Введение

В данной дисциплине рассматриваются такие важнейшие вопросы, как выбор типа локомо­тива и его основных параметров, расчет веса состава, времени хода поезда по пе­регонам и оптимальных режимов вождения поездов; расчет тормозных средств в составе; определение расхода топлива, электроэнергии; обосновании требований к вагонному и путевому хозяйству с точки зрения уменьшения сопротивления движению и т.д. Тяговые расчеты являются составной частью науки о тяге поездов.

Исходные данные

Таблица 1- Исходные данные

№ элемента	Крутизна элементов ii, ‰	Параметры кривых	Длина элементов Si, м
1 ст. А	0		2050
2	-2,5		1110
3	-3,4		800
4	-3	S=900; R=850	1350
5	0		800
6	2		1100
7	10		1000
8	0	0=150	930
9	-10		850
10	-3		1250
11 ст.В	0		2000
12	1,7		1300
13	2,9		850
14	3,6	0=200	2900
15	-1,5		1500
16	-2,6	S=800; R=800	900
17	-9		820
18	2	0=400	1350
19	2,8		1115
20	3,6	S=900; R=600	925
21	-1,5		830
22 ст.С.	0		2000

Локомотив – ВЛ80^с

1 Анализ профиля пути. Выбор расчетного и инерционного подъемов

Расчетный подъем - это наиболее трудный для движения в данном направле­нии элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответ­ствующая расчетной силе тяги локомотива. Если наиболее крутой подъем участка достаточно длинный, то он принимается за расчетный. Если же наиболее крутой подъем заданного участка имеет небольшую протяженность и ему предшествуют "легкие" элементы профиля (спуски, площадки), на которых поезд может развить высокую скорость, то такой подъем не может быть принят за расчетный, так как поезд преодолевает его за счет накопленной кинетической энергии. В этом случае за расчетный следует принять подъем меньшей крутизны, но большей протяжен­ности, на котором может быть достигнута равномерная скорость.

Выбранные расчетный и инерционный подъемы заносим в таблицу 2.

Таблица 2 – Параметры расчетного и инерционного подъемов

Номер элемента	Крутизна уклона, ‰	Длина уклона, м	Кривые
			S;R	0
7	10	1000
18	2	850		40

2 Спрямление и приведение профиля пути

Продольный профиль состоит из отдельных элементов, имеющих различную длину и крутизну при наличии на них кривых. При движении поезда по такому профилю пути скорость его будет изменяться на каждом элементе вследствие изме­нения сил дополнительного сопротивления. Поэтому расчет скорости приходится делать для каждого элемента профиля в отдельности. Для повышения точности результатов тяговых расчетов, а также для сокращения объема последних и, следо­вательно, времени на их выполнение, необходимо спрямлять профиль пути.

Спрямление профиля пути необходимо для уменьшения сопротивления движения поезда от уклона (как известно w_i = ±i). Спрямление профиля пути выполняется по формуле (1).

(1)

где n - количество спрямляемых элементов;

i₁, i₂,…i_n - крутизна спрямляемых элементов, ‰;

S₁, S₂,…S_n - длина спрямляемых элементов, м.

Для спрямления необходимо определить основные группы элементов профиля пути, рекомендуемых к спрямлению. Спрямлению профиля пути подлежат элементы:

-близкие по крутизне;

-с одинаковым знаком.

Очевидно, что запрещается спрямлять следующие элементы профиля пути:

-расчетный и инерционный подъёмы с другими элементами профиля пути;

-элементы с разными знаками («+» и «-»);

-элементы, имеющие значительную разность по крутизне;

-станции с перегонами.

Рядом расположенные элементы однородного профиля группируем на участки для спрямления и получим спрямлённую крутизну элемента.

Получим:

Проверка на условие спрямления по крутизне различных групп элементов выполняется по формуле (2)

(2)

где Δi- абсолютная разность между крутизной спрямленного i’_c и проверяемого i_n элементов профиля пути.

Проверке по формуле (2) подлежит каждый элемент спрямляемой группы. Чем короче элементы спрямляемой группы и чем ближе они по крутизне, тем больше вероятность их спрямления.

Для условия спрямления необходимо, чтобы неравенство являлось истинным. Если неравенство является ложным, данная группа элементов спрямлению не подлежит или проверку необходимо выполнить повторно с другой композицией группы элементов.

Получим:

Приведение профиля пути предусматривает замену удельного сопротивления движению поезда от кривой через фиктивный подъем, крутизна которого определяется по формуле (3) (если параметры кривой заданы через ее длину S_кр и радиус R_кр):

(3)

где S_спр - длина спрямленного участка, м, в котором «лежит» кривая. В том случае, если участок не является спрямленным, то за длинну S_спр принимается длина самого элемента S_i.

Получим:

Если кривая задана через угол α°, то крутизна фиктивного подъёма, ‰, определяется как по формуле (4).

(4)

Получим:

Таким образом, дополнительное сопротивление движению поезда в кривых зависит от радиуса кривой, скорости движения.

Окончательная крутизна элемента определяется по формуле (5)

(5)

Получим:

Результаты спрямления и приведения профиля пути необходимо свести в таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты спрямления и приведения профиля

№ элемента п/п	Крутизна элемента ,,‰	Длина элемента , м	Кривые		Крутизна спрямленного элемента , ‰	Длина спрямленного элемента , м	Крутизна фиктивного подъёма ‰	Окончательная крутизна элемента ‰	№ элемента п/п
			S;R
1	0	2050			0	2050		0	1
2	-2,5	1110			-2,9	3260	0,2	-2,7	2
3	-3,4	800
4	-3	1350	900;850
5	0	800			0	800		0	3
6	2	1100			2	1100		2	4
7	7	1000			7	1000		7	5
8	0	930		15°	0	930	0,2	0,2	6
9	-10	850			-10	850		-10	7
10	-3	1250			-3	1250		-3	8
11	0	2000			0	2000		0	9
12	1,7	1300			2,2	2150		2,2	10
13	2,9	850
14	3,6	2900		20°	3,6	2900	0,1	3,7	11
15	-1,5	1500			-1.9	2400	0,3	-1,6	12
16	-2,6	900	800;800
17	-9	820			-9	820		-9	13
18	2	1350		40°	2	1350	0,3	2,3	14
19	2,8	1115			3,2	2040	0,5	3,7	15
20	3,6	925	900;600
21	-1,5	830			-1,5	830		-1,5	16
22	0	2000			0	2000		0	17