Уточнение веса грузового состава с учетом ограничений

Расчетный вес состава грузового поезда, который

Таблица 2

Расчетные параметры грузовых локомотивов.

Серия	Расчетная скорость V_p, км/ч	Расчетная сила тяги, F_кр х 10³, Н	Касательная мощность при V_p, N_к, кВт	Расчетный вес P, кH	Сила тяги при V=0 F_кр × 10³, Н	Конструкционная скорость V_k, км/ч	Длина локомотива l_л, м
ТЭЗ	20,5	202	1150	1270	291	100	17
М62	20,0	200	1110	1200	357	100	18
2М62У	20,0	400	2220	2400	714	100	36
21Э10Л	23,4	506	3290	2600	756	100	34
2ТЭ10В	23,4	506	3290	2760	813	100	34
ЗТЭ10М	23,4	759	4930	4140	960	100	51
2ТЭ116	24,2	506	3400	2760	813	100	36
2ТЭ121 2ТЭ25К 2ТЭ25А	26,6 24,0 18,5	600 600 780	4430 4000 4000	3000 2880 2880	882 838 883	100 110 120	41 40 40
ВЛ23	43,3	349	4200	1380	455	100	17
ВЛ8	43,3	465	5590	1840	607	100	28
ВЛ10У	45,8	502	6390	2000	680	100	33
ВЛ11	46,7	460	5970	1840	626	100	33
ВЛ15 2ЭС10	45,0 55,0	754 538	9430 8220	2850 2000	960 784	100 120	33 34
ВЛ60^к	43,5	368	4450	1380	497	110	21
ВЛ80^с	43,5	512	6190	1840	662	110	33
ВЛ85 2ЭС5К	50,0 51,0	720 423	10000 5990	2880 1920	960 730	110 110	33 35

был определен из условия равномерного движения по расчетному подъему с расчетной скоростью, следует уточнить (проверить) по условиям эксплуатации. К числу ограничений веса поезда по условиям эксплуатации можно отнести: длину приемо-отправочных путей станций; возможность трогания поезда с места; перегрев обмоток тяговых электродвигателей локомотивов; прочность автосцепных приборов и ряд других.

Таблица 3

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

Тип подвижного состава	Расчетная формула (w₀ – [Н/кН]; q₀ – [т]; v – [км/ч])
Тепловозы и электровозы:
- режим тяги
- режим холостого хода
Вагоны груженые:

- четырехосные ^*
- шестиосные*
- восьмиосные*
Состав поезда

*- все типы вагонов оборудованы буксами с роликовыми подшипниками.

Также расчетный вес поезда следует проверить на возможность преодоления более крутых подъемов, чем

расчетный, за счет использования кинетической энергии поезда.

2.1. Проверка на возможность преодоления проверяемых подъемов за счет использования кинетической энергии поезда

Данная проверка проводится в том случае, если затруднен (задание 1) выбор величины расчетного подъема.

Основная задача проверки - сможет ли машинист локомотива провести поезд расчетного веса по самым трудным для преодоления элементам профиля (кроме расчетного подъема) со скоростью в конце подъемов не ниже расчетной, используя кинетическую энергию движущегося поезда.

В общем случае проверка может состоять из двух этапов.

На первом этапе возможность преодоления проверяемых подъемов только за счет использования кинетической энергии поезда устанавливается с помощью номограммы, представленной на рис. 3. При этом считается (условно), что машинист локомотива ведет поезд по проверяемым подъемам в режиме холостого хода.

Порядок пользования номограммой (см. рис. З):

1. Задаемся значением начальной скорости движения поезда по проверяемому подъему, можно принять v = 70 км/ч (точка "А").

2. Из точки "А" восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой S = f(v), построенной для крутизны, равной уклону проверяемого элемента. В качестве примера 3 проверим подъем +8/1000 (см. задание 1), поезд ведет электровоз ВЛ15; в результате получаем точку "В".

3. Точку "В" переносим на ось ординат и получаем точку "С". От точки "С" вниз откладываем длину проверяемого участка 1000 м и фиксируем точку "Д" (S_пр).

4. Точку "Д" проектируем вновь на кривую S = f(v), для i = + 8%₀ - получаем точку "Е". Затем через точку "Е" проводим перпендикуляр до пересечения с осью абсцисс (точка F) и в результате получаем скорость поезда в конце

проверяемого элемента v_к = 58 км/ч. Для электровоза ВЛ15 v_р = 45,0 км/ч (см. табл. 2), следовательно, v_к > v_р.

При выполнении условия v_к ³ v_р для всех проверяемых подъемов можно сделать вывод, что расчетный подъем выбран правильно и приступить к следующим проверкам или уточнениям величины расчетного веса поезда.

Второй этап проверки проводится в случае невыполнения условия v_к ³ v_р для одного или нескольких проверяемых подъемов.

При этом учитывается то обстоятельство, что машинист локомотива ведет поезд по подъемам в режиме тяги и на движущийся поезд действуют ускоряюще одновременно сила тяги и ранее накопленная им кинетическая энергия.

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 S_пр, т.е. S ³ S_пр.

Расчет длины пути S (м): выполняется для каждого из проверяемых подъемов по формуле:

, (9)

где n - число i -ых интервалов изменения скорости от начальной v_н (можно принять v_н = 70 км/ч) до конечной v_к (можно принять равной расчетной скорости, т.е. v_к = v_р) с шагом Dv £ 10 км/ч;

Dv_i - заданный интервал (шаг) изменения скорости от начальной v_н до конечной v_к, т.е. Dv_i = v_к_i – v_н_i;

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

Рис. 3. Определение конечной скорости движения поезда на проверяемом подъеме.

r_у_i - среднее значение удельной равнодействующей силы, действующей на поезд в каждом интервале скоростей Dv_i_, Н/кН:

, (10)

где i_пр - крутизна проверяемого элемента профиля, %о;

F_{к ср}_i - сила тяги локомотива [Н], соответствующая средней скорости движения v_ср в i-ом интервале ее изменения; определяется по внешней тяговой характеристике F=f(v) локомотива, [Н];

, - основное удельное сопротивление движению локомотива и вагонов; определяются по формулам, приведенным в таблице 3, для v_ср, Н/кН.

При невыполнении условия S ³ S_пр на любом из проверяемых элементов профиля за расчетный подъем следует принять крутизну данного проверяемого подъема и вновь по формуле (7) определить величину расчетного веса состава грузового поезда.

Второй этап данной проверки рекомендуется выполнить на ЭВМ.

Алгоритм программы данной проверки веса поезда и пример его реализации на персональном компьютере приведены в приложении 4.