8 Построение диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, действующих на поезд
Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил произведем расчеты, результаты которых внесем в таблицы Д.8.1 (для режима тяги) и Д.8.2 (для режимов холостого хода и торможения).
Режим тяги.
В первый столбец вносим значения скорости движения поезда от 0 до конструкционной скорости тепловоза ТЭ3 (100 км/ч) с интервалом 10 км/ч. Кроме того, дополнительно вносим значения скорости, соответствующие характерным точкам тяговой характеристики. В нашем случае – скорость перехода от ограничения по пусковому току на автоматическую характеристику (13 км/ч) и расчетная скорость (20,5 км/ч).
На основании тяговой характеристики тепловоза ТЭ3, приведенной на рисунке Д.1.1, и таблицы Д.1.2 вносим значения касательной силы тяги, соответствующие скоростям движения локомотива.
Т.к. поезд движется по звеньевому пути, то по формуле (3.2) определяем значения основного удельного сопротивления движению локомотива в режиме тяги для скоростей, принятых из первого столбца. Для скорости 0 принимаем значение, рассчитанное для 10 км/ч.
По формуле (8.1) определяем основное полное сопротивление движению локомотива в режиме тяги.
Значения средневзвешенного основного удельного сопротивления движению состава определяем по формулам (3.6), (3.7), (3.9), (3.11). Для скорости 0 принимаем значение, рассчитанное для 10 км/ч.
По формулам (8.2) и (8.3) определяем соответственно основное сопротивление движению состава и основное сопротивление движению поезда. А по формуле (8.4) – равнодействующую всех сил, действующих на поезд при движении в режиме тяги.
Удельную равнодействующую всех сил, действующих на поезд при движении в режиме тяги, определяем по формуле (8.5).
Все результаты расчетов сводим в таблицу Д.8.1. На основании результатов расчета строим график удельных равнодействующих сил для режима тяги, представленный на рисунке Д.8.1.
Таблица Д.8.1 – Построение диаграммы удельных равнодействующих сил для режима тяги
v, км/ч |
Fк, Н |
, Н/т |
, Н |
, Н/т |
, Н |
Wо, Н |
R, Н |
r, Н/т |
0 |
571000 |
20,3 |
5156 |
9,5 |
38950 |
44106 |
526894 |
121,0 |
10 |
571000 |
20,3 |
5156 |
9,5 |
38950 |
44106 |
526894 |
121,0 |
13 |
571000 |
20,8 |
5283 |
9,7 |
39770 |
45053 |
525947 |
120,8 |
20 |
405000 |
22,2 |
5639 |
10,3 |
42230 |
47869 |
357131 |
82,0 |
20,5 |
396300 |
22,3 |
5664 |
10,4 |
42640 |
48304 |
347996 |
79,9 |
30 |
266000 |
24,7 |
6274 |
11,3 |
46330 |
52604 |
213396 |
49,0 |
40 |
202000 |
27,8 |
7061 |
12,6 |
51660 |
58721 |
143279 |
32,9 |
50 |
162000 |
31,5 |
8001 |
14,1 |
57810 |
65811 |
96189 |
22,1 |
60 |
134000 |
35,8 |
9093 |
15,9 |
65190 |
74283 |
59717 |
13,7 |
70 |
112000 |
40,7 |
10338 |
17,9 |
73390 |
83728 |
28272 |
6,5 |
80 |
93000 |
46,2 |
11735 |
20,1 |
82410 |
94145 |
-1145 |
-0,3 |
90 |
75000 |
52,3 |
13284 |
22,6 |
92660 |
105944 |
-30944 |
-7,1 |
100 |
59000 |
59,0 |
14986 |
25,3 |
103730 |
118716 |
-59716 |
-13,7 |
Рисунок Д.8.1 – Графики удельных равнодействующих сил, действующих на поезд
Режим холостого хода.
Основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме холостого хода определяем по формуле (3.4). Для скорости 0 принимаем значение, рассчитанное для 10 км/ч. Основное полное сопротивление движению локомотива в режиме холостого хода определяем по формуле (8.6).
Основное полное сопротивление движению поезда на холостом ходу определяем по формуле (8.7), а основное удельное сопротивление движению поезда – по формуле (8.8).
Результаты расчетов представляем в таблице Д.8.2, а график удельных равнодействующих сил в режиме холостого хода на рисунке Д.8.1. При построении графика учитываем направление действия силы, и значения основного удельного сопротивления движению поезда на холостом ходу принимаем со знаком минус.
Режим торможения.
По заданию тормозные колодки композиционные, следовательно, значения расчетного коэффициента трения тормозных колодок φкр определяем по формуле (8.12).
Прежде, чем определить значения удельной тормозной силы, определим расчетный тормозной коэффициент по формуле (8.16). Значения расчетных нажатий тормозных колодок выбираем по таблице 8.2. Принимаем груженый режим для всех типов вагона (т.к. осевая нагрузка более 6 т/ось).
Определяем удельную тормозную силу по формуле (8.14).
Удельную равнодействующую всех сил, приложенных к поезду, для режима служебного торможения определяем по формуле (8.17), а для режима экстренного торможения – по формуле (8.18).
Все результаты расчетов сводим в таблицу Д.8.2. На основании результатов расчета строим график удельных равнодействующих сил для режима служебного торможения, представленный на рисунке Д.8.1.
Таблица Д.8.2 – Построение диаграммы удельных равнодействующих сил для режимов холостого хода и торможения
v, км/ч |
wх, Н/т |
Wх, Н |
Wох, Н |
wох, Н/т |
φкр |
bт, Н/т |
rтс, Н/т |
rтэ, Н/т |
0 |
25,5 |
6477 |
45427 |
10,4 |
0,360 |
752,4 |
386,6 |
762,8 |
10 |
25,5 |
6477 |
45427 |
10,4 |
0,339 |
708,5 |
364,7 |
718,9 |
13 |
26,0 |
6604 |
46374 |
10,7 |
0,333 |
696,0 |
358,7 |
706,7 |
20 |
27,6 |
7010 |
49240 |
11,3 |
0,322 |
673,0 |
347,8 |
684,3 |
20,5 |
27,7 |
7036 |
49676 |
11,4 |
0,321 |
670,9 |
346,9 |
682,3 |
30 |
30,5 |
7747 |
54077 |
12,4 |
0,309 |
645,8 |
335,3 |
658,2 |
40 |
34,0 |
8636 |
60296 |
13,8 |
0,297 |
620,7 |
324,2 |
634,5 |
50 |
38,3 |
9728 |
67538 |
15,5 |
0,288 |
601,9 |
316,5 |
617,4 |
60 |
43,2 |
10973 |
76163 |
17,5 |
0,280 |
585,2 |
310,1 |
602,7 |
70 |
48,9 |
12421 |
85811 |
19,7 |
0,273 |
570,6 |
305,0 |
590,3 |
80 |
55,2 |
14021 |
96431 |
22,1 |
0,267 |
558,0 |
301,1 |
580,1 |
90 |
62,3 |
15824 |
108484 |
24,9 |
0,262 |
547,6 |
298,7 |
572,5 |
100 |
70,0 |
17780 |
121510 |
27,9 |
0,257 |
537,1 |
296,5 |
565,0 |