2.2.4 Выбор расчетной массы состава

Из трех значений масс состава, полученных выше, для дальнейших рас­четов принимаю наименьшее значение 4800 т.

2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда

Для получения в дальнейшем кривых движения поезда графическим спо­собом предварительно рассчитаем удельные результирующие силы, действующие на поезд при движении его по прямому и горизонтальному участ­ку пути. При этом удельные результирующие силы поезда рассчитаем и построим на графике в зависимости от скорости движения для всех трех возмож­ных режимов ведения поезда; тяги – f_т, выбега - f_в, служебного механического торможения – f _сл.т Совместное графическое изображение этих зависимостей принято называть диаграммой удельных результирующих сил поезда.

В тяговом режиме

f_т = f_к –w_о, (2.14)

в режиме выбега

f_в= –w_ox, (2.15)

в режиме служебного механического торможения

f _сл.т = -(0,5b_т+ w_ox) (2.16)

где f_K - удельная сила тяги, Н/кН;

w₀ - удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива под током, Н/кН;

w_ox - удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива без тока, Н/кН;

b_т - удельная тормозная сила при механическом торможении, Н/кН.

В свою очередь

w_о = (m_л*w_o' + m_с*w_o") / (m_л + m_с), (2.17)

w_ox = (m_л*w_x + m_с*w_o") / (m_л + m_с), (2.18)

f_к = F_к/[(m_л + m_с)*g], (2.19)

b_т = 1000φ_кр*υ_р; (2.20)

где w_x - удельное основное сопротивление движению поезда при езде без тока;

F_K - сила тяги электровоза, Н;

φ_кр - расчетный коэффициент трения колодок о бандаж;

υ_р - расчетный тормозной коэффициент ( из исходных данных 0,33)

Для всех серий локомотивов (при V=10 км/ч):

w_x = 2,4 + 0,011*V + 0,00035*V² , (2,21)

Для чугунных тормозных колодок

φ_кр = 0,27(V + 100) / (5V + 100), (2.22)

Расчет значений удельных сил поезда выполню для ряда скоростей движения, в диапазоне от нуля до конструкционной с интервалом 10 км/ч.

В диапазоне скоростей движения от нуля до скорости выхода на характе­ристику полного возбуждения ПВ силу тяги принимаю равной силе сцепления.

Сопротивление движению локомотива и состава при скоростях 0...10 км/ч принимаю неизменным и равным его величине при скорости движения V - 10 км/ч.

Построим диаграмму удельных результирующих сил поезда соответственно f_T(V), fв(V), и fcл т(V).

2.4 Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках

Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках произ­водится с целью недопущения проследования поездом участков пути, имеющих спуски, со скоростями движения, превышающими допустимые значения по тормозным средствам поезда. Такая задача называется тормозной задачей и решается путем расчета режима экстренного торможения поезда, когда по за­данным значениям тормозного пути ST, профиля пути ic и тормозным средствам поезда b_т определяется максимально допустимое значение скорости начала торможения V_HT.

Тормозной путь S_T, м, имеет две составляющие

S_Т=S_П+ S_Д, (2.23)

где S_П - подготовительный тормозной путь, м; S_Д - действительный тормозной путь, м.

Путь S_П, пройденный поездом за время подготовки тормозов к действию, найду по формуле

S_П = 0,278V_HT * t_П, (2.24)

где V_HT - скорость движения поезда в момент начала торможения, км/ч;

t_П - время подготовки тормозов к действию, с.

При количестве осей в грузовом составе N₀=232 время находят по эмпирической формуле:

- при 300≥N0>200 t_П=10-15i_c/b_т; (2.26)

где i_c — крутизна уклона, для которого решается тормозная задача (для спусков со знаком минус), ‰.

t_п=10-(15*(-11))/65,34 = 12,53 с

при V=100 км/ч: S_п = 0,278*100 * 12,53 = 348,33м,

Таким образом, расчет значений подготовительного тормозного пути Sn выполняют по (2.24) для ряда скоростей начала торможе­ния в диапазоне от 0 до V_K с шагом 10 км/ч .

Зависимость действительного тормозного пути от скорости начала тор­можения S_Д(V_НТ) определяют путем решения графическим методом МПС ос­новного уравнения движения поезда в режиме его экстренного торможения, ко­гда удельная равнодействующая сила поезда равна

f _{экс т} =-b_т - w_ox (2.29)

f _{экс т} =-65,34 -1,07 = -66,41 Н/кН.

Значения b_т и w_ox находят по данным таблицы 2.2 , а значение f_{экс т} вычисляют по формуле (2.29).

Учитывая, что зависимость S_n(V_нт) начинается в начале заданного тор­мозного пути и имеет нарастающий характер, а зависимость S_д(V_нт) заканчива­ется в конце заданного тормозного пути и имеет убывающий характер, то оче­видно, что две эти зависимости на интервале тормозного пути пересекаются, а точка их пересечения и есть решение тормозной задачи.

Все полученные данные с пункта 2.2.1 по 2.4 сведем в сводную таблицу 2.2

Таблица 2.3 - Сводная таблица удельных сил поезда.

V, км/ч	w0', Н/кН	w04''Н/кН	w08''Н/кН	w0''Н/кН	jкр	bТ, Н/кН	tn, c	Sn, м	wx,Н/кН	wox, Н/кН	fэкст.т, Н/кН	wo, Н/кН	Fк, кН	fк, Н/кН	fв, Н/кН	fT, Н/кН	fсл.торм, Н/кН
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
0	1,90	0,94	1,12	1,02	0,27	89,10	10,03	0,00	2,55	1,11	-90,21	1,07	667	13,41	-1,11	12,34	-45,66
5	1,96	0,94	1,12	1,02	0,23	74,84	10,04	13,96	2,55	1,11	-75,95	1,08	635	12,77	-1,11	11,69	-38,53
10	2,03	0,94	1,12	1,02	0,20	65,34	10,05	27,93	2,55	1,11	-66,45	1,08	609	12,24	-1,11	11,16	-33,78
15	2,12	0,98	1,15	1,06	0,18	58,55	10,05	41,91	2,64	1,15	-59,70	1,12	583	11,72	-1,15	10,60	-30,42
20	2,22	1,04	1,18	1,11	0,16	53,46	10,06	55,91	2,76	1,20	-54,66	1,17	560	11,26	-1,20	10,09	-27,93
24,2	2,32	1,09	1,22	1,15	0,15	50,07	10,06	67,68	2,87	1,24	-51,32	1,21	560	11,26	-1,24	10,05	-26,28
25	2,34	1,10	1,22	1,16	0,15	49,50	10,06	69,92	2,89	1,25	-50,75	1,22	537	10,80	-1,25	9,57	-26,00
30	2,47	1,16	1,27	1,22	0,14	46,33	10,06	83,94	3,05	1,31	-47,65	1,28	520	10,45	-1,31	9,17	-24,48
35	2,62	1,24	1,33	1,28	0,13	43,74	10,07	97,97	3,21	1,39	-45,13	1,35	509	10,23	-1,39	8,88	-23,26
40	2,78	1,32	1,39	1,35	0,13	41,58	10,07	112,00	3,40	1,46	-43,04	1,43	500	10,05	-1,46	8,62	-22,25
45	2,96	1,41	1,46	1,43	0,12	39,75	10,08	126,04	3,60	1,55	-41,30	1,51	493	9,91	-1,55	8,40	-21,42
50	3,15	1,50	1,53	1,52	0,12	38,19	10,08	140,09	3,83	1,64	-39,83	1,60	355	7,14	-1,64	5,53	-20,73
55	3,36	1,60	1,61	1,61	0,11	36,83	10,08	154,15	4,06	1,74	-38,57	1,70	255	5,13	-1,74	3,42	-20,16
60	3,58	1,71	1,70	1,71	0,11	35,64	10,08	168,20	4,32	1,85	-37,49	1,81	183	3,68	-1,85	1,87	-19,67
65	3,82	1,83	1,80	1,81	0,10	34,59	10,09	182,27	4,59	1,96	-36,56	1,92	142	2,85	-1,96	0,93	-19,26
70	4,07	1,95	1,90	1,93	0,10	33,66	10,09	196,33	4,89	2,09	-35,75	2,04	120	2,41	-2,09	0,37	-18,92
75	4,34	2,08	2,01	2,05	0,10	32,83	10,09	210,41	5,19	2,22	-35,04	2,17	100	2,01	-2,22	-0,16	-18,63
80	4,62	2,22	2,12	2,17	0,10	32,08	10,09	224,48	5,52	2,35	-34,43	2,30	85	1,71	-2,35	-0,60	-18,39
90	5,23	2,51	2,37	2,45	0,09	30,78	10,10	252,64	6,23	2,65	-33,43	2,60	68	1,37	-2,65	-1,23	-18,04
100	5,90	2,83	2,65	2,75	0,09	29,70	10,10	280,81	7,00	2,98	-32,68	2,92	57	1,15	-2,98	-1,77	-17,83