Тепловозная тяга

    800 ≤ 2000/|3,7-3|; 800 < 2857 – верно;

    700 ≤ 2000/|3,7-2|; 700 < 1176 – верно. 

    Расчёт  спрямления заданного  профиля пути

    Таблица 1. 

 
 
 
 
 
 

    3. Расчет веса и  массы поезда 

    3.1 Расчет веса и  массы состава 

    Вес состава определяется исходя из условия  равномерного движения поезда по расчетному подъему с расчетной скоростью  тепловоза: 

    Q =

[кН],где  

    F_кр - расчетная сила тяги тепловоза, Н;

    Р - вес локомотива,  кН;

    w′₀ - основное удельное сопротивление движению тепловоза в режиме тяги, Н/кН;

    w″₀ - основное удельное сопротивление движению вагонов, Н/кН;

    i_p - крутизна расчетного подъема, ‰.  

    Основное  удельное сопротивление движению тепловозов в режиме тяги при расчетной скорости определяется по формуле:

     

    w′₀ = 1,9 + 0,01ν_р + 0,0003 ν_р². 

    Основное  удельное сопротивление движению состава  из разнотипных вагонов определяется по формуле: 

    w″₀  = αw″₀₄ + βw″₀₆ + γw″₀₈, где 

    α, β, γ - процентное содержание однотипных вагонов в составе;

    w″₀₄, w″₀₆, w″₀₈ - основное удельное сопротивление движению четырех-, шести- и восьмиосных вагонов соответственно, Н/кН: 

    w″₀₄ = 0,7 + ;     q₀₄ = . 

    w″₀₆ = 0,7 + ;  q₀₆ = . 

                                             w″₀₈ = 0,7 + ; q₀₈ = . 
 

    α = 75% = 0,75 – 4хосные; q₄ = 88т;

    β = 10% = 0,1 – 6тиосные; q₆ = 116т;

    γ = 15% = 0,15 – 8миосные; q₈ = 160т. 
 
 
 
 
 
 
 

Расчётные параметры тепловоза ТЭ3 

  

    w₀' = 1,9+0,01*20,5+0,0003*(20,5)² ≈ 2,23 Н/кН. 

    q₀₄ = = 22 т;  q₀₆ = = 19,3 т;  q₀₈ = = 20 т. 

     Н/кН; 

     Н/кН; 

     Н/кН; 

    w″₀  = 0,75*0,98+0,1*1,3+0,15*1,1 = 1,03 Н/кН; 

Q = ≈ 16906 кН. 

    Масса состава по предварительному расчету: 

    m_с =    т, где 

      g – ускорение свободного падения, м/с². 

    m_с = = 1690,6 т. 

    3.2 Проверка веса поезда по длине приемо-отправочных путей 

    Длина поезда l_п  не должна превышать полезную длину приемо-отправочных путей станции l_поп:

    l_п ≤ l_поп, где  

    l_п    - длина поезда,м;

    l_поп – полезная длина приемо-отправочных путей станции (l_поп = 850м), м. 

    Длина поезда определяется из выражения: 

    l_п = l_с + l_л +10, где  

      l_с - длина состава, м;

      l_л -  длина тепловоза, м;

     10 – запас длины на неточность  установки поезда, м. 

    Длина состава: 

    l_с = n₄ l₄ + n₆ l₆ + n₈ l₈ , где 

      n₄,n₆, n₈ - количество однотипных вагонов в составе;

      l₄ ,l₆ ,l₈   - длина однотипных вагонов, м. 

    Количество  однотипных вагонов в составе:

     

    n₄ = · ; 

    n₆  = · ; 

    n₈  = · , где 

    q₄, q₆, q₈ - масса одного вагона из каждой группы однотипных вагонов, т. 

    n₄ =   ≈ 15 ваг; 

    n₆ =   ≈ 2 ваг; 

    n₈ =   ≈ 2 ваг; 

    l_с = 15*14+2*17+2*20 = 284 м; 

    l_п = 284 + 17 + 10 = 311 м. 

    Условие l_п ≤ l_поп  выполняется (311 ≤ 850). 

    3.3 Проверка веса состава на преодоление скоростного подъема 

    Основная  задача проверки состоит в том, чтобы  определить, сможет ли поезд преодолеть выбранный в качестве «скоростного»  подъем с учетом использования кинетической энергии, накопленной на предшествующих элементах профиля. 
 

    Аналитическая проверка выполняется по формуле:

    S = ∑

  [м],

    где ν_нi ,ν_кi     - начальная и конечные скорости интервала, км/ч;

          (f_к – w_к)_i – средняя удельная результирующая сила, действующая на поезд в пределах интервала скорости от ν_нi до ν_кi , Н/кН.

    Удельную  силу (f_к – w_к)_i  можно рассчитать в пределах выбранного интервала изменения скоростей принимают равной удельной силе при средней скорости интервала, т. е.

    

[H/кH].

    Если  полученное расстояние больше или равно  длине скоростного подъема S_с

    S ≥ S_с,

    то  поезд преодолеет подъем. 

    ν_cр = 50,25 км/ч; F_кср = 81000 Н. 

    w₀'* = 1,9 + 0,01ν_ср + 0,0003 ν_ср² = 1,9+0,01*50,25+0,0003*(50,25)² ≈ 3,16 Н/кН; 

    w₀₄"* = 0,7 + = Н/кН; 

    w₀₆"* = 0,7 + = Н/кН; 

    w₀₈"* = 0,7 + = Н/кН; 

    w″₀  = αw″₀₄* + βw″₀₆* + γw″₀₈* = 0,75*1,35+0,1*1,7+0,15*1,35 ≈ 1,39 Н/кН; 

    (f_к – w_к) = | | ≈ 6,06 Н/кН; 

    S = м.

    ν_н = 80 км/ч;

    ν_к = ν_р = 20,5 км/ч. 

    S > S_с (4115 > 500 м) – верно. 
 
 
 
 
 
 
 

4. Проверка  веса поезда на трогание с места

 

    Вес состава проверяют на возможность трогания с места на остановочных пунктах по формуле: 

    Q_тр = - Р   [кН], 

    где F_ктр - сила тяги локомотива при трогании с места, Н;

    w_тр - удельное сопротивление состава при трогании с места, Н/кН;

    i_тр - крутизна элемента пути, на котором производится трогание с места, ‰. 

    Удельное  сопротивление состава при трогании с места определяется по формуле: 

    w_тр = w_тр4 + w_тр6 + w_тр8    Н/кН, 

    где w_{тр4 ,}w_тр6 ,w_тр8 - удельное сопротивление при трогании с места соответственно 4-осных, 6-осных, 8-осных вагонов, Н/кН.

    w_тр =    Н/кН. 

    где q₀  - масса, приходящаяся на одну колесную пару для данной группы вагонов, т. 

    Вес состава Q_тр , полученный по условиям трогания с места, должен быть не менее веса состава Q, определенного по расчетному подъему, т. е. Q_тр  ≥ Q. 

    w_тр4 = ≈ 0,97 Н/кН; 

    w_тр6 = ≈ 1,06 Н/кН; 

    w_тр8 = ≈ 1,04 Н/кН; 

    w_тр = 0,75*0,97+0,1*1,06+0,15*1,04 ≈ 0,99 Н/кН; 

    Q_тр = - 1270 ≈ 292669 кН. 

    Условие Q_тр  ≥ Q выполняется (292669 > 16906). 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4. Расчет удельных равнодействующих сил 

    Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил предварительно составляется таблица для четырех возможных режимов движения поезда по прямому горизонтальному участку:

• для режима тяги f_к – w₀ = f₁(v);
• для режима холостого хода  w_0х = f₂(v);
• для режима служебного торможения 0,5b_m + w_0х = f₃(v);
• для режима полного служебного торможения 0,8b_m + w_0х = f₄(v).