 |
Расчет критической массы состава
|
|
|
|
Содержание
Введение
1. Исходные данные и задание на курсовой проект
2. Анализ исходных данных и выбор расчетного подъема
3. Расчет массы состава и ее проверка
4. Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда
5. Тормозная задача
6. Построение кривых движения поезда
7. Построение кривых тока тягового двигателя и электровоза
8. Расчет нагревания тяговых двигателей
9. Расчет полного и удельного расхода электроэнергии
Список использованных источников
Исходные данные.
Индивидуальные исходные данные
1.1.1 Электровоз ВЛ-8. Профиль № 10 (таблица 1.1.).
Вагонный состав поезда
Доля (по массе) восьмиосных (
) и четырехосных (
) вагонов в составе поезда:
= 0,02·N, (1.1)
= 0,02·10 = 0,2
Где N – порядковый номер студента по списку.
= 1 - (1.2)
= 1 – 0,2 = 0,8
Масса в тоннах, приходящихся на ось колесной пары, соответственно:
m08 = 6,5 + 0,5·N, (1.3)
m08 = 6,5 + 0,5·10 = 11,5 т.
m04 = 7,5 + 0,5·N. (1.4)
m04 = 8,5 + 0,5·10 = 13,5 т.
1.1.3 Направление движения –нечетное.
Общие данные
1.2.1 Участок А-Б-В имеет звеньевой путь.
1.2.2 Расположение осей станционных путей следующее:
– ось станции А расположена в начале первого элемента;
– ось станции Б расположена в середине элемента № 13;
– ось станции В расположена в конце последнего элемента.
1.2.3 Длина станционных путей – 1250 м.
1.2.4 Допустимая скорость движения по состоянию путей:
– по перегонам………..80 км/ч;
– по станциям…………60 км/ч.
1.2.5 Допустимый тормозной путь при экстренном торможении –1200 м.
1.2.6 Расчетный тормозной коэффициент поезда – 0,33.
|
|
|
1.2.7 Тормозные колодки – чугунные.
Таблица 1.1 – Продольный профиль и план пути участка А-Б-В
| Номер элемента | Lэ, м | i, % |
| 1 А | 1700 | -0,3 |
| 2 | 600 | -1 |
| 3 | 1100 | 0 |
| 4 | 1900 | 4,5 |
| 5 | 1200 | 0 |
| 6 | 1300 | 3,5 |
| 7 | 1400 | 8 |
| 8 | 1600 | 10 |
| 9 | 1100 | 0 |
| 10 | 1400 | -5 |
| 11 | 1800 | -2 |
| 12 | 800 | 0 |
| 13 Б | 1600 | 0,4 |
| 14 | 1300 | 1,5 |
| 15 | 1700 | 0 |
| 16 | 800 | -7 |
| 17 | 1600 | -12 |
| 18 | 1100 | -2 |
| 19 | 1200 | 0 |
| 20 | 1600 | 10 |
| 21 | 1800 | 2,5 |
| 22 | 800 | 0 |
| 23 | 1700 | -6 |
| 24 | 1000 | -3 |
| 25 | 1500 | -8 |
| 26 | 700 | 0 |
| 27 В | 1000 | 0,2 |
| 35300 |
Анализ исходных данных и выбор расчетного подъема
Основные данные электровоза
Таблица 2.1
Основные технические данные и характеристики электровоза.
| Серия электровоза | Тип ТЭД | m э, т | F ктр, кН | Fкт, кН | v р, км/ч | L э, м | a сн, кВт·ч/мин | v к, км/ч |
| ВЛ – 8 | НБ – 406 | 184 | 595 | 456 | 43,3 | 28 | 1,67 | 80 |
Таблица 2.2 – Тяговые характеристики электровоза ВЛ – 8.
| V, км/ч | Fк, кН | |||
| ПВ | ОВ 1 | ОВ 2 | ОВ 3 | |
| 0 | 595 | |||
| 10 | 499 | |||
| 20 | 480 | |||
| 30 | 471 | |||
| 43,3 | 466 | 600 | - | - |
| 45 | 282 | 397 | 530 | - |
| 50 | 190 | 274 | 362 | 460 |
| 55 | 134 | 196 | 266 | 335 |
| 60 | 98 | 140 | 194 | 254 |
| 65 | 77 | 112 | 151 | 193 |
| 70 | 61 | 87 | 119 | 157 |
| 75 | 50 | 73 | 103 | 133 |
| 80 | 41 | 61 | 88 | 112 |
Таблица 2.3
Токовые характеристики электровоза ВЛ – 8 в режиме тяги.
| V, км/ч | Iэ, А | |||
| ПВ | ОВ 1 | ОВ 2 | ОВ 3 | |
| 40 | 1900 | 3000 | - | - |
| 45 | 1330 | 1830 | 2500 | - |
| 50 | 970 | 1390 | 1900 | 2400 |
| 55 | 770 | 1110 | 1460 | 1870 |
| 60 | 620 | 880 | 1200 | 1530 |
| 65 | 540 | 740 | 1020 | 1290 |
| 70 | 480 | 650 | 900 | 1130 |
| 75 | 430 | 590 | 810 | 1020 |
| 80 | 390 | 540 | 750 | 930 |
Таблица 2.4 – Токи электровоза ВЛ – 8 в период пуска и разгона.
| V, км/ч | Iэ, А |
| 0,0 8,2 8,2 18,5 18,5 39,7 | 570 515 1030 980 1960 1910 |
Таблица 2.5 – Тепловая характеристика ТЭД НБ-406, электровоза ВЛ – 8.
| Iя, А | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 450 | 500 | 600 |
| τ∞, С° | 0 | 22 | 46 | 91 | 185 | 260 | 350 | 572 |
| Т, мин | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 |
Расчет и построение ограничений характеристик
Сила сцепления в режиме тяги Fсц, кН, определяется по выражению:
Fсц = 9,81·mэ·ψк, (2.1)
где, mэ – масса электровоза.
|
|
|
ψк – расчетный коэффициент сцепления.
Расчетный коэффициент сцепления определяется:
ψк = 0,25+8/(100+20·v) (2.2)
Сила сцепления электровоза при рекуперативном торможении Всц, кН, принимаем равной 0,8 Fсц.
Таблица 2.6 – Ограничение характеристик по силе сцепления.
| V, км/ч | 0 | 10 | 20 | 30 | 43,3 | 50 | 60 | 70 | 80 |
| ψк | 0,330 | 0,277 | 0,266 | 0,261 | 0,258 | 0,257 | 0,256 | 0,255 | 0,255 |
| Fсц, кН | 595,66 | 499,39 | 480,14 | 471,88 | 466,20 | 464,38 | 462,36 | 460,88 | 459,75 |
Анализ продольного профиля пути
В курсовом проекте предполагается массу состава определить из условия движения с равномерной скоростью по расчетному подъему, но надежного метода выбора расчетного подъема нет, поэтому правильность определения расчетного подъема устанавливается при построении кривой скорости движения.
Если длина труднейшего подъема, характер прилегающих к нему элементов профиля пути и расположение остановочных пунктов позволяют предположить, что этот подъем не может быть преодолен с использованием кинетической энергии поезда, то такой подъем следует принимать расчетным.
По данным таблицы 1.1. выбираем три наиболее крутых подъёма:
- элемент 7, i = 8,0 ‰
- элемент 10, i = 10,0 ‰
- элемент 20, i = 10,0 ‰
За расчетный принимаем подъем на элементе 10.
Ось станции А расположена на уклоне i = -0,3 ‰ ось станции Б расположена на подъеме i = 0,4 ‰, ось конечной станции В на подъеме, где i = 0,2 ‰.
Самый крутой спуск на участке элемент 17, i = -12,0 ‰.
Расчет массы состава и ее проверки
Расчет критической массы состава
Критическая масса состава mс кр, т, определяется по мощности электровоза из условия движения поезда по расчетному подъему с установившейся (равномерной) скоростью и при работе электровоза в расчетном режиме
(3.1)
где Fкр – расчетная сила тяги электровоза, Н;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
wо’ – удельное основное сопротивление движению электровоза при езде под током, Н/кН;
iр – расчетный подъем, ‰;
w”о – удельное основное сопротивление движению состава, Н/кН.
Примечание. За расчетный подъем принимают один из наиболее крутых и один из наиболее длинных по протяженности подъемов, перед которым отсутствуют достаточно легкие элементы профиля пути. Последнее дает основание предположить, что этот подъем не может быть преодолен с использованием кинетической энергии движения поезда. Из вышесказанного следует, что надежного метода выбора расчетного подъема нет. Поэтому правильность определения расчетного подъема может быть установлена только после построения кривой скорости движения поезда и оценки проследования выбранного подъема.
|
|
|
Для всех серий электровозов величину wо’ рассчитывают по формуле
wо’ = 1,9 + 0,01V + 0,0003V2, (3.2)
где V – скорость движения, км/ч.
Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных вагонов, величину wо” рассчитывают по формуле
(3.3)
где wо4” – удельное основное сопротивление движению четырехосных вагонов, Н/кН;
wо8” – удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов, Н/кН.
Удельное основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов определяют по формулам:
, (3.4)
(3.5)
где m04, m08 – масса приходящихся на одну ось четырехосного и восьмиосного вагона соответственно, т.
При расчете массы состава, величины wо’, wо” определяют при V = Vр
Тогда, проведя расчет по формулам (4.1) – (4.5) получим:
wо’ = 1,9 + 0,01·43,3 + 0,0003·43,32 = 2,90 Н/кН
Тогда
|
|
|
