Особенности вычисления времени хода поезда по заданному участку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теория локомотивной тяги

Особенности вычисления времени хода поезда по заданному участку

Исходные данные

Локомотив - ВЛ-10^У.

Профиль пути № 5.

Состав поезда в процентах по массе:

8-осных: 18 %, масса вагона брутто 168 т;

18 %, масса вагона брутто 148 т;

6-осных: 0 %, масса вагона брутто 0 т;

- %, масса вагона брутто - т;

4-осных: 28 %, масса вагона брутто 78 т;

36 %, масса вагона брутто 66 т.

Тормозных осей в составе 96 %.

Тормозные колодки чугунные.

Длина приемо-отправочных пунктов 1550 м.

Введение

Теория локомотивной тяги - это наука, которая предназначена для решения важнейших вопросов, связанных с движением поездов. Она служит для выбора типа локомотива и его основных параметров; расчета массы состава, которую заданный локомотив может провести на заданном участке; расчета времени хода поезда по перегону; определения рациональных режимов вождения поездов; расчета тормозов; расчета расхода топлива, электроэнергии, воды; обоснования требований к вагонному и путевому хозяйствам с точки зрения сопротивления движению поезда.

Целью данной курсовой работы является приобретение навыков по определения наименьшего времени хода поезда по заданному участку путем графического интегрирования уравнения движения поезда и построения кривой скорости. Результаты расчета времени используют при составлении графика движения поездов. Необходимо также определить расход электрической энергии и рассчитать нагрев тяговых электрических машин.

1 Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема

На заданном участке имеется подъем с крутизной i = 8 ‰ и длиной s = 4500 м.

Расчетный подъем при наличии кривой i_р, ‰

, (1)

где i - уклон расчетного подъема, ‰;

R_кр - радиус кривой, м.

‰.

В данном пункте проанализировали профиль пути и определили расчетный подъем.

2. Определение массы состава

Масса состава Q, т

, (2)

где F_кр - расчетное значение касательной силы тяги локомотива, Н;

P - расчетная масса локомотива, т; - основное удельное сопротивление движению локомотива, Н/т; - основное удельное сопротивление движению состава, Н/т; w_i - дополнительное удельное сопротивление движению от уклона, Н/т, равное десяти расчетным подъемам

,(3)

 Н/т.

Значения и определяются по формулам ПТР [1, п. 1.2] для заданного электровоза и всех типов вагонов в составе.

Расчетные нормативы электровоза ВЛ-10^У принимаем по таблицам 5, 16 ПТР [1, с.15, 34]: P = 276 т; F_кр = 460000 Н; v_р = 46,7 км/ч.

При v = v_р = км/ч получаем удельное сопротивление движению для локомотива и вагонов на звеньевом пути.

Основное удельное сопротивление движению электровоза , Н/т

, (4)

Н/т.

Основное удельное сопротивление движению грузовых четырехосных вагонов на роликовых подшипниках , Н/т

, (5)

где q₀₍₄₎ - масса, приходящаяся на ось колесной пары четырехосного вагона, т; т, т.

Н/т;

Н/т.

Основное удельное сопротивление движению грузовых восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках , Н/т

, (6)

где q₀₍₈₎ - масса, приходящаяся на ось колесной пары восьмиосного вагона, т; т; т.

Н/т;

Н/т.

Средневзвешенное удельное сопротивление движению всех грузовых вагонов, входящих в состав, Н/т

,(7)

где б_i - доля соответствующих вагонов, входящих в состав.

14 Н/т.

Окончательно находим массу состава, т

т.

Округляя полученное значение массы состава в соответствии с требованиями ПТР [1] до 50 т, принимаем Q = 3450 т.

3. Проверка полученной массы состава на прохождение подъемов большей крутизны, чем расчетный с учетом накопленной кинетической энергии

Для проверки выбираем участок профиля с подъемом большей крутизны, чем у расчетного подъема: i = 10 ‰ и s = 1250 м. Допускаем, что наш состав двигался до проверяемого подъема с ограничением скорости по пути 80 км/ч.

Проверка полученной массы состава выполняется по формуле [3, с. 6]:

,(8)

где s - длина проверяемого участка профиля с подъемом большей крутизны, чем у расчетного подъема, м;

, - начальная и конечная скорости интервала, км/ч;

- средняя ускоряющая сила поезда за время изменения скорости от до , Н/т.

Интервалы изменения скорости принимаем в пределах 10 км/ч. Для расчетов пользуемся средними значениями скоростей движения между и .

Основными расчетными формулами являются следующие:

, (9)

,(10)

,(11)

где i_пр - проверяемый уклон на подъеме, ‰.

Касательную силу тяги электровоза ВЛ-10^У F_к, Н, принимаем из ПТР [1, рисунок 4.3] в зависимости от скорости v_ср. Значения основных удельных сопротивлений движению локомотива и состава , Н/т, определяем по тем же выражениям, что и при определении массы состава с заменой в этих выражениях расчетной скорости v_р на скорость v_ср.

Результаты дальнейшего расчета проверки массы состава на прохождение скоростного подъема за счет кинетической энергии занесем в таблицу 1.

Таблица 1 - Проверка массы состава на прохождение скоростного подъема за счет кинетической энергии.

- , км/ч	vср, км/ч	Fк, Н	, Н/т	, Н	, Н/т	, Н	, Н	Fк - Wo, Н	fк - wo, Н/т	fк - wк, Н/т	si, м	?si, м
80-70	75	23100	43,4	11978,4	19,7	85695	97673,4	-74573,4	-16,1	-101,1	618,7	618,7
70-60	65	32000	38,2	10543,2	17,5	76125	86668,2	-54668,2	-11,8	--96,8	560	1178,7
60-50	55	45000	33,6	9273,6	15,4	66990	76263,6	-31263,6	-6,8	-91,8	499,7	1678,4

Длина пути, который проходит поезд на проверяемом подъеме при снижении скорости от 80 до 50 км/ч составляет 1678,4 м. Значит, поезд массой 3450 т преодолеет проверяемый подъем и пройдет путь более s = 1000 м.

Таким образом, если поезд будет входить на данный подъем с крутизной i = 10 ‰ со скоростью 80 км/ч, то он преодолеет его за счет полученной кинетической энергии не снижая скорость движения на выходе из этого подъема ниже расчетной v_р = 46,7 км/ч.

4. Проверка полученной массы состава на трогание с места на остановочных пунктах

Масса грузового состава проверяется на трогание с места на остановочных пунктах по формуле [2, с. 337]:

,(12)

где F_{к тр} - сила тяги локомотива при трогании поезда, Н;

w_тр - удельное сопротивление поезда при трогании с места на площадке, Н/т;

i_тр - уклон элемента профиля пути, на котором происходит трогание

поезда, ‰.

Силу тяги локомотива при трогании поезда, т.е. при v₀ = 0 км/ч, согласно ПТР [1, рисунок 4.9] принимаем F_{к тр} = 620000 Н.

Удельное сопротивление поезда при трогании с места на площадке w_тр, Н/т, для подвижного состава на роликовых подшипниках качения

, (13)

где q₀ - средняя осевая нагрузка, т/ось.

Удельное сопротивление состава при трогании с места определим как средневзвешенную величину:

,(14)

где w_{тр i} - удельное сопротивление при трогании с места i-го типа вагонов, Н/т.

Н/т;

Н/т;

Н/т;

Н/т;

Н/т.

т.

Таким образом условие трогания электровозом ВЛ-10^У массы состава на остановочных пунктах выполняется.

5. Проверка полученной массы состава по длине приемо-отправочных путей

Для проверки массы поезда по длине приемо-отправочных пунктов необходимо выполнить условие [1, с. 24]: l_п ? l_поп, где l_п - длина поезда, м; l_поп - полезная длина приемо-отправочных путей на участке обращения данного поезда, м.

Длина поезда l_п, м

, (15)

где l_с - длина состава, м;

m_л - число локомотивов; m_л = 1;

l_л - длина локомотива, м; принимаем для ВЛ-10^У l_л = 33 м [1, таблица 12].

Число однотипных вагонов в сформированном составе n_i

, (16)

где q_i - средняя для однотипной группы масса вагона брутто, т;

б_i - доля по массе состава, приходящаяся на группу однотипных вагонов.

вагонов;

вагонов.

Принимаем длину одного вагона: четырехосного полувагона - l₄ = 14 м; восьмиосной полувагона - l₈ = 20 м [1, таблица 12].

Длина состава l_с, м

, (17)

где l_i - длина вагонов по осям автосцепки, из которых сформирован состав, м. м.

Выполняем проверку массы поезда по длине приемо-отправочных путей: м.

Условие l_п ? l_поп выполняется.

6. Спрямление профиля пути на заданном участке

Возможность спрямления для каждого элемента действительного профиля пути, входящего в спрямляемый участок, проверяется по формуле [1, с. 27]:

,(18)

где s_i - длина любого элемента действительного профиля пути, входящего в спрямленный элемент, м; Дi = || - абсолютная разность между фиктивным уклоном спрямленного элемента и действительным уклоном отдельного (проверяемого) элемента, по сокращенному продольному профилю пути, ‰.

Уклон спрямляемого элемента в продольном профиле пути [1, с. 27], ‰

,(19)

где i_i - уклон элемента профиля, входящего в спрямляемый участок, ‰;

s_i - длина каждого из элементов профиля, входящих в спрямляемый элемент, м;

s_c - длина спрямляемого элемента, м.

Крутизна спрямленного участка в плане пути при наличии кривых в пределах этого элемента для эксплуатируемых дорог [1, с. 27], ‰

, (20)

,(21)

где s_{кр i}, R_i - длина и радиус данной кривой в пределах спрямляемого элемента, м;

- центральный угол данной кривой в пределах спрямляемого элемента, град.

Окончательный уклон спрямляемого элемента в продольном профиле и плане пути, ‰

. (22)

Все расчеты по спрямлению профиля участка пути заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Спрямление профиля участка

№ зад. эл-нта	Si, м	ii, ‰	Кривые	Sс, м	i'c, ‰	i''c, ‰	ic = i'c + i''c	2000/Дi	№ спрямл. эл-нта	Примечание
			R, м	Sкр, м	б°
1												ст. А
2												-
3												-
4												-
5												-
6												-
7												-
8												iр
9												-
10												ст. В
11												-
12
13												-
14
15
16												-
17												-
18
19												ст.С
20												-
21
22												iск
23												-
24
25												-
26
27												-
28
29
30												-
31
32												ст.Д

7. Построение диаграммы равнодействующих сил, приложенных к поезду

Вычисления по расчету и построению диаграммы равнодействующих сил выполняют для трех режимов ведения поезда: режима тяги, режима холостого хода и режима торможения. Вначале расчетов необходимо задаться параметрами тяговой характеристики для электровоза ВЛ-10^У из ПТР [1, с. 96].

Основное удельное сопротивление движению локомотива на холостом ходу w_х, Н/т, при движении на звеньевом пути

.(23)

Основное сопротивление движению локомотива на холостом ходу W_х, Н

.

Основное сопротивление движению поезда на холостом ходу W_0х, Н

.(24)

Определяем расчетный тормозной коэффициент по формуле:

. (25)

Суммарное расчетное нажатие тормозных колодок ?K_р, кН

, (26)

где 0,97 - коэффициент, равный доле тормозных осей в составе;

n_л - число осей локомотива заданной серии; для электровоза ВЛ-10^У n_л = 8;

K_pi - расчетное нажатие на одну тормозную ось для каждого вида вагонов и локомотива, кН/ось; принимаем из таблицы 6.4 [2] K_p4 = K_p8 = 70 кН/ось - для грузовых вагонов, оборудованных чугунными колодками, на груженом режиме;

n_i - число вагонов каждого вида, входящих в состав.

Согласно ПТР [1, с. 11] в грузовых поездах на спусках до 20 ‰ тормозную силу пневматического тормоза локомотива и его массу в расчет не принимаем. Таким образом получим:

кН;

кН/т.

Расчетный коэффициент трения колодки ц_кр, для стандартных чугунных колодок

.(27)

Удельная тормозная сила b_т, Н/т

.(28)

Равнодействующая сил, приложенных к поезду на режиме служебного торможения для грузовых поездов r, Н/т

,(29)

а для экстренного торможения

.(30)

По приведенным выше формулам рассчитываются все значения и результаты расчета сводятся в таблицу 3 удельных равнодействующих сил.

По результатам вычислений, приведенным в таблице 3, строим диаграмму удельных равнодействующих сил, приложенных на поезд (рисунок 1). Эта диаграмма позволяет анализировать характер движения поезда, для которого она построена.

Для графических построений примем масштабы, рекомендуемые Правилами тяговых расчетов [1, таблица 9]. Сведем их в таблицу 4.

Таблица 4 - Масштабы для графических построений

Величина	Для грузовых поездов, мм	Для тормозных и специальных расчетов, мм
Сила, Н/т	0,6	0,1
Скорость, км/ч	1	1
Путь, км	20	120
Постоянная ?	30	-
Время, час	600	-
Время, мин	10	-

8. Определение предельно допустимой скорости движения поезда при заданных тормозных средствах

Количество осей в составе n_ос

,(31)

осей.

Рассчитаем длину пути подготовки тормозов для уклонов 0 ‰, -5 ‰ и

-10 ‰ при скорости v₀ = 100 км/ч.

Расчетный коэффициент трения колодки ц_кр для стандартных чугунных колодок при скорости v₀ = 100 км/ч

.

Время подготовки тормозов к действию t_п, с, для грузовых составов длиной более 200 осей, но менее 300 осей, при автоматических тормозах

.(32)

Значение подготовительного тормозного пути S_п, м

,(33)

где v₀ - скорость поезда в момент начала торможения, км/ч.

Для уклона 0 ‰:

с;

м;

для уклона -5 ‰:

с;

м;

для уклона -10 ‰:

с;

м.

Аналитически определим длину тормозного пути. Для этого диапазон изменения скорости от начальной до конечной разбиваем на интервалы. Для каждого из интервалов изменения скорости находим путь, который проходит поезд. Суммарное значение действительного тормозного пути [2, с. 360], м

,(34)

где - значения начальной и конечной скорости движения поезда на рассматриваемом i-м интервале, км/ч; r_срi - среднее на i-м интервале изменения скорости значение удельной равнодействующей сил, приложенных к поезду, Н/т; ж - постоянная ускорения поезда при удельной силе 1 Н/т, км/ч²; согласно [1, ПТР] ж = 120 км/ч². Среднее на i-м интервале изменения скорости значение удельной равнодействующей сил, приложенных к поезду

.(35)

Сведем расчеты в таблицы 4, 5, 6.

Таблица 4 - Расчет полного тормозного пути при уклоне 0 ‰

v1, км/ч	v2, км/ч	vср, км/ч	цкр	bт, Н/т	, Н/т	rср, Н/т	Si, м	?Si, м
100	90	95	0,092	329,6	24,4	-355,5	222,7	222,7
90	80	85	0,095	342,5	21,8	-365,6	193,7	416,4
80	70	75	0,099	358,1	19,4	-378,6	165,1	581,5
70	60	65	0,105	377,4	17,2	-395,6	136,9	718,4
60	50	55	0,112	401,8	15,3	-418,0	109,7	828,1
50	40	45	0,120	433,7	13,7	-448,1	83,7	911,7
40	30	35	0,133	477,2	12,3	-490,1	59,5	971,3
30	20	25	0,150	540,0	11,1	-551,7	37,8	1009,0
20	10	15	0,177	638,7	10,2	-649,5	19,2	1028,3
10	0	5	0,227	816,5	9,6	-826,6	5,0	1033,3

Таблица 5 - Расчет полного тормозного пути при уклоне -5 ‰

v1, км/ч	v2, км/ч	vср, км/ч	цкр	bт, Н/т	, Н/т	rср, Н/т	Si, м	?Si, м
100	90	95	0,092	329,6	24,4	-305,5	259,1	259,1
90	80	85	0,095	342,5	21,8	-315,6	224,4	483,5
80	70	75	0,099	358,1	19,4	-328,6	190,2	673,7
70	60	65	0,105	377,4	17,2	-345,6	156,7	830,5
60	50	55	0,112	401,8	15,3	-368,0	124,6	955,0
50	40	45	0,120	433,7	13,7	-398,1	94,2	1049,2
40	30	35	0,133	477,2	12,3	-440,1	66,3	1115,5
30	20	25	0,150	540,0	11,1	-501,7	41,5	1157,0
20	10	15	0,177	638,7	10,2	-599,5	20,8	1177,9
10	0	5	0,227	816,5	9,6	-776,6	5,4	1183,2

Таблица 6 - Расчет полного тормозного пути при уклоне -10 ‰

v1, км/ч	v2, км/ч	vср, км/ч	цкр	bт, Н/т	, Н/т	rср, Н/т	Si, м	?Si, м
100	90	95	0,092	329,6	24,4	-255,5	309,8	309,8
90	80	85	0,095	342,5	21,8	-265,6	266,7	576,5
80	70	75	0,099	358,1	19,4	-278,6	224,3	800,8
70	60	65	0,105	377,4	17,2	-295,6	183,2	984,1
60	50	55	0,112	401,8	15,3	-318,0	144,1	1128,2
50	40	45	0,120	433,7	13,7	-348,1	107,7	1235,9
40	30	35	0,133	477,2	12,3	-390,1	74,8	1310,7
30	20	25	0,150	540,0	11,1	-451,7	46,1	1356,8
20	10	15	0,177	638,7	10,2	-549,5	22,7	1379,6
10	0	5	0,227	816,5	9,6	-726,6	5,7	1385,3

Полный путь торможения S_т, м

.(36)

Решение тормозной задачи по нахождению предельно допустимой скорости движения по тормозам изображено на рисунке 2.

9. Определение времени хода поезда по участку способом равновесных скоростей

Время хода поезда по заданному участку способом равновесных скоростей t, мин

, (37)

где S_i - длина i-го элемента профиля пути, км;

v_i - постоянная равновесная скорость движения поезда при движении по i-му элементу профиля пути, км/ч;

Дt_р - время поправки на разгон поезда, мин; [2, с. 373] принимаем Дt_р = 2 мин;

Дt_з - время поправки на замедление поезда, мин; принимаем Дt_з = 1 мин.

Все расчеты способом равновесных скоростей сведем в таблицы 7.

Таблица 7 - Расчет времени хода поезда приближенным методом при движении поезда по участку без остановки и с остановки на промежуточной станции

№ элемента	S, м	i, ‰	Равновесная скорость, км/ч	Время прохождения элемента, мин	Поправка на разгон и замедление, мин
					без остановки	с остановкой
1	1000	0	80	0,8	2	2
2	3000	-5	80	2,3
3	1650	-1,5	80	1,2
4	1400	10	43,5	1,9
5	1900	3,4	69	1,7
6	2200	-1,7	80	1,7
7	900	-3,5	80	0,7
8	2400	0	80	1,8
9	2400	1,4	80	1,8
10	4500	8	43,5	6,2
11	1575	2,2	76,5	1,2
12	4500	0	80	3,4		3
13	1800	-6,6	80	1,4
14	2700	2	78	2,1
15	2200	0	80	1,7
16	1500	-1,5	80	1,1
17	4800	-6,9	80	3,6
18	2000	-1,9	80	1,5
19	1850	-4,7	80	1,4
20	2300	-1,5	80	1,7
21	1000	0	80	0,8	1	1
Сумма:	40	3	6
Общее время хода поезда по участку:		43	46

10. Построение кривых скорости и времени для заданного участка, рассматривая варианты остановки на одном из промежуточных раздельных пунктов и вариант безостановочного движения

Выполняем построение кривой скорости для расчетного массы состава с целью определения наименьшего времени хода поезда по заданному участку. согласно Правилам тяговых расчетов строим кривую скорости способом Липеца (способ МПС). Для обеспечения приемлемой точности приращение скорости принимаем не больше 10 км/ч.

Кривую времени строим по имеющейся кривой скорости на том же листе миллиметровой бумаги. Результаты построения кривой времени в дальнейшем используем для расчета нагревания тяговых электрических машин и расхода энергоресурсов на поездку. Согласно Правилам тяговых расчетов строим кривую времени способом Лебедева (способ МПС).

Кривая скорости и кривая времени вместе с диаграммой ускоряющих и замедляющих сил изображены на рисунке 3.

11. Определение времени хода поезда по перегонам и технической скорости движения

Согласно рисунку 3 получили время хода по заданному участку: без остановки на промежуточной станции - t_б/о = 43,1 мин; с остановкой на промежуточной станции - t_с/о = 46,5 мин.

Оценим погрешность полученных значений времени при определении способом равновесных скоростей и после построения кривой времени.

Абсолютная погрешность:

мин;

мин.

Относительная погрешность:

;

.

Средняя техническая скорость движения поезда по участку [3, с. 22]

,(38)

где L - длина участка, км; согласно заданному профилю L = 47,58 м.

Определение времени хода поезда по перегонам сведем в таблицу 8.

Таблица 8 - Время хода поезда по перегонам

Перегон	Длина, км	По кривой времени, мин	Принятое для графика движения, мин
		без остановки	с остановкой	без остановки	с остановкой
D - B	28	30,3	31,5	30	32
B - A	9,15	12,8	14,9	13	15
D - A	47,58	43,1	46,5	43	47

 км/ч;

км/ч.

12. Определение общего расхода электрической энергии и на измеритель перевозочной работы

Таблица 9 - Расчет расхода электроэнергии электровозом на движение поезда без остановки на промежуточной станции

Idaср, А	Дt, мин	Aд, кВт·ч
55	0,5	11,5
92,5	0,5	19,3
127,5	0,6	31,9
162,5	0,5	33,9
0	0,5	0
126	0,4	21
161	0,4	26,8
199	0,4	33,2
216	0,4	36
194,5	0,6	48,6
160	0,7	46,7
0	0,5	0
150	0,4	25
Idaср, А	Дt, мин	Aд, кВт·ч
0	0,8	0
165	0,7	48,1
190	0,5	39,6
210	1,9	166,3
194	1,1	88,9
167	0,3	20,9
0	2,5	0
110,5	0,6	27,6
104	1,6	69,3
137	0,8	45,7
196,5	1,4	114,6
228	2,1	199,5
209	1,5	130,6
165	0,7	48,1
146	1,3	79,1
0	1,5	0
0	0,5	0
0	1	0
162,5	1,6	108,3
0	8,7	0
0	0,5	0
0	1,4	0
150	0,7	43,8
0	3,4	0
Сумма:	43,5	1564,3
С округлением до 10 кВт·ч	1560

Расход электроэнергии на движение поездов для электровозов переменного тока A_д, кВт·ч

,(39)

где U_кс - напряжение контактной сети, В; для электровозов переменного тока принимаем U_кс = 25000 В;

- среднее на i-м интервале значение действующего значения активного тока, потребляемого на тягу тока, А;

Дt_i - временя прохождения i-го интервала, мин.

Общий расход электрической энергии определяется с учетом расхода электроэнергии на собственные нужды электровоза. Потребление электроэнергии на собственные нужды электровоза ВЛ-60^к принимаем из таблицы 7.2 [2, с. 397]. Он будет равен 3,33 кВт·ч/мин.

Удельный расход электроэнергии на измеритель перевозочной работы [3, с. 30]

,(40),

где A - расход электроэнергии электровозом с учетом расхода на собственные нужды, кВт·ч.

Расчет по расходу электроэнергии электровозом на движение поездов сведем в таблицы 9 и 10.

Таблица 10 - Расчет расхода электроэнергии электровозом на движение поезда с остановкой на промежуточной станции

Idaср, А	Дt, мин	Aд, кВт·ч
55	0,5	11,5
92,5	0,5	19,3
127,5	0,6	31,9
162,5	0,5	33,9
0	0,5	0
126	0,4	21
161	0,4	26,8
199	0,4	33,2
216	0,4	36
194,5	0,6	48,6
160	0,7	46,7
0	0,5	0
150	0,4	25
0	0,8	0
165	0,7	48,1
190	0,5	39,6
210	1,9	166,3
194	1,1	88,9
167	0,3	20,9
0	2,5	0
110,5	0,6	27,6
Idaср, А	Дt, мин	Aд, кВт·ч
104	1,6	69,3
137	0,8	45,7
196,5	1,4	114,6
228	2,1	199,5
209	1,5	130,6
165	0,7	48,1
146	1,3	79,1
0	1,5	0
0	0,5	0
0	1	0
162,5	1,6	108,3
0	2,8	0
55	0,4	9,2
92,5	0,5	19,3
127,5	0,6	31,9
162,5	0,5	33,9
193	0,7	56,3
215	0,8	71,7
146	0,7	42,6
165	0,5	34,4
147,5	0,3	18,4
0	4,1	0
0	0,5	0
0	1,5	0
150	0,6	37,5
0	3	0
Сумма:	46,3	1875,7
С округлением до 10 кВт·ч	1880

Расход электроэнергии электровозом с учетом расхода на собственные нужды при движении

кВт·ч;

Вт·ч/(т·км);

кВт·ч;

Вт·ч/(т·км).

Расход условного топлива на измеритель т·км брутто

;(41)

 кг/10⁴ т·км брутто;

кг/10⁴ т·км брутто.

13. Расчет нагревания электрических машин

Превышение температуры обмоток тяговых электродвигателей для режима тяги [3, с. 26]

,(42)

где ф_? - установившееся превышение температуры обмоток над температурой охлаждающего воздуха, °С; для электровоза ВЛ-60^К принимается из ПТР [1] по рисунку 4.127 в зависимости от тока I_д, А;

Дt - интервал времени, в течение которого значение тока принимается постоянным, мин;

Т - тепловая постоянная времени, мин; согласно ПТР [1] для электровоза

ВЛ-60^к принимаем Т = 26 мин;

ф₀ - начальное превышение температуры обмоток для расчетного интервала времени, °С; согласно [1, с. 27] при отправлении поезда принимаем ф₀ = 15 °С.

Остывание тяговых электрических машин при езде на холостом ходу

.(43)

Условие для выбора интервалов времени

.(44)

Все расчеты по нагреванию тяговых электродвигателей сведем в таблицы 11 и 12.

Таблица 11 - Расчет нагревания обмотки якоря тягового электродвигателя при движении без остановки на промежуточной станции

Iдср, А	Дt, мин	Т, мин	ф?, °С		, °С	ф0, °С	, °С	ф, °С
695	0,5	26	241	0,0192	4,63	15	14,71	19,34
640	0,5		203	0,0192	3,9	19,34	18,97	22,87
610	0,6		182	0,0231	4,2	22,87	22,34	26,54
590	0,5		170	0,0192	3,27	26,54	26,03	29,3
0	0,2		0	0,0077	0	29,3	29,07	29,07
0	0,3		0	0,0115	0	29,07	28,74	28,74
611	0,4		183	0,0154	2,82	28,74	28,3	31,12
590	0,4		170	0,0154	2,62	31,12	30,64	33,26
584	0,4		167	0,0154	2,57	33,26	32,75	35,32
570	0,4	26	161	0,0154	2,48	35,32	34,78	37,26
506	0,6		131	0,0231	3,02	37,26	36,4	39,42
402,5	0,7		92	0,0269	2,48	39,42	38,36	40,84
0	0,5		0	0,0192	0	40,84	40,06	40,06
375	0,4		84	0,0154	1,29	40,06	39,44	40,73
0	0,8		0	0,0308	0	40,73	39,48	39,48
415	0,7		97	0,0269	2,61	39,48	38,42	41,03
495	0,5		126	0,0192	2,42	41,03	40,24	42,66
510	1,9		133	0,0731	9,72	42,66	39,54	49,26
440	1,1		106	0,0423	4,48	49,26	47,18	51,66
382,5	0,3		86	0,0115	0,99	51,66	51,07	52,06
0	0,6		0	0,0231	0	52,06	50,86	50,86
0	0,6		0	0,0231	0	50,86	49,69	49,69
0	1,3		0	0,05	0	49,69	47,21	47,21
440	0,6		106	0,0231	2,45	47,21	46,12	48,57
430	1,6		102	0,0615	6,28	48,57	45,58	51,86
415	0,8		97	0,0308	2,98	51,86	50,26	53,24
520	1,4		137	0,0538	7,38	53,24	50,38	57,76
605	2,1		178	0,0808	14,38	57,76	53,09	67,47
565	1,5		159	0,0577	9,17	67,47	63,58	72,75
450	0,7		110	0,0269	2,96	72,75	70,79	73,75
380	1,3		85	0,05	4,25	73,75	70,06	74,31
0	1,5		0	0,0577	0	74,31	70,02	70,02
0	0,5		0	0,0192	0	70,02	68,68	68,68
0	1		0	0,0385	0	68,68	66,04	66,04
391	1,6		88	0,0615	5,42	66,04	61,98	67,4
0	0,6		0	0,0231	0	67,4	65,84	65,84
0	1		0	0,0385	0	65,84	63,31	63,31
0	0,7		0	0,0269	0	63,31	61,61	61,61
0	0,5		0	0,0192	0	61,61	60,43	60,43
0	0,4		0	0,0154	0	60,43	59,5	59,5
0	2,1		0	0,0808	0	59,5	54,69	54,69
0	2		0	0,0769	0	54,69	50,48	50,48
0	1,4		0	0,0538	0	50,48	47,76	47,76
0	0,5		0	0,0192	0	47,76	46,84	46,84
0	1,4		0	0,0538	0	46,84	44,32	44,32
375	0,7		84	0,0269	2,26	44,32	43,13	45,39
0	0,3		0	0,0115	0	45,39	44,87	44,87
0	0,3		0	0,0115	0	44,87	44,35	44,35
0	0,4		0	0,0154	0	44,35	43,67	43,67
0	0,3		0	0,0115	0	43,67	43,17	43,17
0	0,2		0	0,0077	0	43,17	42,84	42,84
0	0,7		0	0,0269	0	42,84	41,69	41,69
0	0,2		0	0,0077	0	41,69	41,37	41,37
0	0,2	26	0	0,0077	0	41,37	41,05	41,05
0	0,3		0	0,0115	0	41,05	40,58	40,58
0	0,2		0	0,0077	0	40,58	40,27	40,27
0	0,3		0	0,0115	0	40,27	39,81	39,81

Таблица 12 - Расчет нагревания обмотки якоря тягового электродвигателя при движении с остановкой на промежуточной станции

Iдср, А	Дt, мин	Т, мин	ф?, °С		, °С	ф0, °С	, °С	ф, °С
695	0,5	26	241	0,0192	4,63	15	14,71	19,34
640	0,5		203	0,0192	3,9	19,34	18,97	22,87
610	0,6		182	0,0231	4,2	22,87	22,34	26,54
590	0,5		170	0,0192	3,27	26,54	26,03	29,3
0	0,2		0	0,0077	0	29,3	29,07	29,07
0	0,3		0	0,0115	0	29,07	28,74	28,74
611	0,4		183	0,0154	2,82	28,74	28,3	31,12
590	0,4		170	0,0154	2,62	31,12	30,64	33,26
584	0,4		167	0,0154	2,57	33,26	32,75	35,32
570	0,4		161	0,0154	2,48	35,32	34,78	37,26
506	0,6		131	0,0231	3,02	37,26	36,4	39,42
402,5	0,7		92	0,0269	2,48	39,42	38,36	40,84
0	0,5		0	0,0192	0	40,84	40,06	40,06
375	0,4		84	0,0154	1,29	40,06	39,44	40,73
0	0,8		0	0,0308	0	40,73	39,48	39,48
415	0,7		97	0,0269	2,61	39,48	38,42	41,03
495	0,5		126	0,0192	2,42	41,03	40,24	42,66
510	1,9		133	0,0731	9,72	42,66	39,54	49,26
440	1,1		106	0,0423	4,48	49,26	47,18	51,66
382,5	0,3		86	0,0115	0,99	51,66	51,07	52,06
0	0,6		0	0,0231	0	52,06	50,86	50,86
0	0,6		0	0,0231	0	50,86	49,69	49,69
0	1,3		0	0,05	0	49,69	47,21	47,21
440	0,6		106	0,0231	2,45	47,21	46,12	48,57
430	1,6		102	0,0615	6,28	48,57	45,58	51,86
415	0,8		97	0,0308	2,98	51,86	50,26	53,24
520	1,4		137	0,0538	7,38	53,24	50,38	57,76
605	2,1		178	0,0808	14,38	57,76	53,09	67,47
565	1,5		159	0,0577	9,17	67,47	63,58	72,75
450	0,7		110	0,0269	2,96	72,75	70,79	73,75
380	1,3		85	0,05	4,25	73,75	70,06	74,31
0	1,5	26	0	0,0577	0	74,31	70,02	0
0	0,5		0	0,0192	0	70,02	68,68	0
0	1		0	0,0385	0	68,68	66,04	0
391	1,6		88	0,0615	5,42	66,04	61,98	88
0	0,2		0	0,0077	0	67,4	66,88	0
0	0,3		0	0,0115	0	66,88	66,11	0
0	0,2		0	0,0077	0	66,11	65,6	0
0	0,8		0	0,0308	0	65,6	63,58	0
0	0,5		0	0,0192	0	63,58	62,36	0
0	0,2		0	0,0077	0	62,36	61,88	0
0	0,1		0	0,0038	0	61,88	61,64	0
0	0,4		0	0,0154	0	61,64	60,69	0
0	0,1		0	0,0038	0	60,69	60,46	0
695	0,4		241	0,0154	3,71	60,46	59,53	241
640	0,5		203	0,0192	3,9	63,24	62,03	203
610	0,6		182	0,0231	4,2	65,93	64,41	182
580	0,5		166	0,0192	3,19	68,61	67,29	166
577,5	0,7		164	0,0269	4,42	70,48	68,58	164
571	0,8		161	0,0308	4,95	73	70,75	161
530	0,7		142	0,0269	3,82	75,7	73,66	142
450	0,5		110	0,0192	2,12	77,48	75,99	110
380	0,3		85	0,0115	0,98	78,11	77,21	85
0	3		0	0,1154	0	78,19	69,17	0
0	1,1		0	0,0423	0	69,17	66,24	0
0	0,5		0	0,0192	0	66,24	64,97	0
0	1,4		0	0,0538	0	64,97	61,47	0
380	0,7		85	0,0269	2,29	61,47	59,82	85
0	0,3		0	0,0115	0	62,11	61,4	0
0	0,3		0	0,0115	0	61,4	60,69	0
0	0,4		0	0,0154	0	60,69	59,76	0
0	0,3		0	0,0115	0	59,76	59,07	0
0	0,2		0	0,0077	0	59,07	58,62	0
0	0,7		0	0,0269	0	58,62	57,04	0
0	0,3		0	0,0115	0	57,04	56,38	0
0	0,2		0	0,0077	0	56,38	55,95	0
0	0,2		0	0,0077	0	55,95	55,52	0
0	0,1		0	0,0038	0	55,52	55,31	0
0	0,2		0	0,0077	0	55,31	54,88	0

Вывод: значения температуры в таблицах 11 и 12 меньше, чем допустимые превышения температуры обмоток электрических машин, приведенных в таблице 6.14 [2, с. 383].

Заключение

В результате выполнения курсовой работы была определена допустимая масса состава, которую заданный локомотив ВЛ-60^К может провести по заданному профилю пути. В результате аналитического решения уравнения движения поезда была построена диаграмма удельных равнодействующих сил, приложенных к поезду. Были определены предельно допустимые скорости движения поезда по тормозным средствам в зависимости от уклона профиля. С помощью диаграммы и принятых ограничений графическим способом было решено уравнение движения поезда и построена модель движения поезда, т. е. были построены кривые скорости и времени в зависимости от пройденного расстояния. По этим кривым определили общий и удельный расход электроэнергии электровозом, а также произведена проверка тяговых электрических машин на нагревание.

поезд ход движение скорость

Список использованных источников

1 Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М.: Транспорт, 1985. 287 с.

2 Кузьмич, В.Д. Теория локомотивной тяги: учебник для вузов ж.-д. транспорта / В.Д. Кузьмич, В.С. Руднев, С.Я. Френкель; под ред. В.Д. Кузьмича. - М.: Издательство «Маршрут», 2005. - 448 с. ISBN 5-89235-265-2.

3 Кучма, М.П. Тяговые расчеты / М.П. Кучма, А.И. Филимонов, С.Я. Френкель. - Гомель: БелИИЖТ, 1991. - 32 с.

Размещено на Allbest.ru