Профиль заданного участка. Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема. Определение массы состава. Проверка массы состава на прохождении скоростного подъема за счет кинетической энергии

Содержание

Задание                                                                                                                       1

Профиль заданного участка                                                                                                                                 2

1.   Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема                                                                                   4

2.  Определение  массы состава                                                                                                          5

3.  Проверка  массы состава на прохождении скоростного подъема за счет      кинетической энергии                                                                                                                           7

4.  Проверка массы состава на трогание с места и по длине приемо-отправочных путей                                                                                                                           8

5.  Спрямление профиля пути на заданном участке                                                                             10

6.  Построение диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, действующих на поезд                                                                                                                                               12

7.  Определение предельно допустимой скорости движения при заданных             тормозных средствах поезда для трех значений уклона (i= 0,-6,-12)                   15

8.  Построение кривой скорости и времени для заданного участка, рассматривая вариант остановки на одном из промежуточных раздельных     пунктов и вариант безостановочного движения                                                                      19

9.  Определение времени хода поезда по перегонам и техническую скорость движения по кривой времени                                                                                                         19

10. Определение времени хода поезда по участку способом равномерных скоростей, оценив погрешность полученных значений                                                           20

11. Определение расхода дизельного топлива тепловозом                                                                  22

Литература                                                                                                                                                     24

1 Определение профиля пути и выбор расчетного подъема

Выбираем расчетный подъем   i_р  в зависимости от типа профиля для каждого перегона .На заданном перегоне пути имеется подъем  с наибольшей кривизной:

i =8 ⁰/₀₀        и длиной 4500 м

Расчетный подъем при наличии кривой на элементе определяется по формуле:

i_р = i + w_г

где  i-уклон расчетного подъема, ⁰/₀₀;

w_г - дополнительное удельное сопротивление состава при движении по   кривой, определяемой по формуле  ПРТ [1 , n . 1.2.7. ]:

w_г = 700 / R

где R – радиус кривой [2,c. 8 ];

i_р = 8+700 / 0 = 8⁰/₀₀       

2  Определяем  массы состава

Массу  состава определим по формуле:

Q = (F_кр – P(w_o^’ + i_р)) / (w^’’₀ + i_р)

где  F_кр – расчетное значение силы тяги локомотива, 40000  кгс  ;

P – расчетная масса локомотива( P=240 т ) ;

Расчетные нормативы тепловоза 2М62 принимаем по таблице 22,23          ПТР [1,с.43 - 45].                               

        w^’₀ – основное удельное сопротивление движению локомотива, кгс/т;

i_р – расчетный подъем, ⁰/₀₀ ;

w^’₀ – определяется по формуле:

w^’₀ = 1,9 + 0,01v + 0,0003v²

где v – расчетная скорость грузового тепловоза , км/ч ;

v = v_р = 20  км/ч

              w^’_о  =  1,9 + 0,01*20 + 0,0003*20²  = 2,22 кгс/т

Определяется w^’’_o  для 4-осных , 6-осных , 8-осных вагонов по формулам из  ПТР [ 1. н. 1.2 ]:

для  4-осных  вагонах на роликовых подшипниках :

w^’’_{o 4}= 0,7 + (3 + 0,1v + 0,0025v²) / q_o4

гдеg_o- масса  груза приходящегося на одну ось вагона , т/ось :

 q_{o 4}=70 / 4  = 17.5  т

w^’’_o=  0,7 + (3 + 0,1*20 + 0,0025*20) / 20= 0.99кгс/т для  6-осных  вагонах на роликовых подшипниках :

w^’’_{o 6}= 0,7 + (8 + 0,1v + 0,0025v²) / q_{o 6}

где g_o- масса  груза приходящегося на одну ось вагона , т/ось :

q_{o 6}=  110 / 6  = 18.33 т

w^’’_{o 6}=  0,7 + ( 8+ 0,1*24,2 + 0,0025*24,2²) /18.33 =1,3кгс/т для  8-осных  вагонах на роликовых подшипниках :

w^’’_{o 8}= 0,7 + (6 + 0,38v + 0,0021v²) / q_{o 8}

где g_o- масса  груза приходящегося на одну ось вагона , т/ось :

q_{o 8}=  160 / 8  = 20 т

w^’’_{o 8}=  0,7 + ( 6+ 0,38*24,2 + 0,0021*24,2²) / 20 =1,42 кгс/т

Средневзвешенное  w_o   определяется по формуле:

w_o = α₄* w^’’_o4 + α₆*w^’’_{o 6} + α₈*w^’’_{o 8}

где  α ₄ – процентное отношение  4-осных вагонов 60%;

α ₆ – процентное отношение 6-осных вагонов 25%;

α ₈ – процентное отношение  8-осных вагонов 15%;

w_o = 0* 0,99 + 0,20*1,3 + 0,8*1,42 = 1,4кгс/т

Подставляем полученные значения в формулу определяющую массу состава

         Q = (40000– 240(2,3 +8)) / (1,4+ 8) = 5247 ≈ 4000 т

3  Проверим  массу состава на прохождении скоростного подъема за счет  кинетической энергии

Выполним аналитическую проверку в соответствии с ПТР

s_пр ≤ ∑ s_{i =} ∑ 4,17*(v_ki²  - v_нi² )  / (f_к – w_к)  

где  s _пр- длина проверяемого элемента пути с подъемом большей

              крутизны , чем расчетный подъем , м;

v_нi   - начальная скорость интервала , км/ч;

v_кi  - конечная  скорость интервала , км/ч;

s_i  - путь , проходимый поездом за время изменения скорости от v_нi

             до v_кi , м;

( f_к  - w_к )_I – средняя ускоряющая сила , действующая на поезд в пределах интервала скорости от  v _нi до v_кi   ,кгс/т .

Удельная сила в пределах выбранного интервала скоростей

( f_к  - w_к )_I  =  (F_к  - (P*w_o + Q*w_o^’’))/(P + Q ) – i_пр

или

(f_к – w_к)_I  = (f_к –w_о)_i – i_пр

где i_пр – проверяемый (скоростной) подъем, ⁰/₀₀.       

Для повышения точности аналитического расчета интервалы изменения скорости принимаю в пределах 10 км/ч. При определении  ( f_к  - w_к )_I   принимаю  средние значения скорости движения между v_ki   и  v_нi .

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

Длина пути, который проходит поезд на проверяемом подъёме при снижении скорости  от 80 до 60 км/ч  составляет 1926,3м .  Следовательно, поезд массой 4000 т преодолеет проверяемый подъём