Тяга поездов

1.Описание конструкции заданного локомотива.
Изобразим примерный рисунок выбранного локомотива и опишем назначение основных аппаратов, отмеченных на рисунке 1.

Рис.1 Компоновка электровоза переменного тока ВЛ80р
Укажем назначение основных аппаратов, описанных на рисунке локомотива.
1 – Воздушные резервуары предназначены для создания запаса сжатого воздуха, необходимого для нормальной работы пневматических аппаратов всех систем. Кроме того, в резервуарах происходит охлаждение сжатого воздуха, его сушка и улавливание распылённого масла, попавшего из компрессора;
2 – Блок силовых аппаратов №2 служит для включение и отключение силовой цепи и реверсирование тока в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей;
3 – Мотор-компрессор (МК) КТ-6Эл служит для обеспечения сжатым воздухом тормозов на локомотиве и в поезде, силовых электроаппаратов, блокировок высоковольтной камеры, подачи звуковых сигналов свистком (тихий) и тифоном (громкий), работы пневмопривода стеклоочистителей;
4 - Мотор-вентилятор обеспечивает подачу воздуха в систему охлаждения электрооборудования и вентиляцию кузова электровоза;
5 – Блок выпрямительной установки возбуждения предназначен для выпрямления и плавного регулирования тока в обмотках возбуждения тяговых двигателей. К обмоткам подключены два блока ВУВ, которые работают поочерёдно в соответствующий полупериод;
6 – жалюзи служат для выброса в атмосферу воздуха, охлаждающего блок резисторов;
7 – Главный выключатель (однополюсный высоковольтный воздушный выключатель) предназначен для оперативной коммутации (включение и отключение) электрического питания электровоза (тягового трансформатора) от контактной сети в рабочем режиме и для автоматического отключения в режиме короткого замыкания, перегрузок и других аварийных режимах;
8 – Блок силовых аппаратов №1 осуществляет управление вспомогательными цепями электровоза (т.е., обеспечивает сжатым воздухом действие звуковых сигналов, главного выключателя, устройств управления токоприёмниками и блокировками, нагружающих устройств,
электропневматических контактов);
9 – Катушка приемная АЛСН обеспечивает индуктивную связь приемника с электрическими рельсовыми цепями и предназначены для приема кодовых сигналов в составе автоматической локомотивной сигнализации;
10 – Главные контроллеры — осуществляют пуск тяговых двигателей на электровозе переменного тока путем коммутации секций обмоток тягового трансформатора;
11 – Тяговый (силовой) трансформатор предназначен для преобразования напряжения контактной сети 25кВ до напряжений питания цепей тяговых двигателей и собственных нужд электровоза











2. Анализ профиля пути, выбор расчетного подъема.

Расчетный подъем – это наиболее тяжелый для движения в данном направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответствующая расчетной силе тяги локомотива. Если наиболее крутой подъем участка достаточно длинный, то он принимается за расчетный. Если же наиболее крутой подъем заданного участка имеет небольшую протяженность и ему предшествуют "легкие" элементы профиля (спуски, площадки), на которых поезд может развить высокую скорость, то такой подъем не может быть принят за расчетный, так как поезд преодолевает его за счет накопленной кинетической энергии, В этом случае за расчетный следует принять подъем меньшей крутизны, но большей протяженности, на котором может быть достигнута равномерная скорость.
Для заданного профиля на учассстке от станции А до станции К имеется подъем i = +8,%, протяженностью s = 8300 м, который в данном курсовом проетке является расчетным, поскольку это крутой подъем достаточной длинны.

2. Определение массы состава по выбранному расчетному подъему.

Масса состава - один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы состава позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической энергии, снизить себестоимость перевозок. Поэтому массу грузового состава определяют исходя из условия полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.
Массу состава в т для выбранного расчетного подъема определяют по формуле:

где Fкp– расчетная сила тяги локомотива вН ;
Pg –расчетная масса локомотива в т ;
– основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги в Н/кН;
–основное удельное сопротивление движению состава в Н/кН;
iр – дополнительное удельное сопротивление движению поезда от подъема в Н/кН, численно равное крутизне подъема в ‰ ;
g = 9,81м/с2–ускорение свободного падения
Величины Wо' и Wо" определяют для расчетной скорости локомотива Vр. Основное удельное сопротивление локомотива в Н/кН в зависимости от скорости на рижиме определяют по графикам
Основное удельное сопротивление локомотивов, для которых графические зависимости отсутствуют, подсчитывают по формуле:
= 1,9 + 0,01×vp+ 0,0003×vp2
= 1,9 + 0,435 + 0,567 = 2,9 Н/кН;
Основное удельное сопротивление движению состава с четырехосными вагонами Н/кН

где q04 , масса, приходящаяся на одну колесную пару 4 – осного вагона т/ось

где q4 , масса брутто 4 – осного вагона


Теперь определим массу состава для выбранного расчетннного подъема:

Полученную массу состава в соответствии с ПТР округляем до 5300 т.

3. Выполнение проверки массы состава
по длине приемоотправочных путей станций заданного участка.
Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приемоотправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить эту длину с длиной приемоотправочных путей.

Длины вагонов принимаются равными:
4-осного — 15м,
Общая длина поезда определится из выражения

lп = 15 m4 + lл + 10 м
Здесь 10 м – запас длины на неточность установки поезда.
Проверка возможности установки поезда на приемо-отправочных путях выполняется из условия
lп ≤ lпоп,
где lпоп — длина приемо-отправочных путей, м
lп =15х61+33+10=958 м
958м≤1250м
Длина поезда меньше длины приемоотправочных путей станций заданного участка, поэтому массу состава не корректируем.

4. Построение диаграммы удельных равнодействующих сил.

Профиль и план пути заданного железнодорожного участка
Таблица 2
Номер
элемента
профиля Станция Длина
элемента, м Крутизна
элемента, %
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 Станция А








Станция К 1800
800
1000
1400
9500
1500
900
1000
8300
2000 0
-1
-4
0
-9
-10,5
+1
+10
+8
+2

При расчете курсового проекта воспользуемся расчетными параметрами заданного локомотива
Расчетные параметры локомотива
Таблица 3
Наименование велечины Расчетные нормативы
Серия локомотива
Расчетная сила тяги Fкр,Н
Расчетная скорость Vp, км/ч
Расчетная масса Р, т
Конструкционная скорость Vконстр, км/ч
Длина локомотива Lл,м
Сила тяги при трогании с меств Fктр,Н
Число движущихся коесных пар ВЛ80р
502300
43,5
192
100
33
677650
8

Исходные данные
Таблица 1
Наименование данных Исходные величины
Локомотив

Состав поезда из четырехосных вагонов на подшипниках качения

Масса вагона брутто т:

Длина приемоотправочных путей lпоп, м

Тормозные колодки ВЛ80р




88

1250

чугун

В соответствии с Правилами тяговых расчетов для поездной работы точность вычислений при выполнении курсового проекта принимается:
а) для масс составов (грузовых) с округлением до 50 т;
б) для сил, действующих на поезд (силы тяги, сопротивления, тормозные), с округлением до 50 Н;
в) для крутизны уклонов при измерении в тысячных (промилле, %) — с одним знаком после запятой;
г) для удельных сил при измерении в Н/кН — с двумя знаками после запятой;
д) для расстояний при измерении в метрах (для элементов профиля) и в километрах (для перегонов) — с одним знаком после запятой;
е) для скоростей при измерении в км/ч — с одним знаком после запятой;
ж) для перегонных времен хода — расчетное до 0,1 мин. для графика движения поездов с округлением до 1 мин;