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

Текст из файла (страница 3)

, – механическая энергия, потерянная в тормозах соответственно при регулировочных торможениях на спусках, при торможении поезда для снижения скорости и остановки.

Механическая работа , затраченная соответственно на изменение потенциальной энергии поезда, определяется массой поезда и разностью высот над уровнем моря конца и начала участка пути, то есть равна разности значений его потенциальной энергии в конце и начале участка.

Механическая работа не зависит от скорости движения, а, следовательно, и от режима ведения поезда.

Силы сопротивления движению от кривых участков обычно считают не зависящими от скорости. Они зависят то радиуса кривой, ее длины и длины поезда. Следовательно, при обычно принимаемом допущении, что сопротивление движению от кривой не зависит от скорости, считаем условно механическую работу не зависящей от режима ведения поезда.

Сила основного сопротивления движению действует на поезд при всех фазах режима движения поезда. Поэтому механическая работа , затрачиваемая на преодоление сил основного сопротивления движению поезда, равна работе этой силы на всем рассматриваемом участке пути. Силу удельного основного сопротивления движению поезда в зависимости от скорости определяют по эмпирическим формулам для удельных значений сил, действующих на входящие в рассматриваемый поезд единицы подвижного состава. Поэтому для поезда с конкретной составностью, зависимость , Н/кН, от , км/ч, в общем, виде может быть аналитически представлена выражением

, (3.2)

где , , – коэффициенты, зависящие от типа локомотива, режима его работы (тяга, выбег, торможение), типа единиц подвижного состава в поезде и использование их грузоподъемности.

Механическая работа , затраченная на преодоление сил основного сопротивления движению, зависит от режима ведения поезда, так как величина определяется скоростью.

Движение поезда на отдельных перегонах может быть равномерным, ускоренным или замедленным. Соответственно механическую работу можно представить как сумму механических работ , по преодолению силы основного сопротивления при движении с постоянной и изменяющейся скоростью. Полная механическая работа по преодолению основного сопротивления движению, равна сумме и , обычно составляет значительную часть общей механической работы тягового электрического привода при высоких скоростях на участках с преимущественно равнинным профилем пути. Механическая работа зависит от скорости движения и, следовательно, от заданного времени хода поезда по участку.

Вредными называют такие спуски на участке пути, на которых по условиям безопасности движения необходимо применять регулировочное торможение для поддержания скорости поезда на уровне максимально разрешенной. Началом вредного спуска считают то место уклона, где скорость поезда достигает максимального допустимого значения, что вызывает необходимость применения регулировочного торможения. Вредный спуск заканчивается там, где крутизна уклона меньше численного значения основного удельного сопротивлению движению, соответствующего максимально разрешенной скорости поезда или равна ему. Длина вредного спуска зависит от скорости подхода к участку пути где расположен этот спуск.

Потери механической энергии А_ТВ в тормозах поезда при регулировочном торможении на вредных спусках определяются суммой произведений требуемой тормозной силы на длину соответствующего уклона . Тормозную силу определяют исходя из поддержания средней скорости поезда на вредном спуске близкой к максимально допустимой по безопасности движения при механическом торможении

, (3.3)

где – абсолютное значение j-го вредного уклона, ^о/_оо;

– средне значение основного удельного сопротивления движению поезда, Н/кН;

– масса локомотива, т;

– масса состава поезда, т.

Электрический тормоз локомотива имеет устойчивую характеристику, и его эффективность не зависит от времени, как это имеет место при механическом торможении. Поэтому его применение при регулировочных торможениях позволяет поддерживать скорость поезда на вредных спусках практически постоянной и весьма близкой к максимально допустимой.

Как видим, потери механической энергии зависят от режима ведения поезда и при заданном профиле пути тем меньше, чем выше скорость движения на вредных спусках и короче тормозной путь. Уменьшение потерь в тормозах при движении по вредным спускам обычно достигается при таком режиме ведения поезда, когда после подхода к вредным спускам с минимально возможной скоростью осуществляется движение на выбеге до максимально разрешенной скорости, а затем производится регулировочное торможение до окончания вредного спуска.

Потери механической энергии в тормозах , при снижении скорости, в том числе и до остановки, равны разности кинетической энергии поезда в момент начала торможения и в конце торможения , работы по преодолению силы основного сопротивления движению и работы , затраченной на изменение потенциальной энергии поезда на участке торможения. Они зависят от начальной скорости и, следовательно, от режима ведения поезда.

Таким образом механическая работа тягового электрического привода локомотива определяется совокупностью элементов режима ведения поезда, обусловленной особенностями плана (наличием кривых), профиля (подъемами и спусками) пути, а также скоростью поезда, зависящей от заданного времени хода и накладываемых на поезд ограничений, в том числе и не предусмотренных графиком движения.

3.5 Влияние режимов вождения поездов на расход электроэнергии

Связь режима ведения поезда и расхода электроэнергии обусловлена зависимостью полезной механической работы от режима ведения поезда и зависимостью коэффициента полезного действия электровоза от режима его работы, задаваемого контроллером управления, и скорости движения поезда.

Экономичность режима ведения поезда на участке оценивается фактическим, в кВт·ч, или удельным расходом электроэнергии. Удельный расход электроэнергии принято относить к длине участка пути и массе состава поезда. В эксплуатации при планировании и учете расхода электроэнергии обычно пользуются удельным расходом, отнесенным к 10000 ткм выполненной перевозочной работы (брутто).

Для сравнения экономичности различных режимов ведения поезда по одному и тому же участку пути используют удельный расход электроэнергии, определяемый как отношение расхода электроэнергии на тягу поезда к полезной механической работе электровоза. При разработке рационального режима ведения поезда с заданным временем хода по участку необходимо анализировать соотношения, связывающие фактические или удельные значения расхода электроэнергии и основные составляющие механической работы электровоза.

Коэффициент полезного действия электровоза определяется как произведение коэффициента полезного действия основных звеньев тягового электрического привода: тяговых двигателей, устройств регулирования напряжения, тяговых механических передач. Значение коэффициента полезного действия звеньев тягового электрического привода непостоянны и изменяются в зависимости от подводимой к ним мощности, режимов работы, задаваемых контроллером управления, и скорости движения поезда. Влияние режимов ведения поезда на реализуемый коэффициент полезного действия электровоза существенно.

Пуск как один из элементов режима ведения поезда, характеризуется значительными потерями электроэнергии в пусковом реостате на электровозах постоянного тока и работой при пониженном коэффициенте полезного действия электровозов переменного тока. Поэтому потери энергии, возникающие при пуске, принято рассматривать и учитывать, как отдельную составляющую расхода электроэнергии. Следует помнить, что пуск необходимо проводить при токе, близком к максимально допустимому по действующему ограничению, иначе увеличение времени пуска, из-за уменьшения ускорения поезда, может существенно ограничить время движения на выбеге с целью снижения скорости перед торможениями, а, следовательно, и экономию электроэнергии.

Влияние режима ведения поезда на расход электроэнергии рассматривается путём его распределения по основным составляющим общей полезной механической работы по перемещению поезда на участке пути. При этом составляющие расхода электроэнергии оказываются зависящими как от значений соответствующих составляющих механической работы, так и от реализованного среднего значения коэффициента полезного действия электровоза. Составляющие расхода электроэнергии являются функциями двух переменных– механической работы и коэффициент полезного действия, которые зависят от скорости движения, то есть от режима ведения поезда. Таким образом, при сравнении вариантов режима ведения поезда, характеризующихся изменением составляющей механической работы, следует оценивать и изменение реализуемого коэффициента полезного действия электровоза, и его влияние на расход электроэнергии.

Расход электроэнергии, связанный с потерями в тормозах при регулировочных торможениях на участке пути, зависит от погашенной в тормозах механической энергии поезда на вредных спусках. Значит на участках с вредными спусками значительной крутизны и протяженности снижение потерь энергии в тормозах – эффективный путь экономии электроэнергии.

Таким образом, влияние режима ведения поезда на общий расход электроэнергии электровозом проявляется через отдельные составляющие расхода. При сравнении различных режимов ведения поезда с целью выбора рационального следует, помимо выполняемой механической работы, учитывать и возможные вариации среднего значения коэффициента полезного действия электровоза.

Расчетное среднее значение коэффициента полезного действия электровоза, реализованного на участке пути, можно определить, как отношение полезной механической работы тягового электрического привода к механическому эквиваленту затраченной электрической энергии при рассматриваемом режиме ведения поезда.

3.6 Принцип выбора экономичных режимов вождения

Рациональный режим ведения поезда определяют для заданного времени его хода по перегонам. Это очень сложная задача, решение которой несколько упрощается, если имеется кривая скорости движения в функции пути, соответствующая заданному времени хода поезда. Эта кривая может быть получена тяговыми расчетами или записана на регистрирующий прибор локомотива, а затем совмещена с приведенным профилем участка. При этом формирование рационального режима ведения поезда сводится к совершенствованию исходного режима, то есть к его изменениям, направленным на сокращение расхода электроэнергии при сохранении заданного времени хода.

Снижение расходов электроэнергии можно достичь уменьшением механической работы локомотива и потерь энергии при её преобразованиях на локомотивах. Значительное сокращение механической работы можно было бы получить за счет увеличения времени хода по перегонам участка. Однако при этом некоторые составляющие эксплуатационных расходов могут возрасти настолько, что их увеличение не будет компенсироваться полученной экономией электроэнергии. В некоторых случаях увеличение времени хода поездов невозможно по условиям требуемой пропускной способности участков.

Характеристики

Список файлов ВКР