Удельная равнодействующая сила в режиме торможения

Для расчета удельных равнодействующих сил в режиме торможения следует определить удельную тормозную силу поезда:

, Н/кН

где: φ _кр – расчетный коэффициент трения

при чугунных колодках ;

- расчетный тормозной коэффициент

,

где  - сумма расчетных сил нажатия на тормозные оси состава

, кН,

где  – расчетная сила нажатия тормозной колодки вагона, кН,

,

m_i – число тормозных осей у вагонов i -ой категории,

n_i – число вагонов i -ой категории.

 

, кН.

 

.

Значение округлить до тысячных.

 

Определение расчетного коэффициента трения и удельной тормозной силы производится в таблице 3.2.

Удельную равнодействующую силу в режиме торможения определяют в двух вариантах:

- служебное торможение, когда в грузовых поездах используется 50% расчетной тормозной силы (при плановых остановках)

;

- экстренное торможение, когда полностью используют тормозную силу (для остановки поезда в непредвиденных случаях)

.

Расчет удельных равнодействующих сил в режиме служебного и экстренного торможения производится в таблице 3.2.

По результатам расчетов на рисунке 3.1 строятся диаграммы удельных равнодействующих сил в режимах служебного и экстренного торможения.

 

 

Таблица 3.2 - Расчет удельных равнодействующих сил в режимах холостого хода и торможения

Скорость, V, км/ч	Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме холостого хода, , Н/кН	Удельная равнодействующая сила в режиме холостого хода, , Н/кН	Расчетный коэффициент трения,	Удельная тормозная сила, , Н/кН	Равнодействующая в режиме служебного торможения, , Н/кН	Равнодействующая в режиме экстренного торможения, , Н/кН

 

 

Рисунок 3.1 - Равнодействующие в режиме тяги, холостого хода, служебного и экстренного торможения

 

 

Изучение свойств диаграммы удельных равнодействующих сил

 

Для заданной преподавателем точки на диаграмме удельных равнодействующих сил:

скорость, V, км/ч ……………;

уклон, i, ‰ …………….

 

Следует определить:

1. Удельную силу:  в режиме тяги, , Н/кН ……………;

холостого хода, , Н/кН ……………;

служебного торможения, , Н/кН ……………;

экстренного торможения, , Н/кН …………….

 

2. Указать тенденцию изменения скорости:

в режиме тяги ……………;

холостого хода ……………;

служебного торможения ……………;

экстренного торможения …………….

 

3. Рассмотреть возможность поддержания скорости на заданном уровне. Указать режим движения, включая промежуточные (ограниченная сила тяги – ОГР, регулировочное торможение – РТ), для поддержания постоянной скорости

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

 

Вывод:_______________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

 

Работу выполнил:   ______________________

подпись студента

Работу принял:        ______________________         Дата:__________

подпись преподавателя

 

Лабораторная работа №4

 

ОГРАНИЧЕНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПО УСЛОВИЯМ ТОРМОЖЕНИЯ

Цель работы: Определение скоростей движения поезда, допускаемых по условиям торможения.

Исходные данные:

руководящий уклон i _р ………. ‰;

нормативный тормозной путь - S _т= …………… м;

ограничение скорости по вагонному составу V _ваг = ….... км/ч;

данные предыдущих лабораторных работ.

 

Порядок выполнения работы

 

При движении поезда по длинному спуску его скорость, увеличиваясь, не должна превышать такую величину V _т, при которой поезд может быть остановлен на расстоянии тормозного пути S _т при экстренном торможении. Такая скорость называется допускаемой по условиям торможения.

Она зависит от крутизны спуска i, тормозного оснащения состава, характеризуемого расчетным тормозным коэффициентом J _р, системы тормозов и нормативной величины тормозного пути S _т.

Тормозной путь слагается из пути подготовки к торможению  и пути действительного торможения :

.

Скорости, допускаемые по условиям торможения, рекомендуется определять графо-аналитическим методом. Последовательность действий:

 

1. Откладывается отрезок, равный нормативной длине тормозного пути .

 

2. Рассчитываются зависимости пути подготовки к торможению от скорости начала торможения S _П (V _Т) для трех значений уклонов (площадки , спуска с руководящим уклоном  и промежуточного значения ).

Путь подготовки к торможению :

, м,

где: V _Т – скорость начала торможения, км/ч;

t _П – время подготовки к торможению:

, мин,

где: i – уклон, ‰ (три принятых значения, в формулу подставляются со знаком «-»);

b _Т – удельная тормозная сила (см. лаб. раб № 3) при скорости начала торможения V _Т, Н/кН;

a, e – коэффициенты, зависящие от количества осей в составе М:

,

где: m_i – количество тормозных осей у вагонов i -го типа;

n_i – количество вагонов i -ого типа;

k – количество типов вагонов.

 

.

 

,        .

 

Расчет производится в таблице 4.1. Расчетные скорости могут быть выбраны из диапазона от 0 до конструкционной скорости локомотива V _к. Так как зависимость незначительно отличается от линейной, для требуемой точности расчетов достаточно двух значений, например, 0 и V _к.

 

Таблица 4.1 - Расчет пути подготовки к торможению

Скорость, V, км/ч	Расчетный коэффициент трения, φ кр	Удельная тормозная сила, b т, Н/кН	Время подготовки к торможению, t п, мин			Путь подготовки к торможению, S п, м
			Уклоны, ‰			Уклоны, ‰
0						0	0	0

 

3. Полученная зависимость строится на рисунке 4.1 с началом координат в начале отрезка тормозного пути.

 

4. Рассчитывается зависимость действительного пути торможения от скорости начала торможения S _д (V _т ) для тех же значений уклонов.

Действительный путь торможения S _д

,

где - приращение пути

, м,

V _н – начальная скорость, км/ч; V _к – конечная скорость, км/ч; V _ср – средняя скорость, км/ч;  – удельная равнодействующая сила, действующая на поезд в режиме экстренного торможения при средней скорости на заданном интервале:

, Н/кН;

, - удельная тормозная сила и основное удельное сопротивление движению поезда в режиме холостого хода при средней скорости V _ср

  км/ч;

 – уклон спуска (в формулу подставляется со знаком «-»), ‰.

Расчет ведется в таблице 4.2. Скорости задаются в диапазоне от 0 до V _к с шагом 10 км/ч.

 

5. Зависимость действительного пути торможения строится на рисунке 4.1 с началом координат в конке отрезка тормозного пути.

 

6. Допускаемая скорость по условиям торможения для каждого из заданных уклонов спусков определяется как значение скорости в точке пересечения графиков зависимостей пути подготовки и действительного пути торможения для соответствующего уклона. Полученные точки переносятся на рисунок 4.2.

 

7. По трем полученным значениям уклона и соответствующих им значениям допускаемых скоростей на рисунке 4.2 производится линейная интерполяция зависимости допускаемой скорости по условиям торможения от уклона V _т (i).

 

8. К полученной зависимости допускаемой скорости по условиям торможения от уклона V _т (i) добавляется ограничение скорости по вагонному составу V _ваг и вводится поправка ΔV в соответствии с правилами ПТР [1]:

,         ,

,         ,

,         .

Полученная окончательная зависимость может быть использована для определения допускаемых скоростей по условиям торможения для любых значений уклонов спусков.

 

9. В таблице 4.3 представить допускаемую по условиям торможения скорость для приведенных уклонов (см. лаб. раб. № 1) продольного профиля в направлении «туда» и «обратно». Для подъемов ограничение скорости принять равным ограничению по вагонному составу.

 

 

Таблица 4.2 - Расчет действительного пути торможения

 

Скорость, V, км/ч

Средняя скорость, V ср, км/ч

Расчетный коэффициент трения, φ кр

Удельная тормозная сила,   b т, Н/кН

Основное удельное сопротивление поезда в режиме холостого хода,   w ох, Н/кН

Равнодействующая в режиме экстренного торможения, r экт, Н/кН

Приращение действительного пути торможения, Δ S, м

Действительный путь торможения, S д, м

Уклоны, ‰

Уклоны, ‰

Уклоны, ‰

i = 0

i = - i р/2

i = - i р

i = 0

i = - i р/2

i = - i р

i = 0

i = - i р/2

i = - i р

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

 

 

Рисунок 4.1 - Определение допускаемой скорости по условиям торможения для трех значений уклонов спусков

 

Рисунок 4.2 - Зависимость допускаемой скорости по условиям торможения от уклона спуска

 

Таблица 4.3 - Допускаемая по условиям торможения скорость для приведенных уклонов продольного профиля в обоих направлениях

 

№	Приведенный уклон продольного профиля в направлении «туда», i к(т), ‰	Допускаемая по условиям торможения скорость, км/ч	Приведенный уклон продольного профиля в направлении «обратно», i к(обр), ‰	Допускаемая по условиям торможения скорость, км/ч

 

Вывод:_______________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

 

Работу выполнил:   ______________________

подпись студента

Работу принял:        ______________________         Дата:__________

подпись преподавателя

 

Лабораторная работа №5

 

КРИВЫЕ СКОРОСТИ И ВРЕМЕНИ ХОДА

 

Цель работы: Построение кривых скорости движения и времени хода поезда в пределах части перегона.

Исходные данные:

участок продольного профиля для построения кривых скорости и времени хода …………………………………..…………………………………………….;

скорость движения поезда в начале заданного участка, V ₀ = ………… км/ч;

продольный профиль перегона;

данные предыдущих лабораторных работ.

 

Порядок выполнения работы

Подготовка к построению кривой скорости

На рисунке 5.1 по горизонтальной оси отложить длину заданного участка в масштабе 1:20000 (в 1 см 200 м) с началом участка в начале координат. Выделить границы элементов продольного профиля вертикальными линиями. Обозначить длины элементов продольного профиля и приведенные уклоны в направлении «туда» (см. лаб. раб. №1).

Горизонтальными линиями в пределах каждого элемента продольного профиля отметить допускаемые ограничения скорости по условиям торможения (см. лаб.раб. № 4).

Указать место стрелочного перевода на станции в соответствии с заданием. Если место стрелочного перевода не указано на продольном профиле, то оно может быть получено как половина длины станционной площадки

 м,

где  - полезная длина приемо-отправочных путей, м (см. лаб. раб. №2).

В обе стороны от центра стрелочного перевода на расстояние половины длины поезда нанести ограничение скорости равное 50 км/ч.

Построение кривой скорости

 

Кривая скорости строится методом численного интегрирования уравнения движения поезда по пути. Задавая значения начальной скорости , км/ч, на интервале интегрирования , км, находим значение скорости , км/ч, в конце интервала

, км/ч,

где  (дзета) - ускорение или замедление поезда при удельной силе 1 Н/кН, км/ч², для грузовых и пассажирских поездов принимается равным 120;

 - шаг интегрирования или приращение пути, км; для получения достаточной точности расчетов принять равным 0,1 км; в местах быстрого изменения скорости (набор скорости при выходе со станции, участки торможения) приращение пути задавать равным 0,05 км;

 – удельная равнодействующая сила, действующая на поезд при начальной скорости , Н/кН.

В режиме тяги удельная равнодействующая сила определяется по формуле

, Н/кН,

где:  - удельная равнодействующая сила в режиме тяги, Н/кН;  - приведенный уклон элемента профиля, для которого строится кривая скорости, ‰.

На участках торможения кривая скорости строится в обратном направлении, начиная с точки, в которой должен быть достигнут определенный уровень скорости. Удельная равнодействующая в режиме служебного торможения равна

,

где  - удельная равнодействующая сила в режиме служебного торможения, Н/кН.

Расчет скорости производится в таблице 5.1.

На кривой скорости нужно обозначить режимы движения поезда: режим тяги (ВКЛ), торможения (Т), регулировочного торможения (РТ) или ограниченной силы тяги (ОГР).