2 Выбор серии локомотива, выполнение проверок
2.1 Обоснование выбора серии локомотива
Задача состоит в том, чтобы выбрать такой локомотив, который обеспечит равномерное движение состава массой mс на выбранном расчётном подъёме с расчётной скоростью движения и расчётной силой тяги, установленными для локомотивов каждой серии /1/. Условием движения с постоянной скоростью является равенство касательной силы тяги локомотива полной силе сопротивления движению поезда. Применительно к движению на расчётном подъёме это условие выражено формулой
|
Fкр = mc g(wo˝ + ip)+mл g(wo′ + ip), |
где g |
– ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; |
mл |
– расчётная масса локомотива, т; |
wo’ и wo″ |
– основное удельное сопротивление движению |
|
соответственно локомотива и состава, Н/кН; |
ip |
– крутизна расчётного подъёма, ‰. |
Крутизну расчётного подъёма определяют по формуле
iр = iд + iф,
где iд – крутизна действительного подъёма , ‰; iф – крутизна фиктивного подъёма, ‰.
Крутизна фиктивного подъёма
iф =700R SSкр ,
где R – радиус кривой, м; Sкр – длина кривой, м;
S – длина элемента участка пути, м.
(1)
(2)
(3)
Основное удельное сопротивление движению локомотива при движении под током (режим тяги) определяют по эмпирической формуле /1/
w0′ =1,9 + 0,01 V + 0,0003 V 2 , |
(4) |
где V – скорость движения локомотива, км/ч.
Основное удельное сопротивление движению вагонов рассчитывают по формулам /1/:
– для 4 - осных вагонов на роликовых подшипниках
′′ |
=0,7 + |
3 +0,1 V +0,0025 V 2 |
(5) |
w04 |
; |
||
|
|
m04 |
|
– для 8 - осных вагонов на роликовых подшипниках |
|
||
′′ |
=0,7 + |
6 +0,038 V +0,0021 V 2 |
(6) |
w08 |
, |
||
|
|
m08 |
|
где m04, m08 – массы, приходящиеся на ось соответственно
4 - осного или 8 - осного вагонов (осевые нагрузки).
Основное удельное сопротивление движению состава, сформированного из вагонов различных типов, определяют по формуле
w0′′ = |
p |
8 |
w" |
|
+ p |
4 |
w" |
|
|
|
08 |
|
04 |
, |
(7) |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
где p8, p4 – процент (по массе) соответственно 8 - осных и 4 - осных вагонов (см. таблицу 1).
В формулах (1) – (7) неизвестны расчётная сила тяги Fкр , расчётная скорость Vр (её нужно подставить в формулы (4) – (6) вместо V) и расчётная масса локомотива mл . Поэтому решают задачу поэтапно. На первом (предварительном) этапе для вычисления примерной величины необходимой силы тяги F΄кр можно принять при тепловозной тяге V ≈ 23 км/ч и mл ≈ 270 т, при электрической тяге - V ≈ 42 км/ч, mл ≈ 190 т и вычислить по формуле (1)
значение F΄кр. По результатам сравнения расчёта F΄кр с расчётными параметрами реальных локомотивов (см. таблицу 2) нужно выбрать локомотив той серии, которая ближе соответствует условиям задачи.
На втором (заключительном) этапе нужно повторить расчёты по формулам (1) – (7), используя расчётные параметры выбранного локомотива. Критерием правильности выбора серии локомотива на этом этапе можно
считать условие |
|
Fкр = (1,0 - 1,05) F΄кр. |
(8) |
Если условиям задачи удовлетворяют практически одинаково локомотивы нескольких серий, то серия локомотива выбирается по усмотрению студента. При необходимости нужно применить двойную тягу или подталкивающий локомотив.
2.2 Проверка массы состава на преодоление самого крутого подъёма
При правильном выборе серии локомотива, расчётного и проверяемого подъёмов обеспечивается рациональное использование тяговых свойств локомотива и, следовательно, улучшаются технико-экономические показатели работы дороги.
Если за расчётный подъём принят не самый крутой, то необходимо убедиться в том, что выбранный локомотив, с учётом использования кинетической энергии поезда, надёжно преодолеет с составом заданной массы проверяемый подъём. Подъём считается преодолённым надежно, если за время снижения скорости от Vн до Vр поезд пройдет путь S больший или равный длине проверяемого подъёма Sпр.
Пройденный путь
|
4,17 (V2 |
−V2 ) |
|
|
|
S = |
p |
н |
≥S |
(9) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
пр, |
|
fкср −wкср
где fкср−wкср – удельная равнодействующая сила при средней
скорости движения в интервале от Vн до Vр, определяемая по формуле