Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Анализ и подготовка продольного профиля пути для выполнения тяговых расчетов
• 2. Определение веса (массы) состава грузового поезда с учетом ограничений по условиям эксплуатации
• 2.1 Определение расчетного веса (массы) состава грузового поезда
• 2.2 Уточнение веса грузового состава с учетом ограничений
• 1. Проверка на возможность преодоления проверяемых подъемов за счет использования кинетической энергии поезда и силы тяги
• 3. Расчет значений равнодействующих сил, действующих на поезд при его движении
• 4. Определение допустимых по условиям безопасности скоростей движения
• 5. Расчет скорости движения поезда по участку
• 6. Определение времени хода поезда по участку
• 7. Проверка веса поезда по условиям нагревания тяговых электрических машин локомотивов
• 8. Расчет расхода топлива тепловозом и электроэнергии электровозом при движении по участку.
• 8.1 Определение расхода дизельного топлива тепловоза
• 8.2 Определение расхода электроэнергии электровозами постоянного тока
• 9. Выбор локомотива для ведения поезда по участку

Список используемой литературы



Введение

В ходе данной курсовой работы необходимо выполнить следующие пункты задания:

· Выполнить спрямление продольного профиля пути;

· Определить серию и число секций двух сравниваемых локомотивов (тепловоз и электровоз), необходимой мощности для ведения поезда заданного веса по данному участку профиля сети железных дорог.

· Выполнить построение графиков скорости движения и времени хода поезда по участку при продолжительности стоянки поезда на промежуточной станции 12 мин.

· Определить общий и удельный расход энергоресурсов локомотивами при ведении поезда по участку.

· Обосновать выбор типа и серии локомотива для работы на данном участке.



1. Анализ и подготовка продольного профиля пути для выполнения тяговых расчетов.

Таблица 1

Результаты расчетов по спрямлению элементов действительного профиля пути

№ п/п	Действительный профиль	Спрямленный профиль	Проверка
	S, м	i, ‰	R, м	Sкр, м	S, м	i, ‰	№ п/п
1	1450	0	Ст. А		1450	0	1
2	1100	-2			3000	-2,98	2	1100<1667
3	900	-5						900<1111
4	1000	-3	1050	1000				1000<10000
5	1500	0			1500	0	3
6	3400	+9,5			3400	+9,5	4
7	900	+3,2			2100	+1,37	5	900<1093
8	1200	0						1200<1460
9	1950	-10,5			1950	-10,5	6
10	950	-4,2			950	-4,2	7
11	1600	0	Ст. Б		1600	0	8
12	1500	+2			1500	+2	9
13	1850	+11	1500	1600	1850	+11,4	10	Расчетный
14	1300	0			1300	0	11
15	3700	-9,1	1550	1500	3700	-8,92	12
16	700	-1,8			700	-1,8	13
17	1200	0			1200	0	14
18	2000	+5,5	1700	1800	2000	+5,87	15
19	1250	+2			2250	+0,98	16	1250<1961
20	1300	0						1300<2041
21	600	-4			1350	-4,56	17	600<3571
22	750	-5						750<4545
23	900	0			1400	+1,79	18	900<1117
24	500	+5						500<623
25	1500	0	Ст. В		1500	0	19

Спрямление профиля пути и выполнения расчетов.

При выполнении тяговых расчетов, связанных с движением поезда, число элементов заданного (действительного ) профиля пути (см. таблицу 1) уменьшают за счет группировки небольших по длине элементов и эквивалентной замене каждой группы элементов профиля одним суммарным. Одновременно все кривые. Находящиеся на пути, спрямляют в плане, заменяя их фиктивными подъемами.

При спрямлении надо учитывать, что спрямлению не подлежат: остановочные пункты, расчетные уклоны, инерционные, уклоны, элементы с разноименными знаками.

Крутизна уклона суммарного профиля i'c ‰ определяется по формуле:

(1)

где Sс - суммарная длина спрямляемых элементов профиля, м;

‰ - промилле (тысячная часть числа), т. е. 1 ‰ = 0,001;

1, 2, … n - номера спрямляемых элементов.

Для избежания больших погрешностей при тяговых расчетах, например, при определении времени хода поезда по участку, необходимо провести проверку допустимости замены группы элементов действительного профиля одним суммарным.

. (2)

При анализе профиля пути все кривые участки пути заменяют фиктивными подъемами по формуле ‰:

(3)



где 1, 2, … j - номера кривых участков пути, находящихся на спрямляемом участке;

Sкр - длина кривой в пределах спрямленного участка, м;

R - радиус кривой, м;

Окончательная крутизна уклона спрямленного участка с учетом кривых (приведенный уклон), ‰

(4)

Знак перед ic' определяется характером уклона спрямленного участка: подъем "+", спуск "-".

Величина фиктивного уклона ic'', заменяющего действие дополнительного сопротивления от кривых, всегда положительна.

Порядок расчета.

Анализ профиля пути показывает, что возможна группировка и замена суммарным профилем следующих элементов профиля пути:

Участок 2-3-4: -2/1100; -5/900; -3/1000.

1) определим суммарный уклон по формуле (1):

2) проверяем по формуле (2) возможность спрямления для каждого действительного элемента профиля:

3) определим величину фиктивного подъема от кривых для суммарного участка по формуле (3):

4) определим величину приведенного уклона суммарного участка по формуле (4):

Аналогично выполняем расчет для всех остальных элементов профиля.

Участок 7-8: +3,2/900; 0/1200.

1) определим суммарный уклон по формуле (1):

2) проверяем по формуле (2) возможность спрямления для каждого действительного элемента профиля:

Участок 13: +11/1850.

1) определим величину фиктивного подъема от кривых для суммарного участка по формуле (3):

2) определим величину приведенного уклона суммарного участка по формуле (4):

Участок 15: -9,1/3700.

1) определим величину фиктивного подъема от кривых для суммарного участка по формуле (3):

2) определим величину приведенного уклона суммарного участка по формуле (4):

Участок 18: +5,5/2000.

1) определим величину фиктивного подъема от кривых для суммарного участка по формуле (3):

2) определим величину приведенного уклона суммарного участка по формуле (4):

Участок 19-20:

1) определим суммарный уклон по формуле (1):

2) проверяем по формуле (2) возможность спрямления для каждого действительного элемента профиля:

Участок 21-22:

1) определим суммарный уклон по формуле (1):

2) проверяем по формуле (2) возможность спрямления для каждого действительного элемента профиля:

Участок 23-24:

1) определим суммарный уклон по формуле (1):

2) проверяем по формуле (2) возможность спрямления для каждого действительного элемента профиля:

Участок 13-14:

Все результаты расчета спрямления профиля пути занесены в таблицу 1.

2. 

2. Определение веса (массы) состава грузового поезда с учетом ограничений по условиям эксплуатации

Таблица 2

Исходные данные.

Процент вагонов по весу состава, %	Масса вагонов брутто, т
4х-осных, б	8ми-осных, в	4-осного, m4	8-осного, m8
45	55	86	168

Принимаю к расчету четырехосные вагоны на подшипниках качения.

За расчетный подъем принимаю участок профиля пути: +11,4/1850.

Таблица 3

Расчетные параметры грузовых локомотивов.

Серия лок-ва	Расчетная скорость, Vp, км/ч	Расчетная сила тяги, Fкр·103,Н	Касательная мощность при Vp, Nк, кВт	Расчетный вес, Р, кН	Сила тяги при V=0, Fкр·103,Н	Конструкционная скорость, Vp, км/ч	Длина локомотива lл, м
4ТЭ10В	23,4	1020	6580	5520	1626	100	68
2ВЛ15	45	1508	18860	5700	1920	100	66

2.1 Определение расчетного веса (массы) состава грузового поезда

Расчетный вес состава грузового поезда Qр определяется исходя из условий полного использования мощности заданной серии локомотива при равномерном движении по расчетному подъему с расчетной скоростью, кН:

(5)

где Fкр - расчетная сила тяги локомотива (с учетом числа секций) при расчетной скорости vр, Н;

Р - расчетный вес локомотива (с учетом числа секций), кН;

- основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги при расчетной скорости, Н/кН;

- основное удельное сопротивление движению грузового состава (вагонов) при расчетной скорости, Н/кН;

iр - крутизна расчетного подъема, ‰ (из задания ).

Эмпирические формулы для расчета основного удельного сопротивления движению локомотива, вагонов и поезда, необходимые для расчета, приведены в таблице 4.

Проведя предварительный расчет в программе Mathcad выяснилось, что длина состава lп превышает длину приемо-отправочной станции lл. Исходя из этого, необходимо уменьшить вес состава и соответственно число вагонов.

Таблица 4

Расчетные формулы для определения основного удельного сопротивления движению подвижного состава на звеньевом пути.

Тип подвижного состава	Расчетная формула (w - [Н/кН]; q0 - [т]; v - [км/ч]
Тепловозы и электровозы:
- режим тяги
- режим холостого хода
Вагоны груженые:
- четырехосные (на роликовых подшипниках)
- восьмиосные*
Состав поезда

Тепловозы и электровозы:

· режим тяги:

· режим холостого хода:

Вагоны груженые:

· четырехосные:

- масса приходящаяся на одну ось

· восьмиосные:

Состав поезда:

Расчетный вес грузового поезда (для тепловоза 4ТЭ10В):

Расчетный вес грузового поезда (для электровоза 2ВЛ15):

Следовательно данные локомотивы могут вести состав полученного веса, но так как длина состава превышает длину приемо-отправочных путей, то вес состава уменьшаем и в дальнейших рассчетах принимаем:

Расчетная масса грузового поезда:

2.2 Уточнение веса грузового состава с учетом ограничений

1. Проверка на возможность преодоления проверяемых подъемов за счет использования кинетической энергии поезда и силы тяги.

Основная задача проверки - сможет ли локомотив провести поезд расчетного веса по самым трудным для преодоления элементам профиля со скоростью в конце подъемов не ниже расчетной, используя кинетическую энергию движущегося поезда и реализуемую силу тяги.

Путь S, который может пройти поезд по проверяемому подъему при работе локомотива в режиме тяги, используя ранее накопленную кинетическую энергию при снижении скорости не ниже расчетной, не должен быть меньше длины данного подъема , то есть: .

В соответствии с ПТР расчет длины пути S выполняется для каждого из проверяемых подъемов по формуле:

где n - число интервалов изменения скорости от начальной (можно принять 70 км/ч) до конечной (можно принять равной расчетной скорости) с шагом ;

- средняя скорость движения поезда на i -ом интервале ее изменения, т.е. , км/ч;

где - крутизна проверяемого элемента профиля, ‰;

- сила тяги локомотива, соответствующая средней скорости движения в i - ом интервале ее изменения; определяется по внешней тяговой характеристике, Н;

,- основное удельное сопротивление движению локомотива и вагонов; определяются по формулам, приведенным в [1], для , Н/кН.

Для тепловоза:

Принимаем:, .

Выполнив расчет в программе Mathcad, получили следующие значения:

75	87000	4,34	1,76	-12,2
65	103000	3,82	1,57	-11,8
55	108000	3,36	1,41	-11,5
45	134500	2,96	1,28	-11
35	159500	2,62	1,16	-10,6
27	226000	2,61	1,08	-9,6

Условие выполняется, следовательно расчетный подъем выбран верно.

2. Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов.

При расчете величины Qр не учитывалось то обстоятельство, что поезд состоит из конкретного числа вагонов различного типа. Поэтому расчетный вес поезда необходимо уточнить в соответствии с реальным числом вагонов (кН):

где mi - масса грузового вагона i-го типа, т;

ni - число вагонов (целое число) i-го типа в составе поезда:

где i - доля веса вагонов i-го типа в составе поезда

Число 4-осных вагонов на подшипниках качения:

Число 8-осных вагонов:

Расчетный вес поезда составит:

3. 

3. Проверка по длине приемо-отправочных путей станции

Длина поезда lп при уточненном весе состава не должна превышать длину приемо-отправочных путей станции (для возможности скрещения, остановки или обгона),т.е. lп lст.

Длина поезда с учетом допуска на неточность установки поезда 10 м, (м)

,(11)

где lв4, lв6, lв8 - длина четырех-, шести-, восьми-осных вагонов по осям автосцепок, соответственно, м (приведена в таблице 5);

lл - длина локомотива по осям автосцепок

Таблица 5

Условная длина некоторых типов вагонов

Тип вагона	Длина вагона, м
Четырехосные полувагоны	19,9
Восьмиосные полувагоны	20,9

Длину приемо-отправочных путей станции можно принять равной 1450 м.

То есть получаем: .

4. 

4. Определение максимальной крутизны подъема , на котором возможно трогание с места поезда уточненного веса Q после остановки

где Fктр - максимальная сила тяги локомотива при трогании, Н;

- удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути (Н/кН).

где - удельное сопротивление при трогании вагона i-го типа, Н/кН.

Для вагонов на подшипниках качения (Н/кН):

По формуле 13 можем определить удельное сопротивление состава при трогании с места на прямом горизонтальном пути:

Следовательно по формуле 12 может определить максимальную крутизну подъема , на котором возможно трогание с места:

На элементах профиля с крутизной подъема больше величины imax должно быть предусмотрено только безостановочное движение поездов с установленной весовой нормой Q.

5. Выбор серии и числа секций локомотивов для ведения грузового поезда заданного веса.

Необходимая величина силы тяги локомотива для ведения грузового поезда заданного веса по расчетному подъему с расчетной равномерной скоростью может быть определена из следующего выражения, Н:

где - вес грузового состава поезда, кН (из задания);

- крутизна расчетного подъема, ‰ ;

- отношение веса состава поезда к весу локомотива или, другими словами, какой вес вагонов может везти единица (1 кН) веса локомотива.

- основное удельное сопротивление движению поезда, Н/кН:

Минимально необходимая для ведения поезда касательная мощность локомотива, кВт:



Минимально необходимая для ведения поезда с расчетной скоростью суммарная (эффективная) мощность секций тепловоза, кВт:

где - коэффициент использования мощности дизеля; можно принять .

Для электровоза:

Принимаем:, .

Выполнив расчет в программе Mathcad, получили следующие значения:

75	750000	4,34	1,76	-3,47
67,5	950000	3,94	1,62	-0,68

Условие выполняется, следовательно расчетный подъем выбран верно.

2. Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов.

При расчете величины Qр не учитывалось то обстоятельство, что поезд состоит из конкретного числа вагонов различного типа. Поэтому расчетный вес поезда необходимо уточнить в соответствии с реальным числом вагонов (кН):

где mi - масса грузового вагона i-го типа, т;

ni - число вагонов (целое число) i-го типа в составе поезда:

где i - доля веса вагонов i-го типа в составе поезда

Число 4-осных вагонов на подшипниках качения:

Число 8-осных вагонов:

Расчетный вес поезда составит:

3. Проверка по длине приемо-отправочных путей станции.

Длина поезда lп при уточненном весе состава не должна превышать длину приемо-отправочных путей станции (для возможности скрещения, остановки или обгона), т.е. lп lст.

Длина поезда с учетом допуска на неточность установки поезда 10 м, (м)

,(11)

где lв4, lв6, lв8 - длина четырех-, шести-, восьми-осных вагонов по осям автосцепок, соответственно, м (приведена в таблице 5);

lл - длина локомотива по осям автосцепок

Длину приемо-отправочных путей станции можно принять равной 1450 м.

То есть получаем: .

4. Определение максимальной крутизны подъема , на котором возможно трогание с места поезда уточненного веса Q после остановки.

где Fктр - максимальная сила тяги локомотива при трогании, Н;

- удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути (Н/кН).

где - удельное сопротивление при трогании вагона i-го типа, Н/кН.

Для вагонов на подшипниках качения (Н/кН):

По формуле 13 можем определить удельное сопротивление состава при трогании с места на прямом горизонтальном пути:

Следовательно по формуле 12 может определить максимальную крутизну подъема , на котором возможно трогание с места:

На элементах профиля с крутизной подъема больше величины imax должно быть предусмотрено только безостановочное движение поездов с установленной весовой нормой Q.

5. Выбор серии и числа секций локомотивов для ведения грузового поезда заданного веса.

Необходимая величина силы тяги локомотива для ведения грузового поезда заданного веса по расчетному подъему с расчетной равномерной скоростью может быть определена из следующего выражения, Н:

где - вес грузового состава поезда, кН (из задания);

- крутизна расчетного подъема, ‰ ;

- отношение веса состава поезда к весу локомотива или, другими словами, какой вес вагонов может везти единица (1 кН) веса локомотива.

- основное удельное сопротивление движению поезда, Н/кН:

где величины и определяются по формулам, приведенным в [1], для расчетной скорости, Н/кН.

Минимально необходимая для ведения поезда касательная мощность локомотива, кВт:

Минимально необходимая для ведения поезда с расчетной скоростью суммарная мощность секций электровоза постоянного тока, кВт:

где - к.п.д. тяговых электрических двигателей электровозов можно принять ;

- к.п.д. тяговой передачи электровоза, можно принть .

Расчетные параметры выбранных серий локомотивов представлены в таблице 6.

Таблица 6

Расчетные параметры сравниваемых серий локомотивов.

Основные параметры локомотивов	Параметры, полученные расчетом	Серии локомотивов
		4ТЭ10В	2ВЛ15
Эффективная мощность (продолжительного режима), кВт	8504 (13430)	8750	16800
Число секций		4	2
Расчетная сила тяги тепловоза (электровоза), Н	956761 (981569)	1012000	1240000
Расчетная скорость тепловоза (электровоза) , км/ч	24 (45)	23,4	45
Конструкционная скорость, км/ч	100	100	100
Расчетный вес, кН		5520	5884

3. Расчет значений равнодействующих сил, действующих на поезд при его движении.

Движение поезда складывается из элементов этого процесса, относящихся к трем основным режимам движения: тяги, холостого хода и полного служебного торможения. В исключительных случаях машинист имеет возможность также применить режим экстренного торможения.

В соответствии с уравнением движения поезда, равнодействующая удельных сил в зависимости от режима ведения поезда по прямому горизонтальному пути определяется следующими уравнениями, Н/кН:

· режим тяги (ускоряющая сила):

· режим холостого хода (замедляющая сила):

· режим полного служебного торможения (замедляющая сила)

· режим экстренного торможения (замедляющая сила)

Расчет значений равнодействующих удельных сил, действующих на поезд при его движении, проводится с помощью Правил тяговых расчетов для поездной работы [2,3] .

Расчет зависимостей , , , выполнены с помощью ПЭВМ для дискретных (конкретных при фиксированном времени) значений скорости с шагом 10 км/ч. Кроме этого, расчеты значений удельных равнодействующих сил производят для расчетной скорости и скорости, соответствующей точке перелома тяговой характеристики локомотива. Результаты расчета представлены в виде таблицы 7 (для тепловоза) и таблицы 8 (для электровоза).

Примечание:

Так как вместо расчетного тормозного коэффициента заданием по подготовке курсовой работы задан процент тормозных осей по типам вагонов в составе грузового поезда, то величина тормозного коэффициента определяется из следующего выражения:

где - расчетная сила нажатия чугунных тормозных колодок на вагонную ось, кН; в расчетах можно принять 68,5 кН;

,- доля тормозных осей у четырех- и восьмиосных вагонов.

В таблице 9 приведен расчет значений зависимости удельной ускоряющей силы для двух вариантов сравнения (тепловоза и электровоза). Результаты построений диаграммы удельных равнодействующих сил для серий локомотивов представлены в приложении.



4. Определение допустимых по условиям безопасности скоростей движения

Как известно, машинисту наиболее сложно обеспечить безопасность движения на спусках при , так как даже при ведении поезда в режиме холостого хода на спусках круче скорость будет возрастать. Это же следует и из уравнения движения поезда на спусках для режима холостого хода:

при значение возрастает.

Для обеспечения безопасности движения поезда по участку в курсовой работе необходимо определить наибольшие допустимые скорости движения поезда на спусках, т.е. .

Полный расчетный тормозной путь , м, равен сумме пути, проходимом поездом при подготовке тормозов к действию действительного тормозного пути :

Расчетные тормозные пути принимаем [1] :

м - для спусков крутизной до -6‰ (включая 0);

м - для спусков крутизной от -6‰ до -12‰;

м - для спусков крутизной от -12‰ до -18 ‰;

Подготовительный тормозной путь , м, то есть путь проходимый поездом от момента поворота рукоятки крана машиниста в тормозное положение до соприкосновения тормозных колодок с бандажами колес, определяют из условия равномерного движения поезда со скоростью :

где - скорость поезда в начале торможения, км/ч; в расчетах можно принять = 60 км/ч ;

- время подготовки тормозов, с (определяют по эмпирическим формулам в зависимости от числа тормозных осей).

Для грузовых составов, длиной более 300 осей:

Тогда подготовительный тормозной для разных уклонов составит:

Действительный тормозной путь , то есть путь проходимый поездом с момента прижатия тормозных колодок к бандажам колес до полной остановки поезда определяем графическим методом, результаты построения представлены на рисунке 1.

При графических построениях зависимостей , и используется масштаб, рекомендуемый ПТР, приведенный в таблице 10.

Таблица 10

Рекомендуемые масштабы для графических построений

Величина	Единица измерения	Обозначение масштаба	Тормозные расчеты	Определение скорости и времени хода поезда
Удельные силы	1Н/кН	К, мм	1	12
Скорость,	1км/ч	M, мм	1	2
Путь,	1 км	y, мм	120	40
Время,	1 мин	х, мм	-	10
Постоянная Времени		Д, мм	-	30



5. Расчет скорости движения поезда по участку

Для определения скорости движения поезда по участку используется графический способ МПС (метод А.И. Липеца). Результаты построений представлены в приложении.

При выполнении построений использовались масштабы, приведенные в таблице 10.

В соответствии с данными удельных равнодействующих сил и результатами расчета веса поезда на планшет со спрямленным профилем в заданном масштабе нанесены графические зависимости удельных ускоряющих f_k-₀=f(V) и замедляющих _ox=f (V), 0,5b_T + _ox=f (V) сил, действующих на поезд.

По кривым удельных ускоряющих и замедляющих сил, используя графический способ А.И. Липеца, на том же планшете была построена кривая скорости = f (S).



6. Определение времени хода поезда по участку

Определим время хода поезда по участку А-В двумя методами: графическим способом Лебедева Г.В. и способом равновесных скоростей.

В приложении представлен график t = f (S). Построение выполнено в масштабах, которые приведены в таблице 10.

Выполнив все построения, рассчитаем среднюю техническую V_т и участковую V_уч скорости движения поезда (км/ч) для каждого варианта сравнения:

; (27)

. (28)

где: - общая длина профиля, км;

t - время хода поезда, мин (определяется по графику), к которому необходимо добавить время стоянки поезда на промежуточной станции в течении 12 минут;

- коэффициент участковой скорости; принимаем = 0,85.

Для тепловоза:

Для электровоза:



7. Проверка веса поезда по условиям нагревания тяговых электрических машин локомотивов

В курсовой работе превышение температуры ф обмоток якоря тяговой электромашины можно определять одним из трех способов: аналитическим, графическим, графоаналитическим.

При аналитическом способе величину ф в зависимости от режима работы локомотива определяют по формулам:

- режим тяги (нагревание обмоток), єС:

, (29)

- холостой ход или тормозной режим, єС:

, (30)

локомотив нагревание скорость вес

где ф? - установившееся превышение температуры обмотки для тока Iср, єС; определяют по характеристикам ф?=f(I) [3];

Т - тепловая постоянная времени, мин (определяются по характеристикам T = f (I) [3]);

ф0 - начальное превышение температуры обмоток, °С ; в начале расчета принимают равным ф0= 15°С;

Дt - интервал времени хода поезда, мин; выбирается по кривой

t=f(S) с учетом условия Дt /T ? 0,1.

Так как паспортные тепловые характеристики ф? и Т определяются в зависимости от силы тока тяговых электродвигателей, в начале данной проверки необходимо построить кривую тока Iг = f(S) - для тепловоза. Для электровозов постоянного тока кривая Iэ = f(S) не строится на общем планшете, а представлена на рисунке 2.

Кривые тока I = f(S) построены на общем планшете в приложении. Построение кривой I = f(S) ведется по ранее построенной кривой скорости = f(S) и токовой характеристике: - для тепловозов Iг = f();

- для электровозов постоянного тока Iэ = f().

Рисунок 2 - Зависимость тока электровоза серии ВЛ15 от скорости движения.

Для расчета превышения температуры обмоток тяговых электрических машин по кривой I = f(S) определяют средние значения тока электрической машины в пределах Дt по формулам:

- для тепловозов Iг ср=( Iг н+ Iг к)/2; Iд ср= Iг ср/m;

- для ЭПС постоянного тока Iэ ср=( Iэ н+ Iэ к)/2; Iд ср= Iэ ср/m;

где m - число параллельных цепей соединения тяговых электродвигателей локомотива.



8. Расчет расхода топлива тепловозом и электроэнергии электровозом при движении по участку

8.1 Определение расхода дизельного топлива тепловоза

Расход дизельного топлива тепловозом при движении по заданному участку определяют по формуле, кг:

где - расход топлива за I мин. при движении тепловоза в режиме тяги при i-ом положении рукоятки контроллера машиниста, кг/мин; приводятся в [2,3] в виде расходных характеристик G=f(,nк);

- число используемых для ведения поезда позиций рукоятки контроллера машиниста;

- расход топлива за 1 мин при движении тепловоза в режимах холостого хода и торможения, кг/мин;

- суммарное время движения тепловоза в режиме тяги при i -ом положении рукоятки контроллера машиниста, мин; определяется по кривой t=f(S);

- суммарное время движения тепловоза в режимах холостого хода и торможения, мин; определяется по кривой t=f(S).

Следовательно получим: (для одной секции).

Тогда для тепловоза 4ТЭ10В получим:

Удельный расход натурального дизельного топлива на единицу перевозочной работы 104 т •км брутто, кг/104 т•км брутто.:

Для 4ТЭ10В получим: .

Удельный расход условного топлива на единицу перевозочной работы 104 т •км брутто, кг/104 т•км бр.(для 4 секций):

Где - топливный эквивалент для перевода натурального топлива в условное; можно принять Э=1,43.

Результаты расчетов расхода дизельного топлива представлены в таблице 13.

Таблица 13

Определение расхода дизельного топлива тепловоза серии ТЭ10В (одной секции).

№
1	0	10	5	7	0,2	1,4
2	10	30	20	8,5	0,8	6,8
3	30	38	34	8,6	0,6	5,16
4	38	50	44	8,6	0,6	5,16
5	50	62,5	56	8,5	0,8	6,8
6	62,5	70	66	8,6	0,6	5,16
7	0	0	0	0,8	1	0,4
8	72	77,5	75	8,5	1,1	9,35
9	77,5	57,5	68	8,6	1,6	13,76
10	57,5	42,5	50	8,6	1,9	16,34
11	42,5	41	42	8,6	0,3	2,58
12	41	50	46	8,6	1	8,6
13	0	0	0	0,8	1,6	0,64
14	0	0	0	0,8	2,3	0,92
15	0	0	0	0,8	2,4	0,96
16	0	0	0	0,8	13,7	10,68
17	0	15	8	7,8	0,9	7,02
18	15	25	20	8,5	0,4	3,4
19	25	38	32	8,6	0,6	5,16
20	38	45	42	8,6	0,5	4,3
21	45	56	51	8,6	1,8	15,48
22	56	32,5	44	8,6	2,7	23,22
23	32,5	42,5	38	8,6	0,7	6,02
24	42,5	54	48	8,6	1,1	9,46
25	0	0	0	0,8	2,2	0,88
26	0	0	0	0,8	2,3	0,92
27	0	0	0	0,8	0,6	0,24
28	0	0	0	0,8	1	0,4
29	67,5	58,5	63	8,6	1,9	16,34
30	58,5	69	64	8,6	2,2	18,92
31	0	0	0	0,8	1,3	0,52
32	0	0	0	0,8	2	0,8
33	0	0	0	0,8	1,3	0,52

8.2 Определение расхода электроэнергии электровозами постоянного тока

Исходными данными для определения расхода электроэнергии электровозами постоянного тока являются ранее построенные кривые

=f(S); t=f(S); Iэ = f(S).

Расход электроэнергии при движении электровоза по участку, кВт•ч

А =АТ + АСН , (34)

АСН - расход электроэнергии на собственные нужды электровоза, кВт•ч.

или, учитывая, что номинальное напряжение в контактной сети постоянного тока : Uc=3000 В:

где n - число интервалов изменения скорости движения электровоза. Результаты расчета расхода электроэнергии электровозом постоянного тока представлены в таблице 14.

Расход электроэнергии электровозами постоянного тока на собственные нужды, кВт•ч:

Асн = асн • t , (37)

где асн - среднее значение расхода электроэнергии электровозом за 1 мин на собственные нужды кВт•ч /мин, для ВЛ15 можно принять:

асн=2,08 кВт•ч /мин;

t - общее время хода электровоза по участку, мин.

Удельный расход электроэнергии электровозом на единицу выполненной перевозочной работы 104 т •км брутто, кВт•ч/104 т •км :

Таблица 14

Определение расхода электроэнергии электровоза постоянного тока ВЛ15.

№
1	0	1400	10	1150	1275	0,3	382,5
2	10	2500	30	2300	2400	0,5	1200
3	30	3550	38	3400	3475	0,4	1390
4	38	3400	62,5	4250	3825	0,6	2295
5	62,5	4250	70	3700	3975	0,3	1192,5
6	72,5	3600	80	3250	3425	0,4	1370
7	80	3250	75	3500	3375	1,5	5062,5
8	75	3500	73	3650	3575	1,5	5362,5
9	0	1400	10	1150	1275	0,3	382,5
10	10	2500	30	2300	2400	0,5	1200
11	30	3550	38	3400	3475	0,4	1390
12	38	3400	62,5	4250	3825	0,6	2295
13	62,5	4250	68	4000	4125	0,3	1237,5
14	68	4000	80	3250	3625	1	3625
15	80	3250	71	3750	3500	1,5	5250
16	66	4000	76,5	3400	3700	1,7	6290
17	76,5	3400	83,5	3150	3275	0,7	2292,5



9. Выбор локомотива для ведения поезда по участку

Серию локомотива, наилучшим образом соответствующую для ведения поезда заданного веса, можно выбрать на основе сравнительной оценки тяговых, эксплуатационных и экономических показателей, полученных при тяговых расчетах для всех вариантов ранее выбранных серий локомотивов. В качестве таких показателей могут служить:

-время движения поезда по участку:

· тепловоз: 52 мин;

· электровоз: 46,5 мин.

-полный расход натурального дизельного топлива тепловозами Е, кг или электроэнергии электровозами А, кВт*ч при движении по участку:

· тепловоз: ;

· электровоз: .

- удельный расход условного дизельного топлива тепловозами еу , кг/104ткм брутто или электроэнергии электровозами а, кВт/10 4 т км брутто, на измеритель перевозочной работы 10 4 т км брутто:

· тепловоз:

· электровоз: .

- техническая скорость движения поезда:

· тепловоз:

· электровоза:

- механическая работа , выполненная локомотивами, М Дж:

где - средняя сила тяги локомотива i-ого варианта сравнения, кН; определяется по тяговой характеристике локомотива [2,3], по величине :

· тепловоз:

· электровоза:

- коэффициент полезного действия:

· тепловозной тяги:

где - теплота сгорания 1 кг дизельного топлива, кДж; можно принять = 42500 кДж ;

(значение к.п.д. получилось высокого значения, так как состав был облегчен в связи с невыполнениям условия по длине приемо-отправочных станций, и из-за короткого участка обращения)

· электрической тяги постоянного тока:

где - средняя сила тока электровоза, А ;определяется по кривой =f (х) [3] по величине ;

- к.п.д. тепловой электростанции: можно принять=0,38;

- к.п.д. электрических устройств системы электроснабжения (повысительный трансформатор, ЛЭП, тяговые подстанции и контактная сеть); можно принять

Из анализа полученных данных видно, что электровоз на данном участке имеет относительные параметры несколько выше, чем на тепловозе. Это объясняется и тем что электровоз в данном сравнении гораздо мощнее выбранного тепловоза. Кроме того можно отметить, что большая часть железных дорог не электрифицирована.



Список используемой литературы

1. Кузьмич В.Д., Руднев В.С., Френкель С.Я. Теория локомотивной тяги: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ - М.: Издательство «Маршрут», . 2005. - 448 с.

2. Гребенюк П.Т., Долганов А.Н, Скворцова А.И. Тяговые расчёты: Справочник./Под ред. П.Т.Гребенюка. - М.: Транспорт, 1987.- 272с.

3. Правила тяговых расчётов для поездной работы. - М.: Транспорт, 1985. - 287с.

4. Осипов С.И., Осипов С.С., Феоктистов В.П. Теория электрической тяги: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ - М.: Издательство «Маршрут», . 2006. - 436 с.

5. Теория и конструкция локомотивов: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ Под ред. Г.С. Михальченко. - М.: Издательство «Маршрут», . 2004. - 424 с..

6. Руднев В.С. Тяговые расчеты для магистральных железных дорог: Методические указания. - М.: МИИТ, 2002.- 44с.

Размещено на Allbest.ru