Оценка тяговой характеристики локомотива по скоростным характеристикам на участке железных дорог (1225871), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

При отсутствии опытных данных тяговые характеристики можно построить, если известны внешняя характеристика тягового генератора, электромеханические характеристики и номинальная мощность тягового электродвигателя, передаточное число зубчатой передачи и диаметр движущих колес [1]. Пример электромеханической характеристики представлен на рисунке 1.4.

Дальнейшие расчеты производятся в следующем порядке:

1. на электромеханической характеристике ТЭД задаемся током нагрузки и находим соответствующие значения вращающего момента на валу , к.п.д. двигателя , частоты вращения якоря ;

2. определяем скорость движения локомотива, соответствующую данному току нагрузки по формуле:

   (1.1)

3. определяем мощность, подведенную к двигателю по формуле:

   (1.2)

4. определяем соответствующую рассчитанной мощности потерю мощности в тяговом приводе :

Рисунок 1.4 Рабочая электромеханическая характеристика тягового электродвигателя ЭД 118

1. рассчитываем к.п.д. двигателя, подведенного к ободам движущей колесной пары по формуле:

   (1.3)

2. находим касательную силу тяги колесно-моторного блока , соответствующую току нагрузки по формуле:

   (1.4)

3. определяем касательную силу тяги тепловоза по формуле:

   (1.5)

4. задаемся позицией контроллера машиниста ;

5. в соответствии с током нагрузки и позицией контроллера , определяем ток генератора по формуле:

   (1.6)

6. с помощью внешней характеристики генератора и найденного тока генератора находим напряжение генератора , и соответствующее ему напряжение ТЭД по формуле:

   (1.7)

7. производим корректировку в соответствие напряжению генератора по формуле:

   (1.8)

8. наносим точку на характеристику .

Задаваясь последовательным рядом значений тока нагрузки ТЭД аналогичным способом определяются координатные точки , соединив которые получаем тяговую характеристику. При этом должны быть учтены режимы регулирования по возбуждению тяговых двигателей. Для этого значения токов следует принимать соответственно прямым и обратным переходам ПП-ОП1, ОП1-ОП2, ОП2-ОП1, ОП1-ПП.

Далее на характеристике должны быть показаны ограничения силы тяги. Задаваясь значениями скорости от до с интервалом 10 км/ч, рассчитываются соответствующие коэффициенты сцепления и сила тяги локомотива по сцеплению по следующим формулам:

где расчетная формула (1.9) используется для тепловозов серий 2ТЭ10Л и ТЭ10, а расчетная формула (1.10) – для остальных серий тепловозов.

Проанализируем тяговую характеристику исследуемого тепловоза 2ТЭ70 (рисунок 1.5).

Значения скоростей и соответствующих им касательных сил тяги предоставлены ОАО «Коломенский завод» (Приложение А). Кривая ограничения силы тяги по сцеплению рассчитана по формулам (1.10) и (1.). Ограничение по коммутационному току отсутствует. Также тяговая характеристика ограничена конструкционной скоростью . Поэтому тяговую характеристику тепловоза 2ТЭ70 можно условно разделить на две области:

1. I область имеет ограничение силы тяги по сцеплению;

2. II область имеет ограничение силы тяги по конструкционной скорости.

Анализируя тяговую характеристику тепловоза 2ТЭ70 можно заметить одну из особенностей данного локомотива – конструкционная скорость тепловоза находится в области ограничения силы тяги по сцеплению, что может быть следствием недостаточной сцепной массы локомотива.

Также, проанализировав порядок построения тяговых характеристик и ограничения силы тяги по сцеплению, можно сделать следующие выводы:

1. тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ70 в I области зависит от физической природы сцепления, динамических воздействий и

Рисунок 1.5 Тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ70

случайных факторов, потери сцепления от перераспределения нагрузок между колесными парами и допускаемых расхождений тяговых характеристик и размеров экипажа. При этом коэффициент сцепления представляет собой не физическое, а расчетно-нормативное значение, используемое для тяговых расчетов массы и скорости движения поездов, так как обычно осредненные опытные данные , по которым определены , имеют примерно 20 % запаса по устойчивости движения в сравнении с предельными значениями ;

1. тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ70 в II области зависит от:

   • эффективной мощности тепловоза, коэффициента затрат на вспомогательные нужды и к.п.д. передачи мощности от выходного фланца дизеля до движущих колес тепловоза;

   • внешней характеристики генератора и к.п.д. ТЭД с учетом потерь в зубчатой передаче и МОП;

   • электромеханической характеристики ТЭД.

На основании анализа тяговой характеристики тепловоза 2ТЭ70 приходим к выводу о целесообразности проведения обратных расчетов в области, не зависящей от ограничения по сцеплению, так как в данной области отсутствует влияние случайных факторов, а характер изменения тяговой характеристики зависит только от параметров энергетической установки и элементов электрической передачи локомотива.

2 ПРОФИЛЬ УЧАСТКА ПУТИ

В качестве исследуемого участка железной дороги взят участок ветки Байкало-Амурской магистрали Тында – Бамовская от разъезда Заболотного до разъезда Пурикан. На данном участке находится два затяжных подъема крутизной более 9 ‰. Во время испытаний тепловоза 2ТЭ70 на данных участках наблюдалось сильное боксование и невыполнение расчетной скорости, что можно наблюдать на рисунках 2.1 – 2.4 [3]. С целью проверки возможности прохождения данного участка на расчетной скорости, необходимо провести теоретический тяговый расчет данного участка с использованием данных ОАО «Коломенский завод», представленных в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Показатели тепловоза 2ТЭ70

Кроме указанных в таблице 2.1 показателей, ОАО «Коломенский завод» представил экспериментальные данные для построения тяговой и токовой характеристик по позициям (Приложение А).

Рисунок 2.1 Результаты испытания тепловоза 2ТЭ70 на участке ветки Байкало-Амурской магистрали Тында – Бамовская

(100,87 – 95,87 километры)

Рисунок 2.2 Результаты испытания тепловоза 2ТЭ70 на участке ветки Байкало-Амурской магистрали Тында – Бамовская

(95,87 – 90,87 километры)

Рисунок 2.3 Результаты испытания тепловоза 2ТЭ70 на участке ветки Байкало-Амурской магистрали Тында – Бамовская

(90,87 – 85,87 километры)

Рисунок 2.4 Результаты испытания тепловоза 2ТЭ70 на участке ветки Байкало-Амурской магистрали Тында – Бамовская

(85,87 – 80,87 километры)

2.1 Построение и спрямление профиля и плана пути

Вертикальный разрез земной поверхности по трассе железнодорожной линии называется продольным профилем железнодорожного пути, проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом железнодорожной линии. Элементами профиля пути являются уклоны (подъемы и спуски) и площадки (горизонтальные элементы, уклоны которых равны нулю). Граница смежных элементов называется переломом профиля. Расстояния между смежными переломами профиля пути образуют элементы профиля [4].

На профиле пути отмечается крутизна и протяженность элементов, оси раздельных пунктов, границы станций и километровые отметки.

На плане пути наносят радиус и длины кривых и прямых участков пути.

Построенные профиль и план пути следует спрямить. Спрямление профиля необходимо для упрощения последующих расчетов. Спрямление профиля обосновано, так как смежные участки с близкими по значению уклонами поезду помогает преодолеть инерция. Кроме того, спрямление профиля позволяет сделать расчеты более точными, приближая их к условиям действительного движения.

Характеристики

Список файлов ВКР