4. Расчет и построение тяговой характеристики тепловоза по рабочим характеристикам тэд

Для расчета и построения тяговой характеристики тепловоза по рабочим характеристикам ТЭД пользуются графическим методом, сущность которого понятна из рис. 4.

Рис. 4

Касательную силу тяги тепловоза определяют, умножив на число ТЭД:

- касательная мощность, кВт найдем по формуле:

КПД передачи находим по формуле:

К.П.Д. тепловоза - определяется по формуле:

,

- удельная теплота сгорания топлива; - часовой расход топлива, .

,

где - удельный расход топлива; - эффективная мощность.

Расчеты удобно свести в таблицу 7.

Таблица 7
	750	600	450	350
	12	16	25	37
	17	24	37	54
	75	54	35	24
	51	36	24	16
	450	324	210	144
	306	216	144	96
	1500	1440	1458	1480
	1445	1440	1480	1440
	0,79	0,76	0,77	0,78
	0,76	0,76	0,78	0,76
	0,296	0,285	0,288	0,293
	0,286	0,285	0,293	0,285

Касательная сила тяги тепловоза по условиям ограничения силы тяги по сцеплению колес с рельсами определяются по формуле:

,

.

Задаваясь несколькими значениями скорости, строим кривую ограничения силы тяги по сцеплению. Данные заносим в таблицу 8.

Таблица 8
	0	10	20	30
	0,33	0,277	0,266	0,2611
	455	382	366	360

По полученным данным строим графики.

5. Тормозные характеристики электрической передачи

При переводе тяговых электродвигателей в тормозной режим они отключаются от источника питания, их якорные обмотки присоединяются к тормозным резисторам, а обмотки возбуждения главных полюсов - к источнику питания.

Тяговый электродвигатель в тормозном режиме, как и в тяговом, имеет ряд ограничений, которыми определяются пределы регулирования тормозной силы, поэтому тормозные характеристики разделяют на два вида: предельные (ограничивающие) и регулировочные (частичные).

Предельные характеристики определяются некоторыми максимально допустимыми параметрами системы электрического торможения, к которым относятся:

1.максимальный ток возбуждения тягового электродвигателя допустимый по условиям нагревания катушек главных полюсов;

2.максимальный тормозной ток, ограничиваемый допустимыми температурами обмотки якоря тягового электродвигателя и тормозных резисторов;

3.максимальная тормозная сила по условиям сцепления колес с рельсами;

4.максимальное значение реактивной ЭДС в секциях обмотки якоря. Этот параметр, являющийся критерием удовлетворительной коммутации, может быть выражен как произведение тока якоря тягового электродвигателя на его частоту вращения .

Наряду с ограничением по коммутации имеется ограничение по потенциальным условиям на коллекторе, которое проверяется по значению максимального напряжения между соседними коллекторными пластинами. Однако для тепловозных тяговых электродвигателей, как правило, лимитирующим ограничением в зоне высоких скоростей помимо максимального тормозного тока по условиям нагрева обмотки якоря и тормозных резисторов является реактивная ЭДС.

В курсовом проекте необходимо определить предельные характеристики электрического тормоза тепловоза по всем четырем параметрам.

Максимальный ток возбуждения тягового электродвигателя и максимальный тормозной ток (максимальный ток якоря) принимаются равными току продолжительного режима тягового электродвигателя. Поэтому сила торможения будет равна силе тяги продолжительного режима:

Максимальная тормозная мощность может быть получена при условии:

Тогда линия ОА опишется уравнением:

Результаты расчетов сведены в таблице 9

Таблица 9
	0	10	20	30	35
	0	45	90	134	157

Линия АБ представляющая собой гиперболу, во всех точках которой тормозная мощность (произведение тормозной силы на скорость) постоянна, описывается уравнением:

Результаты расчетов сведены в таблице 10.

Таблица 10
	35	40	50	60	70	80	90	95
	140	122	98	81	70	61	54	51

Ограничение тормозной силы тепловоза по коммутации в зоне высоких скоростей в курсовой работе может быть определено из условия:

,

где - скорость движения тепловоза, км/ч;

- касательная мощность тепловоза, кВт;

- критерий удовлетворительности коммутации,

Касательная сила тепловоза, следовательно, принимаем .

Задаваясь значениями скорости от до находим ток якоря и подставляем его в формулу:

,

находим значения тормозной силы по условиям коммутации, кН, вид кривой B изображен линией LM.

Результаты расчетов приведены в таблице 11:

Таблица 11
	35	40	50	60	70	80	90	95
	1024	896	717	597	512	448	398	377
	537	411	263	183	134	103	81	73

Тормозная мощность, кВт:

Мощность системы электрического торможения на выводах тяговых электродвигателей:

где - КПД (расчетный) ТЭД в тормозном режиме (принимаем ).

Напряжение на сопротивлении тормозного резистора, В:

- ток якоря в тормозном режиме при постоянно тормозной мощности.

Эквивалентное сопротивление, Ом:

Кривая ограничения тормозной силы по сцеплению при электрическом торможение (Лист 1, рис. 4) рассчитывается по формуле:

,

где – расчетный коэффициент сцепления при электрическом торможении:

Результаты расчетов приведены в таблице 12

Таблица 12
	0	20	40	60	80	95
	0.239	0.178	0.153	0.140	0.131	0.127
	330	246	211	193	181	175