экспериментально установлено, что время подготовки тормозов к действию изменяется в зависимости от длины состава.

Число осей определяем по формуле

 (8.3)

где - соответственно количество 4-осных, 8-осных вагонов.

Так как число осей в составе , то для расчета времени подготовки используем формулу

 (8.4)

где  - максимальный спуск, ; = − 10 ‰;

Определим время подготовки тормозов при начальной скорости торможения =110 км/ч.

Рассчитаем те же значения для уклонов = − 4 ‰ и = − 6,9 ‰. Результаты вычислений приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Расчёт пути подготовки тормозов

0	110	46,7	10	305,8
-5			12,7	388,4
-10			15,5	474,0

Действительный тормозной путь определим графическим способом (рисунок 2).

Строим график для режима экстренного торможения ().

При построении графика используем масштабы из ПТР:

. Удельная сила, 10 Н/т - 1 мм;

. Скорость, 1 км/ч - 1 мм;

. Путь, 100 м- 12 мм.

Из графика видно, что максимальная скорость, при которой поезд остановится, идя по спуску крутизной ‰, составит 75 км/ч. Так как ограничения скорости по прочности пути и скорости движения грузовых вагонов составляет =100 км/ч, по конструкционной скорости локомотива - =110 км/ч, то максимальную скорость движения поезда по участку принимаем =75 км/ч.

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДА ПО УЧАСТКУ СПОСОБОМ РАВНОВЕСНЫХ СКОРОСТЕЙ

При определении времени хода поезда методом равновесных скоростей используем следующие допущения:

1. При переходе с одного элемента на другой скорость поезда изменяется мгновенно;

2.      По каждому из элементов профиля поезд движется с равновесной скоростью;

.        Сумма положительных и отрицательных поправок скоростей для всего профиля принимаем равной нулю;

.        При определении времени добавляем 2 мин на разгон и 1 мин на замедление поезда.

Расчет времени хода представим в виде таблицы 9.1. При построении учитываем ограничения скорости, составляющие 75 км/ч.

Таблица 9.1 ‒ Определение времени хода поезда методом равновесных скоростей

№ элемента	Длина, км	Уклон элемента,	, км/чминПримечание
1	2,0	0,0	75	1,60	2
2	4,9	2,1	75	3,92
3	2,3	-1,1	75	1,84
4	4,8	-7,9	75	3,84
5	2,4	2,5	75	1,92
6	1,0	-10,0	75	0,08
7	0,5	0,4	75	0,40
8	1,5	10,0	15	6,00
9	0,4	0,0	75	0,32
10	5,0	8,0	51	5,88
11	3,2	4,5	68	2,82
12	2,0	-2,0	75	1,60	3
13	2,95	-1,1	75	2,36
14	1,2	2,1	75	0,96
15	1,35	-3,6	75	1,08
16	1,5	-6,9	75	1,20
17	2,3	-1,5	75	1,84	1
			Итого	37,66	6

Время хода поезда получается методом равномерных скоростей с учетом остановки  мин.

Время хода поезда получается методом равномерных скоростей без остановки  мин.

Погрешность полученных значений:

 ;

;

Получили, что при расчете времен хода поезда способом равномерных скоростей допущена погрешность. Значения времени не совпадает с теми значениями, что были определены по кривой времени.

 

10. ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ СКОРОСТИ, ВРЕМЕНИ И ТОКА

Построение кривой скорости осуществляем методом Липеца (МПС). При построении используем следующие масштабы: масштаб пути 1 км - 20 мм, масштаб скорости 1 км/ч - 1 мм.

Поезд отправляется с начальной станции Д, выполняет остановку на промежуточной станции B, прибывает на конечную станцию А. При построении кривой скорости учитываем ограничения по состоянию пути - 80 км/ч. При отправлении с начальной станции выполняем пробу тормозов. Проба выполняется при достижении скорости 40-60 км/ч на ровной площадке либо спуске. Скорость снижаем на 15-20 км/ч.

По прибытию на конечную станцию ограничения на выходных стрелках составляет 40 км/ч. Длина приемо-отправочных путей 1250 м, длина поезда составляет 827 м.

Построение кривой времени осуществляем методом Лебедева (МПС). При построении используем следующий масштаб: 1 мин - 1 см. Кривая времени является нарастающей, сносим ее вниз при достижении 10 мин. Время хода определяем с точностью до десятых.  Построение кривой тока осуществляем с использованием токовой характеристики электровоза. При построении используем следующий масшаб: 10 А - 5 мм. Кривая тока отсутствует при наличии холостого хода и торможения.

Кривые скорости, времени и тока приведены на рисунке 3.

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДА ПО ПЕРЕГОНАМ И ТЕХНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Время хода поезда по перегонам определяем в соответствии с кривой времени . Значение принимаются с точностью до десятых. Результаты представлены таблице 11.1.

Таблица 11.1 ‒ Определение времени хода поезда по перегонам

Длина, км

Время, мин

По расчету

Принятое для ГДП

С остановкой

Без остановки

С остановкой

Без остановки

A-B

14,2

15,1

15,1

16

16

B-C

13,8

14,1

13,2

15

14

C-D

9,15

7,8

7,8

8

12

Сумма

37,15

37

39,8

39

42

Техническую скорость движения поезда по участку составляет:

 (11.1)

 (11.2)

где  ‒ суммарное времена хода поезда без остановки на промежуточной станции, принятые для ГДП, мин.

 ‒ суммарное времена хода поезда с остановкой на промежуточной станции, принятые для ГДП, мин.

Для случая движения без остановки на промежуточной станции

 км/ч.

Для случая движения с остановкой на промежуточной станции

 км/ч.

 

12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Расчёт расхода электроэнергии выполняют на основе построенных ранее кривых скорости,времени  и тока, нагрузки электровоза переменного тока .

Разбивая весь участок на отдельные интервалы, запишем в конечных приращениях расчётные выражения для определения расхода электроэнергии.

Для электровоза переменного тока, кВт∙ч,

 (12.1)

где =25000 В;

 - средняя на i-м интервале величина действующего значения активного тока, потребляемого на тягу, А;

 - время прохождения i-го интервала, мин.

Расчёт по определению расхода электроэнергии с учётом остановки и без остановки сведём в таблицу 12.

Таблица 12.1 ‒ Определение расхода электрической энергии

№ элемента	Без остановок						С остановками
	,А		,мин				,А		,мин
1	1125 1025 993 978 0 1000		0,4 0,6 0,5 0,5 0,4 0,2		450 615 496,5 489 0 200		1125 1025 993 978 0 1000		0,4 0,6 0,5 0,5 0,4 0,2	450 615 496,5 489 0 200
2	997 978 962 975 890 775		0,5 0,7 0,8 1,1 1,2 0,8		498,5 684,6 769,6 1072,5 1068 620		997 978 962 975 890 775		0,5 0,7 0,8 1,1 1,2 0,8	498,5 684,6 769,6 1072,5 1068 620
4	0		4,0		0		0		4,0	0
5	735 0		1,9 0,2		514,5 0		735 0		1,9 0,2	514,5 0
6	0		0,8		0		0		0,8	0
7	740		0,6		444		740		0,6	444
8	750 830		0,3 1,1		225 913		750 830		0,3 1,1	225 913
9	915		1,0		915		915		1,0	915
10	925 1025		1,4 3,3		1295 3382,5		925 1025		1,4 3,3	1295 3382,5
№ элемента		Без остановок						С остановками
		,А		,мин				,А	,мин
11		1025 950		0,4 2,6		410 2470		1025 980 0	0,4 2,3 0,4		410 2254 0
12		840 740 0		0,4 0,5 0,9		336 370 0		0 1125 1030 995 960 945	1,9 0,6 0,3 0,5 0,6 0,2		0 675 309 497,5 576 189
13		0		2,5		0		890 765 755	0,7 0,3 1,2		623 229,5 906
14		730		1,0		730		740	1,1		814
15		0		1,1		0		0	1,3		0
16		0		1,4		0		0	1,8		0
17		0		1,9		0		0	1,9		0
		итого		37,0		19409,7			39,8		22576,7

Полный расход электроэнергии на движение поезда определяется выражением, кВт∙ч,

 (12.2)

где  - потребление электроэнергии на собственные нужды,

t − суммарное время работы электровоза на режиме тяги, мин.

Для электровоза  . Суммарное время работы электровоза на режиме тяги берём из таблицы 12.1:

мин;

мин.

Расход электроэнергии для случая движения без остановки на промежуточной станции составляет:

кВтч.

Расход электроэнергии для случая движения с остановкой на промежуточной станции составляет:

кВтч.

Полный расход электроэнергии для случая движения без остановки на промежуточной станции составляет:

кВтч.

Полный расход электроэнергии для случая движения без остановки на промежуточной станции составляет:

кВтч.

Удельный расход электроэнергии определяют по формуле

, кВт∙ч/ткм (12.3)

Удельный расход электроэнергии для случая движения с остановкой на промежуточной станции составляет:

 кВт∙ч/ткм.

Удельный расход электроэнергии для случая движения без остановки на промежуточной станции составляет:

 кВт∙ч/ткм.

Чтобы пересчитать расход электрической энергии в расход условного топлива, учитывая, что 1 эквивалентен 0,123 кг условного топлива, используем выражение

 (12.4)

Для приведения удельного расхода электроэнергии в кВт∙ч/ткм к расходу условного топлива в кг/ткм.

Расход условного топлива для случая движения с остановкой на промежуточной станции составляет:

 кВт∙ч/ткм.

Расход условного топлива для случая движения с остановкой на промежуточной станции составляет:

 кВт∙ч/ткм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе произведены основные тяговые расчеты двухсекционного электровоза  с составом. В результате расчетов получено:

─ масса состава, которая составила 5000 т;

─ длина поезда с учетом длины локомотива ─ 827 м;

─ ограничение скорости движения поезда по тормозам - 75 км/ч;

─ техническая скорость движения поезда по участку (для варианта движения с остановкой и варианта безостановочного движения) - 57,15 и 53,07 км/ч;

─ время хода, рассчитанное способом равновесных скоростей, с учетом поправок на разгон и замедление, составило, с остановкой 53,46 мин, без остановки 50,46 мин;

─ время, рассчитанное графическим способом составило, с остановкой 39,8 мин, без остановки 37,0 мин;

─ путь, пройденный локомотивом составил 37,15 км.

─ общий расход электроэнергии электровоза с остановкой составил  и без остановки ,

─ удельный расход топлива с остановкой равен  кВт∙ч/ткм и без остановки  кВт∙ч/ткм;

─ удельный расход топлива, приведенный к условному топливу равен 624,45 и 536,92 кВт∙ч/ткм соответственно.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Правила тяговых расчётов для поездной работы.- М.: Транспорт, 1985. - 287 с.

Кузьмич, В. Д. Теория локомотивной тяги: учебник для вузов / В. Д. Кузьмич, В. С. Руднев, С. Я. Френкель; под ред. В. Д. Кузьмича. - М: Маршрут, 2005 - 448 с.

Бабичков, А. М. Тяга поездов и тяговые расчёты / А. М. Бабичков, П. А. Гурский, А. П. Новиков.- М.: Транспорт, 1971.- 280 с.

Френкель, С. Я. Техника тяговых расчетов: учеб. - метод. пособие / С. Я. Френкель; М-во образования Респ. Беларусь. Белорус. гос. ун-т трансп. - Гомель: УО «БелГУТ», 2009 - 73 с.