2.4. Расчет и построение диаграмм удельных равнодействующих сил

Уравнение движения поезда определяет связь в дифферен­циальной форме между массой поезда, его скоростью, време­нем движения и действующими на поезд силами. Поезд рас­сматривается как материальная точка и все действующие на него силы считаются приложенными к ободу колес в месте опоры их на рельсы. Для облегчения вычислений уравнение движения поезда представляют в так называемых удельных единицах.

(2.17)

где f_k, w_k, b_k — соответственно удельные силы тяги, сопротив­ления движению и торможения; Н/кН;

ς — коэффициент, соот­ветствующий ускорению единицы веса поезда при действии на него одной тонно-силы, км/ч².

При движении на поезд действуют сила тяги F_к, сила сопро­тивления движению в режиме тяги w_k, сила сопротивления движению в режиме холостого хода w_x и тормозная сила b_т, Н.

Для решения уравнения движения поезда и построения кривой скорости от пути графическим методом необходимо иметь диаграммы равнодействующих ускоряющих и замедляющих сил в названных режимах ведения поезда по прямому горизонтальному участку пути, а именно:

- диаграмму (f_k - w_k)v — удельной равнодействующей ускоря­ющей силы при движении в режиме тяги;

- диаграмму w_ox(v) — удельной замедляющей силы в режиме холостого хода;

- диаграмму (w_ox + 0.5b_t)v — удельной замедляющей силы в режиме служебного регулировочного торможения;

Расчет диаграмм равнодействующих сил производится на ЭВМ используя данные из табл. 2.3.

Строим на миллиметровой бумаге кривые равнодействующих сил, взяв табличные данные, произведенные на ЭВМ.

2.5. Построение кривой скорости

Кривая скорости строится методом МПС с использованием диаграмм удельных ускоряющих и замедляющих сил в режиме тяги — по кривой (f_k - w_ox)v, в режиме холостого хода — по кривой (w_ox)v и в режиме служебного торможения — по кривой (0,5b_т - w_ox)v.

При построении зависимости и v(S) необходимо обязательно учитывать:

- режим движения поезда (тяга, холостой ход или торможе­ние);

- характер изменения скорости движения поезда и зависимо­сти от профиля пути, т.е. от крутизны уклонов;

- положения точки - полюса на оси удельных ускоряющих и замедляющих сил.

Режим движения выбирается у зависимости от необходимо­сти увеличения или уменьшения скорости и возможных ее ограничений:

- для увеличения скорости и для преодоления элементов профиля пути, имеющих большую крутизну подъема, применяется режим тяги;

- когда дальнейшее использование режима тяги сопровождается увеличением скорости движения поезда выше допустимой, а также перед включением и после выключения тормозов, используется режим холостого хода;

- для снижения скорости или при необходимости остановки поезда применяется режим торможения.

Интервал изменения скорости при построении зависимости не должен превышать 10 км/ч.

Допустимая скорость движения ограничивается состоянием пути, тормозными средствами поезда, конструкцией локомоти­ва и вагонов. За максимально допустимую скорость движения принимается скорость, равная 80 км/ч.

Характер изменения скорости (ее рост или снижение) на каждом элементе профиля пути в режиме тяги или холостого хода определяется сравнением действительной скорости поезда с равномерной.

Действительная скорость поезда — это та, с которой он движется в данный момент времени.

Равномерная скорость зависит от крутизны уклоны заданного профиля пути и определяется по диаграмме ускоряющих и замедляющих сил.

При построении кривой скорости и подходе к границе элемента необходимо так выбирать интервал скорости, чтобы верхний предел интервала и перпендикуляр пересеклись бы на границе элемента.

При построении кривой скорости на новом элементе необходимо заранее знать падает ли скорость или растет: если будет расти, то ∆V вверх, если падать – вниз.

Если скорость возрастает или превышает максимально допустимую, тогда надо применить холостой ход или торможение.

Построение кривой произведено на графике 2.2