147617 (Сравнение основных показателей тепловозной и электрической тяги)

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Кафедра: «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

Курсовая работа

По дисциплине: «Локомотивы (общий курс)»

Сравнение основных показателей тепловозной и электрической тяги

Студент группы ТЛТ – 451

Меркулов П.М.

Консультант: Яцков М.А.

Москва 2008

Содержание:

Введение

1.Определение основного удельного сопротивление движению

1.1 Определить основное удельное сопротивление локомотива (тепловоза и электровоза )

1.2 Определение основного удельного сопротивлению движению поезду (вагонов )

1.3 Определение общего полного сопротивления поезда

2 Определение средней скорости движения поезда по участку используя различные режимы тяги

3. Определение касательной мощности локомотива

4. Определение расходов энергоресурсов различными видами тяги

4.1 Определение расходов топлива тепловозом на тягу поездов

4.2 Определение расходов электроэнергии электровозом

5. Сравнение электровозной и тепловозной тяги

5.1 Сравнение видов тяги по расходу энергоресурсов

5.2 Сравнение локомотивов по тяговым характеристикам

6. Индивидуальное задание

Вывод

Список используемых источников

Введение:

Исходные данные:

1) Серия тепловоза 2М62

2) Число секций тепловоза 2

3) Серия электровоза ВЛ 11

4) Число секций электровоза 2

5) Вес состава , кН. 30000

6) Длина эксплуатируемого участка, км - 450

7) Расчетный подъем , ‰ - 2

8) Характеристика состава

8.1) Масса 4-х осных вагонов на роликовых подшипниках , т – 50 (40%)

8.2) Масса 6-ти осных вагонов на роликовых подшипниках , т – 90 (60%)

9) Тема индивидуального задания «Провести спрямление пути (профиль № 10)»

Необходимо рассчитать или выбрать:

1. Удельное и полное сопротивление движение поезда по перегону

2. Определить среднюю участковую скорость и время движение поезда по перегону

3. Определить расход энергоресурсов на тягу поездов

4. Провести сравнение двух видов тяги

5. Выполнить индивидуальное задание

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

ДВИЖЕНИЮ ПОЕЗДА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ТЯГИ

1.1 Определение основного удельного сопротивление движению

локомотивов

Неуправляемые внешние силы, направленные в сторону противоположную направлению движения поезда и, следовательно, препятствующие его движению, называются действительными силами сопротивления движению.

Сопротивлением движению поезда называют эквивалентную силу, приложенную в зонах (точках) касания колес с рельсами, на преодоление которой затрачивается такая же работа, как на преодоление всех неуправляемых действительных сил препятствующих движению.

Классификация сил сопротивления основана на их разделении по следующим признакам, с соответствующими обозначениями:

а) по отношению к весу подвижного состава различают:

-полное сопротивление - W, Н;

-удельное сопротивление - w, Н/кН.

б) по условиям эксплуатации:

-основное сопротивление - W_O, w₀;

-дополнительные сопротивления - W_доп, w_доп;

-добавочное сопротивление при трогании с места – W_тр,w_тр;

-общее сопротивление - W_K, w_к.

В первом разделе курсовой работы необходимо определить общее удельное сопротивление поезда приложенное в точке касания колеса с рельсом и являющаяся эквивалентной результирующей всех сил сопротивления W_K

Общее сопротивление движению подвижного состава представляет собой алгебраическую сумму основного, дополнительных и добавочного сопротивлений.

Определение основного удельного сопротивления движению локомотивов производится по следующей эмпирической зависимости, Н/кН

, (1)

где V – скорость движения локомотива , км/ч

Для тепловоза - определяются два значения основного удельного сопротивления движению локомотива w_o: при движении с расчетной v_p и конструкционной v_K скоростями; значения расчетной v_p и конструкционной - v_K скоростей движения принимаются по данным ПТР

Для тепловоза 2М62 v_p=20 км/ч

v_к=100 км/ч

Поэтому: при v_p

при v_к

Для электровозов постоянного тока - расчеты величины w_o проводятся для скоростей движения: длительного режима v_∞ и конструкционной v_K ; значения скорости длительного режима v_∞ и конструкционной скорости v_K движения принимаются по данным ПТР.

Для электровоза 2ВЛ11 v_∞=51,2 км/ч

v_к=100 км/ч

Поэтому: при v_∞

при v_к

1.2 Определение основного удельного сопротивления движению состава поезда (вагонов)

Основное удельное сопротивление движению грузового состава поезда, состоящего из четырех- и шестиосных вагонов,определяется по следующей формуле, Н/кН

(2)

где α,β- доля веса четырех- и шестиосных вагонов в составе поезда, соответственно (из задания);

- основное удельное сопротивление движению четырехосных вагонов на роликовых подшипниках, Н/кН; - основное удельное сопротивление движению шестиосных вагонов, Н/кН.

Величины и определяются по эмпирическим формулам в зависимости от загрузки вагонов q₀, скорости движения v и типа пути.

, (3)

, (4)

Расчеты основного удельного сопротивления движению состава поезда (вагонов) w_o' рекомендуется провести раздельно по видам тяги:

а) для тепловоза - при ведении поезда с расчетной v_p и конструкционной v_K скоростями движения;

б) для электровоза - при ведении поезда со скоростью длительного

режима v_∞ и конструкционной скоростью v_K движения.

Для тепловоза 2М62:

Н/кН при v_p

Н/кН при v_к

при v_p

при v_к

при v_p

при v_к

Для электровоза 2ВЛ11:

Н/кН при v_∞

Н/кН при v_к

при v_∞

при v_к

при v_∞

при v_к

1.3. Определение общего полного сопротивления движению поезда

Общее полное сопротивление движению поезда W_K представляет собою алгебраическую сумму основного и дополнительного сопротивления от уклона профиля пути сопротивлений, Н

W_к = W₀ + W_i (5)

где W_o - основное полное сопротивление движению поезда, Н

W_o=w₀'P+ w_o"Q, (6)

где - основное удельное сопротивление движению локомотива, Н/кН; определяется по уравнению (1);

- основное удельное сопротивление движению состава поезда, Н/кН; определяется по формуле (2);

Р - сцепной вес локомотива, кН; определяется по данным таблиц 22 и 5ПТР[1]; Р_т=2380кН ; Р_э=1840кН ;

Q - вес состава поезда, кН; (из задания); Q=30000kH

Wj -дополнительное сопротивление движению поезда от уклона профиля пути, Н; определяется по следующей зависимости:

Wi = i_р(P+Q), (7)

i_p - крутизна расчетного уклона (подъема),‰ (из задания). i_p=5‰

Подставив (6) и (7) в уравнение (5), после простейших алгебраических преобразований получим, Н

(8)

При выполнении курсовой работы величина общего полного сопротивления движению поезда W_k определяется по формуле (8) раздельно по видам тяги для скоростей движения: а) для тепловоза - при ведении поезда с расчетной v_p и конструкционной v_K скоростями движения;

б) для электровоза - при ведении поезда со скоростью длительного режима v_∞ и конструкционной скоростью v_K движения:

Для тепловоза 2М62:

при v_p

при v_k

Для электровоза 2ВЛ11:

при v_∞

при v_k Результаты расчетов величины общего полного сопротивления движению поезда W_K целесообразно оформить в виде таблицы, аналогичной табл. 1.

Таблица 1

Результаты расчетов величины общего полного сопротивления движению поезда W_к

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ И ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДА ПО УЧАСТКУ

2.1. Определение средней скорости движения поезда по участку при использовании различных режимов тяги

Для определения скорости и времени хода поезда по участку предлагается использовать способ равновесных скоростей, который относится к числу приближенных методов.