Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема. Определение массы состава

1 АНАЛИЗ ПРОФИЛЯ ПУТИ И ВЫБОР РАСЧЕТНОГО ПОДЪЕМА

Расчетный подъем – это наиболее трудный для движения в данном направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответствующая расчетной силе тяге локомотива.

Величину расчетного подъема i_р выбираем в зависимости от типа профиля для каждого перегона и на этой основе – для всего заданного участка.

Анализируя заданный профиль пути видно, что наряду с подъемом большой протяженностью имеется подъем с большей крутизной, но небольшой длиной (i = 12,5 ‰, s = 1850 м), условия подхода к которому таковы, что возможно прохождение его за счет использования кинетической энергии без снижения скорости движения поезда ниже расчетной скорости локомотива. За расчетный же принимаем подъем меньшей крутизны, но большей длины (i = 10,0 ‰, s = 6800 м).

За расчетный подъем выбираем элемент № 7.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ состава

Масса состава – один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы составов позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической электроэнергии, снизить себестоимость перевозок. Поэтому массу грузового состава определяют исходя из полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.

Для выбранного расчетного подъема массу состава в тоннах вычисляют по формуле

                                          ,                                            (1)

где F_кр – расчетная сила тяги локомотива, F_кр = 396300 Н [1];

         Р – расчетная масса локомотива, Р = 254 т [1];

      ω₀’ – основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН;

      ω₀” – основное удельное сопротивление состава, Н/кН;

i_р – крутизна расчетного подъема, ‰;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

Величины ω₀’ и ω₀” определяют для расчетной скорости локомотива.

Основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН, рассчитаем по формуле

,                                      (2)

где v – расчетная скорость локомотива, v = 20,5 км/ч [1].

 Н/кН.

Основное удельное сопротивление состава, Н/кН, рассчитаем по формуле

,                                      (3)

где α, β, γ – соответственно доли 4-, 6- и 8-осных вагонов в составе по массе;

         ω₀₄” – основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов,

Н/кН:

при подшипниках скольжения

,                                         (4)

при роликовых подшипниках

,                                       (5)

в нашем случае

;                                           (6)

ω₀₆” – основное удельное сопротивление 6-осных груженых вагонов, Н/кН:

;                                          (7)

ω₀₈” – основное удельное сопротивление 8-осных груженых вагонов, Н/кН:

,                                        (8)

где q₀₄, q₀₆, q₀₈ – масса, приходящаяся на одну колесную пару соответственно

 4-, 6-, 8-осного вагона, т/ось,

, , ,                                               (9)

где q₄, q₆, q₈ – масса брутто соответственно 4-, 6- и 8-осного вагона, т.

т/ось,

т/ось,

т/ось,

Н/кН,

Н/кН,

Н/кН,

Н/кН,

Н/кН,

Н/кН,

т.

Полученное значение массы состава округляем до значения Q = 3400 т, и данное значение используем в дальнейших расчетах [1].

Таблица 2 – Спрямление профиля пути

№ элемента	Крутизна элементов i, ‰	Длина элементов s, м	Кривые		Длина спрямленного участка sс, м	Крутизна спрямленного участка i'с, ‰	Фиктивный подъем от кривых i"с, ‰	Суммарная крутизна спрямленного участка iс= i'с+ i"с, ‰	№ спрямленных участков
			R, м	Sкр, м
1	-2,5	1700			1700	-2,5	-	-2,5	1
2	-1,5	2400	650	350	4800	-1,3	+0,1	-1,2	2
3	-3,5	800
4	0,0	1600
5	+12,5	1850			1850	+12,5	-	+12,5	3
6	+3,5	500			500	+3,5	-	+3,5	4
7	+10,0	6800			6800	+10,0	-	+10,0	5
8	+1,5	1600			1600	+1,5	-	+1,5	6
9	0,0	800	1500	600	800	0,0	+0,4	+0,4	7
10	-9,0	1200			1200	-9,0	-	-9,0	8
11	0,0	1000	1000	500	1000	0,0	+0,4	+0,4	9
12	+6,0	800	650	450	1400	+5,4	+0,4	+5,8	10
13	+4,5	600
14	0,0	500			500	0,0	-	0,0	11
15	-7,0	7375			7375	-7,0	-	-7,0	12
16	-2,0	1250			1250	-2,0	-	-2,0	13
17	0,0	2500			2500	0,0	-	0,0	14
18	+2,0	1700	1300	600	1700	+2,0	+0,2	+2,2	15
19	0,0	1600			1600	0,0	-	0,0	16

Длина участка  ∑s_i = 36575 м.

Таблица 3 – Результаты расчета удельных равнодействующих сил. Локомотив ТЭ3; масса состава Q = 3400 т.

	Режим тяги								Режим холостого хода				Режим торможения
v,км/ч	Fк,, Н	ω0’, кН	W’0= ω0’Pg, Н	ω0”, кН	W’’0= ω0”Pg, H	W0=W’0+W’’0, H	Fк – W0, H	fк - ω0, H/кH	ωх, H/кH	Wх=ωхPg, H	Wх+W’’0, H	ω0х, H/кH	φкр	bт=1000 φкрυр, Н/кН	ω0х+0,5bт, Н/кН	ω0х+bт, Н/кН
0	510100	2,03	5050	0,96	32000	37050	473050	13,2	2,55	6350	38350	1,07	0,27	84,984	43,56	86,05
10	510100	2,03	5050	0,96	32000	37050	473050	13,2	2,55	6350	38350	1,07	0,198	37,757	19,95	38,83
13	510100	2,08	5200	0,98	32700	37900	472200	13,17	2,6	6500	39200	1,09	0,185	35,278	18,73	36,37
20,5	396300	2,23	5550	1,04	34700	40250	356050	9,93	2,77	6900	41600	1,16	0,161	30,701	16,51	31,86
30	280000	2,47	6150	1,14	38000	44150	235850	6,58	3,05	7600	45600	1,27	0,14	26,697	14,62	27,97
40	210000	2,78	6950	1,26	42050	49000	161000	4,49	3,4	8450	50500	1,41	0,126	24,027	13,42	25,44
50	165000	3,15	7850	1,4	46700	54550	110450	3,08	3,83	9550	56250	1,57	0,116	22,12	12,63	23,69
52,8	160000	3,26	8100	1,44	48050	56150	103850	2,9	3,96	9850	57900	1,62	0,113	21,548	12,39	23,17
60	140000	3,58	8900	1,56	52050	60950	79050	2,21	4,32	10750	62800	1,75	0,108	20,595	12,05	22,35
70	125000	4,07	10150	1,75	58350	68500	56500	1,58	4,89	12200	70550	1,97	0,102	19,45	11,7	21,42
80	110000	4,62	11500	1,96	65350	76850	33150	0,92	5,52	13750	79100	2,21	0,097	18,497	11,46	20,71
90	95000	5,23	13050	2,19	73050	86100	8900	0,25	6,23	15500	88550	2,47	0,093	17,734	11,34	20,2
100	90000	5,9	14700	2,44	81400	96100	-6100	-0,17	7	17450	98850	2,76	0,09	17,162	11,34	19,92

12 определение расхода дизельного топлива

Расход дизельного топлива тепловозом на заданном участке определяется по формуле, кг

E = Gt_т + g_хt_х,                                                     (35)

где G – расход дизельного топлива тепловозом на режиме тяги при 16-м положении рукоятки контроллера, кг/мин; G = 11,4 кг/мин [1];

t_т – суммарное время работы тепловоза на режиме тяги, мин;

g_т – расход топлива тепловозом при выключенном токе (режимы холостого хода и торможения), кг/мин; g_х = 0,7 кг/мин [1];

t_х – суммарное время движения тепловоза на режиме холостого хода и торможения, мин.

Время работы тепловоза t_т и t_х определяется по кривой времени t = f(s)и отметкам об изменении режима работы тепловоза на кривой скорости v = f(s).

Удельный расход топлива, кг/10⁴ткм

 .                                                   (36)

Удельный расход топлива обычно приводится к удельному расходу