Полный_Савостин (Выбор рационального режима ведения поезда для заданного участка), страница 6

Если же поезд выходит с вредного соскоростью меньше допустимой, то в его тормозах 15 будет неоправданно погашеначасть кинетической энергии, что при дальнейшем движении поезда повлечет засобой 15 соответствующее повышение расхода энергии. 15 Экономия времени наподходе к подъему и в начале подъема позволяет более свободно выбиратьрежим ведения поезда на остальной части перегона и более широкоиспользовать на электровозах позиции регулирования скорости,соответствующие максимальным значениям коэффициента полезного действия.При передвижении поезда по участку пути сила тяги локомотива и скоростьизменяется и это сопровождается изменением его коэффициента полезногодействия согласно соответствующим характеристикам.

Для экономииэлектроэнергии желательно, чтобы 5 локомотивы как можно большее 5 времениработали с максимальным коэффициентом полезного действия. Поэтому привыборе рационального режима ведения поезда, помимо анализа составляющих28механической работы, следует оценивать и изменения реализуемого среднегозначения коэффициента полезного действия локомотива. Особое вниманиенеобходимо уделять оценки влияния позиций контроллера управления на расходэлектроэнергии учитывая при этом коэффициент полезного действиялокомотива и основное удельное сопротивление движению.Однако повышение коэффициента полезного действия электровоза все жезаметно ограничивает увеличение удельного расхода электроэнергии так какуменьшается удельный расход на изменение потенциальной энергии.При работе локомотива на трудных элементах профиля 5 пути возможнобоксование его колесных пар.

5 Для оценки потерь энергии, связанных сбоксованием, необходимо знать силу трения и скорость скольжения, а 5 такжевремя или путь, на котором происходит боксование.Исходя из вышеизложенной информации, можно сделать вывод что, приведении поезда по участку машинист должен, исходя из конкретных условийдвижения, быстро и правильно выбирать режим, обеспечивающий заданноевремя хода при наименьшем расходе электроэнергии. При электрической 8 тягепосле трогания поезда с места его разгон 8 ведут при реализации высокой силытяги. При движении по участкам с равнинным профилем пути и относительноредкими остановками 11 режим ведения должен обеспечивать наименьшиеколебания скорости при использовании позиций, соответствующих наиболеевысоким значениям 11 коэффициента полезного действия локомотива.При подходе поезда к подъемам следует заблаговременно увеличивать силутяги локомотива и скорость, чтобы во время входа на подъем поезд имелмаксимальный запас кинетической энергии.

При движении поезда по подъемупо мере уменьшения его скорости и увеличения силы тяги переходят на низшиепозиции регулирования, но не ниже расчетной. В этом случае целесообразноиспользовать позиции регулирования в зависимости от крутизны ипротяженности подъемов. Если крутизна и протяженность подъемов достаточнобольшие, то желательно не допускать продолжительной работы на высокихпозициях регулирования при токе, большем соответствующего расчетной29скорости и расчетной силе тяги.При подходе к уклонам с вредными спусками или к местам где необходимоприменение торможения поезда для снижения его скорости движения, в томчисле и перед остановками, 15 тяговые двигатели отключают для того, чтобыполучить наименьшую возможную, при заданном времени хода, скоростьвыхода на уклон, или скорость начала торможения.

Для большего сниженияскоростей и соответствующего сокращения потерь энергии в тормозахповышают (в пределах возможного) скорости движения на другой частиперегона. Последнее торможение поезда на вредном спуске выполняется стаким расчетом, чтобы скорость поезда при выходе его с этого уклона быларавна или достаточно близка к максимально допустимой.Рекомендации по рациональным режимам вождения поездов выражают врежимных картах.4 ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ304.1 Спрямление и приведение профиля путиВ целях сокращения времени и уменьшения трудоёмкости тяговых расчётовдействительный профиль пути необходимо упростить путём замены рядомрасположенных элементов, близких по крутизне и протяжённости одного и тогоже знака, одним элементом той же длины.

Кроме того, одновременно соспрямлением, проводится дальнейшее упрощение, заключающееся в том, чтодополнительное сопротивление от кривых так же заменяется 1 фиктивнымподъёмом. Эта замена называется приведением профиля пути. 1Спрямленный и приведенный профиль определяется формулой,(4.1)где – спрямленный уклон без учета кривых, ‰;– величина 2 добавочного фиктивного уклона, учитывающегосопротивление от кривых, ‰. 2Крутизна спрямленного уклона определяется по формуле, (4.2)где – уклон действительных элементов 2 спрямленного участка, ‰;– длина действительных элементов 2 спрямленного участка, м.После определения для каждой группы элементов проверена возможностьспрямления по формуле согласно правилам тяговых расчетов,(4.3)31где – длина элемента профиля 22 пули, м;– абсолютная разность между уклонами спрямляемого участка и 22действительного элемента профиля, входящего в спрямленный участок, ‰.Дополнительное сопротивление от кривых участков пути в 2 пределахспрямленного участка определяется по формуле,(4.4)где, – 2 длина и радиус кривой, м.

2Результаты спрямления и приведения заданного профиля Ружино Смоляниново сводятся в таблицы в приложение А.4.2 Пересчет тяговой характеристики электровоза 3ЭС5К (3 секции)Расчет тяговой характеристики для электровоза 3ЭС5К три секции в головес плавным регулированием напряжения на тяговых электродвигателях сводитсяв таблицу 4.1. Используя правила тяговых расчетов, выполняется расчет поформуле,(4.5)где – сила тяги типового электровоза, кН;– коэффициент, учитывающий количество секций заданного электровоза.Коэффициент учитывающий количество секций заданного электровозарассчитывается по формуле, (4.6)32где – количество секций заданного электровоза, = 3;– количество секций типового электровоза, = 2..Таблица 4.1 – Расчет тяговой характеристики электровоза 3ЭС5К (3 секции)No зоны V, км/ч Fк, кН N Fкз = Fк N, кН12345Зона 337,4 5501,582537,9 500,5 750,7539,6 429 643,542,9 352 52845,6 297 445,549,5 231 346,553,35 198 29760,5 148,5 222,7573,1 99 148,575,9 88 132Зона 451,15 522,51,579251,7 500,5 750,7553,9 440 66055,5 398,7 598,0557,7 346,5 519,7560,5 299,75 449,62566 242 36381,95 156,7 235,0599 99 148,5111,65 74,25 111,375ОП155 522,51,5783,7555,5 500,5 750,7557,75 440 66059,95 398,7 598,0563,25 346,5 519,7533Окончание таблицы 4.167,1 299,75 449,62574,25 242 36392,95 156,7 235,05111,65 99 148,5Ограничениепосцеплению0 723,251,51084,87510 632,5 948,7520 585,75 878,62530 561 841,540 544,5 816,7550 528 79260 514,25 771,375Тяговая характеристика электровоза по результатам расчета с нанесением нанее ограничений по сцеплению, приведена на рисунке 4.1Рисунок 4.1 – Тяговая характеристика электровоза 3ЭС5К, три секции в головепоездаТаблица 4.2 – Расчет токовой характеристики электровоза 3ЭС5К (3 секции)No зоны V, км/ч Ida, А N Iдз = Ida N, А12345Зона 336,5 2601,539040 222 33350 138,75 208,12560 99,9 149,8570 77,7 116,5575 70 105Зона 450 3401,551060 238,65 357,97570 177,6 266,43480 144,3 216,4590 126 189100 112 168110 99,9 149,85ОП 152 349,651,5524,47560 288,65 432,970 230 34580 188,7 283,0590 160,95 241,425100 142 213110 127,65 191,475Ограничениепосцеплению0 441,56610 103 154,520 162 24330 222 33340 281 421,550 339 508,560,59 400 600Тяговая характеристика электровоза по результатам расчета с нанесением нанее ограничений по сцеплению, приведена на рисунке 4.2Рисунок 4.2 – Токовая характеристика электровоза 3ЭС5К, три секции в головепоезда4.3 Расчет массы составаМасса состава 31 определяется исходя из условий полного использования силытяги и мощности 35 локомотива 101 при движении поезда по расчётному подъёму сустановившейся 1 скоростью.Расчетная масса состава определяется по формуле 3135(4.7)где – 31 расчетная сила тяги электровоза, = 825000 Н, 31 для 3 зоны;– основное удельное сопротивление движению электровоза 16 под током 2при расчетной скорости 2 км/ч, Н/ кН;– основное удельное сопротивление движению вагонов при расчетнойскорости;– 2 расчетный 1 подъем,Расчет выполняется для звеньевого пути.

Основное удельное сопротивлениедвижению электровоза, Н/ 43 кН, определяется по формуле.(4.8) 43Подставляя численные значения в формулу (4.8) определяется основноеудельное сопротивление движению электровозаН/кН.Для грузовых вагонов на звеньевом пути основное удельное 2 сопротивлениеопределяется по формуле, (4.9)где – 9 средняя масса, приходящаяся на ось вагона, = 21 т. 9Подставив численные значения в формулу (4.9), получимН/кН.В соответствии с этим расчетная масса состава определяется по36формуле (4.7)т.По правилам ПТР масса округляется до 3350 т, но так как по станцииШкотово существует технология постановки подталкивающего локомотива3ЭС5К (три секции) в хвост поезда, то сила тяги увеличится в два раза,следовательно, есть возможность увеличить и массу состава.

Но исходя изцелесообразности данного решения и некоторых факторов, для дальнейшегоисследования принимаем = 6300 т.4.4 Расчет и построение диаграммы удельных 46 ускоряющих изамедляющих сил 46Графики, показывающие зависимость удельных ускоряющих изамедляющих сил от скорости движения, 54 называются диаграммой удельныхускоряющих и замедляющих сил. 1Диаграммы удельных ускоряющих и замедляющих сил 2 рассчитываютсяисходя из тяговых характеристик 2 локомотивов, сил основного сопротивлениядвижению, тормозных сил, 2 массы состава и локомотива.

Расчет выполнялся длязвеньевого пути.Удельные ускоряющие силы в режиме тяги 24 рассчитываются по формуле, (4.10)где - 10 сила тяги электровоза;- основное удельное сопротивление движению электровоза;- 16 основное удельное сопротивление движению состава;- 91 масса локомотива;37- масса состава.Удельные замедляющие силы в режиме выбега 10 определяются 2 по формуле, (4.11)где – основное удельное сопротивление движению 2 электровоза при 16 работебез 9 тока, определяемое по формуле, (4.12)Удельные 24 замедляющие силы в режиме 24 торможения (пневматического)определяются по формуле,(4.13)где – удельная тормозная сила поезда, Н/кН, определяемая по формуле ( 1 дляслужебного торможения умножается на коэффициент равный 0,5), (4.14)где – расчетный тормозной коэффициент, принимается равным 0,33;– 1 расчетный коэффициент трения тормозных 1 чугунных колодок,определяется по формуле.

(4.15) 43Пример расчета удельных ускоряющих сил по формулам 4.8, 4.9, 4.10 при= 37,4 км/ч, для зоны 338Н/кН;Н/кН;Н/кН;Н/кН;Н/кН.Результаты расчетов по формулам 4.11, 4.12, 4.13, 4.14 удобно представить втабличной форме для электровоза 3ЭС5К (три секции) с массой состава 6300 т,результаты приводятся в таблице 4.3.Пример расчета диаграммы удельных замедляющих сил для механическоготорможения при = 10 км/ч:Н/кН;Н/кН ;Н/кН;;Н/кН;Н/кН.39Результаты расчетов удобно представить в табличной форме для электровоза3ЭС5К (три секции) с массой состава 6300 т, результаты приводятся в таблице4.4Таблица 4.3 – Расчет удельных ускоряющих силРежимработы, км/ч, Н, Н/кН, Н/кн, Н/кн, Н/кн,Н/кн12345678Разгон0 1084875 16,79 1,90 0,84 0,89 15,9010 948750 14,68 2,03 0,90 0,95 13,7320 878625 13,60 2,22 0,99 1,04 12,5630 841500 13,02 2,47 1,09 1,15 11,8740 816750 12,64 2,78 1,22 1,29 11,3550 792000 12,25 3,15 1,38 1,46 10,8060 771375 11,94 3,58 1,56 1,65 10,29Зона 337,4 825000 12,77 2,69 1,19 1,25 11,5137,9 750750 11,62 2,71 1,19 1,26 10,3639,6 643500 9,96 2,77 1,22 1,29 8,6742,9 528000 8,17 2,88 1,27 1,34 6,8345,6 445500 6,89 2,98 1,31 1,38 5,5149,5 346500 5,36 3,13 1,37 1,45 3,9152,8 297000 4,60 3,26 1,43 1,51 3,0960,5 222750 3,45 3,60 1,57 1,66 1,7973,1 148500 2,30 4,23 1,83 1,93 0,3775,9 132000 2,04 4,39 1,89 2,00 0,04Зона451,15 792000 12,25 3,20 1,40 1,48 10,7851,7 750750 11,62 3,22 1,41 1,49 10,1353,9 660000 10,21 3,31 1,45 1,53 8,694055,5 598050 9,25 3,38 1,47 1,56 7,7057,7 519750 8,04 3,48 1,51 1,60 6,4460,5 449625 6,96 3,60 1,57 1,66 5,3066 363000 5,62 3,87 1,68 1,77 3,8581,95 235050 3,64 4,73 2,03 2,15 1,4999 148500 2,30 5,83 2,48 2,63 -0,33111,65 111375 1,72 6,76 2,86 3,03 -1,31Окончание таблицы 4.312345678ОП 155 783750 12,13 3,36 1,46 1,55 10,5855,5 750750 11,62 3,38 1,47 1,56 10,0657,75 660000 10,21 3,48 1,51 1,60 8,6159,95 598050 9,25 3,58 1,56 1,64 7,6163,25 519750 8,04 3,73 1,62 1,71 6,3367,1 449625 6,96 3,92 1,70 1,80 5,1674,25 363000 5,62 4,30 1,85 1,96 3,6692,95 235050 3,64 5,42 2,31 2,45 1,19111,65 148500 2,30 6,76 2,86 3,03 -0,73Таблица 4.4 – Результаты расчетов удельных замедляющих сил длямеханического торможения,км/ч,Н/кН,Н/кН,Н/кн,Н/кН,Н/кН,Н/ 44 кН0 2,40 0,84 -0,91 0,27 -89,10 -45,46 -90,0110 2,55 0,90 -0,97 0,20 -65,34 -33,64 -66,3120 2,76 0,99 -1,06 0,16 -53,46 -27,79 -54,5230 3,05 1,09 -1,18 0,14 -46,33 -24,34 -47,5140 3,40 1,22 -1,32 0,13 -41,58 -22,11 -42,9050 3,83 1,38 -1,49 0,12 -38,19 -20,58 -39,6760 4,32 1,56 -1,68 0,11 -35,64 -19,50 -37,3270 4,89 1,76 -1,90 0,10 -33,66 -18,73 -35,5680 5,52 1,99 -2,14 0,10 -32,08 -18,18 -34,22 24190 6,23 2,24 -2,41 0,09 -30,78 -17,80 -33,19100 7,00 2,51 -2,71 0,09 -29,70 -17,56 -32,41110 7,85 2,81 -3,03 0,09 -28,79 -17,42 -31,81По результатам 2 таблицы 4.3 и таблицы 4.4 строятся диаграммы удельныхзамедляющих сил для электровоза 3ЭС5К три секции в голове с массой состава6300 т при механическом торможении представленных на рисунке 4.3Рисунок 4.3 – Диаграмма удельных ускоряющих сил электровоза 3ЭС5К три секции в голове43Пример расчета удельных ускоряющих сил при = 37,4 км/ч, для зоны 3при постановке подталкивающего локомотива 3ЭС5К (три секции) в хвостпоездаН/кН;Н/кН;Н/кН;Н/кН;Н/кН.Результаты расчетов также представим в табличной форме для электровоза3ЭС5К (три секции) с постановкой подталкивающего локомотива 3ЭС5К (3секции) в хвост поезда с массой состава 6300 т, результаты приводятся втаблице 4.5.Пример расчета диаграммы удельных замедляющих сил для механическоготорможения при = 10 км/ч:Н/кН;Н/кН;Н/кН;44;Н/кН;Н/кН.Результаты расчетов представим в табличной форме для электровоза 3ЭС5К(три секции) с постановкой подталкивающего локомотива 3ЭС5К (три секции) вхвост поезда с массой состава 6300 т, результаты приводятся в таблице 4.6.Таблица 4.5 – Расчет удельных ускоряющих силРежимработы, км/ч, Н, Н/кН, Н/кн, Н/кн, Н/кн12345678Разгон0 2169750 32,17 1,90 0,84 0,93 31,2410 1897500 28,13 2,03 0,90 1,00 27,1320 1757250 26,05 2,22 0,99 1,09 24,9630 1683000 24,95 2,47 1,09 1,21 23,7440 1633500 24,22 2,78 1,22 1,35 22,8650 1584000 23,48 3,15 1,38 1,53 21,9660 1542750 22,87 3,58 1,56 1,73 21,14Зона 337,4 1650000 24,46 2,69 1,19 1,31 23,1537,9 1501500 22,26 2,71 1,19 1,32 20,9439,6 1287000 19,08 2,77 1,22 1,35 17,7342,9 1056000 15,66 2,88 1,27 1,40 14,2545,6 891000 13,21 2,98 1,31 1,45 11,7649,5 693000 10,27 3,13 1,37 1,52 8,7652,8 594000 8,81 3,26 1,43 1,58 7,2360,5 445500 6,60 3,60 1,57 1,74 4,8773,1 297000 4,40 4,23 1,83 2,03 2,3775,9 264000 3,91 4,39 1,89 2,10 1,81Окончание таблицы 4.51234567845Зона 451,15 1584000 23,48 3,20 1,40 1,55 21,9351,7 1501500 22,26 3,22 1,41 1,56 20,7053,9 1320000 19,57 3,31 1,45 1,60 17,9755,5 1196100 17,73 3,38 1,47 1,63 16,1057,7 1039500 15,41 3,48 1,51 1,68 13,7360,5 899250 13,33 3,60 1,57 1,74 11,5966 726000 10,76 3,87 1,68 1,86 8,9081,95 470100 6,97 4,73 2,03 2,26 4,7199 297000 4,40 5,83 2,48 2,76 1,64111,65 222750 3,30 6,76 2,86 3,19 0,12ОП 155 1567500 23,24 3,36 1,46 1,62 21,6155,5 1501500 22,26 3,38 1,47 1,63 20,6357,75 1320000 19,57 3,48 1,51 1,68 17,8959,95 1196100 17,73 3,58 1,56 1,73 16,0163,25 1039500 15,41 3,73 1,62 1,80 13,6167,1 899250 13,33 3,92 1,70 1,88 11,4574,25 726000 10,76 4,30 1,85 2,06 8,7192,95 470100 6,97 5,42 2,31 2,57 4,39111,65 297000 4,40 6,76 2,86 3,19 1,22Таблица 4.6 – Результаты расчетов удельных замедляющих сил длямеханического торможения,км/ч,Н/кН,Н/кН,Н/кн,Н/кН,Н/кН,Н/кН 440 2,40 0,84 -0,97 0,27 -89,10 -45,52 -90,0710 2,55 0,90 -1,04 0,20 -65,34 -33,71 -66,3820 2,76 0,99 -1,13 0,16 -53,46 -27,86 -54,5930 3,05 1,09 -1,26 0,14 -46,33 -24,42 -47,5940 3,40 1,22 -1,41 0,13 -41,58 -22,20 -42,9950 3,83 1,38 -1,58 0,12 -38,19 -20,68 -39,7760 4,32 1,56 -1,79 0,11 -35,64 -19,61 -37,43Окончание таблицы 4.670 4,89 1,76 -2,02 0,10 -33,66 -18,85 -35,684680 5,52 1,99 -2,28 0,10 -32,08 -18,32 -34,3690 6,23 2,24 -2,57 0,09 -30,78 -17,96 -33,35100 7,00 2,51 -2,89 0,09 -29,70 -17,74 -32,59110 7,85 2,81 -3,23 0,09 -28,79 -17,62 -32,02По результатам таблицы 4.5 и таблицы 4.6 строятся диаграммы удельныхзамедляющих сил для электровоза 3ЭС5К три секции в голове и три секцииэлектровоза в хвосте поезда с массой состава 6300 т при механическомторможении представленных на рисунке 4.4.Рисунок 4.4 – Диаграмма удельных ускоряющих сил электровоза 3ЭС5К три секции в голове и три секции электровоза вхвосте поезда484.5 Определение ограничений скорости движения поезда по тормозам 2При движении поезда по уклонам его скорость не должна превышатьдопустимых значений, определяемых мощностью тормозной системы.