5. Расчет данных для построения диаграммы удельных ускоряющих сил

Диаграмма удельных ускоряющих сил рассчитывается и строится для конкретного поезда с весом локомотива P и весом состава Q при условии, что движение происходит на прямом горизонтальном пути. Построение выполняется в определенном масштабе, что позволяет использовать диаграмму удельных ускоряющих сил для построения кривых скорости υ(S) и времени хода поезда по участку t(s) методом графического интегрирования.

Диаграмма удельных ускоряющих сил состоит из четырех кривых:

f_y=φ₁(υ) – кривая ускоряющей силы (поезд движется в тяговом режиме);

ω_ох= φ₂(υ) – кривая выбега или холостого хода;

(ω_ох+0,5BT)= φ₃(υ) – кривая служебного торможения;

(ω_ох+BT)= φ₄(υ) – кривая экстренного торможения (строится при решении тормозной задачи).

Результаты расчетов сводятся в табл. 1-3.

Для построения кривой удельной ускоряющей силы используется тяговая характеристика локомотива F_k=f(υ).

В колонку 1(таблицы 1) вносятся значения скорости от 0 до конструкционной через 10 км/ч, расчетная скорость локомотива и скорости характерных точек тяговой характеристики, а в колонку 2- соответствующие этим скоростям значения силы тяги локомотива. Характерными точками тяговой характеристики, являются точка выхода на автоматическую характеристику и точки перехода с одного режима работы тяговых электродвигателей на другой. Значения основных удельных сопротивлений локомотива и состава (колонки 3 и 5) подсчитываются при соответствующих скоростях по эмпирическим формулам (2.2 и 2.3).

Таблица 1- Режим тяги на площадке

V	Fk	0^’	p0^’	0^’’	Q0^’’	0= p0^’+ Q0^’’	Fy=(Fk-W0)/(P+Q)
0	12000	1,9	129,2	0,97	3028,34	3157,54	2,77
8,5	12000	2	136	1,01	3153,22	3289,22	2,73
10	11200	2,03	138,04	1,02	3184,44	3322,48	2,47
20	6920	2,22	150,96	1,13	3527,86	3678,82	1,02
23	5950	2,29	155,72	1,16	3621,52	3777,24	0,68
27,5	4630	2,4	163,2	1,2	3746,4	3909,6	0,23
30	4550	2,47	167,96	1,24	3871,28	4039,24	0,16
40	3520	2,78	189,04	1,38	4308,36	4497,4	-0,31
49,5	2760	3,13	212,84	1,54	4807,88	5020,72	-0,70
50	2710	3,15	214,2	1,55	4839,1	5053,3	-0,73
60	2580	3,58	243,44	1,74	5432,28	5675,72	-0,97
70	890	4,07	276,76	1,96	6119,12	6395,88	1,73

Кривая холостого хода, в отличие от кривой ускоряющей силы, не связана с тяговой характеристикой локомотива, так как при движении поезда в режиме холостого хода сила тяги на движущие колеса локомотива не действует. Поэтому в колонку 1 (табл.2) вносим только значения скорости от 0 до конструкционной через 10 км/ч.

В колонку 2 вносим значения основных удельных сопротивлений локомотива при соответствующих скоростях в режиме холостого хода, которые определяются по формуле:

W_x=2+0,11V+0/0035V (5.1)

Колонку 4 для соответствующих скоростей вносятся данные из колонки 6 (табл. 1).

Таблица 2- Режим выбега на площадку

V	Wx	pWx	Q0^’’	ox=px+Q0^’’	=ox/(p+Q)
0	2	136	3028,34	3164,34	0,99
10	3,135	213,18	3184,44	3397,62	1,06
20	4,27	290,36	3527,86	3818,22	1,19
30	5,4	367,2	3871,28	4238,48	1,33
40	6,54	444,72	4308,36	4753,08	1,49
50	7,67	521,56	4839,1	5360,66	1,68
60	8,81	599,08	5432,28	6034,36	1,89
70	9,95	676,6	6119,12	6795,72	2,13

В колонку 1 (табл. 3) вносим также только значение скорости от 0 до конструкционной через 10 км/ч.

В колонку 2 переносим данные колонки 6 (табл. 2). В колонку 3 заносим величину расчетного тормозного коэффициента поезда, который определяется по формуле:

V_p=K_p/(P+Q) (5.2)

где К_р – суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда. Нажатие колодок и его вес учитывается при торможении на спусках более 20о.

V_p=957/3190=0,3.

Величины расчетных нажатий тормозных колодок на ось принимается для различных типов вагонов.

Значение расчетного коэффициента трения тормозной колодки о колею определяются в зависимости от материала колодок по различным формулам.

Для наиболее широко применяемых чугунных тормозных колодок этот коэффициент определяется по формуле:

_кр=0,27*(V+100)/(5V+100) (5.3)

Значения 1000, подсчитанные для соответствующих скоростей вносим в колонку 4 (табл. 3).

В колонку 5 вносим величины удельной тормозной силы поезда при различных скоростях, в колонку 6 вносим значение полной тормозной силы, которая используется при расчетах экстренного торможения.

Таблица 3- Режимы ступенчатого и экстренного торможения на площадке

V	Wox	Vp	1000kp	1000kpVp	Wox+BT	Wox+0,5BT
0	0,99		270	81	81,99	42,49
10	1,06		190	57	58,06	29,56
20	1,19		160	48	49,19	25,19
30	1,33		140	42	43,33	22,33
40	1,49	0,3	130	39	40,49	20,99
50	1,68		120	36	37,68	19,68
60	1,89		108	32,4	34,29	18,09
70	2,13		102	30,6	31,95	17,19

Выполнив, таким образом, расчеты, строим диаграмму удельных ускоряющих сил.