Основы локомотивной тяги

Основы локомотивной тяги

Контрольная работа

По дисциплине

Основы локомотивной тяги

Задача 1

тепловоз тяга движение

Дано: Серия электровоза ВЛ11 (2секции) электромеханические характеристики тяговых двигателей, рис. 6

Решение

Рис. 1 Характеристики тягового электродвигателя ТЛ-2К1 электровоза ВЛ11 (2секции)

. Определяем по ЭМХ касательную силу тяги тягового двигателя:

при продолжительном режиме Iд∞ = 410 А

при часовом режиме Iдч = 480 А

. Скорость движения электровоза с токами продолжительного и часового режима на параллельном соединении ТД на полном поле (ПП) и всех ступенях ослабления поля (ОП1-ОП4) при продолжительном режиме Iд∞ = 410 А

при часовом режиме Iдч = 480 А

4. Определим ток, потребляемый электровозом при работе на постоянном токе из контактной сети в часовом режиме.

;

,

где 4 - четыре параллельные цепи по два двигателя в каждой.

Определение тока, касательной силы тяги КМБ и касательной мощности на параллельном соединении ТД и предпоследней ступени ослабления поля при конструкционной скорости.

В системе СИ

Где  в Ньтонах, V в м/с

.5 Определим мощность ТД на валу в продолжительном и часовом режимах, если КПД η = 94,5%

Рд∞ =Uдн·Iд∞·η·10^-3 , кВт

Где Uдн - номинальное напряжение на двигателе, В.

Рд∞ = 1500·410·0,945·10^-3 = 581, кВт

Рдч = 1500·480·0,945·10^-3 = 680, кВт

Задача 2

. Построить (изобразить) тяговую характеристику электровоза.

. По тяговой характеристике рассчитать:

2.1 Максимальную силу тяги электровоза при взятии поезда с места F_ктр (максимальную силу тяги при трогании, определяемую при V=0). Рассчитать эту же силу тяги по формуле.

2.2. Максимальную касательную силу тяги электровоза, F_кmax, в режимах работы:

2.2.1 С-ОП4, СП-ОП-4 П-ОПЗ, П-0П4 - для электровозов постоянного тока.

2.4 Максимальную касательную мощность электровоза, Ркmax, в режимах, указанных в пункте 2.2.

.5 Касательную мощность электровоза при работе в режимах: продолжительном, часовом, на расчетном подъеме: Ркта Ркч, Ркр, кВт.

3. Мощность электровоза, рассчитанную в пунктах 2.4 и 2.5 сравнить с мощностью в продолжительном режиме в процентом отношении.

4. На тяговой характеристике выполнить все графические построения для определения касательной силы тяги и скорости.

Исходные данные взять из таблицы 2.

Решение

1. По тяговой характеристике

F_ктр = 62600 кгс = 614106 Н

По формуле:

F_ктр = Рсц·Ψ_к

где Р_СЦ - сцепной вес, тс (кН). Р_СЦ = 184 тс.; (пособие 2 стр. 94)

Ψ_к - коэффициент сцепления.

 при V = 0;

F_ктр =184·9,81·0,34·10³ =613713,6 Н.

СП-ОП4, , П-ОП4 П-ОП3- для электровозов постоянного тока

1.2 Определение максимальной касательной мощности электровоза.

В системе СИ

В системе СИ

В системе СИ

4. Определение касательной мощности в продолжительном режиме, Рк∞, кВт.

5. Сравнение мощностей.

т.е мощность часового режима составляет 95,1% от.

т.е мощность в режиме СП-ОП4 составляет 106,6% от.

т.е мощность в режиме П-ОП4 составляет 194,8% от.

т.е мощность в режиме П-ОП3 составляет 206,4% от.

Задача 3

1. Рассчитать и построить кривые основного удельного сопротивления при движении поезда в режиме тяги wo(V) и выбега (холостой ход) wox(V) по бесстыковому пути при условии, что все вагоны 4-х-осные на подшипниках качения. Электровоз принять в соответствии с вариантами из задачи 1 и в следующих задачах контрольной работы №1 и №2 брать данный локомотив.

2. Определить установившуюся (равномерную) скорость на спуске при холостом ходе (выбеге).

Исходные данные - масса груженного вагона q = 80 т, количество вагонов в поезде n = 64, спуск i = - 2,3 ‰

Ответ

. Основное удельное сопротивление движению локомотивов и вагонов подсчитывается по формулам: Электровозы и тепловозы на бесстыковом пути:

при движении в режиме тяги (под током)

Задаемся скоростями от V=0 до V=100 км/ч, с интервалом в 10 км/ч

при движении без тока (холостой ход)

Основное удельное сопротивление движению грузовых вагонов

где m_во средняя для состава масса, приходящаяся на ось вагона

Основное удельное сопротивление движению всего поезда: при движении в режиме тяги(под током

при движении без тока

Задаемся скоростями от V=0 до V=100 км/ч, с интервалом в 10 км/ч.

Для скорости V=0 значения w₀ и w_ох условно принимаются теми же, что и для скорости 10 км/ч.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 4.

Таблица 4

На основании граф 1 и 8 строим кривую основного удельного сопротивления при движении поезда под током w₀ (V), а по данным граф 1 и 9 - при движении поезда без тока wох (V). Масштаб построения:

Сила, 1 Н/кН = 10 мм; Скорость, 1 км/ч = 1мм.

. Определим установившуюся (равномерную) скорость на спуске при холостом ходе (выбеге).

Для определения этой скорости на оси абсцисс откладываем величину уклона (спуска) из задачи №3 и точка пересечения вертикальной прямой с кривой w_Ox укажет на оси ординат величину установившейся скорости. Эта скорость из графика приблизительно равна 44,3 км/ч

Задача 4

2. Определить полное сопротивление движения поезда, w_K, H

. Определить характер движения поезда по указанному участку (профилю) - равномерное (а = 0), ускоренное (+а), замедленное (-а).

Исходные данные: подъем i = 4‰, радиус кривой R = 900 м, скорость движения V = 70 км/ч.

Ответ

1. Общее удельное сопротивление движению складывается из основного удельного сопротивления, дополнительного удельного сопротивления от уклона (подъема) и дополнительного удельного сопротивления от кривой.

w_i = i - дополнительное удельное сопротивление от уклона, Н/кН;

 - дополнительное удельное сопротивление от уклона, Н/кН

Общее удельное сопротивление движению определяется по формуле:

где w_о - определяется по графику w_о (V) в задаче №3 и равно 1,73 Н/кН

Тогда общее удельное сопротивление движению

2. Полное сопротивление движению поезда определяем по формуле

3. Определение характера движения поезда.

По тяговой характеристике электровоза ВЛ11 (две секции) сила тяги при заданной скорости 70 км/ч равна Fk = 27100 кгс =265851 Н и она меньше полученной Wk = 338730 Н, то характер движения будет замедленным.

Задача 5

. Рассчитать и построить диаграммы удельных тормозных сил для экстренного и служебного торможения:

b_T(V) - экстренное торможение (ЭТ);

,5 bт (V) - служебное торможение (СТ).

Исходные данные: масса вагона 80 т, количество вагонов 64

Решение

Расчет и построение диаграмм удельных тормозных сил. Удельная тормозная сила поезда определяется по формуле:

где  - расчетный тормозной коэффициент трения;

 - расчетный тормозной коэффициент грузового поезда.

Расчетный коэффициент трения для композиционных колодок определяется по формуле:

Расчетный коэффициент трения определяем для скоростей от V = 0 до V = 100 км/ч с интервалом в 10 км/ч.

Расчетный тормозной коэффициент грузового поезда определим по формуле:

где  - количество вагонов;

 - количество осей вагона;

7,0 - тормозное расчетное нажатие на ось, тс;

 =9,81м/с².

Определяем удельные тормозные силы при экстренном торможении

При определении удельных тормозных сил при служебном торможении удельные тормозные силы при экстренном торможении умножаем на 0,5

Таблица 5

Строим диаграммы удельных тормозных сил

Масштаб: для скорости 10км = 1 см; для тормозных сил 12 Н/кН = 1 см

Список литературы

1. Осипов С.И., Осипов С.С. Основы тяги поездов. Москва. 2000

. Гребенюк П.Т., Долганов А.Н., Скворцова А.И. Тяговые расчеты. Справочник М.-Транспорт 1987

. Правила тяговых расчетов. М.- Транспорт. 1985

. Основы локомотивной тяги. Методические указания. Москва 2004