Моделирование движения поезда. Построение профиля пути и определение удельных равнодействующих сил

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на контрольную работу………………………………………………………3

1 Расчет тяговой характеристики локомотива………………………………………..4

2 Построение профиля пути и определение удельных равнодействующих сил…...5

3 Математическая модель движения грузового поезда по участку…………………7

4 Исследование влияния массы состава на расход топлива тепловозом………….10

Список использованных источников………………………………………………...11

ЗАДАНИЕ НА КОНТОЛЬНУЮ РАБОТУ

В соответствии с исходными данными необходимо:

– используя табличный процессор MS Exsel разработать математическую модель движения грузового поезда по участку;

– при помощи разработанной математической модели определить критическую массу поезда для заданного участка и исследовать влияние массы состава на расход топлива локомотивом G=f(Q).

Исходные данные представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 – Параметры локомотива и состава

Параметр	Единица измерения	Значение
Масса локомотива P	т	233
Эффективная мощность дизеля Ne	кВт	2700
Тип вагонов в составе	–	четырехосные
Масса вагона q	т	88
Допустимая скорость движения Vд	км/ч	90
Расчетная скорость движения Vр	км/ч	30

Таблица 2 – Профиль участка

Номер элемента пути	Длина элемента S, км	Уклон i, ‰
1	2,200	0
2	2,500	3
3	2,200	4
4	4,200	0
5	2,000	1
6	1,800	0
7	2,600	-2
8	3,500	-7
9	4,000	0
10	2,100	11
11	1,300	1
12	6,000	9
13	3,200	0
14	2,000	-5
15	4,700	-10
16	4,000	0

Все вагоны принять на подшипниках качения. Путь – звеньевой. Кривые на участке отсутствуют.

Работу оформить на листах формата А4 в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-95 «Общие требования к оформлению текстовых документов».

1 РАСЧЕТ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛОКОМОТИВА

Тяговая характеристика локомотива представляет собой зависимость силы тяги от скорости движения и включает в себя кривые касательной силы тяги и ограничения по сцеплению.

Касательная сила тяги локомотива F_к, Н

,                                                     (1)

где	Nк	–	касательная мощность локомотива, кВт;
V		–	скорость движения локомотива, км/ч;

Касательная мощность локомотива N_к , кВт

,                                                  (2)

где	η	–	коэффициент полезного действия электрической передачи. Для расчетов принимаем η = 0,92 – 0,95; η = 0,93;
β		–	доля мощности дизеля, приходящаяся на собственные нужды локомотива. Для расчетов принимаем β = 0,07 – 0,10; β = 0,10;
m		–	позиция контроллера машиниста. При разработке математической модели принимаем m = 15 позиций (номинальная мощность).

Ограничение по сцеплению F_сц, Н

,                                                      (3)

где	P	–	масса локомотива, т;
φк		–	расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсом.

Расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсом φ_к

.                                               (4)

Для расчетов принимаем минимальную силу тяги, определенную по формулам (1) и (3)

.                                                   (5)

Результаты расчетов представлены в таблице 3 математической модели. В связи с большим объемом данных представлена часть таблицы.

2 ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ

Основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги w_о’, Н/т

.                                           (6)

Основное удельное сопротивление движению локомотива на хостом ходу w_х, Н/т

.                                         (7)

Основное удельное сопротивление движению четырехосных вагонов, Н/т

,                                         (8)

где

qо

–

осевая нагрузка, т/ось. Для четырехосных вагонов qо = q/4.

Основное сопротивление движению для локомотива и состава в режиме тяги и на холостом ходу W_о’, W_х, W_о’’, Н