ЛОКОМОТИВЫ И ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ

1. Приведите схемы тяговых участков, электрифицированных на постоянном и на переменном токе и дайте требуемые пояснения.

2. Приведите схемы расположения оборудования на тепловозе и на электровозах постоянного и переменного тока и укажите назначение основных узлов и агрегатов.

3. Определите КПД тепловозной и системы электрической тяги.

4. Определите касательную мощность локомотива в продолжительном режиме.

5. Определите массу состава для заданного тягового участка.

6. Проверьте массу состава по длине приемоотправочных путей станции заданного тягового участка.

7. Определите время движения поездов по заданному участку обращения локомотивов.

8. Определите техническую скорость движения в четном и нечетном направлениях.

1. Приведите схемы тяговых участков, электрифицированных на постоянном и на переменном токе и дайте требуемые пояснения.

Схема тягового участка на переменном токе.

1-ЛЭП, 2-тяговая подстанция, 3-питающая линия, 4-отсасывающая линия,
5-КС, 6- рельс, 7- локомотив.

2. Приведите схемы расположения оборудования на тепловозе и на электровозах постоянного и переменного тока и укажите назначение основных узлов и агрегатов.

Тепловоз.

Электровоз постоянного тока.

Электровоз переменного тока.

3. Определите КПД тепловозной и системы электрической тяги.

На любом этапе получения энергии, ее преобразовании и передаче имеют место потери энергии, т.е. в любом звене цепи передачи энергии входная мощность всегда больше выходной. Общий КПД всей цепи (от источника энергии до потребителя включительно) равен произведению КПД составляющих звеньев.

Для системы электрической тяги звеньями, составляющими цепь от источника энергии до потребителя, являются:

электростанция (тепловая, атомная, гидравлическая);

повышающий трансформатор;

высоковольтная линия электропередачи;

понизительный трансформатор;

тяговая подстанция;

контактная сеть;

электровоз.

Перемножив заданные в табл.2 КПД составляющих звеньев, получим общий КПД системы электрической тяги:

(1)

В энергетическую цепь тепловоза входит дизель, преобразующий химическую энергию топлива в механическую, тяговый генератор, превращающий механическую энергию в электрическую, выпрямительная установка, преобразующая переменный ток в постоянный, тяговые электродвигатели, превращающие электрическую энергию в механическую и зубчатая передача (тяговый редуктор), передающая механическую энергию от ТЭД к колесной паре. Расходы энергии на привод вспомогательных агрегатов учитывается коэффициентом вспомогательных нужд. КПД тепловоза:

(2)

где h_е – эффективный КПД дизеля;

h_г – КПД генератора;

h_ву – КПД выпрямительной установки;

h_тд – КПД тяговых электродвигателей;

h_зп – КПД тягового редуктора

h_всп – коэффициент вспомогательных нужд.

4. Касательная мощность локомотива, реализуемая на ободе движущих колесных пар, определяется как произведение касательной силы тяги на скорость движения локомотива:

(3)

где F_кр – расчетная сила тяги локомотива, кН;

v_p – расчетная скорость локомотива, км/ч.

5. Масса состава Q, который может провести по тяговому участку локомотив, определяется исходя из возможности преодоления труднейшего по крутизне и протяженности подъема (расчетного подъема i_p). При этом предполагается, что на расчетном подъеме скорость поезда снижается до скорости длительного режима (расчетной) и затем выдерживается на этом уровне до конца расчетного подъема.

При этом касательная сила тяги локомотива уравновешивается силами сопротивления (основными W₀ и дополнительными от подъема W_i, т.е. F_кр = (W₀ + W_i).

Исходя из этого условия, получена формула для определения массы состава в тоннах:

(4)

где F_кр – расчетная сила тяги локомотива, Н;

Р – сцепная масса локомотива, Т;

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

w₀” - основное удельное сопротивление состава, Н/кН;

i_р – дополнительное удельное сопротивление от расчетного подъема, численно равное его крутизне в %_о, Н/кН;

g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения.

Основные удельные сопротивления локомотива и состава в Н/кН вычисляем по формулам

(5)

(6)

Здесь q₀₄ – средняя масса в составе, передающаяся от колесной пары на рельсы в т/ось:

q₀₄ = q₄ / 4, (7)

q₀₄ = 88/ 4=22т

где q₄ – масса брутто 4-осного вагона, т (см.табл.1).

Удельное сопротивление движению следует вычислять с точность до второго знака после запятой.

т

В соответствии с [7] полученная масса состава Q округляется до числа, кратного 50 тоннам.

6. После определения массы состава необходимо проверить возможность установки поезда на приемоотправочных путях станций. Для этого следует сопоставить длину поезда l _п с заданной длиной приемоотправочных путей l _поп.

Число 4-осных вагонов в составе:

m₄ = Q / q₄. (8)

m₄ = 5300 / 86=61,63=62 вагонов

Расчетная длина вагона – 15 м.

Расчетные длины локомотивов приведены в табл.1.

Общая длина поезда

l _п = 15 × m₄ + l _л + 10, м (9)

l _п = 15 × 62+35 + 10=975м

(здесь 10 – запас длины на неточность установки поезда).

Если вычисленная длина поезда больше длины приемоотправочных путей станций участка, то масса состава уменьшается, чтобы длина поезда не превышала длины приемоотправочных путей.

l _поп =975м больше, чем l _п

7. Время движения поезда по заданному тяговому участку:

в четном направлении

в нечетном направлении

8. Техническая скорость определяется делением длины участка обращения на время в чистом движении (без учета времени стоянок):

в четном направлении

в нечетном направлении

где t^ч_ст, t^нч_ст – продолжительность стоянок на промежуточных станциях в четном и нечетном направлениях;

l = l _БА + l _ВА – длина тягового участка Б-А-В.

ЛИТЕРАТУРА

1. Осипов С.И., Осипов С.С. Основы тяги поездов – М,: УМК МПС РФ, 2000.

2. Кононов В.Е. Подвижной состав и тяга поездов. Учеб.пос. – М.: РГОТУПС, 2002.

3. Кононов В.Е., Скалин А.В., Шаров В.Д. Справочник машиниста тепловоза, - М.: 2004.

Дополнительная литература

1. Правила тяговых расчетов для поездной работы – М.: Транспорт, 1985.

2. Исаев И.П., Фрайфельд А.В. Беседы об электрической железной дороге. – М.: Транспорт, 1989.

3. Дробинский В.А., Егунов П.М. Как устроен и работает тепловоз. – М.: Транспорт, 1980.

4. Сидоров Н.И., Сидорова Н.Н. Как устроен и работает электровоз. – М.: Транспорт, 1988.

5. Подвижной состав и основы тяги поездов: / П.И.Борцов, В.А.Валетов, П.И.Кельперис, Л.И.Менжинский и др. / Под ред. С.И.Осипова. М.: Транспорт, 1990.

6. Пойда А.А., Хуторянский Н.М., Кононов В.Е. Тепловозы. Механическое оборудование. Устройство и ремонт. М.: Транспорт, 1988.

Поиск по сайту: