6. Построение диаграммы ускоряющих замедляющих сил, действующих на поезд

Построение диаграммы ускоряющих и замедляющих сил обычно выполняют для трех режимов ведения поезда: режима тяги, режима холостого хода (выбега) и режима торможения (служебного и экстренного).

Порядок заполнения таблицы следующий.

Первые два столбца таблицы заполняют данными тяговой характеристики локомотива ( по заданию 2ТЭ10М). Шаг изменения скорости не должен превышать 10 км/ч. Кроме того, в таблицу необходимо внести значения, соответствующие характерным точкам тяговой характеристики. Такими значениями являются скорость перехода от ограничения по сцеплению (по току) на автоматическую характеристику, расчетная скорость и скорости изменения режима работы тяговых электродвигателей. Для тех значений скорости, при которых возможна работа на двух режимах работы тяговых электродвигателей, принимают среднее значение силы тяги.

В третьем и четвертом столбцах помещают значения основного удельного и полного сопротивления движению локомотива при движении в режиме тяги.

Для вычисления основного удельного сопротивления движению состава предварительно рассчитывают основное удельное сопротивление движению каждой из входящих в состав групп вагонов. Вычисления выполняют в соответствии с выражениями (6) – (8).

Столбцы 7-9 заполняют, выполняя вычисления в соответствии с выражениями

,	(22)
,	(23)
.	(24)

Значение основного удельного сопротивления движению локомотива на выбеге для звеньевого пути (столбец 10)

,

(25)

Значение основного сопротивления движению локомотива на выбеге (столбец 11)

,

(26)

Значение основного сопротивления движению поезда на выбеге (столбец 12)

,	(27)
Значение основного удельного сопротивления движению поезда на выбеге (столбец 13)
.	(28)

Прежде чем перейти к расчету и заполнению столбцов 14 – 17 соответствующих режиму торможения определяют значение расчетного тормозного коэффициента

.

(29)

Суммарное расчетное нажатие тормозных колодок вычисляют по числу вагонов каждого вида (n₄, n₆, n₈), входящих в состав поезда, числу осей локомотива заданной серии (n_л) и расчетному нажатию на одну тормозную ось для каждого вида вагонов и локомотива

				(30)
где	Kрi	–	тормозное нажатие на одну ось единицы подвижного состава, кН/ось; Kр=70 кН/ось – для грузовых гружёных вагонов, оборудованных чугунными колодками [4].

Если не все оси в составе тормозные, то это следует учитывать при вычислении суммарного нажатия тормозных колодок. С этой целью суммарное тормозное нажатие для состава умножают на коэффициент равный доле тормозных осей в составе.

При расчетах тормозной силы для грузовых поездов, движущихся на участках со спусками до 20 ‰, Правилами тяговых расчетов рекомендуется не принимать в расчет пневматические тормоза локомотива и его вес. Иначе говоря, в формуле (29) можно исключить P, а в формуле (30) исключают слагаемое n_лK_рл .

В четырнадцатом столбце записывают значения расчетного коэффициента трения колодки φ_кр, которые рассчитывают для значений скорости приведенных в первом столбце по следующей формуле (для стандартных чугунных колодок)

(31)

В пятнадцатом столбце таблицы записывают значения удельной тормозной силы, вычисленные по формуле

(32)

В шестнадцатом столбце записывают значение равнодействующей сил, приложенных к поезду в режиме служебного торможения. Для грузовых поездов

(33)

А в семнадцатом для экстренного торможения

(34)

Рассчитаем действительный тормозной коэффициент

Расчёты приведены в таблице 3 согласно которым строим диаграмму удельных равнодействующих сил действующих на поезд (рисунок 1).

7. Определение предельнодопустимой скорости движения при заданных тормозных средствах поезда для трех значений уклона ( i=0,-6,-12 ‰)

Для обеспечения безопасности движения поездов важнейшее значение имеет возможность ограничения скорости движения или остановки поезда, выполняемой в штатной или экстренной ситуации. А это значит, что при необходимости остановки или ограничения скорости движения должна быть обеспечена эффективность действия тормозов поезда [4].

Тормозной путь S_т складывается из подготовительного S_П и действительного S_Д тормозных путей

(35)

Допустив, что поезд проходит путь подготовки тормозов к действию с постоянной скоростью, найдем его значение

				(36)
где	V0	–	скорость поезда в начале торможения, км/ч;
	tн	–	время подготовки тормозов к действию, с.

Для грузовых составов длиной более 200 осей (до 300 осей) при автоматических тормозах время подготовки тормозов к действию определяется по формуле

(37)

При скорости поезда в начале торможения V₀=100 км/ч и значениях φ_кр=0,09, =3,33 получаем значения t_п ,S_п приведенные в таблице 4

Таблица 4 – Расчёт пути пройденного поездом за время подготовки тормозов к действию

i, ‰	0	-6	-12
tп , с	10	11,5	13
Sп , м	278	319,2	360,5

В данной курсовой работе действительный тормозной путь S_Д определяем графическим способом, который представлен на рисунке 2. Масштабы для построения берем из таблицы 14 ПТР.

Сила,1 Н/т – 1 мм;

Скорость ,1 км/ч – 1 мм;

Путь, 1 км – 120 мм.

Из рисунка 2 получаем для уклонов действительный тормозной путь S_Д и ограничение по скорости

i=0,0 ‰, S_Д=942 м при V=92 км/ч;

i= - 6,0 ‰, S_Д=708 м при V=83 км/ч;

i= - 12,0 ‰, S_Д=667 м при V=76 км/ч.

Учитывая графическое определение действительного тормозного пути S_Д на протяжении всего движения поезда установлены следующие ограничения:

– не более 40 км/ч – на стрелках;

– не более 80 км/ч – на основном пути;

– не менее 23,4 км/ч – в продолжительном режиме движения.

8. Построение кривых скорости и времени

Исходными данными для построения являются: спрямленный профиль пути, диаграммы удельных равнодействующих сил, приложенных к поезду, ограничения скорости и пункты остановки.

В соответствии с ПТР при выполнении тяговых расчетов поезд рассматривается как материальная точка, в которой сосредоточена вся масса поезда и к которой приложены внешние силы, действующие на поезд. Условно принимаем, что эта материальная точка расположена в середине поезда.

Построение кривой скорости на площадке начинаем с момента трогания поезда со станции. Поскольку построение кривых скорости и времени ведем по центру тяжести поезда, то начинаются и заканчиваются эти кривые по осям станций.

Кривую времени строим на том же планшете, на котором построена кривая скорости. При этом ось пути является общей для обеих кривых, а ось времени совпадает с осью скорости. Кривые скорости и времени представлены на рисунке 3.

Масштабы для построения берем из таблицы 14 ПТР.

Сила,1 Н/т – 0,6 мм;

Скорость ,1 км/ч – 1 мм;

Путь, 1 км –20 мм;

Постоянная Δ=30 мм;

Время 1мин – 10 мм [3].