2 Определение массы состава

Для выбранного расчётного подъёма массу состава в тоннах вычисляют по формуле:

где: F_кр – расчётная сила тяги локомотива, Н;

Р – расчётная масса локомотива, т;

w₀' – основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН;

w₀'' – основное удельное сопротивление состава, Н/кН;

i_p – крутизна расчётного подъёма, ‰.

Величины w₀' и w₀'' определяют для расчётной скорости локомотива v_p.

Основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН:

w₀ =1,9 + 0,01v + 0,0003v²;

Основное удельное сопротивление состава в Н/кН определяют по формуле

где , ,  – соответственно доли 4-,6- и 8- осных вагонов в составе по массе,

w₀₄ – основное удельное сопротивление 4- осных груженых вагонов:

при подшипниках скольжения

при роликовых подшипниках

- основное удельное сопротивление 6- осных груженых вагонов:

- основное удельное сопротивление 8- осных груженых вагонов:

Здесь - средняя нагрузка от оси на рельсы, т/ось, соответственно 4-, 6- и 8-осного вагона:

где q₄, q₆, q₈ – масса брутто соответственно 4-, 6- и 8-осного вагона, т;

– доли 4-осных вагонов на подшипниках скольжения и качения.

F_кр = 744600 Н,

V_р = 23,4 км/ч,

Р = 414 т,

w₀ =1,9 + 0,01·23,4 + 0,0003·23,4² = 2,3 Н/кН

Принимаем массу состава Q=6850 т.

3 Проверки массы состава с учётом ограничений

3.1 Проверка массы состава с учетом использования кинетической энергии

Проверка массы состава на возможность надёжного преодоления встречающегося на участке короткого подъёма крутизной больше расчётного с учётом использования кинетической энергии, накопленной на предшествующих «лёгких» элементах профиля, выполняется аналитическим способом. При этом используют расчётное соотношение

где: S – путь, проходимый поездом с учётом кинетической энергии, м;

v_н – скорость в начале проверяемого подъёма;

v_к – скорость в конце проверяемого подъёма (принимаем равной v_р);

Удельную силу (f_к-w_к)_ср в пределах выбранного интервала изменения скоростей принимают равной удельной силе при средней скорости интервала, т.е. в формулу

подставляются значения F_кср ,w_0ср и w_0ср, определённые по среднему значению скорости рассматриваемого интервала,

Значение силы тяги F_кср для средней скорости v_ср определяют по тяговой характеристике заданного локомотива;

Для того же среднего значения скорости определяют основное удельное сопротивление w₀ локомотива, основное удельное сопротивление состава w₀.

Полученное расстояние должно быть больше или равно длине проверяемого подъёма l_пр

s  l_пр;

v_н = 80 км/ч

v_к = 23,4 км/ч

F_кср = 357750 Н,

w_0ср =1,9 + 0,01·51,7 + 0,0003·51,7² = 3,22 Н/кН

S>S_пр=1900 м.

Вывод: Локомотив серии 3ТЭ10М с составом массой Q=6850 т, подъем крутизной i_пр=12,8‰ надежно преодолеет, с учетом использования накопленной к началу элемента кинетической энергии.

3.2 Проверка рассчитанной массы состава на трогание с места на заданном участке

Выполняется по формуле

где: F_{к тр} – сила тяги локомотива при трогании состава с места, кгс;

i_тр – крутизна наиболее трудного элемента на раздельных пунктах (станциях) заданного участка ‰ (в сторону движения);

w_тр – удельное сопротивление поезда при трогании с места (на площадке), кгс/т;

Приведенное выражение целесообразно решить относительно i_тр с целью определения наибольшего подъема, на котором заданный локомотив возьмет с места состав рассчитанной массы.

Здесь , , , – удельное сопротивление при трогании с места соответственно для 4-,6-,8-осных вагонов на подшипниках качения и на подшипниках скольжения;

Для вагонов на подшипниках качения

Для вагонов на подшипниках скольжения

В этих формулах q₀ – нагрузка от оси на рельсы для данной группы вагонов.

F_ктр = 941750 Н

Вывод: Локомотив серии 3ТЭ10М обеспечивает взятие с места состава массой Q=6850 т, на подъемах крутизной i_тр=11,9‰ включительно, что меньше скоростного i_ск=12,8‰. Т.о. данный подъем следует проследовать без остановки и с использованием накопленной к началу элемента кинетической энергии.