1. Расчет и построение тяговых характеристик

Тяговые характеристики электровоза заданы универсальной формой в относительных величинах. Для пересчета характеристик в абсолютные значения необходимо определить номинальные значения силы тяги до заданным номинальной скорости тягового двигателя и номинальной скорости движения. Номинальную силу тяги, развиваемую одной движущей колесной парой, F_КД ,кН , определяют по формуле

, (1)

где Р_Н - номинальная мощность на валу тягового двигателя, кВт (см. табл. 1);

η_п - КПД передачи (редуктора и моторно-осевых подшипников), принимаемый равным 0,975;

3,6 - коэффициент пересчета скорости с км/ч в м/с;

V_Н - номинальная скорость движения, км/ч (см. табл.1).

Соответственно, сила тяги восьмиосного электровоза, кН

. (2)

Пересчет относительных величин (V/V_Н) и (F_К/F_КН), заданных в табл.4 в абсолютные выполняют по формулам:

V = (V/V_Н) · V_Н;

F_К = (F_К/F_КН) · F_КН.

По результатам расчетов заполняют табл. 5. По данным табл. 5 нужно построить две тяговые характеристики F_К(V) в масштабах: скорости - 2 мм/(км/ч) и силы тяги - 0,2мм/кН, располагая скорость по оси абсцисс, а силу тяги - по оси ординат, как показано на рис. 2 (кривые НВ и ОВ, соответствующие позициям 11 и 13).

Таблица 5

Тяговые характеристики заданного электровоза

Нормальное возбуждение НВ	Скорость движения, км/ч
	Сила тяги, кН
Ослабленное возбуждение ОВ	Скорость движения, км/ч
	Сила тяги, кН

На построенные тяговые характеристики F_К(V) необходимо нанести ограничивающие линии. В зоне высоких скоростей характеристики ограничиваются максимальной скоростью электровоза. В зоне больших сил тяги грузовые электровозы имеют ограничения по сцеплению колес с рельсами. При ступенчатых изменениях напряжения и коэффициента регулирования возбуждения тяговых двигателей ток, а следовательно, и сила тяги электровоза изменяются от минимального до максимального значения. В расчетах используют средние значения силы тяги, показанные на рис.2 линией АВС, которые обозначают F_ксц .

Рис. 2. Тяговая характеристика

Силы F_ксц, кН определяют согласно /2/ по следующей формуле

F_ксц = m_эgψ_к, (3)

где m_э - масса электровоза, т;

g = 9,81 м/с² - ускорение силы тяжести;

ψ_к - расчетный коэффициент сцепления электровоза, определяемый по эмпирическим формулам. Для электровозов переменного тока

. (4)

Необходимо рассчитать коэффициент сцепления ψ_к и значения F_ксц по формулам (4) и (3) для скоростей V = 0, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60 км/ч и результаты занести в табл. 6.

Таблица 6

Расчет ограничения силы тяги по сцеплению

V , км/ч
ψк
Fксц , кН

По данным табл.6 нужно нанести линию ограничения по сцеплению на тяговые характеристики и определить значения сил тяги и скоростей в точках пересечения линии F_ксц (V) с тяговыми характеристиками при наибольшем напряжении и номинальном возбуждении, а также на ступени возбуждения с ослабленным полем (соответствующие точкам В и С на рис. 2). В дальнейшем линия F_ксц (V) будет использована для определения сил тяги при разгоне поезда.

Оформление шага. Заполненные табл. 5 и 6 и график F_к (V) с линией F_ксц(V).