1. Уравнение движения поезда и методы его решения, использование эвм. Основы графического метода тягового расчета.

Тяга V=const:

F_k=W_o+W_i+W_r+W_u; W_u= F_k- W_o-W_i-W_r; mk_uu=F_k-mgW₀-mgi-mgW_r.

W_o- сила основного сопротивления движению

W_r- сила дополнительного сопротивления от кривых

W_u- сила инерции

W_i- воздействие от уклона

– удельная касательная сила тяги электровоза;

– удельная ускоряющая сила;

– дифференциальное уравнение движения поезда (1ая форма); ; – дифференциальное уравнение движения поезда (2ая форма).

Методы решения УДП:

1. Аналитический (обычно используется в теоретических исследованиях)- необходимо представить характеристики электровоза и профиль пути в виде аналитических инженерных выражений;

2. Численный- реализуется на ЭВМ с использованием математических методов;

3. Графоаналитический- для выполнения тяговых расчетов вручную;

4. Графический - для выполнения тяговых расчетов вручную.

Для 2,3 и 4 методов уравнение движения поезда необходимо представить в виде конечных разностей. ;

ΔV=V_k-V_H – изменение скорости на данном шаге интегрирования.

Δl=l_k-l_H – изменение длины на данном отрезке пути. ,

f_y– среднее ускорение.

- время прохождения отрезка пути Δl.

Общий путь: L=∑Δl.

Общее время: Т=∑Δt.

Использование ЭВМ

На ЭВМ реализуется численный метод решения уравнения движения поезда, подстановкой необходимых параметров в специальную программу.

2.Физические основы образования касательной силы тяги и торможения электровоза. Коэффициент сцепления колес электровоза с рельсами и методика его определения.

Ограничение силы тяги по сцеплению колес с рельсами:

G₀- сила тяги, приходящаяся на одну колесную пару локомотива;

m_ло- масса локомотива, приходящаяся на одну колесную пару;

М_с- вращающий момент;

М_д- вращающий момент двигателя;

µ- передаточное число зубчатой передачи(для грузовых – 3…4, для пассажирских – 2…3);

n_к – частота вращения колесной пары;

n_д – частота вращения двигателя;

Ψ_k-коэффициент сцепления колесной пары с рельсами.

n_k=n_д/µ; R_k=D_k/2; F_k=M_k/R_k=2M_k/D_k=2M_дµη_ЗП/D_k; F_TP=F_СЦ=m_ЛОyΨ_k;

Точка сцепления колес с рельсами проходит уравновешенное состояние сил F_k, т.е: F_k=F_TP=F_СЦ – без боксования.

V- Скорость поступательного движения;

V_СК- скорость скольжения колеса. Нормальное микропроскальзывание (крип): V_ск/V₀=0,01..0,02. Зависимость Ψ_К(V): .(Разный коэффициент сцепления из-за схемы соединения двигателей).

Коэффициент сцепления зависит от многих факторов:

1. От свойств материалов бандажей и рельсов (шероховатость, твердость);

2. От наличия окисных, масляных пленок;

3. От метеорологический условий и т.д.

Коэффициент сцепления определяется экспериментально при помощи динамометрического метода.

При динамометрическом методе, в случае установившейся скорости движения (V=const) на прямом участке пути с максимальной касательной силой тяги F_k коэффициент сцепления электровоза рассчитывается по формуле:

F_CЦmax–максимальная сила сцепления, измеряемая динамометром на автосцепке испытуемого электровоза перед срывом сцепления колес, кН;

m_л- масса электровоза, т;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

W₀^’- удельное основное сопротивление движению электровоза в режиме тяги;

I–крутизна уклона.