Вывод формулы основного удельного средневзвешенного

Вывод формулы основного удельного средневзвешенного

Сопротивления вагонного состава

Основное удельное средневзвешенное сопротивление состава w ^”₀ определяется при различных скоростях движения по звеньевому (бесстыковому) пути для состава, сформированного из четырех- и восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках. Данные о вагонах в составе приведены в таблице 1.

Показатели	Вагоны
восьмиосные	четырехосные
Грузоподъемность, q гр,т
Тара, q т,т
Коэффициент полногрузности, α	0,9	0,9
Соотношение вагонов в составе по количеству в %
Удельный вес тормозных вагонов в % (тормоза автоматические)

 

Основное удельное средневзвешенное сопротивление состава определяется по формуле

, (1)

где w ^”₀₍₄₎, w ^”₀₍₈₎ – основное удельное сопротивление движению 4-х осных и

8-и осных вагонов соответственно;

β₍₄₎, β₍₈₎ – весовые доли вагонов в составе.

Масса вагонов брутто

q = q _т+α q _гр, (2)

где q _т – масса тары вагона, т;

q _гр – грузоподъемность вагона, т;

α – коэффициент полногрузности вагонов.

q ₈=50+0,9 · 124=161,6 т;

q ₄=22+0,9 · 62=77,8 т.

Средняя нагрузка от оси вагона на рельсы

q _0(n)= q / n, (3)

где n – количество осей вагона

q ₀₍₄₎=77,8/4=19,45 т/ось; q ₀₍₈₎=161,6/8=20,2 т/ось.

Основное удельное сопротивление вагонов на роликовых подшипниках на звеньевом (бесстыковом) пути определяется по формулам:

w ₀₍₄₎^”= 7+(30+ v +0,025 v ²)/ q ₀₍₄₎; (4)

w ₀₍₈₎^”=7+(60+0,38 v +0,021 v ²)/ q ₀₍₈₎; (5)

Подставляя q ₀₍₄₎ и q ₀₍₈₎ в формулы (4) и (5), получим:

w ₀₍₄₎^”=7+(30+ v +0,025 v ²)/19,45=8,54+0,051 v +0,00101 v ²;

w ₀₍₈₎^”=7+(60+0,38 v +0,021 v ²)/20,20=9,97+0,019 v +0,00101 v ²

Удельные весовые доли вагонов в составе определяются по формулам:

; (6)

, (7)

где γ₈, γ₄ – соотношение вагонов в составе восьми и четырехосных по количеству (в долях единицы) соответственно;

q _8, q ₄ – масса вагонов брутто, т.

β₄=(90 · 77,8)/(90 · 77,8+10 · 161,6)=0,81;

β₈=(10 · 161,6)/(90 · 77,8+10 · 161,6)=0,19.

Проверка: β₄+ β₈=1; 0,81+0,19=1.

Подставим все найденные величины в формулу (1), получим:

w ₀^” = (8,54+0,051 v +0,00101 v ²) · 0,81 + (9,97+0,019 v +0,00101 v ²) · 0,19= =6,92 + 0,0413 v + 0,00081 v ² + 1,89 + 0,00361 v + 0,00019 v ² =

=8,81 + 0,0449 v + +0,00102 v ².

Основное удельное сопротивление локомотива:

– в режиме тяги определяется по формуле

w ₀^’=19+0,1 v +0,003 v ² (8)

– в режиме холостого хода

w _х^’=24+0,11 v +0,0035 v ² (9)

Подсчеты средневзвешенного сопротивления состава, удельного сопротивления движению локомотива в режиме тяги и холостого хода при различных скоростях производятся путем подстановки в формулы значений v. Результаты расчетов приведены в таблице на листе 1. На основании данных таблицы построены графики зависимости сопротивлений от скорости движения.

 

Построение расчетной кривой силы тяги локомотива

 

Для электровоза постоянного тока.

Тяговые характеристики электровоза постоянного тока ВЛ10 (свой локомотив) содержат кривую ограничения силы тяги по сцеплению, серию кривых характеризующих разные схемы соединения тяговых двигателей (последовательного С, последовательно-параллельного СП и параллельного П) и серию кривых для различных ступеней ослабления магнитного поля (ПП, 0П1, 0П2, ОП3 и ОП4).

Расчетному значению коэффициента ослабления поля соответствует автоматическая характеристика. На полной тяговой характеристике, приведенной в ПТР, расчетная автоматическая характеристика выделена жирной линией. Для электровоза ВЛ10 (свой локомотив) за расчетную автоматическую характеристику принимается кривая F _к = f (v) при параллельном соединении тяговых двигателей и третьей ступени ослабления поля (П - ОПЗ).

Кроме расчетной автоматической характеристики на чертеж (лист 2) наносится кривая ограничения силы тяги по сцеплению. У электровоза постоянного тока ВЛ10 имеется ограничение силы тяги по максимальному току двигателей. Кривая F _к = f (v), соответствующая этому ограничению, пересекает как кривую силы тяги по сцеплению, так и автоматическую характеристику. В этой точке происходит резкое изменение очертания расчетной кривой F _к = f (v). Это происходит при скорости 57,5 км/ч.

Для построения расчетной кривой сила тяги определяются по тяговой характеристике значения силы тяги для скоростей от 0 до 100 км/ч с интервалом 10 км/ч, а также для скорости, при которой резко изменяется очертание кривой (57,5 км/ч) и для расчетной скорости (v _р =46,7 км/ч).

Расчетная кривая силы тяги локомотива ВЛ10 приведена на листе 2. для ее построения использованы паспортные данные, приведенные в ПТР[1].

Для тепловоза

В соответствии со схемой преобразования энергии сила тяги тепловоза ограничивается мощностью двигателя внутреннего сгорания (дизеля), передаточным механизмом и сцеплением движущих колес с рельсами.

Полные тяговые характеристики тепловоза 2ТЭ10 приведены в ПТР. Каждая характеристика содержит несколько серий кривых F _к = f (v), обозначенных цифрами 1, 2, 3 и т.д. Эти цифры соответствуют определенной позиции поездного контроллера машиниста. При изменении позиции изменяется и количество топлива, которое поступает в цилиндры дизеля за один рабочий ход, а следовательно, и сила тяги. Помимо кривых F _к = f (v), выражающих ограничение силы тяги по дизелю и электрической передаче, полные тяговые характеристики тепловоза содержат еще кривую ограничения силы тяги по сцеплению [3].

На тяговой характеристике тепловоза 2ТЭ10 (лист 2) показаны: 1) кривая ограничения силы тяги по сцеплению (или по пусковому току у тепловоза ТЭ3); 2) кривая, выражающая ограничение силы тяги по дизелю и электрической передаче при расчетной (максимальной для данного тепловоза) позиции контроллера. Соответствующие этим кривым значения F _к определены по тяговым характеристикам тепловоза для всех скоростей (от 0 до 100 км/ч) с интервалом 10 км/ч, а также для скорости, при которой резко изменяется очертание кривой F _к = f (v) (v = 22 км/ч) – скорость перехода от ограничения силы тяги по сцеплению на автоматическую характеристику при 15СП-ПП и расчетной скорости (v _р = 23,4 км/ч). Для скоростей, в пределах которых на тяговой характеристике имеются по две кривые F _к = f (v) при разных режимах работы тяговых двигателей, в расчет принималось среднее значение F _к. Расчетная кривая силы тяги локомотива ВЛ10 приведена на листе 2. Для ее построения использованы паспортные данные, приведенные в ПТР[1].

 

Вывод формулы основного удельного средневзвешенного