2 Анализ профиля пути и выбор расчётного подъёма

Проведем анализ профиля участка, приведенного в таблице Д.1.3. На участке имеется два крутых подъема (5-й и 6-й элементы профиля). 6-й элемент профиля имеет не максимальную крутизну уклона (i = 8 ‰), но большую протяженность (s = 5500 м). Крутизна уклона 5-го элемента максимальна (i = 11 ‰), но протяженность его не велика (s = 1400 м). Необходимо рассмотреть элементы участка, предшествующие 5-му элементу, чтобы понять, можно ли его принять за инерционный подъем. Видим, что данному элементу предшествуют прямые участки и спуски. Предполагаем, что поезд сможет развить достаточно высокую скорость и пройти этот элемент с помощью кинетической энергии, и его скорость к концу элемента не снизится ниже расчетной скорости локомотива. Следовательно, 5-й элемент профиля будет инерционным (скоростным). Расчетным подъемом будет 6-й элемент профиля (i = 8 ‰ , s = 5500 м).

Данный профиль участка можно отнести к тому варианту профиля, в котором за расчетный принимается менее крутой подъем большой протяженности, а подъем с максимальной крутизной принимается за инерционный.

Поскольку на расчетном и скоростном подъемах отсутствуют кривые, то их результирующие величины уклонов будут равняться их действительному уклону, т.е.

3 Определение массы состава по расчетному подъему

Масса состава Q определяется из условия равенства расчетной касательной силы тяги локомотива силам сопротивления движению поезда, при движении с расчетной скоростью на расчетном подъеме по формуле (3.1).

Касательная сила тяги тепловоза ТЭ3 F_кр и его масса P приведены в задании (таблица Д.1.2):

F_кр = 396300 Н;

P = 254 т.

Величина расчетного подъема определена ранее i_р = 8 ‰ .

Основное удельное сопротивление движению локомотива (для режима тяги) и состава определим по формулам (3.2) – (3.15) из условия, что поезд движется с расчетной скоростью v = v_р = 20,5 км/ч.

Основное удельное сопротивление движению локомотива

Для определения основного средневзвешенного удельного сопротивления движению состава по формуле (3.6) определим основное удельное сопротивление движению каждого типа вагонов в отдельности по формулам (3.7), (3.9), (3.11). Предварительно определим осевую нагрузку для каждого типа вагонов по формулам (3.13) – (3.15).

По заданию массы вагонов брутто равны:

q₄ = 80 т;

q₆ = 120 т;

q₈ = 160 т.

Основное удельное сопротивление движению 4-осного вагона

Основное удельное сопротивление движению 6-осного вагона

Основное удельное сопротивление движению 8-осного вагона

Средневзвешенное основное удельное сопротивление движению состава с учетом процентного соотношения доли вагонов (по массе) каждого типа

α₄ = 0,73;

α₆ = 0,05;

α₈ = 0,22.

Масса состава

Округляем полученное значение в соответствии с ПТР до 50 т. Принимаем Q = 4100 т.

4 Проверка полученной массы состава на прохождение скоростного подъема

Проверка на преодоление элементов профиля большей крутизны, чем расчетный подъем, заключается в расчете скорости движения поезда для всех подъемов, крутизна которых превышает крутизну расчетного подъема. В нашем случае такой элемент только один – инерционный подъем с крутизной уклона i_ск = 11 ‰ и протяженностью s = 1400 м.

Для проверки массы состава на преодоление скоростного подъема определим путь, который может преодолеть поезд при движении по подъему с уклоном +11 ‰ в режиме тяги на полной мощности работы дизеля (максимальная позиция контроллера машиниста) при падении скорости с максимально допустимой до расчетной. За максимально допустимую скорость примем ограничение по состоянию пути, равное 80 км/ч.

Определим среднюю скорость, необходимую для определения касательной силы тяги и основного сопротивления движению

По тяговой характеристике тепловоза ТЭ3 (рисунок Д.1.1) определяем касательную силу тяги. При скорости 50,25 км/ч F_к = 162000 Н. Удельную касательную силу тяги определим по формуле (4.3)

Определим основное удельное сопротивление движению поезда по формулам (3.2) – (3.12), (4.4)

Основное удельное сопротивление движению локомотива

Основное удельное сопротивление движению 4-осного вагона

Основное удельное сопротивление движению 6-осного вагона

Основное удельное сопротивление движению 8-осного вагона

Средневзвешенное основное удельное сопротивление движению состава

Основное удельное сопротивление движению поезда

Удельная замедляющая сила в пределах выбранного интервала скоростей

(4.3)

Искомый путь, проходимый поездом будет

(4.2)

Т.к. найденное значение пути больше чем длина проверяемого подъема (s = 1400 м), то проверка массы состава на прохождение скоростного подъема выполняется и массу корректировать нет необходимости.