Переходя к более привычным удельным величинам имеем:
,
где ik – тангенс угла наклона элемента профиля пути;
lk – длина элемента профиля пути.
Увеличение массы поезда наиболее просто достигнуть за счет превышения критической массы на участке с помощью организационных мер – разработки рекомендаций локомотивной бригаде по ведению тяжеловесного поезда по участку (минимальные скорости проследования отдельных участков, места применения рекуперации (или запрещения использования рекуперации и т.д.). В этом случае, возможно, что длина поезда не будет превышать полезную длину приемоотправочных путей станций участка.
При использовании нескольких локомотивов, как правило, длина поезда превышает полезную длину приемоотправочных путей станций, следовательно, необходимы дополнительные организационные мероприятия по пропуску таких поездов. Кроме этого, возможны потери времени на расцепление таких поездов перед конечными станциями, что может свести на нет усилия из-за задержки остальных поездов на участке. При использовании нескольких электровозов увеличивается нагрузка на систему тягового энергоснабжения и может потребоваться введение дополнительных тяговых подстанций и усиления контактной сети, что так же снижает эффект от увеличения массы поезда.
Вывод: увеличение длины и массы поезда – "палка о двух концах".
8.2. Выбор рациональных схем формирования грузовых поездов.
Расчет ограничения массы поезда по схеме ЛС (при отсутствии ограничений по мощности локомотива, сцеплению, нагреванию электротягового оборудования) производится для условий равномерного или равноускоренного движения поезда под действием медленно изменяющихся во времени внешних сил – сопротивления движения и силы тяги. В этом случае продольные силы в поезде обусловлены внешними силами и силами инерции, которые определяются ускорениями его масс. Относительные перемещения отдельных вагонов при этом практически не влияют на силовые взаимодействия в нем.
Рассмотрим поезд, массой Q, сформированный по схеме ЛС и движущийся по уклону, крутизной i с постоянным ускорением а. Величина продольной силы в сечении х определяется выражением
.
Для поезда, находящегося на двух элементах профиля:
.
Для поезда, находящегося на n элементах профиля можно записать n уравнений. В общем случае, при нумерации участков с хвоста поезда, продольная сила в сечении х будет равна:
,
где 
.
Как видно из рисунков, при формировании грузового поезда по схеме ЛС максимальное значение продольной силы наблюдается в голове поезда. Результаты расчета сравниваются с регламентируемыми значениями прочности автосцепки. Наибольшая сила тяги локомотива, находящегося в голове поезда, при трогании с места и разгоне до 10 км/ч не должна превышать 0,95 МН, а при разгоне и движении по труднейшему подъему – 1,3 МН.
В том случае, если необходимая сила тяги не может быть реализована по условиям прочности автосцепки, следует использовать локомотивы, распределенные по длине поезда. При этом возможно несколько схем формирования поезда.
Наиболее
распространенной является схема ЛСЛС – соединенный поезд, состоящий из
двух обычных поездов. В случае если массы обоих поездов одинаковы, то эпюра
продольных сил будет иметь вид:
В этом случае
максимальные продольные силы наблюдаются в голове каждого поезда. Они равны
между собой (F1 = F2). Каждый локомотив как бы везет только
свой поезд. Такая схема формирования рациональна при равенстве 
масс поездов
критической массе на участке.
В случае если массы объединенных поездов неравны, то при одинаковых силах тяги локомотивов в хвосте первого поезда наблюдается область сжатия вагонов.
Для исключения сжатия
вагонов необходимо перераспределить силу тяги локомотивов. Однако при этом мощность
второго локомотива недоиспользуется.
Формирование поездов неодинаковой массы рационально, если критическая масса на участке меньше ограничения по длине станционных путей.
При формировании поезда по схеме ЛССЛ наблюдается сжатие вагонов во втором составе.
Для уменьшения сжатой
части поезда целесообразно усилить тягу в голове поезда и уменьшить в хвосте.
Это повысит устойчивость против выжимания вагонов и уменьшит сопротивление
движению и воздействие на путь.
При рассмотрении вариантов формирования поездов, при котором наблюдаются области сжатия вагонов необходимо выполнять проверку по поперечной устойчивости вагонов в рельсовой колее и самой рельсовой колеи. Максимально допустимые продольные сжимающие силы зависят от типа подвижного состава и нагрузки на ось. Для четырехосных вагонов допускается продольная сжимающая сила 0,5 МН при нагрузке на ось до 12 т и 1 МН при нагрузке свыше 12 т. Для восьмиосных вагонов – соответственно 1 и 2,5 МН.
9. Тяговые и тормозные свойства ЭПС с бесколлекторными ТД.
К бесколлекторным ТД, применяемым на подвижном составе ж.д. следует отнести асинхронные и вентильные ТД. Приоритет в применении бесколлекторных ТД объясняется тем, что у них отсутствует коллекторно-щеточный аппарат – наиболее уязвимая часть коллекторного двигателя. Он может ограничивать мощность ТД по нагреву, ограничивает максимальное напряжение и частоту вращения якоря, а кроме того уменьшает активную длину якоря и полюсов – т.е. снижает потенциальную мощность. В эксплуатации коллекторно-щеточный аппарат требует к себе пристального внимания – начиная от периодической смены щеток и заканчивая очисткой коллекторного узла от токопроводящей пыли от изнашивающихся щеток и коллектора. При ремонте коллекторного двигателя необходимо обтачивать износившийся коллектор и продороживать его, чего не требуется для асинхронного ТД.
Применение бесколлекторных ТД позволит увеличить мощность ЭПС в 1,5–1,7 раза по сравнению с коллекторными при сохранении габаритных размеров ТД на прежнем уровне. Эксплуатационные расходы снизятся на 30–40%. Стоимость бесколлекторных ТД в 1,5–1,7 ниже.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.