5. Построение кривой времени хода

Приращение времени хода на интервале пути ΔS:

,

где ΔS – интервал пути, м;

V_СР – средняя скорость на интервале пути, км/ч

,

где V_Н – скорость в начале интервала, км/ч,

V_К – скорость в конце интервала, км/ч.

Время хода поезда по перегону определяется суммированием приращений времени хода от начала движения поезда до конца перегона:

, мин.

6. Определение энергетических показателей

1. Определение механической работы локомотива

Механическая работа локомотива:

.

Механическая работа локомотива, т. е. работа силы тяги локомотива, МДж, может быть определена численным интегрированием:

,

где

F_К – сила тяги локомотива, кН, соответствующая средней скорости поезда в данном интервале пути (определяется по тяговой характеристике локомотива);

ΔS – интервал пути, км.

В случае ограниченной силы тяги:

,

где

w_O(V) – основное удельное сопротивление движению поезда в режиме тяги при скорости ограничения, Н/кН;

i_К – приведенный уклон элемента профиля, ⁰/₀₀.

Суммарная механическая работа локомотива:

.

Механическая работа локомотива может быть определена графическим методом. Для этого необходимо построить зависимость F_К(S). Тогда работа определяется как произведение площади, ограниченной кривой F_K(S), и масштабного коэффициента:

,

где

Ω – площадь в см²;

q – масштабный коэффициент , МДж,

где n – км в 1 см; m – кН в 1 см.

2. Определение работы сил сопротивления

Работа сил сопротивления:

,

где R_Л – механическая работа локомотива, МДж;

R_h – работа по изменению потенциальной энергии, МДж

,

где ΔН – разность конечной и начальной отметок участка, м

, м.

ΔТ – изменение кинетической энергии, МДж

,

где

γ – коэффициент приведения массы поезда с учетом инерции вращающихся частей. В тяговых расчетах при проектировании железных дорог для груженого поезда принимается равным 0,06;

V_Н, V_К – скорость поезда в начальной и конечной точках участка, км/ч.

Если расчет производится между остановочными пунктами, то начальная скорость равна конечной и изменение кинетической энергии поезда равно нулю.

3. Определение расхода дизельного топлива

Расход дизельного топлива тепловозами на тягу поездов, кг, определяется как сумма расходов топлива в режимах тяги и холостого хода:

,

где

G – расход топлива при данной скорости и позиции контроллера машиниста, кг/мин;

Δt – интервал времени, в течение которого расход топлива принимается постоянным, мин;

g_x – расход топлива в режиме холостого хода, кг/мин;

t_x – время движения в режиме холостого хода, мин.

Упрощенно расход топлива, кг, может быть определен пропорционально механической работе локомотива R_Л, МДж:

.

4. Определение расхода электрической энергии

Расход электроэнергии на тягу поездов, отнесенной к токоприемнику, определяется суммированием расхода электроэнергии за интервалы времени, в течение которых значение тока принимается постоянным, соответствующим средней скорости движения на данном интервале времени:

, кВт∙ч,

где

U_C – напряжение на токоприемнике, В. При электрической тяге постоянного тока U_C = 3000 В, переменного – U_C = 25000 В;

Δt – интервал времени, мин;

I_СР – средняя сила тока электровоза за период Δt, А. При электрической тяге постоянного тока I_CP = I_Э(СР), переменного – I_СР = I_da(CP). Для определения тока электровоза используют токовую характеристику электровоза (постоянный ток – ступенчатое очертание, переменный – активную составляющую тока).

Удельный расход электроэнергии:

, Вт/т км.

2