2.1. Проверка на возможность преодоления проверяемых подъемов за счет использования кинетической энергии поезда

Данная проверка проводится в том случае, если затруднен (задание 1) выбор величины расчетного подъема.

Основная задача проверки - сможет ли машинист локомотива провести поезд расчетного веса по самым трудным для преодоления элементам профиля (кроме расчетного подъема) со скоростью в конце подъемов не ниже расчетной, используя кинетическую энергию движущегося поезда.

В общем случае проверка может состоять из двух этапов.

На первом этапе возможность преодоления проверяемых подъе­мов только за счет использования кинетической энергии поезда устанавливается с помощью номограммы, представленной на рис. 3. При этом считается (условно), что машинист локомотива ведет поезд по проверя­емым подъемам в режиме холостого хода.

Порядок пользования номограммой (см. рис. З):

1. Задаемся значением начальной скорости движения поезда по проверяемому подъему, можно принять v = 70 км/ч (точка "А").

2. Из точки "А" восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой S = f(v), построенной для крутизны, равной уклону прове­ряемого элемента. В качестве примера 3 проверим подъем +8/1000 (см. задание 1), поезд ведет электровоз ВЛ15; в результате получаем точку "В".

3. Точку "В" переносим на ось ординат и получаем точку "С". От точки "С" вниз откладываем длину проверяемого участка 1000 м и фиксируем точку "Д" (S_пр).

4. Точку "Д" проектируем вновь на кривую S = f(v), для i = + 8%₀ - получаем точку "Е". Затем через точку "Е" проводим перпендикуляр до пересечения с осью абсцисс (точка F) и в резуль­тате получаем скорость поезда в конце

проверяемого элемента v_к = 58 км/ч. Для электровоза ВЛ15 v_р = 45,0 км/ч (см. табл. 2), следовательно, v_к > v_р.

При выполнении условия v_к  v_р для всех проверяемых подъемов можно сделать вывод, что расчетный подъем выбран прави­льно и приступить к следующим проверкам или уточнениям величины расчетного веса поезда.

Второй этап проверки проводится в случае невыполнения усло­вия v_к  v_р для одного или нескольких проверяемых подъемов.

При этом учитывается то обстоятельство, что машинист локомотива ведет поезд по подъемам в режиме тяги и на движущийся поезд действуют уско­ряюще одновременно сила тяги и ранее накопленная им кинетическая энергия.

Путь S, который может пройти поезд по проверяемому подъ­ему при работе локомотива в режиме тяги, используя ранее накоп­ленную кинетическую энергию при снижении скорости не ниже рас­четной, не должен быть меньше длины данного подъема S_пр, т.е. S  S_пр.

Расчет длины пути S (м): выполняется для каждого из проверяе­мых подъемов по формуле:

, (9)

где n - число i -ых интервалов изменения скорости от начальной v_н (можно принять v_н = 70 км/ч) до конечной v_к (можно принять равной расчетной скорости, т.е. v_к = v_р) с шагом v  10 км/ч;

v_i - заданный интервал (шаг) изменения скорости от начальной v_н до конечной v_к, т.е. v_i = v_кi – v_нi;

v_ср - средняя скорость движения поезда на i -ом интервале ее изменения, т.е. , км/ч;

Рис. 3. Определение конечной скорости движения поезда на проверяемом подъеме.

r_уi - среднее значение удельной равнодействующей силы, действующей на поезд в каждом интервале скоростей v_{i ,} Н/кН:

, (10)

где i_пр - крутизна проверяемого элемента профиля, %о;

F_{к срi} - сила тяги локомотива [Н], соответствующая средней скорости движения v_ср в i-ом интервале ее изменения; определяется по внешней тяговой характеристике F=f(v) локомотива, [Н];

, - основное удельное сопротивление движению локомотива и вагонов; определяются по формулам, приведенным в таблице 3, для v_ср, Н/кН.

При невыполнении условия S  S_пр на любом из проверяемых элементов профиля за расчетный подъем следует принять крутизну данного проверяемого подъема и вновь по формуле (7) определить величину расчетного веса состава грузового поезда.

Второй этап данной проверки рекомендуется выполнить на ЭВМ.

Алгоритм программы данной проверки веса поезда и пример его реализации на персональном компьютере приведены в приложении 4.