Правила тяговых расчетов

 

 

Продолжение таблица 5.1 - Расчёт времени хода поезда способом равномерных скоростей

Номера элементов j	Длина элементов Sj, м	Уклон элемента ij,‰	Vj, км/ч	60∙Sj/ Vj/1000 мин
14	4100	0	95	2,59
15	1900	+1,86	65	1,75
Ст. В 16	1250	0	95	0,79
∑ Sj=L=23,45 км		60∑ Sj/ Vj=Тх=26,6мин

 

Определяем ходовую скорость движения поезда на участке  А-В по формуле (5.1)

 

                           ,                                   (5.1)

 

где Vх  - ходовая скорость, км/ч; L – длина участка, км; Тх – среднее ходовое время движения поезда по участку без учета времени стоянок поезда на промежуточных станциях и времени затраченного на разгон и замедление поезда, мин.

 

км/ч.

 

Определяем техническую скорость движения поезда на участке А-В по формуле (5.2) с учетом разгона и замедления поезда на коечных станциях.

 

,                                     (5.2)

 

  где при приближённых расчётах принимают: tраз =2 мин; tзам=1 мин.

 

 км/ч.

 

Определяем длины перегонов А–Б и Б–В. Длина перегона А–Б равна:

 

LАБ=1,25+1,5+0,5+3,9+1,0+1,5+0,85+1,4+0,6+0,75+1,25/2=13,875 км,

тогда Б-В:

 

LБВ=23,45-13,875 =9,575.

 

Все остальные вычисления по формулам (5.1) – (5.2) сводим в табл. 5.2.

 

Таблица 5.2- Время и скорости движения поезда на участке А-Б-В

Перегон	Расстояние между станциями, км	Время хода, мин	Время на разгон, мин	Время на замедление, мин	Скорость, км/ч
					Vх	Vтех	Vуч
А-Б	13,875	19,8	2	1	41,9	27,9	-
Б-В	9,575	6,8	2	1	84,80	35,2	-
А-В	23,45	26,6	4	2	52,9	38,4	30,2

 

Коэффициент участковой скорости γy, определяется отношением участковой скорости Vуч к технической Vтех, который в нашем случае будет равен:

 

 

 

 

 

 

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ И ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДА ГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

 

6.1 Техника построения кривой скорости способом Липеца

 

Выполняем построение кривой скорости движения поезда V=f1(s), используя данные о спрямленном профиле, локомотиве, массе состава, диаграммах удельных сил и допускаемой скорости безопасного движения на спусках («по тормозам»): тепловоз – 2ТЭ10, масса состава – 4600т, Vдт=95 км/ч на уклонах.

Допускаемую скорость по перегонам выбираем как наименьшую:

- из конструкционной скорости  локомотива – 100 км/ч;

- конструкционной скорости  вагонов – 100 км/ч;

- прочности пути – 100 км/ч;

- скорости «по тормозам» - 100 км/ч.

При построении кривой скорости V=f1(s) необходимо предусмотреть проверку автотормозов в пути следования, которая выполняется при достижении скорости 50-60 км/ч на площадке или спуске. В нашем случае при достижении скорости 50 км/ч выполняем проверку автотормозов на спуске с уклоном -8,1 ‰.

Построение кривой скорости V=f1(s) производится при помощи диаграмм удельных сил. Данное построение выполняется способом Липеца.

 

 

6.2 Техника построения кривой времени способом Лебедева

 

Определяем время движения поезда по участку А-Б-В в целом и по перегонам, техническую скорость поезда. Кривую времени t=f1(s) строим на основании кривой скорости. Влево от оси скорости на расстоянии D=30 мм откладываем вертикально ось времени t.

Определение времени движения поезда графическим методом приведено в приложении 5.

 Определяем время движения поезда по перегонам и в целом по участку без остановки на ст. Б по кривой времени t=f1(s)

tАБ=17,56 мин, tБВ = 14,08 мин, tАВ = 31,64 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7  ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ТОКА  ГЕНЕРАТОРА ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ10

 

Кривая тока генератора тепловоза приведена на рисунке 6.1.Данные для построения представлены в таблице 7.1.

 

Таблица 7.1 - Значения тока генератора тепловоза 2ТЭ10 в зависимости от скорости поезда на рисунке 6.1

Точка кривой скорости	Скорость, км/ч	Режим движения	IГ,А	Точка кривой скорости	Скорость, км/ч	Режим движения	IГ,А
0	0	Тяга-ПП	5750	17	60	ТягаОП1	3000
1	10	Тяга-ПП	5060	ОП1-ОП2	64	ТягаОП1	2900
2	20	Тяга-ПП	4630			ТягаОП2	3500
3	30	Тяга-ПП	3500	18	70	ТягаОП2	3400
4	30	Тяга-ПП	3500	19	80	ТягаОП2	3050
ПП-ОП1	36	Тяга-ПП	3100	20	82	ТягаОП2	3000
		ТягаОП1	3800	21	80	ТягаОП2	3050
5	45	ТягаОП1	3550	22	70	ТягаОП2	3400
6	50	ТягаОП1	3300	23	60	ТягаОП2	3600
7	60	ТягаОП1	2900	24	54	ТягаОП2	3900
ОП1-ОП2	62	Тяга-ОП1	2900	25	50	ТягаОП2	3800
		ТягаОП2	3500	26	60	ТягаОП2	3600
8	64	ТягаОП2	3450	27	66	ТягаОП2	3350
9	60	ТягаОП2	3550	28	70	ТягаОП2	3300
10	50	ТягаОП2	3800	29	74	ТягаОП2	3200
ОП2-ОП1	43	Тяга-ОП2	3550	30	80	ТягаОП2	3050
		ТягаОП1	4250	31	80	ТягаОП2	3050
11	40	ТягаОП1	3750	32	30	ТР	0
12	30	ТягаОП1	4400	33	30	ТР	0
13	28	ТягаОП1	4450			ТягаОП2	3500
14	30	ТягаОП1	4400	33	30	ТягаОП2	3500
15	40	ТягаОП1	3700			ТР	0
16	50	ТягаОП1	3300	34	0	ТР	0

 

 

 

 

 

8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА ТЕПЛОВОЗОМ

 

 

Расход дизельного топлива на заданном участке в кг определяется по формуле:

                                             E = GТ ·tТ +gХ ·tХ  ,                                              (8.1)        

где GТ – масса топлива, расходуемая тепловозом в зависимости от скорости  и максимальной позиции nк контроллера машиниста. Зависимости Gi = f (V, nк) приведены в [1,3];   DtТ  – время работы на максимальной позиции контроллера машиниста; gx – масса топлива, расходуемого тепловозом на холостом ходу в одну минуту, кг/мин; tx – время хода на холостом ходу и при торможении, мин.

    

Таблица 8.1 - Расход топлива тепловозом 2ТЭ10 на максимальной позиции и на холостом ходу   

Тепловоз	В режиме тяги G, кг/мин	В режиме холостого хода gх, кг/мин
2ТЭ10	16,8	0,76

              

Удельный расход топлива на измеритель перевозочной работы, e кг/10⁴  т·км брутто, рассчитывается по формуле

е = 10000Е/mcL,          ( 8.2)

где mс – масса состава, т; L – длина участка, км.

Топливо характеризуется различными значениями теплоты сгорания. Для сравнения тепловой ценности, например, угля и дизельного топлива, введено понятие условного топлива. Теплота сгорания 1 кг условного топлива принимается равной 29307 кДж (7000 ккал), что соответствует теплоте сгорания каменного угля и антрацита с невысоким содержанием балласта. Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг, поэтому эквивалент (коэффициент) перевода дизельного топлива в условное принимается равным 1.45.

Удельный расход условного топлива на измеритель перевозочной работы кг у. т/10⁴ т·км брутто рассчитывается по формуле

                   eу = 1,45 ·e. (8.3)

Определяем натурный удельный и условный удельный расход топлива тепловозом 2ТЭ10  с составом массой 4600 т на участке А - В длиной 23,45 км, время движения поезда в режиме холостого хода и торможения равно tх = 1,1 мин, а в режиме тяги tт = 25,8 мин.

Натурный расход топлива    

                               Е =16,8 × 27,7 + 0,76 × 1,1 = 466,196 кг.

Определяем удельный е и условный удельный еу расход топлива

е = 10000 × 466,196 / 5000 × 23,45 = 39,8 кг/10⁴ т-км брутто;

                         еу = 1,45 × 39,8 = 57,7 кг/10⁴ т-км брутто.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 ПРОВЕРКА ТЯГОВЫХ МАШИН ЛОКОМОТИВОВ НА НАГРЕВ

 

9.1 Аналитический метод расчета нагревания тяговых электрических машин

 

Проверка на нагревание выполняется на основании кривых тока IГ = f(s) или IД = f(s) и кривой времени t = f(v). Проверка производится по формуле

τ=τ0+(τ∞-τ0)Δt/T,                                                 (9.1)

где τ–температура нагрева (остывания) обмоток, оС; τо – начальное превышение температуры для расчетного промежутка времени, оС; τ∞ –установившаяся температура, оС; Δt – интервал времени, в течение которого по обмоткам протекает неизменный средний ток, при условии что Δt/T  0,1 мин; Т – тепловая постоянная времени, мин.

Значения среднего тока в интервале Δt определяются по формуле: 

– для тепловозов:

 Iгср=(Iгн+Iгк)/2,                                                    (9.2)

IДср= Iгср/а,                                                        (9.3)

где Iгн, Iгк, IДн – токи в начале и конце интервала Dt, а – число параллельных цепей соединения тяговых электродвигателей.

Полученная в результате расчета наибольшая на заданном участке температура перегрева не должна превышать величины

τmax=τдоп+τнв,                                                 (9.4)

Рассчитать температуру перегрева обмотки якоря ТЭД ЭД-118А тепловоза 2ТЭ10, используя кривые тока и времени, а также значения тока генератора. Температура наружного воздуха tнв = 15 оС. Начальная температура двигателей равна tо = 20 оС. 

Находим среднее значение тока генератора на каждом отрезке. Определяем значение тока ТЭД для каждого отрезка. Для этого делим ток генератор на 6, так как в силовую цепь генератора включено параллельно 6 тяговых двигателей (а = 6). 

 

Таблица 9.1 – Расчет перегрева обмоток якоря ТЭД ЭД-118А

IГ = f(s)	Iгср, А	IДср, А	Dt, мин	Т, мин	Δt/T	τ∞, оС	τ=τ0+(τ∞-τ0)Δt/T
1 -ПП	4650	775,0	4,5	32	0,14	130	35,47
ОП1 -3	4300	716,7	1,6	32,8	0,05	106,2	38,92
3-4	3925	654,2	1	28	0,04	85	40,56
4-6	3625	604,2	11,1	30,2	0,37	81	55,43
6-7	3500	583,3	0,5	24	0,02	68	55,69
ОП2-8	3650	608,3	0,8	30,2	0,03	81	56,36
8-9	3500	583,3	1,1	24	0,05	68	56,89
ОП1-10	3100	516,7	0,6	29,2	0,02	64,3	57,04
10-11	3150	525,0	1,5	22,5	0,07	63	57,44
12-ПП	4650	775,0	1,3	34	0,04	132	60,29
ОП1-14	4300	716,7	0,9	33,2	0,03	107,6	61,58
14-15	4050	675,0	1,9	29	0,07	88	63,31
15-16	4000	666,7	0,3	28,4	0,01	87,1	63,56
16-17	3700	616,7	3	31,4	0,10	82	65,32
ОП1-21	3275	545,8	0,8	24,6	0,03	72	65,54
ОП2-24	3450	575,0	1,6	23,9	0,07	67,1	65,64

 

По формуле (9.4) находим максимально допустимую температуру нагрева обмоток двигателя для класса изоляции В 

 

tmax = 120 + 15 =135 оС. 

 

На участке АБ эта температура не была превышена (t = 56,19 оС). 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Правила тяговых расчетов  для поездной работы / МПС СССР  – М.: Транспорт, 1985. – 287 с.

2. Бабичков А.М., Гурский П.А., Новиков А.П. Тяга поездов и тяговые расчеты. – М.: Транспорт, 1971. – 280 с.

3. Гребенюк П.Т., Долганов  А. Н., Скворцова А.И. Тяговые расчеты: Справочник / Под ред. П.Т. Гребенюка – М.: Транспорт, 1987. – 272 с.

4. Осипов С.И. Основы электрической  и тепловозной тяги. Учебник для  техникумов ж.-д. транспорта. – М.: Транспорт, 1985. – 408 с.

5. Постол Б.Г. Тяговые расчеты: Методические указания. - Хабаровск.: ХабИИЖТ, 1984. – 58 с.

6. Постол Б.Г. Решение задач  тяги на персональной ЭВМ Искра-226: Методические указания. – Хабаровск: ХабИИЖТ, 1986. - 25 с.

7. Постол Б.Г. Теория локомотивной  тяги: Методические указания. - Хабаровск: ДВГАПС, 1999. – 55 с.

8. Развитие локомотивной  тяги / Н.А.Фуфрянский, А.Н.Долганов, А.С.Нестрахов и др. Под ред. Н.А.Фуфрянского и А.Н.Бевзенко.-2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1988. – 344 с.