где к – число  различных групп вагонов в  составе;

      – число однотипных вагонов в i-й группе;

       – длина вагона i-й группы, м.

    Число вагонов в i-й группе определим из выражения 

                                    (2.10) 

где – доля массы состава , приходящаяся на i-ю группу вагонов;

      – средняя масса вагона i-й группы, м. 

    Длина приемоотправочных путей грузовой станции равна 1050 м. 

    По  формуле (2.10) определяем число вагонов  в составе:

• четырехосных

принимаем

• восьмиосных

    

принимаем  

    Определяем  длину вагонов

• четырехосных

      

• восьмиосных

    

 

 

    Длина поезда получилась меньше длины приемоотправочных  путей, поэтому для дальнейших расчетов принимаем массу состава 4250 т. 
 

    2.4.   Рассчитаем массу состава с учетом использования кинетической энергии поезда. 

    Проверим  массу состава на прохождение  коротких подъемов большой крутизны, с учетом кинетической энергии, накопленной на предшествующих участках по формуле 

                                   ( 2.11 )

где – скорость в конце проверяемого участка, ;

      – скорость поезда в начале проверяемого подъема, ;

      – средняя ускоряющая сила, .  

    Определим удельную касательную силу тяги локомотива. 

                                   ( 2.12 ) 

    Для определения силы тяги при средней скорости построим тяговую характеристику локомотива (рисунок 2.1).

    Среднюю скорость рассматриваемого участка  определим по формуле 

                                    ( 2.13 ) 

    Таблица 2.1 – Значения тяговой характеристики тепловоза 2ТЭ121

 

    Из  рисунка 2.1 видно, что при средней  скорости сила тяги локомотива равна . 

    

 

    По  формуле (2.2) определим основное удельное сопротивление движения локомотива при скорости . 

    

 

    По  формулам (2.4) и (2.5) определим основное удельное сопротивление четырех- и восьмиосных вагонов при той же скорости. 

    

 

    

 

    

 

    Определим общее удельное сопротивление движения поезда по формуле 

                             ( 2.14 )

где – проверяемый подъем крутизной больше расчетного, %о. 

    

. 

    

. 

    Длина проверяемого подъема ( ) меньше 3185 м, следовательно, этот подъем можно преодолеть за счет кинетической энергии, приобретенной на спусках перед этим подъемом.

 

    3.   Расчёт и построение диаграмм удельных сил, действующих на поезд.

 
 

    Удельные  ускоряющие силы в режиме тяги рассчитываются по формуле 

                       .       ( 3.1 ) 

    Удельные  замедляющие силы в режиме холостого  хода определяются по формуле

                               ( 3.2 )

где – основное удельное сопротивление движения тепловозов на холостом ходу определяется по формуле 

                   .               ( 3.3 )  

    Удельные  замедляющие силы в режиме торможения определяются по формуле 

                                     ( 3.4 ) 

где для экстренного, для полного служебного и для служебного торможений;

– удельная тормозная сила поезда от действия тормозных колодок,  

    Удельная  тормозная сила поезда рассчитывается по формуле 

                                     ( 3.5 )

где – коэффициент трения колодок о колесо;

 – расчетный тормозной  коэффициент поезда. 

    Расчетный коэффициент трения при чугунных колодках определяется по формуле

                                      ( 3.6 ) 

    Расчетный тормозной коэффициент определяется по формуле 

                                       ( 3.7 )

где n – число осей в составе;

      – доля тормозных осей в составе, ;

     – расчетная сила нажатия тормозных колодок на ось, . 

    Масса локомотива и его тормозные средства включаются в расчет только при наличии на участке спусков круче 20%о.

      

      Определяем число осей в составе 

    

. 

    Определим расчетный тормозной коэффициент  

    

 

    Рассчитываем  удельные ускоряющие и замедляющие  силы, и результаты расчета сведем в таблицу 3.1. 

    Таблица 3.1  «Расчет удельных равнодействующих сил тепловоза 2ТЭ121»

 

    4.  Определение наибольших допустимых движения поезда по условиям торможения.

 
 

    4.1 Определим  тормозной путь 

                                           ( 4.1 )

где – путь подготовки тормозов действию, м;

      – путь действительного торможения, м. 

                                    ( 4.2 )

где – скорость в начале торможения, ;

       – время подготовки тормозов к действию, с.

      

                                      ( 4.3 )

где и – коэффициенты, определяемые в зависимости от числа осей;

      – удельная тормозная сила при скорости начала торможения.     

    

 

    

 

    Строим  зависимость  по двум точкам: и . Точка пересечения зависимости и ломаной определяет максимально допустимую скорость движения поезда на спуске 12,0 %о, которая будет равна

    Чтобы не выполнять подобные построения для каждого спуска участка, выполним аналогичные расчеты для профиля пути с %о. Путь подготовки тормозов к действию при скорости в этом случае будет равен 

    

 

    Зная значения допускаемых скоростей на этих участках профиля пути, наносим их на диаграмму удельных сил и соединяем между собой. Эта линии будет ограничением скорости по тормозам на спусках для данного поезда (пунктирная линия на рисунке 3.1). 
 

    5.   Приближённое  определение времени и средних скоростей движения поезда на участке способом установившихся.

 

    Способ  установившихся скоростей основан  на предположении, что на протяжении каждого элемента профиля пути поезд движется с равномерной скоростью, соответствующей крутизне профиля данного элемента.

    Используя данные таблицы 1.3 и по диаграмме  удельных сил (рисунок 3.1) находим средние  скорости движения для каждого элемента и определяем время движения по каждому  элементу и по всему участку. Результаты вычислений сводим в таблицу 5.1.