Расчет времени хода поезда способом установившихся скоростей

Теория локомотивной тяги (стр. 8 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

На кривой r(v) = —(wох + bT) отмечаем точки, соответствующие средним значениям скоростей выбранного скоростного интервала 10 км/ч (т. е. 5, 15, 25 и т. д.). Через эти точки из точки М = 11.4, соответствующей крутизне заданного спуска, проводим лучи 1, 2, 3, 4 и т. д.

Построение кривой v = f(S) начинаем от точки А, так как известно конечное значение скорости торможения, равное нулю. Из этой точки проводим (с помощью линейки и угольника) перпендикуляр к лучу 1 до конца первого интервала, т. е. в пределах от 0 до 10 км/ч (отрезок АВ). Из точки В проводим перпендикуляр к лучу 2 до конца второго скоростного интервала от 10 км/ч до 20 км/ч (отрезок ВС). Из точки С проводим перпендикуляр к лучу 3 и т. д.

В результате получаем ломанную линию АBCDEFGHP, которая представляет собой графическую зависимость скорости торможения от пути.

Рассчитываем время подготовки тормозов к действию при конструкционной скорости тепловоза (vконстр = 100 км/ч) по формуле (4.3)

tп = 10 – 15(–11,4) / 33,65 = 15,08 с.

Определяем путь подготовки по формуле (4.2)

SП = 0,278 · 15,08 · 100 = 419 м.

Строим зависимость SП = f(v) по двум точкам: SП = f(100) = 419 м и SП = f(0) = 0. Точка пересечения N зависимости SП = f(v) и ломаной ABCDEFGHP определяет максимально допустимую скорость движения поезда на спуске 11,4 ‰, которая будет равна 77 км/ч.

Чтобы не выполнять подобные построения для каждого спуска участка, необходимо выполнить аналогичные расчеты для профиля пути с i = 0 ‰ . Путь подготовки тормозов к действию при скорости v = 100 км/ч в этом случае будет равен

SП = 0,278 ·10 ·100 = 278 м,

а допускаемая скорость по условиям торможения – 92 км/ч (рис.4.1).

Зная значения допускаемых скоростей на этих участках профиля пути, наносим их на диаграмму удельных сил и соединяем между собой. Эта линия будет ограничением скорости по тормозам на спусках для данного поезда (пунктирная линия на рис.3.1).

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ хода И СРЕДНИХ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА НА УЧАСТКЕ СПОСОБОМ УСТАНОВИВШИХСЯ СКОРОСТЕЙ

Способ установившихся (равномерных) скоростей основан на предположении, что на протяжении каждого элемента профиля пути поезд движется с равномерной скоростью, соответствующей крутизне профиля данного элемента.

Равномерные скорости для каждого элемента определяются по диаграмме удельных равнодействующих сил. Для этого необходимо из точек на оси ±r(v), соответствующих крутизне элементов профиля пути, восстановить перпендикуляры до пересечения с кривой r(v) = fк – wо или с линией ограничения по тормозам, и из точек пересечения опустить перпендикуляр на ось скорости (рис. 4.1).

Для подъема круче расчетного, величина равномерной скорости принимается равной расчетной скорости локомотива.

Общее время нахождения поезда на участке в минутах определяется по формуле

Тдв = S(60 Sj / vj ) +Stст + Stраз + Stзам, (5.1)

где Sj – длина j-го элемента, км; vj – равномерная скорость на j-ом элементе, км/ч; Stст – суммарное время простоя на промежуточных станциях участка, мин; Stраз – суммарное время на разгон поезда после остановок на промежуточных станциях, мин; Stзам – суммарное время на торможение поезда при остановках на промежуточных станциях.

При приближенных расчетах принимают: tраз = 2 мин; tзам = 1.

Способ равномерных скоростей дает хорошие результаты для равнинных профилей пути с однообразными и длинными элементами. На участках с резко изменяющимся профилем этот способ завышает время хода.

При расчете показателей использования локомотивов используют три вида средних скоростей движения поезда по участку: ходовую, техническую и участковую.

Ходовой называется средняя скорость движения поезда на участке, которая определяется по формуле

vx = 60L / S(60 Sj / vj ) = 60L / Тх, (5.2)

где vx – ходовая скорость, км/ч; L – длина участка, км; Тх– среднее, ходовое время движения поезда по участку без учета времени стоянок поезда на промежуточных станциях и времени затраченного на разгон и замедление поезда, мин.

Технической скоростью называется средняя скорость движения поезда на участке, которая определяется с учетом суммарного времени, затраченного на разгон и замедление поезда на всех станциях участка по формуле

vтех = 60L / (Тх +S tраз + S tзам), (5.3)

Участковой скоростью называется средняя скорость движения поезда на участке, которая определяется с учетом суммарного времени, затраченного на разгон и замедление поезда на всех станциях участка и с учетом суммарного времени стоянок поезда на промежуточных станциях по формуле

vу = 60L / (Тх +S tст +S tраз + S tзам), (5.4)

Пример 5.1. Рассчитать время движения поезда методом равномерных скоростей и определить ходовую, техническую и участковую скорость на участке А–Б–В в целом и по перегонам, а также коэффициент участковой скорости gу по данным о спрямленном профиле пути из табл.1.3 (графа «туда»), используя диаграмму удельных сил на рис.3.1. Время стоянки на ст. Б: tст = 5 мин.

Используя данные табл.1.3, по диаграмме удельных сил (рис.3.1) находим средние скорости движения для каждого элемента и определяем время движения по каждому элементу и по всему участку. Результаты вычислений сводим в табл.5.1.

Определяем ходовую скорость движения поезда на участке по формуле (5.2)

vx = 60 ·20,65 / 23,09 = 53,66 км/ч.

Определяем техническую скорость движения поезда на участке по формуле (5.4) с учетом разгона и замедления поезда на промежуточной ст. Б.

vтех = 60 ·20,65 / (23,09 + 2 + 2 + 1 + 1 ) = 42,59 км/ч.

Расчет времени хода поезда способом равномерных скоростей

Источник

Расчет времени хода поезда способом установившихся скоростей.

Расчеты времени хода аналитическим интегрированием уравнения движения поезда или графическим способом очень трудоемки.

В случае необходимости проведения срочных расчетов, когда не требуется их большая точность, используют способ установившихся скоростей, который предполагает следующие допущения:

— скорость движения в пределах элемента спрямленного профиля пути постоянна и равна установившейся;

— при переходе с одного элемента профиля на другой скорость движения поезда меняется мгновенно.

Установившаяся скорость определяется по диаграмме удельных равнодействующих сил. В случае затяжных уклонов большой величины, на которых невозможно установление значения установившейся скорости указанным образом за установившуюся скорость движения назначают скорости, полученные при решении тормозной задачи.

Время движения по каждому элементу профиля пути при этом определится по формуле:

, мин (16)

Для определения времени хода по перегону суммируют значения каждого элемента профиля, добавляют время на разгон поезда -t_рази замедления поезда -t_зам. Обычно в расчетах принимается: t_раз=2 мин, t_зам=1мин. Все расчеты сводятся в таблицу 10.

Расчёт времени хода поезда приближённым методом

№ элементапрофиля пути	Длина элемента,	Уклон, 0 /00	Установившееся скорость, Viравн, км/ч	Время прохождения элемента , мин	Поправка на разгон tраз, и замедлениеtзам, мин
		Vрав 1		tраз=2
		Vрав 2
…	…	…	…
N			Vрав n		tзам=1
	tраз+ tзам

По данным таблицы 10 рассчитываем время хода поезда по участку:

t_x приб = +t_раз+t_зам, мин (17)

Далее рассчитываем техническую скорость поезда по участку:

, км/ч (18)

Рассчитанную приближенным способом величину скорости сравниваем с полученным нами ранее точным значением этого параметра и оцениваем процент погрешности приближенного способа:

, % (19)

B заключении этого раздела делается вывод о возможности использования приближенных методов расчета времени хода и технической скорости поезда

Для концентрирования внимания при подготовке к дифференцированному зачету в конце работы приведены контрольные вопросы, от ответа на которые зависит оценка

Контрольные вопросы

Локомотивы

1. В чём заключаются принципиальные отличия локомотивов: паровозов, тепловозов, газотурбовозов, электровозов?
2. Что называется тяговой характеристикой локомотива?
3. Какие ограничения накладываются на силу тяги локомотива?
4. Что подразумевается под продолжительным (расчётным) режимом работы локомотива?
5. Как связаны между собой основные параметры: мощность, сила тяги, скорость?
6. В чём заключаются преимущества электровоза перед тепловозом при вождении поездов?
7. Какие преобразования электрической энергии происходят при передаче её от электростанции к электрическим двигателям электровоза?
8. Как определяется КПД электрической тяги?
9. В чём заключаются преимущества электрификации участка на переменном токе?
10. Какое напряжение в контактной сети при электрификации на постоянном токе, какое – на переменном?
11. Какие фазы преобразования энергии происходят в тепловозе?
12. Как определяется КПД тепловоза?
13. Какие двигатели внутреннего сгорания устанавливаются на тепловозах?
14. В чём отличие четырёхтактного дизеля от двухтактного? Какие дизели экономичнее?
15. Какие существуют способы передачи энергии от дизеля к колёсным парам локомотива?
16. Как происходит преобразование электрической энергии в механическую в электродвигателе? От чего зависит получаемый вращающий момент на валу двигателя?
17. Как передаётся вращающий момент от вала двигателя к колёсным парам локомотива?
18. Как образуется сила тяги локомотива?

Тяговые расчёты

1. Что называют расчётным подъёмом?
2. Что понимают под расчётной силой тяги F_кр?
3. Какие пять факторов определяют основное сопротивление движению поезда?
4. Что понимают под дополнительным сопротивлением?
5. Что понимают под удельным сопротивлением?
6. Чему равно удельное сопротивление движению поезда от подъёма?
7. Как определяется удельное сопротивление движению поезда от кривой?
8. Какое условие положено в основу определения массы состава?
9. В каких режимах поезд движется ускоренно, равномерно, замедленно?
10. Чем отличается техническая скорость от участковой?

ОСНОВНАЯ

1. Кононов, В.Е. Скалин А.В. Ибрагимов М.А. Локомотивы.Общий курс: учеб. пособ. /.- М.: РГОТУПС, 2008

2. Кононов, В.Е. Тепловозы. Механическое оборудование. Устройство и ремонт/ В.Е. Кононов, Н.М. Хуторянский, А.В. Скалин.- М.: Желдориздат, 2005

3.В.Д.Кузьмич, В.С.Руднев , С.Я. Френкель. Теория локомотивной тяги: Учебник для вузов ж. д. транспорта /Под. ред. В. Д. Кузьмича – М.: Издат. «Маршрут», 2005. – 448 с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

4. Осипов, С.И. Основы тяги поездов: учеб. для техникумов ж.д. транспорта/ С.И. Осипов, С.С. Осипов.- М.: УМК МПС, 2000

5. Сидоров, Н.И. Как устроен и работает электровоз/ Н.И. Сидоров, Н.Н. Сидоров.- 5-е изд., перераб. и доп..- М.: Транспорт,1988

6. Кононов, В.Е. Справочник машиниста тепловоза/ В.Е. Кононов, А.В. Скалин, В.Д. Шаров.- М.: Желдориздат, 2004

7. Правила тяговых расчётов для поездной работы.- М.: Транспорт, 1985

8. Дробинский, В.А. Как устроен и работает тепловоз/ В.А. Дробинский, П.М. Егунов.- М.: Транспорт, 1980

Рис.П1. Тормозной путь грузового поезда при экстренном торможении на спуске = -4 0 /00

Рис.П2. Тормозной путь грузового поезда при экстренном торможении на спуске = -8 0 /00

Рис.П3. Тормозной путь грузового поезда при экстренном торможении на спуске = -12 0 /00 (колодки чугунные стандартные)

Рис.П4. Тормозной путь грузового поезда при экстренном торможении на спуске = -6 0 /00 (колодки композиционные)

Рис.П5. Тормозной путь грузового поезда при экстренном торможении на спуске = -10 0 /00 (колодки композиционные)	Рис.П6. Тормозной путь грузового поезда при экстренном торможении на спуске = -16 0 /00 (колодки композиционные)

[2]Удельные силы отнесены к 1 кН веса поезда, состава, вагона, ло­комотива.

[3]В настоящее время для увеличения провозной способности фор­мируются поезда повышенной массы и длины, превышающей длину приемо-отправочных путей.

[4]При отключении двигателей увеличивается сопротивление вра­щению якорей за счет остаточного магнетизма полюсов.

[5]Следовательно, при n 7 с, при n>200 осей>10 с, при n>300 осей >12 с.

Источник