ПЗ ВКР Королёва С.С. (Разработка нормы расхода электроэнергии на тягу поезда по заданному участку), страница 5

По данным таблицы 2.3 строиться токовая характеристика электровоза 3ЭС5К. Характеристика представлена на рисунке 2.3

Рисунок 2.3 – Токовая характеристика электровоза 3ЭС5К

2.3 Определение массы состава

Масса состава определяется при условии, что поезд движется с установившейся скоростью на расчетном подъеме.

При движении поезда по расчетному подъему с установившейся расчетной скоростью расчетная сила тяги , уравновешивает силы основного и дополнительного сопротивления движению [2]

(2.7)

Сила основного сопротивления движению поезда, выраженная через удельные силы отдельно для локомотива и состава, определяется по формуле [2]

(2.8)

На расчетном подъеме удельные силы дополнительного сопротивления от подъема и кривых заменяют приведенным подъемом . Дополнительное сопротивление движению поездов определяется по формуле [2]

(2.9)

Подставив выражения (2.7) и (2.8) в формулу (2.6), можно определить расчетную силу электровоза :

. (2.10)

Затем определяется масса состава по формуле [2]

(2.11)

где – расчетная сила тяги электровоза, Н;

– расчетный подъем, ‰. Расчетный подъем на заданном участке считается одним из наиболее крутых подъемов, на протяжении которого будет достигнута установившаяся скорость движения поезда. Его определяют на основании анализа приведенных элементов профиля пути с учетом крутизны, протяженности и условия подхода к нему. В рассмотренном спрямлении пути (прил.А) видно что самым крутым является приведенный подъем спрямленного элемента 51 ( ‰).

– удельное основное сопротивление движению электровоза под током, Н/кН;

– основное удельное сопротивление движению вагонов при расчетной скорости, Н/кН;

– ускорение свободного падения, м/с².

Удельное основное сопротивление движению электровоза под током и основное удельное сопротивление движению вагонов определяется по форму-

лам [2].

Для электровоза 3ЭС5К [2] кН, км/ч (зона 3).

Основное удельное сопротивление локомотива определяется, Н/кН, по формуле (7) (см. [2])

;

Н/кН.

Основное удельное сопротивление движению состава рассчитывается, Н/кН, по формуле (22) (см. [2])

;

Н/кН.

Определение массы состава, т, по формуле (2.11)

т т.

Масса состава, сформированная из грузовых вагонов, при движении по бесстыковому пути с установившейся скоростью на расчетном подъеме ‰ будет ровна т.

2.4 Расчет и построение удельных укоряющих и замедляющих сил

Для решения уравнения движения поезда нужно знать удельные ускоряющие и замедляющие силы, действующие на поезд в режимах тяги, выбега и торможения. Использование удельных сил – сил, отнесенных к единице веса поезда, упрощает решение уравнения движения поезда.

Диаграммы удельных ускоряющих и замедляющих сил рассчитываются исходя:

- из тяговых характеристик электровоза;

- сил основного сопротивления движению, тормозных сил;

- веса состава и электровоза.

Удельные ускоряющие силы в режиме тяги при движении поезда по прямолинейному горизонтальному пути определяются как разность между удельной силой тяги и удельной силой основного сопротивления движению по формуле (2.12) [2]

, (2.12)

где – основное удельное сопротивление движению поезда, которое в соответствии с [6] рассчитывается по формуле (2.13)

. (2.13)

Силы тяги для электровозов переменного тока принимают по тяговых характеристикам при разгоне по ограничивающим линиям и при работе на рабочих позициях (зонах).

Удельные замедляющие силы при выбеге определяются по формуле (2.14)

, (2.14)

где – удельное основное сопротивление движению электровоза без тока, определяемое по формуле (2.15)

. (2.15)

Удельные замедляющие силы в режиме механического торможения (пневматического) определяются по формуле (2.16)

, (2.16)

где – удельная тормозная сила поезда, Н/кН, определяемая по формуле (2.17)

, (2.17)

где – расчетный тормозной коэффициент, принимаемый равным 0,33 для грузового поезда;

– расчетный коэффициент трения тормозных колодок, определяемый по формулам, приведенным в [5] в зависимости от типа тормозных колодок.

Для чугунных тормозных колодок расчетный коэффициент трения тормозных колодок определяется по формуле (59, см. [5]) (2.18)

(2.18)

Построенные диаграммы ускоряющих и замедляющих сил характеризуют удельные силы, действующие на поезд при любой скорости на прямолинейном горизонтальном пути при различных режимах: в тяге, на выбеге и при служебном (экстренном) торможении.

Рассчитываются величины удельных ускоряющих сил, удельного сопротивления движению и удельных замедляющих сил при торможении для электровоза 3ЭС5К массой т, с составом массой т, сформированным из 4-осных вагонов на роликовых подшипниках, со средней нагрузкой т.

Пользуясь тяговой характеристикой, находим для каждой скорости соответствующее значение силы тяги . Вначале определяются значения удельных ускоряющих сил для зоны 3.

Для скорости км/ч:

Н/кН.

Затем по формуле (7) (см. [2]) определяется удельное основное сопротивление движению электровоза , для км/ч:

Н/кН.

Рассчитаем основное удельное сопротивление движению 4-осных вагонов на роликовых подшипниках при средней нагрузке т, по формуле (22) для км/ч:

Н/кН.

Общее сопротивление движению поезда определяется по формуле (2.19)

; (2.19)

Н/кН.

Для км/ч удельная ускоряющая сила будет ровна:

Н/кН.

Результаты для других значений скорости заносим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 – Результаты расчета величины удельных ускоряющих сил