Теория локомотивной тяги (стр. 7 )

Расчет удельных сил ведётся для скоростей от 0 до Vконстр. Данные для расчета по формуле (3.1) берутся из табл. 2.3 данного пособия или из [1, рис.5.12.]

Определяем число осей n в составе. Для этого воспользуемся расчётами из примера 2.3.

n = 41∙ 4 + 5 ∙ 8 = 204 оси.

Определяем расчётный тормозной коэффициент по формуле (3.9)

Jр = 0,98 ∙ 69 ∙ 204 / 4100 ∙ 9,81 = 0,343 .

Рассчитываем удельные ускоряющие и замедляющие силы по формулам (3.1) – (3.7), используя опыт расчета массы состава, и результаты расчёта оформляем в виде табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Результаты расчета удельных ускоряющих и замедляющих сил
(тепловоз 2ТЭ10; mc = 4100 т; Jр = 0,343)

Тяговая характеристика	Тяга	Выбег	bТ, Н/кН	Торможение
v, км/ч	Fк , H	fк – wо, Н/кН	wох, Н/кН	экстренное	служебное
(a = 1 )	(a = 0,5 )
0,0	797500	17,64	0,97	92,60	93,57	47,27
10,0	667000	14,54	1,03	67,91	68,94	34,99
19,0	599500	12,89	1,11	56,51	57,62	29,36
20,0	567000	12,12	1,12	55,56	56,68	28,90
23,4	496000	10,43	1,16	52,66	53,81	27,48
27,5	437500	9,02	1,20	49,71	50,92	26,06
38,0	327500	6,32	1,34	44,07	45,41	23,38
50,0	245000	4,21	1,54	39,69	41,23	21,39
62.5	196000	2,82	1,79	36,48	38,27	20,03
70,0	176500	2,20	1,96	34,98	36,94	19,45
80,0	153000	1,41	2,21	33,34	35,54	18,88
90,0	137000	0,77	2,48	31,99	34,47	18,48
100,0	119500	0,07	2,78	30,87	33,65	18,22
110,0	109500	-0,48	3,11	29,92	33,03	18,07

3.2. Пример построения диаграмм удельных ускоряющих и
замедляющих сил поезда

Диаграммы удельных сил вычерчиваются по данным табл. 3.2 на от - дельном листе миллиметровой бумаги (листе графического редактора) размером 297 x 460 мм в одном из масштабов (табл. 3.3) с тем, чтобы в дальнейшем использовать при построении кривой скорости движения поезда и определении времени хода поезда приближенным способом. Пример диаграммы приведен на рис. 3.1.

Таблица 3.3.

Масштабы для графических расчетов

В е л и ч и н ы	Для общих расчетов	Для тормозных расчетов
1*	2	3*	4
Удельные силы, 1 Н/кН = k мм	6	10	1	2
Скорость, 1 км/ч = m мм	1	2	1	2
Путь, 1 км = у мм	20	48	120	240
Постоянная времени =D мм	30	25	30	30
Время, 1 ч = Х мм	600	600	3600	3600
Время, 1 мин = х мм	10	10	60	60
Ток, 100 А = с мм	10 - для электровозов постоянного тока 50 - для электровозов переменного тока 2 - для генератора тепловоза

* При выполнении работы предпочтительней данная группа масштабов

Показанные на рис. 3.1 кривые действуют на поезд на прямом горизонтальном пути. Однако этой диаграммой можно пользоваться и при движении поезда по уклонам, для чего достаточно передвинуть нулевую линию (ось ординат) влево (подъёмы) или вправо (спуски) соответственно величине уклона.

Так, например, при движении поезда по подъёму +4 ‰ ускоряющая сила уменьшается. При движении по спуску –4 ‰ к ускоряющим силам от действия силы тяги r(v) = fк – wо прибавляется 4 Н/кН от действия спуска. Пользуясь диаграммой ускоряющих сил, можно анализировать условия и характер движения поезда на различных элементах профиля пути. На диаграмме видно, что для каждого спуска или подъёма имеется своя нулевая линия. Точки пересечения этих линий с кривой сил определяют равномерную скорость поезда на том или ином уклоне. Например, в режиме тяги равномерная скорость на расчетном подъёме равна расчетной скорости. На прямом горизонтальном пути поезд в режиме тяги может достигнуть скорости 100 км/ч (пересечение нулевой линии с кривой режима тяги r(v) = fк – wо).

При движении без тока, например по спуску – 2 ‰ , поезд может достигнуть скорости 80 км/ч, а при движении без тока в режиме выбега по спуску – 1 ‰ скорость будет всё время уменьшаться и при достаточной длине спуска поезд остановиться.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЬШИХ ДОПУСТИМЫХ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ ПО УСЛОВИЯМ ТОРМОЖЕНИЯ

При движении поезда по длинному спуску его скорость не должна превышать величину vдт , при которой, применяя экстренное торможение, поезд может быть остановлен на расстоянии ST (тормозной путь). Такая скорость называется допускаемой по условиям торможения. Нормативная длина тормозного пути ST устанавливается для каждой железной дороги (или её участка) и составляет для спусков крутизной до – 6 ‰ включительно – 1000 м, от 6 ‰ до 12 ‰ включительно – 1200 м, на спусках круче 12 ‰ – 1400 м.

Тормозной путь в метрах слагается из пути подготовки к торможению SП и пути действительного торможения SД:

ST = SП + SД (4.1)

Путь подготовки тормозов к действию в метрах определяется по формуле

SП = 0,278vн tп, (4.2)

где vн – скорость в начале торможения, км/ч; tп - время подготовки тормозов к действию, с.

Время подготовки при автоматических тормозах определяется формулой

tп = a – e·i / bT, (4.3)

где a и e – коэффициенты из табл.4.1; bT – удельная тормозная сила при скорости начала торможения; i – спуск со знаком « – » или подъём со знаком « + ».

Таблица 4.1

Коэффициенты формулы (4.3)

Коэффициенты формулы (4.3)	Узкая колея	Число осей
Менее 200	200 – 300	Более 300
a	5	7	10	12
e	7	10	15	18

Действительный тормозной путь определяется по формуле

, (4.4)

где vн и vк – начальная и конечная скорости в расчетном интервале, км/ч; bT + wох + i – замедляющая сила при экстренном торможении при средней скорости в каждом интервале, кгс/т; z – замедление поезда в под действием замедляющей силы в 1 кгс/т, км/ч2, принимаемое для грузового и пассажирского поезда равным 120, для одиночно следующего электровоза – 107, для одиночно следующего тепловоза – 112.

Уравнение (4.4) можно решить методом итераций, постепенно увеличивая v и определяя ST и SД . Увеличивать v надо до такой величины, при которой сумма (SП + SД ) достигнет заданной величины ST. Этим методом решать задачу целесообразно на персональном компьютере.

Задача определения vдт может решаться также и графическим способом. Для этого необходимо построить две кривые: v(S) и SП(v). Ордината их пересечения и есть vдт.

Пример 4.1. Найти допускаемую скорость по тормозам для поезда из примера 3.1 (число осей 204) на спуске 11,4 ‰.

По данным табл.3.2 на миллиметровом листе размером 210 х 297 мм в третьем масштабе из табл. 3.3 (1 км = 120 мм; 10 км/ч = 10 мм) строим зависимость r(v) = – (wох + bT) замедляющих сил при экстренном торможении ( рис. 4.1).

От точки 0 вправо по оси S откладываем значение полного тормозного пути ST (в нашем случае 1200 м).