Теория локомотивной тяги (стр. 9 )

– способ инж. Лебедева, представляющий дальнейшее развитие способа Липеца, для построения зависимости времени хода поезда от пройденного пути t = f2 (s).

6.2. Техника построения кривой скорости способом Липеца

Пример 6.1. Построить кривую скорости движения поезда v = f1(s), используя данные о спрямленном профиле, локомотиве, массе состава, диаграммах удельных сил и допускаемой скорости безопасного движения на спусках («по тормозам») из примеров 1.2, 2.1, 3.1 и 4.1 (тепловоз 2ТЭ10М, mc = 4100 т, vдт = 77 км/ч), допускаемая скорость движения по приемоотправочным путям станции vпоп=25 км/ч.

Кривая скорости строится на листе графического в масштабе, выбранном для построения диаграммы удельных сил, из табл.3.3. Перед началом построения кривой скорости необходимо выполнить следующее:

- в нижней части листа, в выбранном масштабе, нанести спрямленный профиль участка и километровые отметки;

- над профилем нанести полоску высотой 10 мм – для сокращенных отметок о режиме работы локомотива (Т – режим тяги; ХХ – режим выбега; ТР – регулировочное торможение; ПТ – проба автотормозов в пути следования ( проба тормозов «на эффективность»);

- нанести оси станций (ст. А – в начале элемента, ст. Б – в середине элемента, ст. В – в конце элемента, на которых эти станции находятся);

- нанести ось скорости, которая должна совпадать с осью станции А;

- нанести пунктирными линиями допускаемые скорости движения по перегонам и приемоотправочным путям станций.

- провести тонкие линии по границам каждого элемента профиля пути до пересечения с допускаемыми скоростями на участке:

Допускаемая скорость по перегонам выбирается как наименьшая из:

- конструкционной скорости локомотива (табл.2.1);

- конструкционной скорости вагонов – 100 км/ч;

- прочности пути – 100 км/ч;

- скорости безопасного движения поезда на спусках («скорость по тормозам») – 77…92 км/ч

Для расчетов выбираем «скорость по тормозам».

Для упрощения расчетов разрешается:

- действие наименьшей «скорости по тормозам» (vдт = 77 км/ч) распространить на весь перегон (на все спуски);

- действие скорости движения по приемоотправочным путям распространить только на длину элемента, на котором находится станция.

При построении кривой скорости следует соблюдать следующие правила, установленные ПТР [1]:

- в режиме тяги, до выхода на автоматическою характеристику силы тяги, и в режиме холостого хода интервалы изменения скорости Δv принимать не более 10 км/ч;

- в режиме торможения интервалы изменения скорости v принимать не более 5 км/ч в диапазоне скоростей от 0 до 50 км/ч и не более 10 км/ч в диапазоне скоростей выше 50 км/ч;

- скорости движения поезда определять для двух вариантов: с остановками на всех раздельных пунктах и без остановок;

- при определении скорости движения поезда на затяжных спусках до 10 км и крутизной до 18 ‰ разрешается строить кривую скорости v = f1(s) в виде горизонтальной линии, проводимой ниже уровня допустимой скорости на величину поправки Δv. Величина поправки в зависимости от крутизны спуска приведена в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Поправка Δv при разных спусках i

Поезда	Δv, км/ч для спусков i, ‰
4	6	8	10	12	14	16	18
Грузовые	4	4	4	4	5	6	7	8
Пассажирские	2	2	3	4	6	7	8	9

На спусках до 4 ‰ Δv принимать равным нулю.

При построении кривой скорости v = f1(s) необходимо предусмотреть проверку автотормозов в пути следования, которая выполняется при достижении поездом скорости 40-60 км/ч на площадке или спуске. Согласно «Инструкции по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог» снижать скорость при этом необходимо на 10 км/ч для грузовых и пассажирских поездов и на 4-6 км/ч для грузовых порожних составов.

Построение кривой скорости v = f1(s) производится при помощи диаграмм удельных равнодействующих сил.

Режим движения должен выбираться таким, чтобы проследовать каждый элемент профиля за минимальное время.

Устанавливаем диаграмму удельных сил на чертеже, на котором нанесен профиль пути, произвольно, но так, чтобы ось сил r(v) совпадала с осью пути S, а оси скорости v были параллельны (рис.6.1).

Рис.6.1. Пример построения кривой скорости в режиме тяги, торможения и холостого хода способом Липеца (способ МПС)

Построение кривой скорости производим способом Липеца (способ МПС). Теоретическое обоснование этого способа подробно изложено в учебниках [2,4,5,6].

Разгон поезда (движение по станционным путям). Первый элемент профиля – прямой горизонтальный участок («площадка» i = 0 ‰). Начинаем разгонять поезд в режиме тяги. На кривой fк–wо (рис.6.1) диаграммы удельных сил находим среднее значение скорости в пределах от 0 до 10 км/ч, равное 5 км/ч (точка 1). Соединяем линейкой точку 1 с точкой 0 диаграммы, равную величине уклона на котором находится поезд (в нашем случае i = 0 ‰ ). Прикладываем прямоугольник одним из катетов к линейке и восстанавливаем перпендикуляр из точки 0 на оси пути S до пересечения с горизонтальной линией на уровне скорости 10 км/ч и обозначаем конец этого отрезка точкой 1. Отрезок 0-1 является первой частью кривой v = f1(s).

На следующем этапе построения кривой скорости определяем: будет ли увеличиваться или уменьшаться скорость на следующем отрезке приращения скорости. Для этого определяем установившуюся скорость поезда для элемента, на котором находится поезд, так как это описано в разд. 5. В нашем случае для элемента i = 0 ‰ установившаяся скорость равна 92 км (см. табл.5.1). Следовательно, при движении поезда по этому элементу профиля пути скорость его будет возрастать пока не достигнет 92 км/ч.

Поэтому на кривой fк–wо находим среднее значение скорости от 10 до 20 км/ч, равное 15 км/ ч (точка 2), соединяем линейкой с точкой 0 на диаграмме, прикладываем прямоугольник одним из катетов к линейке и восстанавливаем перпендикуляр от точки 1 кривой v = f1(s) до пересечения с горизонтальной линией на уровне скорости 20 км/ч и обозначаем конец этого отрезка точкой 2. Отрезок 1–2 станет второй частью кривой скорости. Следующие построения выполняем аналогичным образом до тех пор, пока не достигнем конца элемента или допускаемой скорости на этом элементе. В нашем примере достигается допускаемая скорость по станционным путям vпоп = 25 км/ч.

При достижении скорости vпоп эта скорость выполняется с использованием режима работы локомотива на частичных характеристиках (промежуточных позициях контроллера машиниста) или в режиме холостого хода. На графике это показывается прямой линией, проведенной по этому ограничению скорости до конца его действия (отрезок 3–4).

На этом разгон поезда, как правило, заканчивается. Теоретически разгон поезда заканчивается после выхода на автоматическую часть тяговой характеристики локомотива. Для тепловоза 2ТЭ10М она равна 19 км/ч.

Движение по перегону. Переходим на элемент i = –4,81 ‰. Скорость на этом элементе может возрасти до 77 км/ч (допускаемая скорость «по тормозам»). Определяем среднее значение скорости в пределах от 25 км/ч до 35 км/ч, равное 30 км/ч (точка 5 на кривой fк–wо ), соединяем с точкой –4,81 на диаграмме сил (величина спуска, на котором находится поезд) и восстанавливаем перпендикуляр из точки 4 кривой скорости v = f1(s) до пересечения с горизонтальной линией на уровне скорости 35 км/ч и обозначаем конец этого отрезка точкой 5. Отрезок 4-5 станет следующей частью кривой скорости. Аналогично проводим построение следующих отрезков кривой скорости.

Проверка действия автотормозов в пути следования. Эта проверка производится после полного или сокращенного опробования тормозов на станциях формирования поездов или оборота локомотива, а также перед станцией, где предусмотрена остановка поезда по расписанию, при наличии спуска к этой станции крутизной 8‰ и более и протяженностью не менее 3 км.

Места и скорости движения поездов, а также расстояния, на которых должно происходить снижение скорости при проверке действия тормозов, определяются комиссионно, утверждаются начальником дороги и указываются в местных инструкциях. Эти расстояния обозначаются на перегонах сигнальными знаками «Начало торможения» и «Конец торможения» и определяются на основании тяговых расчетов и опытных поездок.

Проверку проведем на спуске –4,81‰ при достижении скорости 55 км/ч. На кривой wox+0,5bт (режим регулировочного торможения) находим среднее значение скорости от 55 до 45 км/ч, равное 50 км/ч (точка 8), соединяем её линейкой с точкой –4,81‰ на диаграмме сил, прикладываем прямоугольник одним из катетов к линейке, опускаем перпендикуляр от точки 7 кривой v = f1(s) до пересечения с горизонтальной линией на уровне скорости 45 км/ч и обозначаем конец этого отрезка точкой 8. Тормозной путь при снижении скорости от 55 до 45 км/ч будет равен 375 м.

Построение кривой скорости в режиме холостого хода (режим «выбега»). От точки 8 можно продолжить построение кривой скорости как в режиме тяги, так и в режиме «выбега».

Для построения кривой скорости в режиме холостого хода используется кривая wox диаграммы удельных сил. Все остальные действия аналогичны описанным выше (см. рис.6.1., отрезок 8-9).