191
мических расчетах и даже нормирования расхода топлива и электроэнергии на тягу поездов, следует предостеречь от их использования в тяговых расчетах для поездной работы и тем более в исследовательских работах по тяге, потому что они не учитывают использования кинетической энергии поезда и влияния сочетаний по крутизне и протяженности различных элементов реального профиля пути, сопротивление движению при различных скоростях существенно отличается от сопротивления при средней скорости, средняя скорость по времени не равна средней по пути.
Более достоверную информацию о профиле пути приносит отношение механической работы А, рассчитанной на реальном профиле пути, к перевозочной работе (тс + тл) s:
i} = A/(mc + ma)s. (12.4>
Для разных целей определяют механическую работу: силы тяги, сил сопротивления движению и тормозной силы.
Рассмотрим расчет механической работы силы тяги. Заданы: масса состава, типы вагонов и осевых подшипников, масса вагона, тяговая характеристика локомотива, интегральная кривая v (s), профиль пути. Требуется определить механическую работу локомотива в режиме тяги.
Решение более наглядно выполнить графоаналитическим методом. Для построения графиков FK(v) и FK(s) необходимо принять такие масштабы скорости и пути, какие были приняты при построении интегральной кривой v(s). Выбираем масштаб силы тяги Кр, мм/кН.
Вначале строим диаграмму FR (v) по тяговой характеристике при расчетной позиции контроллера и располагаем рядом с кривой v(s) так, чтобы оси скоростей совпадали между собой (рис. 12.1). Для ре-
шения задачи в качестве исходной информации используем тяговую характеристику FK (v) и профиль пути, недостающая информация наблюдается на каждом шаге управления по интервалам скорости интег ральной кривой v (s).
Интервалы скорости принимают те, которые получились при построении кривой v (s): Au01, Аи12,.... Скорость в начале каждого интервала обозначим иа, в конце — VK. Соответствующие им силы найдем на диаграмме FK (v) и обозначим FKlt,FKK. Значения v„, FKH и VK, FKK запишем в_ графы I—4 табл. 12.1, а на планшете v (s) будем вычерчивать график FK (s), как показано на рис. 12.1. Далее определяем среднее значение силы тяги FKJiK = (FKa -+- FKK)/2 в каждом интервале скорости и заносим в графу 5. В графе 6 надо записать путь As,IK, проходимый поездом при изменении скорости в каждом интервале, что легко получить, если спроектировать точки ин и ок кривой v(s) на ось пути s. В графе 7 запишем работу касательной силы тяги на каждом интервале пути: FKHK AsIIK. Просуммировав значения графы 7, получим механическую работу касательной силы тяги на участке, выраженную в кН • м:
Л „т ДМ^кпкА*,,,,.),. (/-= 1, 2, .... П).
Если механическую работу определять по опытной записи на ленте динамометрического стола в форме Fя (s) — динамометрической силы в функции пути, то, как будет показано далее, необходимо по графику Fл (s) построить график FK (s) и методом планиметрирования или методом приближенного интегрирования по Симпсону с учетом масштабов определить механическую работу
1000 1
Л-=———— —— Q, (12.5)
У kp
где у — масштаб пути; и — площадь диаграммы.
Механическую работу сил основного сопротивления движению и тормозных сил можно определить аналогичным способом, построив
7 Лак. 2251 193
зависимости W0 (s) и Дт (s). Приближенно можно определить механическую работу поезда в кДж по сопротивлению движению:
A = \(w"0 + 9,&li)mc+(w^ + 9,8li)m}l]s, (12.6)
где w'g, w'a — соответственно удельные основные сопротивления состава и локомотива при средней скорости, Н/т; 9,81 i — удельное сопротивление от уклона, Н/т; тс, тл — масса соответственно состава и локомотива, т; s — пройденный путь, км.
12.3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА РАСХОДА ТОПЛИВА ТЕПЛОВОЗАМИ
Расход топлива на тягу поезда в режиме переменной нагрузки на перевалистом профиле пути представляет собой интегральную функцию:
f
£т \ С А/, (12.7) о
где G — расход топлива на каждый момент времени, кг/мин; Д^ — время, мин.
Графическую зависимость G (v, пк) называют расходной характер-MCI и кой (рис. 12.2). Получают ее опытным путем и она является паспортной характеристикой тепловоза.
Решить уравнение (12.7) в квадратурах нельзя потому, что подынтегральная функция является нелинейной, эмпирической. Решить его
можно в форме задачи Коши, если принимать G постоянным в каждом интервале скорости, соответствующей средней скорости в интервале:
(2 п £=(GcU^2 О,- Д^, (=1,2,... /i. (12.8)
i, i=l
Расчеты удобно производить в табличной форме (табл. 12.2).
Скорость в начале и в конце интервала VHUVK принимают по интервалам кусочно-линейной зависимости v (s). Время в интервале скорости А^нк принимается по кусочно-линейной зависимости t (s). Расход топлива Сср, соответствующий иср, принимают по расходной характеристике при наивысшей позиции контроллера,, так как построения графика v (s) произведены при этой пк. Можно воспользоваться также энергетической характеристикой тепловоза (рис. 12.3).
Необходимо еще учесть расход топлива на работу дизеля во время стоянок и холостого хода (табл. 12.3) g*tx, где gx — расход топлива
на холостом ходу дизеля в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, кг/мин; tx — время стоянок на промежуточных станциях и холостого хода тепловоза на спусках, мин.
Частота вращения коленчатого вала дизеля на холостом ходу нормирована ПТР по сериям тепловозов. Графическая зависимость gx (n) — опытная (рис. 12.4). Необходимо учитывать также расход топлива на передвижение тепловоза по деповским и станционным путям gcKtcK, гДе £ед — расход на одиночное следование тепловоза по станционным
и деповским путям, кг/мин, нормирован по сериям тепловозов; /сд — время передвижения, мин. Тогда расход топлива за рейс (поездку в один конец) на участке
£•-- V 0,;Л/,--Ь£хгх + £сд/(.д. (12.9) ьи
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.