Анализ профиля пути и выбор величины расчетного подъема. Дополнительное удельное сопротивление подвижного состава

1 Анализ профиля пути и выбор величины расчетного подъема

Анализируя заданный профиль пути видно, что наряду с подъемом большой протяженностью имеется подъем большей крутизны, но небольшой длины ( i=10 ‰, s = 1000 м ), условия подхода к которому таковы, что возможно прохождение его за счет использования кинетической энергии без снижения скорости движения поезда ниже расчетной скорости локомотива. Из анализа профиля пути следует, что за расчетный подъем примем подъем большей протяженности ( i =8 ‰, s = 4800 м ), который с учетом дополнительного сопротивления

i_p= i+ w_Р,                                                                          (1)

где   i– уклон расчетного подъема, ‰;

w_Р – дополнительное удельное сопротивление подвижного состава при      

движении по кривой               

w_Р=,                                                             (2)

где  R – радиус кривой, м;

i_p= 8 +  = 8,47 ‰.

Примем  i_p= 8,5 ‰.

2 Определение массы состава

Для выбранного расчетного подъема масса состава (т) вычисляется по     формуле

                                                                                 ,                                                        (3)

где F_кр - расчетная сила тяги, кгс;

 основное удельное сопротивление движению локомотива, определяется по формуле

P - расчетная масса локомотива, т;

                                                                     (4)

Расчетные нормативы тепловоза 3ТЭ10М примем по таблицам 22,23 правил    тяговых расчетов (ПТР) [1]: F_кр= 75900 кгс; P= 414 т; v_р=23,4 м/ч.

При v=v_р =23,4 м/ч определяем удельное сопротивление движению локомотива

 кгс/т.                   (5)

            Расчет удельных сопротивлений четырехосных, шестиосных и восьмиосных  

     вагонов соответственно производится по следующим формулам:

 ;                                      (6)

     ;                                      (7)

 ,                                  (8)

где q₀₄, q₀₆, q₀₈ – осевая нагрузка, соответственно для четырехосных,       

шестиосных   и восьмиосных вагонов, т

,                                                                     (9)

где q_i – масса брутто i-осного вагона, т

;

;

;

;

;

;

;

.

Принимаем Q=7500т.

3 Проверка массы состава на прохождение скоростного подъема  за счет кинетической энергии

Найдем наибольший по крутизне подъём. Это 22 элемент профиля (S=1000м, i=10‰)

Для выполнения проверки используется расчетное соотношение

                                                                                         (10)

где s_пр – длина проверяемого элемента пути с подъемом большей крутизны, чем у расчетного подъема, 1000 м;

s – путь, проходимый поездом за время изменения скорости отv_нiдо

v_кi, м.

v_нi ,v_кi- начальная и конечная скорости интервала, км/ч; принимаем

v_нi=80км/ч; v_кi= v_р=23,4км/ч;

(f_{к ср} - w_{к ср} )_i –средняя ускоряющая сила, действующая на поезд в пределах     

выбранного интервала скорости отv_нiдо v_кi, , кгс/т.

Удельные силы  в пределах выбранного интервала скорости вычисляются по      формулам:

(f_{к ср} - w_{к ср} )_i =                             (11)

       (f_{к ср} - w_{к ср} )_i =                                         (12)

      (f_{к ср} - w_{к ср} )_i =,                                                     (13)

где F_{к ср} – сила тяги локомотива при средней скорости, кгс;

i_пр – проверяемый (скоростной) подъем, ‰.

Для повышения точности аналитического расчета интервалы изменения   

скорости принимаем в пределах 10км/ч. При определении ( f_{к ср} - w_{к ср} )_i   

принимаем средние значения скорости движения между v_нiи v_кi.

Для удобства вычислений значений средневзвешенного сопротивления   

движению состава выведем для заданных условий выражение вида

                                                          (14)

где v- скорость движения, км/ч.

 

                                                                                            (15)

                                           (16)

При v_ср=75 км/ч определяем по тяговой характеристике F_к=25200 кгс   

[приложение 2, 1] . Для этой же скорости определяем основное удельное  сопротивление  локомотива и основное удельное сопротивление состава

=1,9+0,01∙75+0,0003∙75²=4,34кгс/т;

=0,887+0,00406∙75+0,00011∙75²=1,81кгс/т.

После чего произведем расчеты по формулам 13,10

                  (f_{к ср} - w_{к ср} )_i =кгс/т;

                                               м.

Аналогичные вычисления проводим и для других интервалов изменения    

скорости, а результаты расчетов сведем в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты проверки массы состава на прохождение скоростного подъема за счет кинетической энергии         

Vнi - Vкi,км/ч	Vср,км/ч	Fк,кгс	w′0, кгс/т	W0′=w′0P, кгс	w″0, кгс/т	W″0=w″0Q, кгс	W0=W0′+W″0, кгс	Fк-W0, кгс/т	fк-Wк, кгс/т	fк-W0 кгс/т	Si,м	сумSi,м
80-70	75	25200	4,34	1797	1,81	13575	15372	9828	-8,76	1,24	714	714
70-60	65	28800	3,82	1581	1,62	12150	13731	15069	-8,09	1,91	669,9	1384

Поскольку полученная длина больше длины рассматриваемого подъема, следовательно, поезд преодолевает подъем за счет кинетической энергии.

4 Проверка полученной массы поезда на трогание с места и по длине приемо-отправочных путей

Проверка массы состава по условиям трогания поезда с места производится по формуле:

,                                                   (16)

где   Fктр ─ сила тяги локомотива при трогании состава с места