4. Определение удельных равнодействующих сил

Для построения диаграмм равнодействующих сил необходимо произвести подсчет, определяющий значение (f_к - ω_о) в функции скорости.

На основании /1/ для электровоза ВЛ 10 F_к(р) =46000кгс , Р =184 тс.

Данные для построения диаграмм произведены в таблице 2.

В столбец 1 заносятся скорости движения поезда с интервалом через 10км/ч, начиная от 0 до конструкционной скорости (υ_к=100 км/ч). При этом обязательно вносится скорость на расчетном подъеме ( υ_р=46,7 км/ч).

В столбец 2 вносят значение F_к, взятое из расчетной тяговой характеристики (для электровоза ВЛ 10 F_к(р) =46000 кгс). До скорости, равной 46,7 км/ч, принимается сила тяги, ограниченная сцеплением, от скорости, равной 46,7 км/ч, до скорости, равной 60км/ч, принимается сила тяги по пусковому току и далее до υ=100 км/ч – по тяговой характеристике электровоза.

В столбец 3 вписываются значения основного удельного сопротивления электровоза при движении под током, которые определяются по графику ω_о′ = f(υ) или рассчитываются по формуле (2.11).

ω_о′ (10)= 1,9 + 0,01∙10 + 0,0003∙10²=1,9+0,1+0,03=2,03 (кгс/тс);

ω_о′ (46,7)= 1,9 + 0,01∙46,7 + 0,0003∙46,7²≈3,02(кгс/тс).

В столбец 4 приводятся значения полного основного сопротивления электровоза P·ω_о′ (для электровоза ВЛ 10 Р =184 тс).

P·ω_о′(10)=184∙2,03≈373,52(кгс);

P·ω_о′(46,7)=184∙3,02≈555,68 (кгс).

В столбец 5 и 6 приводятся значения средневзвешенного основного удельного сопротивления ω_о′′ и полного основного сопротивления вагонного состава Q·ω_о′′(Q_д=6024 тс).

ω_о′′(10)= 0,91+0,0037*10+0,000115*10² ≈0,958 (кгс/тс);

ω_о′′(46,7)= 0,91+0,0037*46,7+0,000115*46,7²≈1,34 (кгс/тс);

Q·ω_о′′(10)=6024∙0,958≈5770,99 (кгс);

Q·ω_о′′(43,5)=6024∙1,34≈8072,16 (кгс).

В столбец 7 заносят значения полного сопротивления поезда

W_о= P·ω_о′+ Q·ω_о′′для всех скоростей.

W_о(10)= 373,52+5770,99 =6144,51 (кгс);

W_о(46,7)= 555,86+8072,16 =8628,02 (кгс).

В столбец 8 и 9 приводятся значения полного равнодействующего усилия

F_к – ω_о и удельных равнодействующих сил, то есть

f_к – ω_о = (F_к – W_о)/(P + Q), кгс/тс (4.1)

f_к – ω_о (10)= (52400– 6144,51)/(184 + 6024) ≈7,45 (кгс/тс);

f_к – ω_о (46,7)= (46000 – 8628,02)/(184+ 6024) ≈6,02 (кгс/тс).

Столбец 9 является основанием для построения диаграммы равнодействующих сил при движении электровоза с поездом под током.

В столбец 10 вписываются значения удельного сопротивления электровоза при его движении без тока ω_х′ , которое определяется по формуле ПТР.

ω_х′ =2,4+0,011υ+0,00035υ² ,кгс/тс (4.2)

ω_х′(10)=2,4+0,011∙10+0,00035∙10² ≈2,545 (кгс/тс);

ω_х′(46,7)=2,4+0,011∙46,7+0,00035∙46,7² ≈3,67 (кгс/тс).

В столбцах 11 и 12 приводятся значения полного сопротивления электровоза P·ω_х′, и поезда в целом при движении электровоза без тока.

W_х = P·ω_х′+Q ·ω₀′′, кгс (4.3)

W_х (10)= 184·2,545+5770,99=6239,27 (кгс);

W_х (46,7)= 184·3,67+8072,16=8748,12 (кгс).

В столбец 13 вписывают значения удельного средневзвешенного сопротивления поезда при движении электровоза без тока:

ω_х = W_х/(P + Q), кгс/тс (4.4)

ω_х (10)= 6239,27/(184+6024)≈1,005 (кгс/тс);

ω_х (46,7)= 8748,12/(184+6024)≈1,4 (кгс/тс).

По данным этой графы строится график ω_х = f(υ).

Так как основное сопротивление направлено против движения поезда, то кривая ω_х = f(υ) будет находиться в зоне отрицательных сил, то есть - i.

Построенная по данным табл. 2 (столбец 1-18) диаграмма равнодействующих сил приведена на рис.4.