4.Определение тяговой характеристики тепловоза

Тяговая характеристика тепловоза – это зависимость касательной силы тяги локомотива от скорости движения F_k = f (v) и режимов работы его энергетической (силовой) установки, представленная графически.

Результаты расчетов условия постоянства касательной мощности.

v, км/ч	20	30	40	50	60	80	100	120	140	160
Fк, kН	370	246	185	148	123	92	74	61	52	46
Ne,кВ	2940	2940	2940	2940	2940	2940	2940	2940	2940	2940

Результаты расчетов ограничения кривой F_k = f (v) по сцеплению

v, км/ч	0	10	20	30	40
ψк	0,299	0,251	0,223	0,204	0,192
Fксц, kН	339	284	252	231	217

В «Правилах тяговых расчетов для поездной работы» 1985 года издания приводятся эмпирические формулы для определения значений расчетного коэффициента сцепления для тепловозов различных серий.

Ψ_к = 0,118 + (5/(27,5 + v)),

где v – скорость движения, км/ч.

Для нахождение касательной силы тяги:

F_k = Ψ_к *Р_сц

где Р_сц- сцепной вес локомотива с учетом числа секций, кН;

- расчетный коэффициент сцепления;

F_k= 3.6* N_еφ/v,

F_k= 3.6* 2940*0.70/10 = 2*740,8 кН

где N_е – эффективная мощность дизеля, кВт, N_е = 2940 кВт;

φ – коэффициент использования мощности дизеля; для тепловозов

N_е >1000 кВт – φ = 0,70

3. По данным таблиц 3 и 4 строим в масштабе расчетную тяговую характеристику проектируемого тепловоза. Пересечение кривых F_kсц= f (v) (ограничение по сцеплению) и F_k = f (v) (ограничение по мощности) позволяет определить значение скорости порогового (автоматического) режима v^*, начиная с которой на тепловозе осуществляется автоматическое регулирование основных параметров движения (F_kи v).

Одним из важнейших показателей тяговой характеристики локомотива является расчетная скорость движения v_p .

Расчетная скорость – минимально допустимая по условиям обеспечения заданной надежности работы силового оборудования тепловоза равномерная (равновесная) скорость движения, которая достигается при ведении поезда расчетного (критического) веса по наиболее трудному элементу профиля железнодорожного участка. Такие элементы профиля для конкретных участков обращения локомотивов называют расчетные или руководящие подъемы.

4. На построенной тяговой характеристике (Рис.1) отмечаем ее ограничения: по сцеплению и максимально допустимой скорости движения тепловоза..

5. Определение веса (массы) состава грузового поездас учетом ограничений по условиям эксплуатации

5.1. Определение расчетного веса (массы) состава грузового поезда.

Вес состава грузового поезда является одним из важнейших качественных показателей работы железных дорог. Правильный выбор веса состава грузового поезда позволяет снизить себестоимость и повысить экономичность перевозок, наиболее полно использовать мощ­ность локомотивов без снижения надежности их работы в эксплуата­ции. Превышение весовых норм поездов может вызвать порчи локо­мотивов в пути следования и, соответственно, привести к нарушению графика движения поездов.

В качестве примера: в 2012 году средний вес грузового поез­да на сети железных дорог России составил около 38500 кН (3850 т).

Расчетный вес состава грузового поезда Q_р определяется исходя из условий полного использования мощности заданной серии локомотива при его равномерном движении по расчетному подъему с расчетной скорос­тью, кН:

,

где F_кр – расчетная сила тяги локомотива (с учетом числа секций) при расчетной скорости v_р, Н, определяется по тяговой характеристике ;

Р – расчетный (сцепной) вес локомотива с учетом числа секций, кН;

- основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги при расчетной скорости, Н/кН:

.

- основное удельное сопротивление движению грузового со­става, состоящего из четырехосных вагонов, при расчетной скорости, Н/кН:

.,

.Н/кН

q₀₄₌m_б/n т

q₀₄₌30/4=7,5 т

q₀₄ – масса, приходящаяся на одну ось четырехосных вагонов, т; определяется делением массы вагона на число осей.

Расчетная масса состава грузового поезда, т:

,

где g - ускорение свободного падения, м/с (g = 9,81).

Расчетный вес состава грузового поезда, определенный из усло­вия равномерного движения по расчетному подъему с расчетной ско­ростью, следует уточнить (проверить) по условиям эксплуатации. К числу ограничений веса поезда по условиям эксплуатации можно отнести: длину приемо-отправочных путей станций; возможность трогания поезда с места; перегрев обмоток тяговых электродвигате­лей локомотивов; прочность автосцепных приборов и ряд других.