95531

Тяговые расчеты поездной работы на электрифицированном участке

Курсовая

Логистика и транспорт

В курсовом проекте необходимо произвести тяговый расчет в соответствии с заданием графическим способом и на ЭВМ, сравнить результаты и сделать выводы, построить соответствующие графики и рисунки. Объектом исследования является электрифицированный участок переменного тока Западносибирской железной дороги «Залари-Зима».

Русский

2015-09-24

1.78 MB

8 чел.

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Омский государственный университет

путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра «Подвижной состав

электрических железных дорог»

Дисциплина «Теория электрической тяги»

 «Тяговые расчеты поездной работы                                                          на электрифицированном участке»

   Студент гр.

Руководитель

доцент кафедры ЭПС

Бакланов А.А.

Омск 2015


УДК 621.33.001.57(07)

Реферат

Пояснительная записка содержит:

60 страниц, 10 рисунков, 29 таблиц, 2 библиографических источника

Электрическая тяга, переменный ток, рекуперация, звеньевой путь, удельные ускоряющие и замедляющие силы, масса поезда

В курсовом проекте необходимо произвести тяговый расчет в соответствии с заданием графическим способом и на ЭВМ, сравнить результаты и сделать выводы, построить соответствующие графики и рисунки.

Объектом исследования является электрифицированный участок переменного тока Западносибирской железной дороги « Залари-Зима».

Проект содержит пересчет характеристик электровоза на заданное напряжение на токоприемнике, расчет удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда, построение кривых движения поезда, расчет расхода электроэнергии на тягу. Определены также относительные и средние параметры движения поезда и тягово-энергетических показателей поезда, произведен тяговый расчет на ЭВМ.


Содержание

[0.1] Министерство путей сообщения Российской Федерации

[0.1.1] Дисциплина «Теория электрической тяги»

[1] Проект содержит пересчет характеристик электровоза на заданное напряжение на токоприемнике, расчет удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда, построение кривых движения поезда, расчет расхода электроэнергии на тягу. Определены также относительные и средние параметры движения поезда и тягово-энергетических показателей поезда, произведен тяговый расчет на ЭВМ.

[2] Рисунок 1.3 –– Токовые характеристики электровоза (режим тяги)

[3] Рисунок 1.4 –– Токовые характеристики электровоза (рекуперативное торможение)

[4] Рисунок 1.5 –– Токовые характеристики ТД (режим тяги)

[4.1] 2 Подготовка профиля и плана пути

[4.2] 2.1 Спрямление профиля пути и проверка возможности спрямления

[4.3] 2.2 Расчет фиктивных подъёмов от кривых

[4.4] 2.3 Расчет приведенных элементов профиля пути

[4.5] 3.2 Определение удельного основного сопротивления движению электровоза и состава при расчётной скорости

[4.6] 3.3 Расчёт массы состава вагонов и проверка её на трогание

[4.7] 3.4 Определение количества вагонов и длины поезда, проверка по длине приёмоотправочных путей станции

[4.7.1] Определим предварительно количество осей у всех четырехосных вагонов в составе:

[4.7.2] Количество осей у всех восьмиосных вагонов в составе:

[4.7.2.1] 5 Построение кривых движения поезда

[4.7.3] Расход электроэнергии на собственные нужды ЭПС (мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры, цепи управления, сигнализации) можно определить по формуле:

Введение

Сущность тягового расчета при электрической тяге сводится к определению кинематических (скорость, время, путь), динамических (ускорение движения, сила тяги и торможения), электрических (напряжение и ток) и энергетических (нагрев, мощность, работа, расход электроэнергии) параметров движения поезда на заданном участке при известных условиях движения.

Тяговые расчеты производятся для получения зависимостей между величинами, характеризующими движение поездов. С помощью тяговых расчетов определяют силы, действующие на поезд, влияние этих сил на характер движения, находят оптимальную массу состава при выбранной серии локомотива, рассчитывают скорости движения в любой точке пути с учетом безопасности движения поездов и время хода по перегону, определяют расход электрической энергии, составляют график движения поездов – основной закон работы железнодорожного транспорта.

При помощи тяговых расчетов можно получить различные варианты проведения проезда по участку (с минимальным временем движения и расходом электроэнергии).


1 Подготовка характеристик электровоза и тягового двигателя

1.1 Общие положения

Для тягового расчета необходимо иметь тяговые Fк(V) и тормозные В(V) характеристики электровоза, токовые характеристики электровоза Ida(V) и тягового двигателя (ТД) Iд(V) в режимах тяги и электрического торможения, тепловые характеристики двигателя τ(Iд). Перечисленные характеристики приведены в [2].

  1.  Пересчет характеристик для заданного напряжения на токоприемнике электровоза

При изменении напряжения на токоприемнике меняется скорость движения электровоза. Характеристики электровоза и ТД для номинального напряжения в контактной сети приведены в [2]. При напряжении, отличающемся от номинального, и неизменных силе тяги (торможения) и токе электровоза и ТД скорость движения найдем по приближенной формуле:

;    (1.1)

где V, Vн – скорости движения при заданном и номинальном напряжении в сети, км/ч;

 UЭ, UЭН – заданный и номинальный уровень напряжения на токоприемнике электровоза, В.

Итак, по рисунку 4.13 из [2] для первого значения скорости 2,5 км/ч имеем:

км/ч..

Так как в[2] единицей измерения силы является «кгс», то пересчет в «кН» произведем по формуле:

;     (1.2)

где FКЗ – заданная сила тяги, кгс;

кН.

Для остальных значений расчет произведем аналогично, результаты сводим в таблицу 1.1.


Таблица 1.1 –– Пересчитанные характеристики скорости и силы тяги для заданного напряжения на токоприемнике

Скорость, км/ч

Сила тяги, кН

0,5

зоны 1

Зона 1

0,5

зоны 2

Зона 2

0,5

зоны 3

Зона 3

0,5

зоны 4

Зона 4

НП

ОП 1

ОП 2

ОП 3

2,75

490,50

––

––

––

––

––

––

––

––

––

––

5,5

270,76

––

––

––

––

––

––

––

––

––

––

8,25

142,25

––

––

––

––

––

––

––

––

––

––

11

89,27

463,03

––

––

––

––

––

––

––

––

––

13,75

57,88

306,07

––

––

––

––

––

––

––

––

––

16,5

––

208,95

––

––

––

––

––

––

––

––

––

19,25

––

151,07

435,56

––

––

––

––

––

––

––

––

22

––

115,76

318,83

––

––

––

––

––

––

––

––

24,75

––

89,27

235,44

519,93

––

––

––

––

––

––

––

27,5

––

71,61

182,47

400,25

––

––

––

––

––

––

––

33

––

––

122,63

256,04

505,22

––

––

––

––

––

––

38,5

––

––

87,31

178,54

339,43

––

––

––

––

––

––

44

––

––

65,73

129,49

235,44

413,98

––

––

––

––

––

49,5

––

––

––

98,10

172,66

294,30

461,07

––

––

––

––

55

––

––

––

77,50

133,42

219,74

343,35

––

––

––

––

60,5

––

––

––

63,77

107,91

173,64

259,97

384,55

453,22

––

––

66

––

––

––

55,92

88,29

141,26

204,05

298,22

366,89

427,72

––

77

––

––

––

––

61,80

95,16

141,26

195,22

248,19

301,17

348,26

88

––

––

––

––

––

69,65

103,01

140,28

178,54

221,71

261,93

99

––

––

––

––

––

––

78,48

105,95

134,40

166,77

205,03

110

––

––

––

––

––

––

59,84

82,40

107,91

131,45

160,88


Так как на характеристику ограничения по сцеплению напряжение на токоприемнике не влияет, пересчет скорости производить не будем. Ограничение по сцеплению приведено в таблице 1.2.

Таблица 1.2 –– Ограничение по сцеплению

Скорость, км/ч

0

0,5

8,5

15,5

22

29,6

37

43,5

50,5

53,5

57

61

Сила тяги, кН

676,89

666,10

593,31

562,11

543,47

525,82

513,06

502,27

490,50

486,58

481,67

476,77

Произведем пересчет для ограничения по ослаблению поля, результаты сводим в таблицу 1.3.

Таблица 1.3 –– Ограничение по ослаблению поля

Скорость, км/ч

62,7

66

77

88

99

110

121

Сила тяги, кН

481,67

427,72

301,17

221,71

166,77

131,45

108,89

Производим пересчет для переходов силы тяги электровоза на ПП – ОП1 – ОП2 – ОП3, результаты сводим в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 –– Переход на ПП – ОП1 – ОП2 – ОП3

Переход

Сила тяги, кН

Скорость, км/ч

НП-ОП1

451,26

523,85

57,2

ОП1-ОП2

451,26

516,99

60,5

ОП2-ОП3

447,34

515,03

64,9

По данным таблиц 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 на рисунке 1.1 строим тяговые характеристики электровоза.

Рисунок 1.1 –– Тяговые характеристики электровоза

Аналогичным образом произведем пересчет тормозных характеристик, результаты сведены в таблицы 1.5, 1.6. Построение приведено на рисунке 1.2.




Таблица 1.5 –– Скорости при тормозной силе, равной нулю

Ток

возбуждения, А

880

800

700

600

500

400

300

270

Режим работы

     Граничный

     0,5 зоны 1

Зона 1

    0,5 зоны 2

Зона 2

     0,5 зоны 3

Зона 3

      0,5 зоны 4

Зона 4

Скорость, км/ч

0

7,37

14,74

22,22

29,37

36,85

44,11

51,59

59,18

60,94

65,12

69,08

74,69

84,7

102,96

111,87

Таблица 1.6 –– Ограничения по сцеплению и току

Ограничение по сцеплению

Ограничение по току

        Ток возбуждения, А

880

800

700

600

500

400

300

270

Режим

работы

      Начало зоны 1

Граничный

0,5 зоны 1

Зона 1

0,5 зоны 2

Зона 2

0,5 зоны 3

Зона 3

0,5 зоны 4

Зона 4

Скорость, км/ч

0

8,5

15,5

21,8

28

34,5

40,5

46,7

52,7

58,4

60,8

65,4

69,7

83,05

92,95

111,65

119,35

      Тормозная сила, кН

542,49

473,82

450,08

435,56

424,28

414,18

405,84

397,89

390,73

384,16

381,51

376,41

371,80

364,93

306,07

184,43

151,07



Рисунок 1.2 –– Тормозные характеристики электровоза

Аналогично произведем пересчет токовых характеристик электровоза в режиме тяги. Результаты сводим в таблицы 1.7, 1.8 и 1.9, по данным которых производим построение на рисунке 1.3.

Токовые характеристики электровоза в режиме рекуперативного торможения приведены в таблицах 1.10 и 1.11, по данным которых производим построение на рисунке 1.4.

Токовые характеристики ТД в режиме тяги после пересчета сводим в таблицы 1.12, 1.13 и 1.14. По данным этих таблиц на рисунке 1.5 строим токовые характеристики ТД в режиме тяги.

По данным таблиц 1.15,и 1.16 на рисунке 1.6 строим токовые характеристики ТД в режиме рекуперативного торможения.

Тепловые характеристики обмотки якоря ТД приведены в таблице 1.17, соответствующий график построен на рисунке 1.7.



Таблица 1.7 –– Токовые характеристики электровоза (режим тяги)

Зона регулирования

0,5 зоны 1

Зона 1

0,5 зоны 2

Зона 2

Скорость, км/ч

1,1

4,4

6,6

11

9,35

11

17,6

22

16,5

22

33

44

24,2

28,6

37,4

61,6

Ток электровоза, А

33

25

20

10

86

80

40

30

120

80

42

31

150

120

80

40

Зона регулирования

0,5 зоны 3

Зона 3

0,5 зоны 4

Скорость, км/ч

30,8

40,7

52,8

77

44

49,5

66

88

50,6

61,6

77

110

Ток электровоза, А

190

120

80

50

200

160

100

70

240

160

110

70

Зона регулирования

Зона 4

НП

ОП1

ОП2

ОП3

Скорость, км/ч

55

66

88

121

62,7

77

99

121

64,9

77

88

121

66

77

99

121

Ток электровоза, А

300

210

130

85

280

205

140

115

320

250

205

140

345

290

210

170

Таблица 1.8 –– Ограничение по сцеплению

Скорость, км/ч

0

1

8,5

15

21,8

29

36,5

43,5

50

53,6

57,5

61

Ток электровоза, А

24

33

86

118

161

189

207

262

299

315

332

348

Таблица 1.9 –– Переход на ПП – ОП1 – ОП2 – ОП3

Переход

Ток электровоза, А

Скорость, км/ч

НП-ОП1

260

326

57,2

ОП1-ОП2

287

340

61,6

ОП2-ОП3

295

360

64,9


Рисунок 1.3 –– Токовые характеристики электровоза (режим тяги)



Таблица 1.10 –– Скорости при токе электровоза, равном нулю (рекуперативное торможение)

Ток возбуждения, А

880

800

700

600

500

400

300

270

Режим работы

Зона 1

0     0,5 зоны 2

Зона 2

     0,5 зоны 3

Зона 3

     0,5 зоны 4

Зона 4

Скорость, км/ч

14,74

22,22

29,37

36,85

44,11

51,59

59,18

60,94

65,12

69,08

74,69

84,7

102,96

111,87

Таблица 1.11 –– Ограничение по сцеплению

Ограничение по сцеплению

Ограничение по токосъему

на коллекторе

Ток возбуждения, А

880

800

700

600

500

400

300

270

Режим работы

    Начало зоны 1

Граничный

Зона 1

0,5 зоны 2

Зона 2

0,5 зоны 3

Зона 3

0,5 зоны 4

Зона 4

Скорость, км/ч

0

8,5

21,8

28

34,5

40,5

46,7

52,7

58,4

60,8

65,4

76,67

83,05

92,95

111,65

119,35

Ток электровоза, А

-54

0

54

82

108

132

158

184

208

216

236

258

254

235

177

155


Рисунок 1.4 –– Токовые характеристики электровоза (рекуперативное торможение)




Таблица 1.12 –– Токовые характеристики ТД (режим тяги)

Зона регулирования

0,5 зоны 1

Зона 1

0,5 зоны 2

Зона 2

Скорость, км/ч

0

3,3

5,5

11

11

13,2

16,5

26,4

17,6

18,7

26,4

44

24,2

27,5

33

55

Ток ТД, А

1200

900

600

320

940

700

500

300

1000

800

500

260

1000

800

600

280

Зона регулирования

0,5 зоны 3

Зона 3

0,5 зоны 4

Скорость, км/ч

33

36,3

47,3

77

44

50,6

66

88

49,5

55

77

110

Ток ТД, А

980

800

500

250

830

600

400

270

900

720

400

250

Зона регулирования

Зона 4

НП

ОП1

ОП2

ОП3

Скорость, км/ч

57,2

66

88

121

60,5

72,6

90,2

121

61,6

74,8

92,4

121

66

77

94,6

121

Ток ТД, А

900

650

400

260

1000

700

500

350

1100

800

600

440

1180

940

700

520

Таблица 1.13 –– Ограничение по сцеплению

Скорость, км/ч

0

0,5

8,5

15,5

22

29,5

37

43,5

50,5

57

61

Ток ТД, А

1225

1210

1070

1020

1000

985

970

950

1015

1090

1170

Таблица 1.14 –– Переход на ПП – ОП1 – ОП2 – ОП3

Переход

Ток ТД, А

Скорость, км/ч

НП-ОП1

900

1070

57,2

ОП1-ОП2

970

1145

60,5

ОП2-ОП3

1030

1235

64,9


Рисунок 1.5 –– Токовые характеристики ТД (режим тяги)



Таблица 1.15 –– Скорости при токе ТД, равном нулю (рекуперативное торможение)

Ток

возбуждения, А

880

800

700

600

500

400

300

270

Режим работы

     Граничный

    0,5 зоны 1

Зона 1

   0,5 зоны 2

Зона 2

   0,5 зоны 3

Зона 3

   0,5 зоны 4

Зона 4

Скорость, км/ч

0

7,37

14,74

22,22

29,37

36,85

44,11

51,59

59,18

60,94

65,12

69,08

74,69

84,7

102,96

111,87

Таблица 1.16 –– Ограничение по сцеплению

Ограничение по сцеплению

Ограничение по токосъему

на коллекторе

Ток возбуждения, А

880

800

700

600

500

400

300

270

Режим работы

   Начало зоны 1

Граничный

0,5 зоны 1

Зона 1

0,5 зоны 2

Зона 2

0,5 зоны 3

Зона 3

0,5 зоны 4

Зона 4

Скорость, км/ч

0

8,5

15,5

21,8

28

34,5

40,5

46,7

52,7

58,4

60,8

65,4

69,7

83,05

92,95

111,65

119,35

Ток ТД, А

804

805

740

705

680

670

665

660

657

655

690

765

815

820

735

570

515


Рисунок 1.6 –– Токовые характеристики ТД (рекуперативное торможение)


Таблица 1.17 –– Тепловые характеристики обмотки якоря ТД

Ток ТД, А

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Температура

обмотки якоря, оС

0

18

41

68

103

130

225

425

Рисунок 1.7 –– Тепловые характеристики обмотки якоря ТД


2 Подготовка профиля и плана пути

2.1 Спрямление профиля пути и проверка возможности спрямления

Спрямление реального профиля пути производят с целью сокращения трудоёмкости тягового расчёта, а также для приближённого учета длины поезда при определении сил, действующих на поезд от уклонов. Спрямление заключается в замене нескольких рядом расположенных, близких по крутизне и одинаковых по знаку элементов реального профиля пути одним спрямлённым (средневзвешенным) уклоном, крутизну которого определяют по формуле [1], ‰:

;   (2.1)

где z – количество спрямляемых элементов;

ij – крутизна j-го элемента, ‰;

sj, sc – длина j-го элемента и суммарная длина спрямляемых элементов, м;

hк, hн – конечная и начальная высота над уровнем моря спрямлённого участка, м.

При спрямлении элементов профиля пути соблюдают следующие правила: короткие площадки (i=0) относят к спускам или подъемам, исходя из удобства расчётов; элементы профиля и плана пути остановочных пунктов (станций, разъездов) с прилегающими элементами, как правило, не спрямляют; возможность спрямления для каждого элемента действительного профиля пути, входящего в спрямляемый участок, проверяют с помощью выражения:

;     (2.2)

2.2 Расчет фиктивных подъёмов от кривых

При наличии кривых в плане элементов пути на спрямлённом участке их заменяют фиктивным подъёмом, крутизну которого находят по формуле, ‰:

;     (2.3)

где wrj – удельное дополнительное сопротивление движению от j-й кривой, Н/кН;

srj – длина j-й кривой, м;

z – количество кривых на участке.

Удельное дополнительное сопротивление движению от кривой рассчитывают по приближённой, либо уточнённой формулам, Н/кН:

;    (2.4)

где R – радиус кривой, м;

ur – непогашенное ускорение в кривой, м/с2.

Значение ur задается виде норматива и определяется по формуле:

;     (2.5)

где h – возвышение наружного рельса, мм;

sk – расстояние между кругами катания колёс подвижного состава, мм.

2.3 Расчет приведенных элементов профиля пути

Крутизна уклона приведенного элемента равна алгебраической сумме крутизны спрямлённого и фиктивного уклонов, ‰:

.     (2.6)

Так как заданный участок пути является спрямленным и приведенным, то никаких расчетов производить не будем.

Спрямленный и приведенный профиль пути показан в таблице 2.


Таблица 2 –– Профиль пути участка «Черемхово-Залари»

Раздельный пункт (станция, разъезд)

Километр

Sc,км

ic,%0

Vдоп, км/ч

Ра РАздельный пункт (станция, разъезд)

Километр

Sc,км

ic,%0

Vдоп, км/ч

Черемхово

5054,1

3

270

4,4

80

1

120

0

60

Кутулик

5020,2

2

4650

9,2

80

4

220

4,4

40

3

750

0,3

50

5

900

3,9

80

Жаргон

5048,6

6

540

6,2

80

4

370

0,3

80

7

640

-3,5

80

5

2830

-9

80

8

860

2,1

80

6

1120

-6,5

80

9

700

-0,3

80

7

4040

-9,4

80

40

1340

3,3

80

8

850

-1,6

80

1

1460

5,7

80

9

3000

-9,4

80

2

1070

-2,2

80

10

200

1,8

80

3

980

2,9

80

1

370

-1,5

80

4

570

0,5

80

2

910

5,5

80

5

500

0,5

80

3

980

1,3

80

Головинская

5010,4

4

570

9

80

6

350

1

50

5

370

-0,1

80

7

3820

8,7

80

6

1400

3,2

80

8

740

3,1

80

7

100

0

80

9

920

-6,8

80

Забитуй

5031,5

50

370

0,2

80

8

270

0

80

Котхор

5004,2

9

760

10,3

80

1

300

0,2

80

20

730

-7

80

2

3240

-7,5

80

1

1340

5,7

80

3

560

-9,1

80

2

770

-7,2

80

4

670

-2,8

80

3

560

1,9

80

5

500

-9,2

80

4

840

0

80

6

1960

-7,7

80

5

670

9,2

80

7

1730

-9,7

80

6

650

0,3

80

8

1740

-7,9

80

7

490

-6,8

80

9

3060

-9,3

80

8

790

7,3

80

60

380

0,1

80

9

800

-4,8

80

1

240

15,3

80

30

1000

9,9

80

2

800

9,7

80

1

670

-4,9

80

3

310

0

80

2

710

-2,3

80

Залари

4988,7


3. Выбор расчётного подъёма, определение массы и длины поезда

3.1 Выбор расчетного подъёма, определение расчётных силы тяги и скорости движения электровоза

Расчётным подъемом iр –– наиболее крутой и длинный на данном участке подъём, на котором локомотив реализует расчётную касательную силу тяги при установившейся расчетной скорости движения.

На основании анализа профиля пути «Залари-Зима» за расчетный примем подъём длиной 4650 м с уклоном +10,3 ‰ на перегоне «Залари-Тыреть».

По рисунку 1.1 определяем расчётные скорость Vр=47км/ч и силу тяги: Fк..р=495кН.

3.2 Определение удельного основного сопротивления движению электровоза и состава при расчётной скорости

Удельное основное сопротивление движению электровоза и состава вагонов определим при расчётной скорости Vр в зависимости от типа пути по эмпирическим формулам из [2].

Удельное основное сопротивление движению локомотива под током (тяга и электрическое торможение) определяется по формуле:

;   (3.1)

где  – коэффициент, учитывающий низкую температуру наружного воздуха, равный 1,05 по рисунку 3 (зависимость коэффициента низкой температуры от скорости –– по данным таблицы 1 из [2]);

.

Удельное основное сопротивление движению четырёхосных вагонов на подшипниках качения с нагрузкой на ось более 6 т определяем по формуле:

;   (3.2)

где  – масса вагона на ось, равная 22 т;

 Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов на подшипниках качения определим по формуле:

;  (3.3)

Н/кН.

Рисунок 3 –– Зависимость коэффициента низкой температуры от скорости

Удельное основное сопротивление движению всех вагонов определяем по формуле:

;    (3.4)

где  – доля четырехосных и восьмиосных вагонов в составе, соответственно равная 0,9 и 0,1;

 Н/кН.

Итак, удельное основное сопротивление движению всех вагонов при расчетной скорости 47 км/ч составляет 1,362 Н/кН.

3.3 Расчёт массы состава вагонов и проверка её на трогание

Рассчитаем наибольшую массу состава mс по условиям сцепления колёс электровоза с рельсами при движении в установившемся режиме тяги с расчётными скоростью Vр и касательной силы тяги Fк..р на расчётном подъёме крутизной iр с помощью выражения:

;    (3.5)

где  – масса электровоза ВЛ 80р, равная 192 т;

- ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;

- расчетный уклон, равный 9,2 ‰;

т.

Рассчитанную массу состава округляем до 4150 т и проверим на трогание с места на остановочных пунктах и при случайной остановке на подъёме по формуле:

;    (3.6)

где  – касательная сила тяги электровоза, реализуемая при трогании поезда с места, равная 676,89 кН;

– удельное сопротивление движению при трогании с места, Н/кН. Для подвижного состава на подшипниках качения:

;     (3.7)

Н/кН;

итак,  т

Проверка дала положительный результат. Так как, , то остановившийся поезд на расчетном уклоне может быть взят с места.

3.4 Определение количества вагонов и длины поезда, проверка по длине приёмоотправочных путей станции

Определим предварительно количество осей у всех четырехосных вагонов в составе:

;     (3.8)

где  – масса вагона на ось, равная 22 т;

.

Результат округляем до числа, кратного 4, получаем –– 172 оси.

Количество четырехосных вагонов в составе:

;     (3.9)

.

Количество осей у всех восьмиосных вагонов в составе:

;    (3.10)

.

Результат округляем до числа, кратного 8, получаем –– 16 оси.

Количество восьмиосных вагонов в составе:

;     (3.11)

.

Общее количество вагонов в составе:

;     (3.12)

.

Общее количество осей у всех вагонов в составе:

;    (3.13)

.

Уточненная нагрузка на одну ось вагона:

;     (3.14)

 т.

Уточненная доля четырехосных вагонов в составе:

;     (3.15)

.

Уточненная доля восьмиосных вагонов в составе:

;     (3.16)

.

Длину поезда рассчитаем по формуле:

;   (3.17)

где  – длина электровоза ВЛ 80р, равная 33 м;

– количество электровозов, равное 1;

,  – длина четырехосного и восьмиосного вагона, равная 14 и 20 м соответственно;

 м.

Так как заданная длина приёмоотправочных путей станции равна 950 м нет необходимости предусмотреть безостановочное движение поезда. Данный состав движется со всеми остановками.


4 Расчёт удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда, решение тормозной задачи

4.1 Определение удельного основного сопротивления движению электровоза, состава вагонов и поезда при разных скоростях и режимах движения

Расчет удельного основного сопротивления движению электровоза, состава вагонов и поезда при разных скоростях и режимах движения  выполним при трогании поезда для ограничения по сцеплению при V=0 км/ч, Fк тр= 676,89 кН.

Удельное основное сопротивление движению локомотивов под током (тяга и электрическое торможение) определяется по формуле:

;   (4.1)

где  – коэффициент, учитывающий низкую температуру наружного воздуха, равный 1 по рисунку 3;

.

Удельное основное сопротивление движению локомотивов бес тока (выбег и пневматическое торможение) определяется по формуле:

;   (4.2)

.

Удельное основное сопротивление движению четырёхосных вагонов на подшипниках качения с нагрузкой на ось более 6 т определяем по формуле:

;   (4.3)

где  – уточненная масса вагона на ось, равная 22,07 т;

 Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов на подшипниках качения определим по формуле:

;   (4.4)

Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению всех вагонов определяем по формуле:

;    (4.5)

где  – уточненная доля четырехосных и восьмиосных вагонов в составе, соответственно равная 0,95 и 0,05;

 Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению поезда под током при трогании составляет:

;    (4.6)

Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению поезда бес тока при трогании составляет:

;    (4.7)

Н/кН.

Для остальных значений скоростей в диапазоне т 0 до 110 км/ч по всем зонам регулирования расчет производится аналогично, результаты сведены в таблицу 4.1.

4.2 Расчет удельных ускоряющих сил поезда в режиме тяги

Удельные ускоряющие (замедляющие) силы характеризуют ускорение (замедление) поезда в различных режимах движения на прямом горизонтальном участке пути, они используются при решении уравнения движения поезда.

В качестве примера расчет удельной ускоряющей силы поезда в режиме тяги выполним при V=0 км/ч, Fк тр= 676,89 кН.

Удельная касательная сила тяги электровоза:

;     (4.8)

Н/кН.

Удельную ускоряющую силу поезда массой m в режиме тяги определяем по формуле:

;     (4.9)

Н/кН.

Для остальных значений скоростей в диапазоне т 0 до 110 км/ч по всем зонам регулирования расчет производится аналогично, результаты сведены в таблицу 4.1.


Таблица 4.1 –– Удельные ускоряющие силы поезда в режиме тяги

,

км/ч

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, кН

, Н/кН

, Н/кН

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ограничение по сцеплению

0

1

1,900

0,836

0,972

0,843

0,889

676,89

15,891

15,002

0,5

1

1,905

0,838

0,973

0,845

0,892

666,10

15,638

14,746

8,5

1,003

2,013

0,885

0,996

0,891

0,940

593,31

13,929

12,989

15,5

1,006

2,140

0,939

1,028

0,943

0,996

562,11

13,197

12,200

22

1,0125

2,294

1,003

1,069

1,006

1,063

543,47

12,759

11,696

29,6

1,023

2,515

1,094

1,132

1,096

1,159

525,82

12,345

11,186

37

1,036

2,777

1,200

1,208

1,201

1,270

513,06

12,045

10,775

43,5

1,045

3,033

1,304

1,282

1,302

1,379

502,27

11,792

10,413

47

1,05

3,184

1,364

1,326

1,362

1,443

490,50

11,515

10,073

50,5

1,056

3,348

1,429

1,374

1,427

1,512

486,58

11,423

9,912

53,5

1,061

3,495

1,488

1,418

1,485

1,573

481,67

11,308

9,735

57

1,0675

3,677

1,561

1,472

1,557

1,650

476,77

11,193

9,543

61

1,0705

3,882

1,642

1,532

1,636

1,736

0,00

0,000

-1,736

0,5 зоны 1

2,75

1,001

1,932

0,850

0,978

0,857

0,904

490,50

11,515

10,611

5,5

1,002

1,968

0,866

0,986

0,872

0,920

270,76

6,357

5,436

8,25

1,003

2,009

0,884

0,996

0,889

0,939

142,25

3,339

2,401

11

1,004

2,054

0,903

1,006

0,908

0,959

89,27

2,096

1,137

13,75

1,0055

2,106

0,925

1,019

0,929

0,981

57,88

1,359

0,377

Зона 1

11

1,004

2,054

0,903

1,006

0,908

0,959

463,03

10,871

9,912

13,75

1,0055

2,106

0,925

1,019

0,929

0,981

306,07

7,186

6,204

16,5

1,0065

2,161

0,948

1,033

0,952

1,005

208,95

4,906

3,900

19,25

1,01

2,226

0,975

1,051

0,979

1,034

151,07

3,547

2,513

22

1,0125

2,294

1,003

1,069

1,006

1,063

115,76

2,718

1,655

24,75

1,016

2,369

1,034

1,090

1,037

1,095

89,27

2,096

1,000

27,5

1,02

2,450

1,067

1,113

1,069

1,130

71,61

1,681

0,551

0,5 зоны 2

19,25

1,01

2,226

0,975

1,051

0,979

1,034

435,56

10,226

9,192

22

1,0125

2,294

1,003

1,069

1,006

1,063

318,83

7,485

6,422

24,75

1,016

2,369

1,034

1,090

1,037

1,095

235,44

5,527

4,432

27,5

1,02

2,450

1,067

1,113

1,069

1,130

182,47

4,284

3,153

33

1,028

2,628

1,140

1,164

1,141

1,207

122,63

2,879

1,672

38,5

1,036

2,828

1,221

1,222

1,221

1,292

87,31

2,050

0,758

44

1,045

3,052

1,311

1,287

1,310

1,387

65,73

1,543

0,156

Зона 2

24,75

1,016

2,369

1,034

1,090

1,037

1,095

519,93

12,206

11,111

27,5

1,02

2,450

1,067

1,113

1,069

1,130

400,25

9,397

8,266

33

1,028

2,628

1,140

1,164

1,141

1,207

256,04

6,011

4,804

38,5

1,036

2,828

1,221

1,222

1,221

1,292

178,54

4,192

2,900

44

1,045

3,052

1,311

1,287

1,310

1,387

129,49

3,040

1,653

49,5

1,0555

3,304

1,412

1,362

1,410

1,493

98,10

2,303

0,810


Продолжение таблицы 4.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

55

1,067

3,582

1,523

1,445

1,520

1,611

77,50

1,819

0,209

60,5

1,07

3,855

1,631

1,524

1,626

1,725

63,77

1,497

-0,228

66

1,076

4,161

1,752

1,614

1,745

1,852

55,92

1,313

-0,539

0,5 зоны 3

33

1,028

2,628

1,140

1,164

1,141

1,207

505,22

11,861

10,654

38,5

1,036

2,828

1,221

1,222

1,221

1,292

339,43

7,969

6,677

44

1,045

3,052

1,311

1,287

1,310

1,387

235,44

5,527

4,140

49,5

1,0555

3,304

1,412

1,362

1,410

1,493

172,66

4,053

2,560

55

1,067

3,582

1,523

1,445

1,520

1,611

133,42

3,132

1,521

60,5

1,07

3,855

1,631

1,524

1,626

1,725

107,91

2,533

0,809

66

1,076

4,161

1,752

1,614

1,745

1,852

88,29

2,073

0,221

77

1,0875

4,838

2,019

1,815

2,009

2,134

61,80

1,451

-0,683

Зона 3

44

1,045

3,052

1,311

1,287

1,310

1,387

413,98

9,719

8,332

49,5

1,0555

3,304

1,412

1,362

1,410

1,493

294,30

6,909

5,416

55

1,067

3,582

1,523

1,445

1,520

1,611

219,74

5,159

3,548

60,5

1,07

3,855

1,631

1,524

1,626

1,725

173,64

4,076

2,352

66

1,076

4,161

1,752

1,614

1,745

1,852

141,26

3,316

1,464

77

1,0875

4,838

2,019

1,815

2,009

2,134

95,16

2,234

0,100

88

1,101

5,619

2,325

2,048

2,311

2,458

69,65

1,635

-0,822

0,5 Зона 4

49,5

1,0555

3,304

1,412

1,362

1,410

1,493

461,07

10,825

9,331

55

1,067

3,582

1,523

1,445

1,520

1,611

343,35

8,061

6,450

60,5

1,07

3,855

1,631

1,524

1,626

1,725

259,97

6,103

4,379

66

1,076

4,161

1,752

1,614

1,745

1,852

204,05

4,790

2,938

77

1,0875

4,838

2,019

1,815

2,009

2,134

141,26

3,316

1,183

88

1,101

5,619

2,325

2,048

2,311

2,458

103,01

2,418

-0,039

99

1,12

6,530

2,682

2,324

2,664

2,835

78,48

1,842

-0,993

110

1,126

7,465

3,046

2,604

3,024

3,220

59,84

1,405

-1,815

Зоны 4 НП

52

1,06

3,425

1,461

1,398

1,457

1,544

480,00

11,269

9,725

57,2

1,0675

3,687

1,565

1,475

1,560

1,654

451,26

10,594

8,940

60,5

1,07

3,855

1,631

1,524

1,626

1,725

384,55

9,028

7,303

66

1,076

4,161

1,752

1,614

1,745

1,852

298,22

7,001

5,149

77

1,0875

4,838

2,019

1,815

2,009

2,134

195,22

4,583

2,449

88

1,101

5,619

2,325

2,048

2,311

2,458

140,28

3,293

0,836

99

1,12

6,530

2,682

2,324

2,664

2,835

105,95

2,487

-0,348

110

1,126

7,465

3,046

2,604

3,024

3,220

82,40

1,935

-1,286

Зона 4 ОП1

57,2

1,0675

3,687

1,565

1,475

1,560

1,654

523,85

12,298

10,644

60,5

1,07

3,855

1,631

1,524

1,626

1,725

451,26

10,594

8,870

66

1,076

4,161

1,752

1,614

1,745

1,852

366,89

8,614

6,761

77

1,0875

4,838

2,019

1,815

2,009

2,134

248,19

5,827

3,693

88

1,101

5,619

2,325

2,048

2,311

2,458

178,54

4,192

1,734

99

1,12

6,530

2,682

2,324

2,664

2,835

134,40

3,155

0,320

110

1,126

7,465

3,046

2,604

3,024

3,220

107,91

2,533

-0,687


Окончание таблицы 4.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ограничение по току - Зона 4 ОП2

60,5

1,07

3,855

1,631

1,524

1,626

1,725

516,99

12,137

10,413

64,9

1,075

4,099

1,728

1,596

1,721

1,826

447,34

10,502

8,676

66

1,076

4,161

1,752

1,614

1,745

1,852

427,72

10,041

8,189

77

1,0875

4,838

2,019

1,815

2,009

2,134

301,17

7,070

4,937

88

1,101

5,619

2,325

2,048

2,311

2,458

221,71

5,205

2,747

99

1,12

6,530

2,682

2,324

2,664

2,835

166,77

3,915

1,080

110

1,126

7,465

3,046

2,604

3,024

3,220

131,45

3,086

-0,134

4.3Расчет удельных замедляющих сил поезда в режиме выбега

Удельную замедляющую силу поезда в режиме выбега при трогании определим по выражению:

;     (4.10)

Н/кН.

Для остальных значений скоростей в диапазоне т 0 до 110 км/ч с интервалом в 10км/ч расчет произведем аналогично, результаты сведены в таблицу 4.2.

4.4 Расчет удельных замедляющих сил поезда в режиме пневматического торможения

В качестве примера данный расчет произведем для нулевой скорости.

Расчетный коэффициент трения для композиционных тормозных колодок определяем по формуле:

;    (4.11)

.

Удельную тормозную силу поезда при экстренном пневматическом торможении определяем по формуле:

;    (4.12)

где  – расчетный тормозной коэффициент, равный для груженого грузового состава 0,33;

Н/кН.

Удельную замедляющую силу поезда в режиме служебного пневматического торможения рассчитаем по формуле:

;    (4.13)

где  – степень использования расчетного тормозного коэффициента, для грузового состава равная 0,5;

Н/кН.

Для остальных значений скоростей в диапазоне т 0 до 110 км/ч с интервалом в 10км/ч расчет произведем аналогично, результаты сведены в таблицу 4.2.  Таблица 4.2 –– Удельные замедляющие силы в режиме выбега и пневматического торможения

,

км/ч

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

0

1

2,400

0,836

0,972

0,843

0,912

0,360

118,80

60,31

10

1,0035

2,554

0,896

1,002

0,901

0,974

0,339

111,81

56,88

20

1,01

2,788

0,982

1,055

0,985

1,065

0,322

106,29

54,21

30

1,023

3,115

1,099

1,135

1,100

1,189

0,309

101,83

52,10

40

1,04

3,536

1,246

1,241

1,246

1,347

0,297

98,14

50,42

50

1,056

4,039

1,421

1,368

1,418

1,534

0,288

95,04

49,05

60

1,07

4,622

1,622

1,517

1,616

1,749

0,280

92,40

47,95

70

1,08

5,276

1,845

1,683

1,837

1,989

0,273

90,12

47,05

80

1,09

6,017

2,096

1,873

2,085

2,259

0,267

88,14

46,33

90

1,105

6,879

2,388

2,097

2,374

2,573

0,262

86,40

45,77

100

1,12

7,840

2,712

2,347

2,694

2,922

0,257

84,86

45,35

110

1,126

8,833

3,046

2,604

3,024

3,281

0,253

83,48

45,02

4.5 Расчет удельных замедляющих сил поезда в режиме электрического торможения

В качестве примера расчет удельной замедляющей силы поезда в режиме электрического торможения выполним при V=0 км/ч, Bк= 542,49 кН.

Удельная тормозная сила электрического тормоза электровоза:

;     (4.14)

Н/кН.

Удельную замедляющую силу поезда в режиме рекуперативного торможения определяем по формуле:

;     (4.15)

Н/кН.

Для остальных значений скоростей по всем зонам регулирования расчет производится аналогично, результаты сведены в таблицу 4.3.


Таблица 4.3 –– Удельные замедляющие силы поезда в режиме рекуперативного торможения

,

км/ч

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, Н/кН

, кН

, Н/кН

, Н/кН

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ограничение по сцеплению

0,00

1

1,900

0,836

0,972

0,843

0,889

542,49

12,736

13,626

8,50

1,003

2,013

0,885

0,996

0,891

0,940

473,82

11,124

12,064

15,50

1,006

2,140

0,939

1,028

0,943

0,996

450,08

10,567

11,563

21,80

1,013

2,290

1,001

1,068

1,005

1,062

435,56

10,226

11,287

28,00

1,02

2,464

1,073

1,117

1,075

1,136

424,28

9,961

11,097

34,50

1,032

2,685

1,163

1,181

1,164

1,231

414,18

9,724

10,955

40,50

1,04

2,909

1,253

1,246

1,253

1,326

405,84

9,528

10,854

46,70

1,05

3,172

1,359

1,323

1,357

1,438

397,89

9,341

10,779

52,70

1,06

3,456

1,473

1,406

1,469

1,557

390,73

9,173

10,730

58,40

1,069

3,749

1,589

1,493

1,585

1,680

384,16

9,019

10,699

60,80

1,07

3,870

1,637

1,528

1,632

1,731

381,51

8,957

10,688

65,40

1,075

4,125

1,738

1,603

1,731

1,837

376,41

8,837

10,674

69,70

1,08

4,379

1,838

1,678

1,830

1,943

371,80

8,729

10,672

Ограничение по току

83,05

1,093

5,246

2,179

1,936

2,167

2,303

364,93

8,567

10,870

92,95

1,075

5,828

2,403

2,101

2,388

2,540

306,07

7,186

9,726

111,65

1,126

7,608

3,101

2,646

3,078

3,278

184,43

4,330

7,608

119,35

1,13

8,325

3,379

2,862

3,353

3,573

151,07

3,547

7,120

Режим граничный

0,00

1

1,900

0,836

0,972

0,843

0,889

0

0,000

0,889

9,35

1,03

2,080

0,915

1,026

0,920

0,972

473,823

11,124

12,096

0,5 зоны 1

7,37

1,025

2,040

0,897

1,014

0,903

0,953

0

0,000

0,953

17,05

1,075

2,320

1,017

1,106

1,022

1,079

450,0828

10,567

11,645

Зона 1

14,74

1,006

2,125

0,933

1,024

0,937

0,990

0

0,000

0,990

23,98

1,016

2,349

1,026

1,085

1,029

1,087

435,564

10,226

11,313

0,5 зоны 2

22,22

1,016

2,307

1,008

1,074

1,012

1,069

0

0,000

1,069

30,80

1,023

2,550

1,108

1,141

1,110

1,173

424,2825

9,961

11,134

Зона 2

29,37

1,023

2,509

1,091

1,130

1,093

1,156

0

0,000

1,156

37,95

1,036

2,809

1,213

1,217

1,213

1,284

414,1782

9,724

11,008

0,5 зоны 3

36,85

1,036

2,772

1,198

1,206

1,199

1,268

0

0,000

1,268

44,55

1,045

3,073

1,319

1,293

1,318

1,396

405,8397

9,528

10,924

Зона 3

44,11

1,045

3,056

1,313

1,288

1,312

1,389

0

0,000

1,389

51,37

1,055

3,382

1,443

1,384

1,440

1,526

397,8936

9,341

10,867

0,5 зоны 4

51,59

1,055

3,391

1,447

1,386

1,444

1,530

0

0,000

1,530

57,97

1,068

3,725

1,587

1,486

1,575

1,67

390,7323

9,173

10,843


Окончание таблицы 4.3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Зона 4 IB=880 A

59,18

1,07

3,790

1,606

1,505

1,601

1,698

0

0,000

1,698

64,24

1,075

4,064

1,714

1,586

1,708

1,812

384,1596

9,019

10,831

IB=800 A

60,94

1,07

3,877

1,640

1,530

1,635

1,734

0

0,000

1,734

66,88

1,077

4,212

1,772

1,629

1,765

1,873

381,5109

8,957

10,830

IB=700 A

65,12

1,076

4,114

1,734

1,601

1,727

1,833

0

0,000

1,833

71,94

1,082

4,514

1,891

1,718

1,883

1,999

376,4097

8,837

10,836

IB=600 A

69,08

1,08

4,344

1,825

1,668

1,817

1,929

0

0,000

1,929

76,67

1,088

4,820

2,012

1,810

2,002

2,126

371,799

8,729

10,855

IB=500 A

74,69

1,084

4,683

1,958

1,768

1,949

2,069

0

0,000

2,069

83,05

1,095

5,256

2,183

1,939

2,171

2,307

364,932

8,567

10,875

IB=400 A

84,70

1,097

5,374

2,230

1,975

2,217

2,356

0

0,000

2,356

92,95

1,03

5,584

2,303

2,013

2,288

2,434

306,072

7,186

9,620

IB=300 A

102,96

1,225

7,485

3,066

2,643

3,045

3,242

0

0,000

3,242

111,65

1,127

7,614

3,104

2,649

3,081

3,281

184,428

4,330

7,611

IB=270 A

111,87

1,127

7,633

3,132

2,671

3,104

3,287

0

0,000

3,289

119,35

1,13

8,325

3,402

2,880

3,370

3,571

151,074

3,547

7,120

4.5 Решение тормозной задачи

Режим торможения является важнейшим в обеспечении безопасности движения поездов, поэтому тормозным расчетам уделяют большое внимание и сводят их к решению различных тормозных задач, в которых взаимосвязаны следующие величины: тормозной путь sп.т, скорость начала торможения V, расчетный тормозной коэффициент р, крутизна уклона i. Существует несколько типов тормозных задач, из которых наиболее распространены следующие.

Первая задача заключается в определении длины тормозного пути sп.т при экстренном либо полном служебном торможении по заданным значениям массы поезда m, скорости движения V, расчетного тормозного коэффициента р, крутизны уклона i.

Вторая задача сводится к определению максимальной допустимой скорости движения Vmax при экстренном торможении поезда в зависимости от крутизны уклона i. по заданным величинам: массы поезда m, длины тормозного пути sп.т и расчетного тормозного коэффициента р.

Так как в заданном профиле пути определены допустимые скорости движения на перегонах, решение тормозной задачи производить не будем.


5 Построение кривых движения поезда

5.1 Построение спрямленного и приведенного профиля пути участка

По данным таблицы 2 вычерчиваем спрямленный и приведенный профиль пути участка, который представлен на рисунке 5.

На профиле укажем длину и крутизну каждого спрямленного элемента, километровые отметки (столбы), оси раздельных пунктов, максимальные допустимые скорости.

5.2 Построение кривых скорости и времени движения поезда

Кривую скорости движения поезда V(s) построим на спрямленном и приведенном профиле пути графическим методом МПС с помощью диаграммы удельных ускоряющих и замедляющих сил в масштабе 1 км/ч/мм, при этом кривая V(s) состоит из отдельных отрезков (интервалов). Для движения поезда используем режимы тяги, выбега, пневматического и электрического торможения, их чередование определяется профилем пути, временем хода, массой поезда и другими факторами.

Поезд принимается в виде материальной точки, расположенной в его середине, в которой сосредоточена вся масса.

Кривую времени движения поезда t(s) построим также графическим методом МПС по кривой скорости V(s) в масштабе 1мин/10мм, с учетом полюсного расстояния =30 мм.

Построение кривых скорости и времени будем производить для двух вариантов: движения без остановок и с остановками на промежуточных станциях. При этом стоянка на станциях равна нулю. Кривые движения построены на рисунке 5.

5.3 Построение кривых тока электровоза и тягового двигателя

Кривые тока электровоза и тягового двигателя построим на основании кривой скорости V(s) и токовых характеристик Ida (V) и Iд(V) в режимах тяги и электрического торможения для двух вариантов: движения без остановок на промежуточных станциях и с остановками на них в масштабе равном 5А/мм и 10А/мм соответственно. Учтем, что в режиме выбега токи электровоза и ТД равны нулю. С целью упрощения построений и дальнейших расчетов на каждом интервале покажем средний ток, соответствующий средней скорости движения поезда. Кривые построены на рисунке 5.

5.4 Определение показателей и сравнение вариантов расчета

Данный расчет произведем для двух вариантов: движения без остановок и с остановками на промежуточных станциях.

Средняя скорость движения между раздельными пунктами определяем по формуле:

;     (5.1)

где S расстояние между раздельными пунктами, км;

t – время в пути от одного пункта до следующего, мин.

Тогда для движения бес остановок между станциями на перегоне «Черемхово – Жаргон» с учетом расстояния между ними в 5,5 км и временем в пути 7,8 мин средняя скорость движения равна:

км/ч.

Для движения с остановками на том же перегоне с учетом времени в пути 12,5 мин:

км/ч.

Процент улучшения средней скорости при движении бес остановок по сравнению с остановочным движением приведен в таблице 5.

Дальнейший расчет аналогичен.

Таблица 5 –– Показатели движения поезда

Перегон, участок

S, км

Движение без остановок

Движение с остановками

, %

t, мин

, км/ч

t, мин

, км/ч

Черемхово - Жаргон

5,5

7,8

42,31

12,5

26,40

37,60

Жаргон - Забитуй

17,1

15,4

66,62

17,3

59,31

10,98

Забитуй - Кутулик

11,3

11,3

60,00

14,2

47,75

20,42

Кутулик - Головинская

9,8

13,7

42,92

16,7

35,21

17,96

Головинская - Котхор

6,2

7,3

50,96

10,6

35,09

31,13

Котхор - Залари

15,5

13,3

69,92

16,3

57,06

18,40

На основании проделанных расчетов можно сделать следующие выводы. Самый протяженный перегон –– «Жаргон - Забитуй», самый короткий –– «Черемхово - Жаргон».

Наибольший процент улучшения скорости при движении без остановок по сравнению с остановочным движением наблюдается на перегоне «Черемхово - Жаргон». Это связано с тем, что на данном перегоне в связи с малой его протяженностью при движении с остановками состав не успевает набрать высокую скорость, наступает время тормозить…

Наименьший процент улучшения скорости при движении без остановок по сравнению с остановочным движением наблюдается на перегоне «Жаргон - Забитуй». Это связано с большой протяженностью данного участка, и следовательно малым различием скоростей при движении с остановками и без них…


6 Проверка нагревания тяговых электродвигателей

В процессе работы ЭПС в электрооборудовании происходят потери энергии: нагреваются тяговые электрические машины, силовые и коммутирующие аппараты, при этом их температура не должна превышать допустимых значений, указанных в соответствующих нормативных документах или технических условиях.

Перегрев (превышение температуры) лимитирующей обмотки ТД над температурой охлаждающего воздуха определим по приближенным формулам. Расчет производим для движения без остановок.

При работе под током (в режимах тяги и электрического торможения):

;    (6.1)

где  - установившееся превышение температуры обмотки при среднем токе Iд.ср, определяем по рисунку 1.7, 0С;

t – интервал времени, в течение которого протекает ток Iд.ср, мин;

0 – превышение температуры обмотки в начале рассматриваемого интервала времени t, то есть в конце предыдущего (для первого интервала принимаем равным 150С), 0С;

– тепловая постоянная времени, равная 23 мин.

Итак, для первого участка «00 – 01» (режим тяги) с интервалом времени 0,3 мин перегрев равен:

 0С.

При расчете нагревания ТД для обеспечения требуемой точности результатов необходимо соблюдать условие t / ≤ 0,1. В случае превышения этого условия интервал времени делим на 2 – 3 части. Так и поступим с участками «01 – 02» и «89 – 90», рабив их на 3 и 2 отрезка соответственно.

При работе без тока (в режимах выбега и пневматического торможения):

.    (6.2)

Для участка «02 – 03» (режим выбега) с интервалом времени 0,3 мин перегрев равен:

 0С.

Для остальных элементов кривой скорости расчет произведем аналогично, результаты сведены в таблицу 6.


Таблица 6 – Расчет нагревания обмотки ТД

№ элемента

Режим

Vср, км/ч

Δt, мин

Iд.ср, А

, 0С

, 0С

1

2

3

4

5

6

7

8

Черемхово-Жаргон

00 - 01

ТС

41

0,3

950

120

0,0130

16,37

01 - 02

-

43

2,1

940

116

0,0913

25,47

-

-

43,5

2,2

940

116

0,0957

34,13

-

-

44

2,2

940

116

0,0957

41,96

02 - 03

В

44,5

0,3

0

0

0,0130

41,41

03 - 04

-

42

0,7

0

0

0,0304

40,15

Жаргон-Забитуй

04 - 05

-

40,5

0,6

0

0

0,0261

39,10

05 - 06

-

41

0,3

0

0

0,0130

38,59

06 - 07

-

46

0,35

0

0

0,0152

38,01

07 - 08

-

52

0,4

0

0

0,0174

37,34

08 - 09

-

56

0,35

0

0

0,0152

36,78

09 - 10

-

61

0,5

0

0

0,0217

35,98

10 - 11

-

66

0,4

0

0

0,0174

35,35

11 - 12

-

71,5

0,3

0

0

0,0130

34,89

12 - 13

РТ-600

74

0,3

600

67

0,0130

35,31

13 - 14

-

71

1

100

8

0,0435

34,12

14 - 15

-

71

1,2

100

8

0,0522

32,76

15 - 16

-

73

2,2

400

40

0,0957

33,45

16 - 17

-

71

0,4

100

8

0,0174

33,01

17 - 18

РТ-700

68

0,3

400

40

0,0130

33,10

18 - 19

РТ-800

68

0,8

780

100

0,0348

35,43

19 - 20

РТ-600

73

1,1

400

40

0,0478

35,65

20 - 21

ПТ

73

0,2

0

0

0,0087

35,34

21 - 22

В

73

0,3

0

0

0,0130

34,87

22 - 23

-

76

0,1

0

0

0,0043

34,72

23 - 24

-

76

0,1

0

0

0,0043

34,57

24 - 25

-

75

0,3

0

0

0,0130

34,12

25 - 26

-

72

0,3

0

0

0,0130

33,68

26 - 27

-

66

0,7

0

0

0,0304

32,65

27 - 28

-

62,5

0,3

0

0

0,0130

32,23

28 - 29

Т-ОП2

64

0,4

990

126

0,0174

33,86

29 - 30

-

69

0,4

900

114

0,0174

35,25

30 - 31

-

71

0,5

880

113

0,0217

36,94

31 - 32

-

72

0,3

860

110

0,0130

37,89

32 - 33

-

76

1

800

102

0,0435

40,68

Забитуй-Кутулик

33 - 34

В

77

0,4

0

0

0,0174

39,97

34 - 35

-

73

0,2

0

0

0,0087

39,63

35 - 36

-

62

0,2

0

0

0,0087

39,28

36 - 37

-

62,5

0,2

0

0

0,0087

38,94

37 - 38

-

63

0,6

0

0

0,0261

37,92


Продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

7

8

38 - 39

-

66

0,2

0

0

0,0087

37,59

39 - 40

-

65

0,3

0

0

0,0130

37,10

40 - 41

-

61

0,5

0

0

0,0217

36,30

41 - 42

-

56

0,3

0

0

0,0130

35,82

42 - 43

-

51

0,3

0

0

0,0130

35,36

43 - 44

-

51

0,5

0

0

0,0217

34,59

44 - 45

-

56

0,4

0

0

0,0174

33,99

45 - 46

Т-ОП2

62

0,6

1100

168

0,0261

37,48