Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

i_э=23,01-11,7=11,31 ‰.

7 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА

Общие суммарные затраты на перемещение поезда определяют по формуле

, (7.1)

где С_ч – стоимость одного поездо-часа, руб.; S – длина участка, км;
– установившаяся (средняя) скорость движения поезда, км/ч;
С_э – стоимость одного кВтч, руб.; A – общий расход электроэнергии, кВтч.

При заданных значениях массы поезда и скорости движения расход электроэнергии в кВтч определяют по уравнению

, (7.2)

где _э – средний кпд электровоза; _о – основное удельное сопротивление движению грузового поезда при движении под током, Н/кН.

Основное удельное сопротивление движению поезда при движении под током рассчитывают по формуле

, (7.3)

где – основное удельное сопротивление движению локомотива при движении под током (режиме тяги), Н/кН.

Представим основное удельное сопротивление движению поезда в общем виде:

. (7.4)

Значения постоянных коэффициентов a, b, и c определяют путем подстановки в уравнение (4.4) эмпирических зависимостей и .

Так, например, для поезда, состоящего из 4-осных груженных вагонов с подшипниками качения движущегося по звеньевому пути основное удельное сопротивление движению электровоза в соответствии с [1] определяют по формуле

. (7.5)

Основное удельное сопротивление движению состава 4-осных вагонов на роликовых подшипниках в соответствии с [1] определяют по формуле

. (7.6)

Подставив в уравнение (4.4) эмпирические зависимости (4.5) и (4.6) получим значения постоянных коэффициентов a, b, и c

a = (1,9m_л + (0,7 + 3 / m_во)m_с) / (m_л + m_с); (7.7)

b = (0,00906 m_л + 0,09 m_с / m_во) / (m_л + m_с); (7.8)

c = (0,000227 m_л + 0,002 m_с / m_во) / (m_л + m_с). (7.9)

Подставив выражение основного удельного сопротивления уравнения (7.4) в уравнение (7.1), получим

. (7.10)

Уравнение (7.10) является основой для определения оптимальной скорости движения поезда. Существует несколько способов для решения этой задачи. Первый метод изложен в [5]. При решении этим методом необходимо взять производную выражения (7.10) по скорости и приравнять ее к нулю:

, (7.11)

где:

. (7.12)

Рисунок 7.1- Определение оптимальной скорости

Для определения оптимальной скорости первым методом необходимо построить функциональную зависимость ( ) (рис. 3), задаваясь значениями скорости в подкоренном выражении (7.12), а затем провести из начала координат прямую ОА под углом 45°. Точка пересечения этой прямой с построенной кривой и определит оптимальную, экономически целесообразную скорость движения поезда.

При определении оптимальной скорости движения поезда вторым методом необходимо рассчитать и построить зависимости временной и энергетической составляющих правой части уравнения (7.1). Просуммировав их значения при одинаковых скоростях движения поезда, определяют общие затраты. Затем необходимо построить зависимость С_пп( ) и по минимальным суммарным затратам определить оптимальную скорость движения поезда.

Оптимальную скорость можно найти также, решив следующее уравнение третей степени, вытекающее из формулы (7.11)

. (7.13)

Рисунок. 7.2.- Определение оптимальной скорости движения поезда по общим (суммарным) затратам: 1 – зависимость временных затрат; 2 – зависимость энергетических затрат; 3 – зависимость общих затрат.

Таким образом, для определения оптимальной скорости движения поезда можно использовать любой из рассмотренных выше методов. Все они дают практически одинаковый результат.

7.1 Первй метод определения оптимальной скорости

Требуется определить оптимальную скорость грузового поезда (первым методом), состоящего из электровоза массой 288 т и состава массой 6300 т, сформированного из 4-осных вагонов на роликовых подшипниках. Масса приходящаяся на ось вагона равна 22 т.

Используя выражения (7.8) и (7.9), определим постоянные коэффициенты b и c:

b = (0,00906288 + 0,096300 / 22) / (288 + 6300) = 0,0045;

c = (0,000227288 + 0,0026300 / 22) / (288 + 6300) = 0,000102.

Задаваясь различными значениями скоростей в подкоренном выражении (7.12), определим ( ) (табл. 7).

Таблица 7.1- Определение зависимости ( )

, км/ч	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
( )	75,5	65,9	59,2	54,2	50,3	47,1	44,5	42,3	40,3	38,6

По данным табл. 7.1 построим график зависимости скорости от ( ) и нанесем на него прямую линию ОА (рис. 7.1).

Рисунок. 7.3.-Оптимальная скорость движения поезда (способ 1-й)

Из рисунка 7.3 видно что, оптимальная скорость движения поезда равна 53 км/ч (точка пересечения прямой ОА с кривой ( )).

7.2 Второй метод определения оптимальной скорости

Требуется определить оптимальную скорость грузового поезда (вторым методом), состоящего из электровоза массой 288 т и состава массой 6300 т, сформированного на 90 % из 4-осных вагонов на подшипниках скольжения, на 10 % из 4-осных вагонов на роликовых подшипниках; масса приходящаяся на ось вагона – 22 т; длина участка – 121 км; эквивалентный уклон составляет 11,31 ‰.

Основное удельное сопротивление движению электровоза, Н/кН,
определяем по формуле (4.5). Для скорости 10 км/ ч

Основное удельное сопротивление движению состава 4-осных вагонов на подшипниках скольжения, а следовательно и на роликовых подшипниках, Н/кН, рассчитываем по формулам

;

.

Учитывая процентное содержание в составе 4-осных вагонов на подшипниках скольжения и роликовых подшипниках, определяем основное удельное сопротивление движению состава, Н/кН, используя выражение:

,

где a_с и a_р – процентное содержание вагонов в составе, соответственно на подшипниках скольжения и роликовых подшипниках.

Подставив численные значения получим

.

Основное удельное сопротивление движению грузового поезда при движении под током, Н/кН, определим по формуле (7.3):

.

Расход электроэнергии, кВт·ч, определим по выражению (7.2) при среднем кпд электровоза _э = 0,84:

.

Определим временную затрату, руб., при С_ч = 2500:

Энергетическую составляющую, руб., определим, используя второе слагаемое выражения (7.1), принимая стоимость 1 кВтч С_э = 3:

Общая суммарная затрата на перемещение поезда, руб., составит:

Результаты расчетов заносим в табл. 7.2 и строим графики зависимостей: временных затрат, энергетических затрат, суммарных затрат от скорости движения, используя программу Microsoft Excel (рис. 7.2).

Из таблицы. 7.2 следует, что оптимальная скорость движения поезда равна 53 км/ч.

Характеристики

Список файлов ВКР