Теория подвижного состава городского электрического транспорта

Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Ю.Е. Атаманов В.Н. Плищ

ТЕОРИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА

Учебно-методическое пособие для студентов специальности 1-37 01 05 «Городской электрический транспорт»

Рекомендовано учебно-методическим объединением высших учебных заведений Республики Беларусь по образованию

в области транспорта и транспортной деятельности

Минск

БНТУ

2012

60-летию кафедры «Тракторы» БНТУ посвящается

Предисловие

Данное учебно-методическое пособие является продолжением книг [1–6], которые были изданы в течение 1999–2008 годов. Цель данного издания дать студентам специальности «Городской электрический транспорт» практические материалы для изучения дисциплины «Теория подвижного состава». Настоящее учебно-методиче- ское пособие состоит из нескольких разделов и приложения, в котором представлены основные технические характеристики белорусских троллейбусов и трамваев, данные по коэффициентам сцепления шины с дорогой и колеса с рельсом, коэффициенты сопротивления движению и другая необходимая справочная информация при подготовке к лабораторным работам, выполнении практических работ и курсовой работы по дисциплине «Теория подвижного состава».

Впервом разделе представлена тематика лекционных занятий, причем здесь же указаны страницы и литература, где можно изучить данный вопрос. Во втором разделе даны основные методические указания к лабораторным работам по теории подвижного состава.

Втретьем разделе представлены методические указания по выполнению практических работ. Для проведения практических работ по дисциплине «Теория подвижного состава» разработаны задачи по каждой теме, в которых в качестве примера даны решения 10 задач, а затем приведены тексты не менее 10 задач, которые можно предложить студентам для самостоятельного решения на практических занятиях или в качестве заданий к экзаменационным билетам.

Вчетвертом разделе приводятся примеры определения и выбора некоторых параметров подвижного состава, подробные методические указания к выполнению и требования к ее оформлению.

Содержание учебно-методического пособия построено на материалах различных литературных источников, авторских разработках по исследованию эксплуатационных свойств подвижного состава городского электрического транспорта и базе созданного и прочитанного курса лекций по дисциплине «Теория подвижного состава» на кафедре «Тракторы» Белорусского национального техни-

5

ческого университета (БНТУ) в период с 1997 по 2011 годы. Данное издание разработано в соответствии с типовой программой дисциплины «Теория подвижного состава». Отличительной его особенностью является наличие в одной работе методических указаний по всем видам учебных занятий по дисциплине «Теория подвижного состава», предусмотренных учебным планом и типовой программой (лекции, лабораторные и практические занятия, курсовая работа).

Для оперативного самоконтроля в конце некоторых разделов приводятся контрольные вопросы. В пособии имеется предметный указатель, что дает возможность студентам легко ориентироваться в тексте.

Вподготовке рукописи (поиск информации, выполнение рисунков

ичертежей, наборе некоторых разделов рукописи и т. п.) авторам большую помощь оказывали такие студенты, обучающиеся по специальности «Городской электрический транспорт», как Е.О. Дымский

(гр. 101156), Ю.А. Широкова (гр. 101154) и Е.Ю. Авсюк (гр. 101155) –

ныне сотрудники ПО «Белкоммунмаш», которым авторы весьма признательны за оказанную помощь.

Авторы выражают искреннюю благодарность рецензентам – заведующему кафедрой «Тракторы и автомобили» Белорусского государственного аграрно-технического университета, доктору технических наук А.И. Бобровнику и кандидату технических наук, доценту кафедры «Автомобили» Белорусского национального технического университета Л.А. Молибошко, а также будут признательны за все высказанные пожелания и замечания по улучшению содержания учебно-методического пособия.

6

Введение

Теория подвижного состава – наука о функциональных свойствах подвижного состава городского электрического транспорта (ПС ГЭТ), зависимостях этих свойств от конструктивных параметров подвижного состава, закономерностях его движения и об эффективных и безопасных режимах движения в заданных условиях эксплуатации.

Теория подвижного состава является одной из базовых дисциплин, которые определяют профессиональный фундамент знаний инженераэлектромеханика. Ее изучение базируется на знаниях и навыках, полученных при изучении физики, математики, теоретической механики, устройства (конструкции) подвижного состава.

Цель данного учебно-методического пособия – дать студентам основы знаний по выбору конструктивных параметров подвижного состава городского электрического транспорта, обеспечивающих заданные эксплуатационные свойства, связанные с перевозкой пассажиров в городских условиях. В нем рассматриваются вопросы общей динамики подвижного состава при взаимодействии с внешней средой и на этой основе изучаются важнейшие эксплуатационные свойства подвижного состава: тягово-скоростные, тормозные, криволинейное движение, устойчивость, колебания подвижного состава

ипроходимость. Изучив дисциплину «Теория подвижного состава»

ивыполнив лабораторные и практические работы, а также курсовую работу студент должен уметь:

–выполнять исследования на механико-математических моделях

ипроводить анализ результатов исследований по определению эксплуатационных свойств подвижного состава;

–выбирать конструктивные параметры подвижного состава, обеспечивающие нормативные или заданные оценочные критерии его эксплуатационных свойств;

–оценивать эксплуатационные свойства подвижного состава по существующим государственным стандартам и нормативам.

Под подвижным составом городского электрического транс-

порта в данном учебно-методическом пособии подразумевается наземный безрельсовый (троллейбус) и рельсовый (трамвай) городской электрический транспорт. Для оценки технико-экономических показателей подвижного состава городского электрического транспорта используются следующие критерии:

7

–пассажировместимость (вместимость);

–снаряженная масса;

–удельная снаряженная масса;

–полная масса;

–система управления тяговым электродвигателем;

–тип дверей и их количество;

–максимальная скорость движения;

–мощность тягового электродвигателя;

–удельная мощность;

–расход электрической энергии;

–стоимость подвижного состава.

Троллейбус – вид городского безрельсового общественного транспорта, предназначенный для перевозки пассажиров по установленным маршрутам, приводимый в движение тяговым электрическим двигателем. Ток для питания тягового электродвигателя троллейбуса поступает от подвесной контактной сети (троллеи), имеющей два провода, через подвижные токосъемные устройства со скользящим контактом.

Трамвай – вид городского рельсового общественного транспорта, обычно на электрической тяге (городская электрическая наземная железная дорога), используемый в городах для перевозки пассажиров по заданным маршрутам. Питание тяговых электродвигателей трамвая осуществляется постоянным током от подвесной контактной сети через подвижное токосъемное устройство со скользящим контактом. Вторым проводом являются рельсы.

Ниже приведены технические характеристики и внешний вид (дизайн) некоторых моделей троллейбусов и трамваев (рисунок 1 и 2).

В результате анализа технических параметров троллейбусов были установлены следующие пределы их изменения :

–пассажировместимость 86–120 человек;

–масса снаряженного троллейбуса 9600–12600 кг;

–максимальная техническая масса 18000 кг;

–максимальная установившаяся скорость 50–75 км/ч;

–тяговый электродвигатель постоянного или переменного тока;

–мощность 115–210 кВт;

–система управления РКСУ, ТИСУ, КТСУ;

–количество дверей 2–3;

–тип дверей: поворотно-выдвижные, створчатые, шарнирно-пово- ротные;

8

–количество мест для сидения 24–36;

–цена троллейбуса 330 026 135–1 379 000 000 бел. руб.;

Рисунок 1 – Дизайн и краткие технические характеристики некоторых моделей троллейбусов

Пределы изменения технических параметров трамваев:

–пассажировместимость 163–224 человека;

–масса снаряженного вагона 16800–22500 кг;

–максимальная техническая масса 34840 кг;

–максимальная установившаяся скорость 62–75 км/ч;

–тяговый электродвигатель постоянного или переменного тока;

–мощность тягового электродвигателя 160–320 кВт;

–система управления: РКСУ, ТИСУ, КТСУ;

–удельное энергопотребление на тягу 80–100 Вт.ч/т.км;

–тип дверей: поворотно-выдвижные, створчатые, шарнирно-пово- ротные;

–количество дверей 2–3;

–цена трамвая 740 922 859 бел. руб.

9