Поезда для остановки на станциях.

 

Графа 1. Скорость движения в диапазоне от 0 до v _доп, с интервалом 5 км/ ч при изменении от 0 до 50 км/ч и 10 км/ч при скорости выше 50 км/ч.

Графа 2. Основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме холостого хода, определенное по формулам, приведенных в ПТР.

Графа 3-4. Основное удельное w^// ₀ =2,4=0,011·V+0,00035· и полное основное сопротивление движению состава W^// ₀ = w^// ₀ m _c.

Графа 5. Полное основное сопротивление движению поезда W _ox = W _x + W^// ₀.

Графа 6. Полное основное сопротивление движению локомотива W_x = w_xm _л.

Графа 7. Удельное сопротивление движению поезда в режиме холостого хода локомотива w _ox = W _ox / (m_c + m _л).

Графа 8. Коэффициент трения тормозных колодок φ =0,27

Графа 9. Расчетный коэффициент трения тормозных колодок, умноженный на 1000.

Графа 10. Удельная тормозная сила поезда при служебном торможении при остановках на станциях, предусмотренных расписанием движения поездов, b_т = 1000 φ_кр υ_р.

Графа 11. Удельная тормозная сила поезда при служебном торможении при остановках на станциях, предусмотренных расписанием движения поездов, 0,5 b_т = 0,5 х 1000 φ_кр υ_р. Для грузового движения норматив МПС устанавливает значение υ_p = 3,30 из расчета 330 кН нажатия на каждые 100 т массы поезда при v_max до 90 км / ч; 5,8 – для порожних вагонов при v_max = 100 км /ч; для пассажирских поездов – 6,0 при v_max до 120 км /ч; 7,8 – при v_max = 120 - 140 км /ч и 8 – при v_max = 140 -160 км/ч.

По данным граф 1-7 строят диаграмму w_ox (v), а по данным граф 1-10 – диаграмму 0,5 b_т + w_ox =ψ (v) в тех же масштабах, что и f_к – w₀ =φ(v) (рисунок 2)

Диаграмму удельных равнодействующих сил рекомендуется вычертить на отдельном листе с тем, чтобы в дальнейшем при построении кривой ее можно было бы перемещать вдоль профиля.

Расчеты были произведены в программе Microsoft Excel.

Расчет:

 

∂ = - расчетный тормозной коэффициент состава

 

n =M ·4=26·4=104;

n =M ·6=18·6=108

 

-тормозное нажатие для чугунных колодок

 

 

Таблица 4.

Данные для расчета режимов холостого хода и служебного торможения

 

	ν, км/ч	ω 'ox Н/кН	Wx ,Н	w "0,H/kH	W'ox,Н	W”0,Н	ω ox, Н/кН	bt, H/кН	bt+wox H/кН	0,5bt+wox H/кН
		2,4		1,05			1,117712	89,1	90,21771	45,6677116
		2,45875	4720,8	1,092188	44432,74	39711,94	1,16073	74,844	76,00473	38,5827299
		2,535	4867,2	1,14375	46453,95	41586,75	1,213531	65,34	66,55353	33,8835306
		2,62875	5047,2	1,204688	48849,64	43802,44	1,276114	58,55142857	59,82754	30,5518282
		2,74	5260,8	1,275	51619,8		1,34848	53,46	54,80848	28,0784796
		2,86875		1,354688	54764,44	49256,44	1,430628	49,5	50,93063	26,180628
		3,015	5788,8	1,44375	58283,55	52494,75	1,522559	46,332	47,85456	24,6885588
		3,17875	6103,2	1,542188	62177,14	56073,94	1,624272	43,74	45,36427	23,4942722
		3,36	6451,2	1,65	66445,2		1,735768	41,58	43,31577	22,525768
	44,2	3,525774	6769,486	1,747808	70319,77	63550,28	1,836984	40,02560748	41,86259	21,8497882
		3,775		1,89375	76104,75	68856,75	1,988107	38,18571429	40,17382	21,0809645
		4,26	8179,2	2,175	87262,2		2,279577	35,64	37,91958	20,0995768
		4,815	9244,8	2,49375	99917,55	90672,75	2,610176	33,66	36,27018	19,4401763
		5,44	10444,8	2,85	114070,8		2,979906	32,076	35,05591	19,017906
		6,135	11779,2	3,24375		117942,8	3,388767	30,78	34,16877	18,778767
		6,9		3,675			3,836755	29,7	33,53676	18,6867555

При построении графических зависимостей следует пользоваться масштабами, приведенными в таблице 5.

 

Таблица 5. Масштабы для графических расчетов

Величина	Для общих расчетов	Для тормозных расчетов
Удельные силы, 1Н/кН, мм
Путь 1км, мм
Постоянная времени, мм		-
Скорость 1км/ч, мм
Время 1мин, мм		-
Ток 100А, мм для электровозов постоянного тока для электровозов переменнтока		- -

Пользуясь построенной диаграммой массы состава и типом локомотива, можно анализировать условия и характер движения поезда на различных элементах профиля пути: определять равномерную скорость движения поезда на элементах различной крутизны, удельную равнодействующую силу на разных элементах в зависимости от скорости и т.д.

 

Тормозная задача

 

Перед тем, как приступить к построению кривых скорости и времени хода поезда по участку, следует решить тормозную задачу, которая состоит в определении максимально допустимой скорости движения поезда по участку при заданных тормозных средствах и принятом тормозном пути. Эта задача решается графическим способом.

Процесс торможения определяется следующими факторами:

1) величиной тормозной силы, расчетного тормозного коэффициента;

2) скорости поезда в начале торможения;

3) скорости поезда в конце торможения;

4) длиной тормозного пути.

Длиной тормозного пути называется расстояние, проходимое поездом за время от момента поворота ручки крана машиниста до полной остановки поезда.

От момента начала экстремальных действий на тормозную систему поезда до условного момента прижатия тормозных колодок к колесам проходит некоторое время, называемое периодом подготовки к торможению, в течение которого поезд проходит путь (подготовительный тормозной путь).

Полный (расчетный) тормозной путь

 

, м (4.1.)

 

где - подготовительный тормозной путь, м;

- действительный тормозной путь, на протяжении которого поезд двигается с действующим в полную силу тормозами (конец пути совпадает с началом пути ), м.

Равенство 4.1. позволяет искать допустимую скорость как величину, соответствующую точке пересечения графических зависимостей подготовительного пути и действительного тормозного пути от скорости движения поезда на режиме торможения. Поэтому тормозная задача решается следующим образом.

По данным расчетной таблицы удельных равнодействующих сил строим графическую зависимость удельных замедляющих сил при экстренном торможении от скорости (см. табл.4.), а рядом справа, устанавливаем в соответствующем масштабе систему координат V – S (рисунок 1).

 

 

Оси скоростей V в обеих системах координат должны быть параллельны, а оси удельных сил и пути должны лежать на одной прямой.

Масштабы для графических построений приведены в табл.5.

Решаем тормозную задачу следующим образом. От точки О₁ в право от оси S откладываем значение полного тормозного пути S_T, который следует принять равным: на спусках крутизной до ‰ включительно – 1000м, на спусках круче 6‰ – 1200м.

На кривой отмечаем точки, соответствующие средним значениям скоростей выбранного скоростного интервала 10км/ч (т.е. 5, 15, 25, …, 95км/ч). Через эти точки из точки на оси , соответствующей крутизне выбранного спуска участка (полюс строения), проводим лучи () и т.д.

Построение кривой V(S) начинаем из точки О, так как нам известно, что конечное значение скорости при торможении равно нулю. Из этой точки проводим (с помощью линейки и треугольника) перпендикуляр к лучу до конца первого интервала, т.е. в пределах от 0 до 10 км/ч и т.д. Начало каждого последующего отрезка совпадает с концом предыдущего. В результате получаем ломаную линию, которая представляет собой выраженную графическую зависимость скорости заторможенного поезда от пройденного пути.

 

На тот же график следует нанести зависимость подготовительного пути от скорости

 

, м (4.2.)

 

где - скорость в начале торможения, км/ч;

- время подготовки тормозов к действию, с. Это время равно:

 

- для грузового состава длиной до 300 осей; (4.3.)

 

Здесь i - крутизна уклона, для которого решается тормозная задача, ‰; (для спусков со знаком минус);

b_т - удельная тормозная сила при начальной скорости торможения.

Число осей в составе

 

, осей (4.4.)

 

Построение зависимости подготовительного тормозного пути от скорости производим по двум точкам, для чего подсчитываем значения при и .

 

 

Графическую зависимость строим в тех же масштабах.

Значение , вычисленное для скорости, равной конструкционной скорости локомотива, откладываем в масштабе (см.табл.5) вправо от вертикальной оси О₁V на уровне той скорости, для которой вычислено . Получаем точку C, соединяем ее с точкой О. Точка пересечения ломаной линии с линией О₁C – точка D – определяет максимальную скорость движения поезда по данному элементу пути S_T.

Расчеты и графические построения производят для трех величин уклонов . Пересечение прямых V(S_П) и кривых V(S_Д) для каждого значения i дает искомую допустимую скорость на этом уклоне.По полученным трем точкам стоят кривую на диаграмме замедляющих сил или на отдельном листе.

Результаты решения тормозной задачи необходимо учитывать при построении кривой скорости, допустимой по тормозам, т.е. чтобы поезд мог всегда быть остановлен на расстоянии, не превышающем длины полного тормозного пути.

Расчет:

 

=104+108=212 осей

i=-14‰

 

=10+ с

 

S