1.2. Касательная сила тяги тепловоза при трогании

Касательную силу тяги тепловоза при трогании F_ктр (кН) определяют из условия трогания поезда с места и разгона с заданным ускорением:

(9)

где ω_тр – удельное сопротивление поезда при трогании с места, Н/кН;

i_тр – уклон пути, на котором производится трогание и разгон, ^о/_оо (в курсовом проекте принимаем для неблагоприятных условий i_тр= i_р);

j – требуемая удельная ускоряющая сила поезда, Н/кН.

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

(10)

где Р_сц - сцепной вес тепловоза, кН;

ψ_ктр – расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами при трогании локомотива.

Подставив уравнение (10) в зависимость (9) и выполнив необходимые преобразования, получим формулу, которую можно использовать для предпроектного определения касательной силы тяги тепловоза при трогании F_ктр , кН:

(11)

Значение ψ_ктр вычисляют по формуле (5) с подстановкой V=0 (в этом случае получают ψ_ктр=0,3).

Значение ω_тр (Н/кН) вычисляют по формуле ПТР [1]

Значение удельной ускоряющей силы j, действующей на поезд при трогании и разгоне, задают равным 2-4 Н/кН для грузовых и 10-15 Н/кН для пассажирских поездов [2].

1.3. Номинальная касательная мощность тепловоза

Номинальная касательная мощность тепловоза N_к (кВт) – это мощность, развиваемая на колесных парах тепловоза при реализации расчетной касательной силы тяги F_кр (кН) и движении с расчетной скоростью V_р (км/ч):

(12)

1.4. Номинальная мощность тепловоза по дизелю

Номинальную мощность тепловоза по дизелю N_ет (кВт) определяют с учетом потерь, возникающих при передаче энергии от дизеля к колесным парам, и с учетом отбора мощности на привод вспомогательного оборудования локомотива:

(13)

где φ_м – коэффициент полезного использования мощности дизеля для тяги, характеризующий энергетическую эффективность тепловоза.

Для тепловозов с электрической передачей переменно-постоянного тока

(14)

где η_тг – к.п.д. тягового генератора на номинальном режиме (η_тг=0,94-0,96);

η_ву – к.п.д. выпрямительной установки на номинальном режиме (η_ву=0,98-0,99);

η_тэд – к.п.д. тягового электрического двигателя на номинальном режиме (для пассажирских тепловозов η_тэд=0,91-0,94; для грузовых тепловозов η_тэд=0,86-0,92);

η_тзр – к.п.д. тягового зубчатого редуктора на номинальном режиме (η_тзр=0,975);

β_всп – коэффициент отбора мощности на привод вспомогательного оборудования (β_всп=0,07-0,14); при предварительных расчетах можно считать, что на привод вспомогательного оборудования расходуется 10% мощности дизеля, то есть β_всп=0,1.

Примечание: значение φ_м для тепловозов с электрической передачей можно предварительно задать, по опыту локомотивостроения, на уровне φ_м=0,7-0,8.