ПЗ (1234784), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

В том случае, если необходимая сила тяги не может быть реализована по условиям прочности автосцепки, следует использовать локомотивы, распределенные по длине поезда. Схемы формирования показаны на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 – Схемы формирования грузовых поездов с распределенной

вдоль состава тягой.

Практическая реализация управления движением поезда сложного формирования может осуществляться с помощью заранее рассчитанных режимных карт у машинистов, которые синхронизируют свои действия с помощью радиосвязи. Может быть использована известная интеллектуальная система автоматизированного ведения поезда с помощью радиосвязи между локомотивами поезда (ИСАВП РТ). Эта система обеспечивает в автоматическом режиме необходимое распределение тяговых усилий между локомотивами. Технические средства и устройства для повышения безопасности в тяжеловесных поездах приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 ‒ Технические средства и устройства для повышения безопасности в тяжеловесных поездах.

Наиболее распространенной является схема ЛСЛС – соединенный поезд, состоящий из двух обычных поездов. В случае если массы обоих поездов одинаковы, то эпюра продольных сил будет иметь вид представленный на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10 – Схема распределенной тяги ЛСЛС

Максимальная масса грузового поезда с локомотивом в голове ограничивается критической нормой массы, а длина поезда ‒ длиной станционных путей. В соответствии с этим соединенный поезд имеет массу не более двух критических масс и длину ‒ не более двух длин станционных путей участка обращения. В этом случае максимальные продольные силы наблюдаются в голове каждого поезда. Они равны между собой (F₁ = F₂). Каждый локомотив как бы везет только свой поезд. Такая схема формирования рациональна при равенстве масс поездов критической массе на участке.

В случае, если массы объединенных поездов не равны, то при одинаковых силах тяги локомотивов в хвосте первого поезда наблюдается область сжатия вагонов, которая показана на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11 – Схема распределенной тяги ЛСЛС при неравенстве масс объединенных поездов.

Формирование поездов неодинаковой массы рационально, если критическая масса на участке меньше ограничения по длине станционных путей. В этом случае длина первого поезда равна полезной длине приемоотправочных путей.

Схема формирования поезда ЛССЛ с 1979 г. реализуется на Московской дороге. В поездах, сформированных по схеме ЛССЛ продольные силы в составе поезда распределяются в соответствии с эпюрой на рис. 3.12.

Рисунок 3.12 – Схема распределенной тяги ЛССЛ при равенстве масс объединенных поездов.

При формировании поезда по схеме ЛССЛ наблюдается сжатие вагонов во втором составе. Для уменьшения сжатой части поезда целесообразно усилить тягу в голове поезда и уменьшить в хвосте. Это повысит устойчивость против выдавливания вагонов, уменьшит сопротивление движению и воздействие на путь.

Принципиально важным при определении тяговых усилий локомотивов в поезде с распределенной тягой является условие: каждый локомотив тянет свою часть состава и преодолевает сопротивление от уклонов, находящихся под соответствующей частью состава, и основное сопротивление движению вагонов своей части состава при определенной скорости движения поезда.

При дальнейшем увеличении массы и длины поездов до 19 000 тонн и до 840 осей целесообразно использование схем формирования поездов с расположением второго локомотива в последней трети состава по схеме ЛССЛС.

Специальная схема формирования грузового поезда ЛССЛС выгодно сочетает ряд технико-экономических преимуществ. Для участков, на которых критическая норма массы существенно превышает максимальные массы находящихся в обращении поездов с длиной, равной длине станционных путей, появляется возможность двумя локомотивами вести поезд из трех составов. Длина каждого из них равна длине станционных путей. При регулярном обращении таких поездов достигается существенная экономия локомотивов и локомотивных бригад. При этом невелика доля сжатой части состава и несложна организация формирования и расформирования таких поездов. Вариант размещения локомотивов при использовании схемы ЛССЛС на одной из дорог при организации обращения поездов массой 18 000 тонн показан на рисунке. 3.13.

Рисунок 3.13 – Схема формирования поезда ЛССЛС массой 18 тыс. т с постанов-

кой тяговых сцепов в голове и последней трети поезда

Этот вариант успешно прошел испытания, и вождение поездов такой массы было освоено машинистами, обслуживающими данный участок. В процессе испытаний был отвергнут вариант формирования поезда массой 18 000 тонн, в котором в голове поезда находился сцеп из четырех секций ВЛ80С, а в последней трети – из двух секций. Расчет показывает, что при этом значительно возрастает сила тяги в головном сечении состава за первым локомотивом, а это снижает устойчивость состава поезда и его техническую надежность. Для равномерного распределения продольных сил в таком поезде более благоприятно расположение двух секций в голове и сцепа из четырех секций в последней трети поезда. Этими соображениями руководствовались при формировании поездов массой 24 000 и 30 000 тонн В конце 2007 г. схема формирования поезда ЛССЛС была использована на Западно-Сибирской железной дороге при проведении опытной поездки с поездом 18 000 тонн на направлении Алтайская ‒ Карасук ‒ Иртышская. С учетом особенностей профиля в голове и в последней трети состава были использованы два четырехосных локомотива, соединенных по системе СМЕТ. Благодаря этому были сэкономлены локомотивные бригады. Схема формирования экспериментального поезда массой 42 000 тонн Л3ССЛ4ССЛ4 ССЛ3С приведена на рис. 3.14.

Рисунок 3.14 – Схема формирования поезда массой 42 тыс. т

Опыт показал, что благодаря рациональному выбору количества секций четырех используемых локомотивов удалось выровнять распределение продольных сил вдоль состава поезда. Движение поезда происходило плавно, без рывков и ударов на участке с достаточно сложным профилем пути [19]. Сжатая часть состава в поездах с распределенной тягой появляется как вынужденная, когда по схеме ЛССЛС двумя локомотивами ведут три поезда для достижения значительного экономического эффекта или, когда для подталкивания поезда применяют схему ЛССЛ.

Таким образом, наличие сжатой части весьма желательно, так как при правильном и согласованном управлении тягой локомотивов в составе поезда она позволяет компенсировать продольно-динамические силы при случайных возмущениях, не допуская ударного взаимодействия больших масс в составе поезда. Это подтверждено измерениями продольно-динамических сил в испытаниях поездов повышенных массы и длины на Московской, Северо-Кавказской и ряде других дорог.

От схемы формирования поезда и режима вождения, для конкретного участка зависит величина продольных сил. Поэтому важно подобрать оптимальную схему формирования, чтобы увеличить пропускную способность, но при этом инфраструктура должна полностью соответствовать и быть готова к пропуску тяжеловесных поездов конкретной массы.

4 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПОЕЗДА В ПРОГРАММЕ «УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ»

Программный комплекс Универсальный механизм (UM) предназначен для моделирования динамики и кинематики плоских и пространственных механических систем, так же для автоматизации процесса исследования механических объектов, которые могут быть представлены системой абсолютно твердых или упругих тел, связанных посредством кинематических и силовых элементов.

С помощью комплекса вычисляются следующие величины:

- Угловые и линейные координаты, скорости, ускорения;

- Активные силы и моменты;

- Силы реакции.

Комплекс УМ состоит из двух автономных программ, связь между которыми осуществляется через внешние файлы.

Для описания объектов используется программа UM Input. Также с помощью это программы описываются структуры и параметры модели. Программа описания – многопроектная среда, т.е. в ней возможно одновременно работать с несколькими моделями. Интерфейс программы UM Input (подготовка модели) показан на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Интерфейс программы UM Input (подготовка модели)

Интерфейс окна редактируемого объекта с каталогом подсистем показан на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Интерфейс программы UM Input (описание объекта)

Для численного анализа уравнений движения предназначена программа UM Simulation. Она выполняет численное интегрирование уравнений движения с параллельным отображением результатов в виде анимации и графиков. Импортирует структуру механической системы из файла input.dat, а уравнения движения синтезирует на каждом шаге при численно-итерационном выводе уравнений или из файла umtask.dll при символьном синтезе. Интерфейс программы показан на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 – Интерфейс программы UM Simulation (моделирование)

УМ включает в себя следующие основные модули:

- UM Subsystems – дополнительный интегрированный модуль для моделирования механических систем с большим числом степеней свободы;

- UM Automotive – дополнительный модуль для моделирования динамики автомобиля;

- UM Caterpillar – дополнительный модуль для моделирования гусеничных экипажей;

- UM Loco – дополнительный интегрированный модуль, предоставляющий специальные инструменты и возможности для моделирования рельсовых экипажей;

- UM Experiments – дополнительный модуль многовариантных расчетов;

- UM Cluster – служба распределенных вычислений, расширяет функциональность модуля многовариантных расчетов, которая позволяет проводить параллельные расчеты на многих компьютерах с обменом данными по локальной или глобальной сети;

- UM FEM – дополнительный модуль для описания моделей, включающих как абсолютно твердые, так и упругие тела;

- UM Train и UM Train 3D – дополнительные модули для расчета продольной динамики поезда, в том числе в трехмерной постановке;

- UM Ballast – дополнительный модуль для расчета динамики балластной среды в плоской постановке;

Характеристики

Список файлов ВКР