1. Определение основных технических параметров магистрального тепловоза

1.1. Расчетная касательная сила тяги тепловоза

Расчетную касательную силу тяги магистрального тепловоза, предназначенного для эксплуатации на участке с заданными характеристиками, определяют из условия равномерного движения поезда с расчетной скоростью по расчетному подъему. В этом случае касательная сила тяги локомотива F_кр (кН) должна быть равна полному сопротивлению движения поезда W_к (кН), то есть

, (1)

где g – ускорение свободного падения (g=9,81 м/с²);

ω_о^/ , ω_о^// - основное удельное сопротивление движению тепловоза и вагонов соответственно, Н/кН;

i_р - расчетный подъем на участке работы тепловоза, ^о/_оо;

Q_вн - весовая норма состава на участке работы тепловоза, т;

m_сл - служебная масса тепловоза, т.

Поскольку значение m_сл для проектируемого локомотива изначально неизвестно, произведем следующую замену, справедливую, если все оси локомотива являются движущими:

, (2)

где Р_сц - сцепной вес тепловоза, кН;

φ_т – коэффициент тяги.

Подставив уравнение (2) в зависимость (1) и выполнив необходимые преобразования, получим формулу, которую можно использовать для предпроектного определения расчетной касательной силы тяги тепловоза F_кр ,кН:

. (3)

Величина коэффициента тяги φ_т – качественного параметра, характеризующего тяговые свойства локомотива - зависит от конструктивных особенностей тепловоза: типа тепловозной передачи, конструкции экипажной части и др. Для уменьшения вероятности боксования, которое может иметь место при реализации локомотивом расчетной касательной силы тяги, значение φ_т целесообразно задать с некоторым запасом относительно величины расчетного коэффициента сцепления колес с рельсами:

φ_т = (0,80÷0,85)^.ψ_кр , (4)

где ψ_кр – расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами при движении локомотива с расчетной скоростью V_р.

Согласно «Правилам тяговых расчетов для поездной работы» (ПТР) [1], для отечественных тепловозов с электрической передачей (кроме 2ТЭ10Л) зависимость величины ψ_кр от скорости движения локомотива V имеет вид

. (5)

Значения основных удельных сопротивлений движению для локомотива ω_о^/ (Н/кН) и для вагонов ω_о^// (Н/кН) также можно вычислить по формулам ПТР [1]:

• для тепловозов в режиме тяги на звеньевом пути

; (6)

• для груженых четырехосных грузовых вагонов на роликовых подшипниках при движении по звеньевому пути

; (7)

• для пассажирских вагонов на роликовых подшипниках при движении по звеньевому пути

. (8)

При использовании формул (5)-(8) значение скорости движения локомотива V (км/ч) необходимо принимать равным величине расчетной скорости тепловоза V_р (км/ч) в соответствии с исходными данными к курсовому проекту.