Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретический материал и привести расчетные формулы.

2. Определить тормозной путь, пройденный поездом с момента начала торможения до полной остановки поезда по данным таблицы 8.1.

Методика расчета тормозных путей

В соответствии с формулами (8.1) - (8.4) рассчитывают тормозные пути грузовых и пассажирских поездов:

1) определяют удельную тормозную силу поезда;

2) определяют удельное сопротивление движению поезда (основное и дополнительное);

3) вычисляют действительный тормозной путь для всех интервалов скоростей, подготовительный тормозной путь, и определяют полный тормозной путь.

Таблица 8.1

Исходные данные для расчета

Данные	Вариант
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Масса поезда, т	2000	2500	3000	4000	2000	2500	3000	4000	4500	5000
Масса локомотива, т	250	250	250	250	250	250	250	414	414	414
Тип колодок	Чугунные					Композиционные
Тип пути	звеньевой		бесстыковой		звеньевой		бесстыковой		звеньевой
Тип вагонов	4-осные				6-осные				8-осные
Осевая нагрузка, т/ось	15	16	17	18	19	20	21	22	23	25
Скорость начала торможения, км/ч	100	90	80	100	90	80	100	90	80	60
Количество осей	190	200	220	300	190	200	220	300	350	330

Контрольные вопросы:

1. Что называется подготовительным тормозным путем?

2. Что называется действительным тормозным путем?

3. От каких параметров зависит время подготовки тормозов к действию?

4. Сформулируйте первую тормозную задачу?

5. Нормирование полного тормозного пути.

Практическое занятие № 9 решение уравнения движения поезда методом установившихся скоростей

Содержание: определение времен хода методом установившихся скоростей.

Если требуется приблизительно рассчитать времена хода, расхода электрической энергии или топлива и т.д. без больших затрат време­ни, то применяют упрощенные методы. Среди них наиболее распрос­транен метод установившихся скоростей. Он основан на предполо­жении, что на каждом элементе профиля пути поезд движется с ус­тановившейся скоростью, а при переходе с одного элемента на следу­ющий она мгновенно изменяется до нового установившегося значе­ния.

Равномерную или установив­шуюся скорость движения опреде­ляют по диаграмме удельных уско­ряющих сил (рисунок 9.1) или по нанесенным на тяговую харак­теристику силам общего сопротив­ления движению для каждого подъема.

Как видно из рисунка 9.1 для уклона + 6 %о установившаяся скорость равна 67 км/ч. На рисунке 9.2 приведены кривые сопротивления движению поезда на различных уклонах от -1 до + 6 %о, наложенные на тяго­вые характеристики электровоза. Точки пересечения кривых W_K{v) с тяговой характеристикой F_K(v) по­казывают установившиеся скорости движения (точки 1 ... 8) на раз­личных элементах профиля пути.

Рисунок 9.1 Диаграмма удельных уско­ряющих сил

Рисунок 9.2 Кривые F_K(v) и W_K(v) для определения установивших­ся скоростей на различных уклонах

На рисунке 9.3 показан график v(s). По оси абсцисс отложен профиль пути перегона, горизонтальные линии соответствуют установившимся скоростям на каждом элементе, взятым из рисунка 9.1. На первом элемен­те i = 0, скорость V_уст = 95 км/ч (точка 7), на подъеме i - 4 %₀, V_уст = 66 км/ч (точка 3) и т.д. Допустимую скорость на спуске для поездов, имеющих расчетный тормозной коэффициент не менее 0,33, рекомендуется устанавливать в зависимости от крутизны спуска. На спусках до 10 %_о ее можно принять 90 км/ч, от 11 до 15 %_о — 70 км/ч, от 16 до 20 %_о — 55 км/ч, от 21 до 24 %₀ — 50 км/ч, от 25 до 30 %_о — 40 км/ч. На пятом элементе профиля пути с i = - 12 %_о скорость V_уст = 70 км/ч.

Рисунок 9.3 График установившихся скоростей движения поезда по раз­личным элементам профиля пути и принцип определения времени хода

Время движения поезда по каждому элементу профиля пути при равномерной скорости, мин, определяют по формуле:

t = 60s/v_ycт. (9.1)

Чтобы определить время хода по перегону или участку, значения t на каждом элементе профиля пути суммируют. Результаты таких рас­четов обычно сводят в таблицу 9.1.

Однако поезд достигает установившейся скорости очень редко. На самом деле, на первом элементе идет разгон и скорость поезда, как правило, не достигает установившегося значения, на подъемах ско­рость может меняться. На рисунке 9.2 на график установившихся скоро­стей наложена кривая скорости, полученная на основании построения кривых v(s) графическим методом.

Таблица 9.1

Расчет уравнения движения поезда методом установившихся скоростей

Перегон	№ элемента	Длина элемента	Уклон	Скорость установившегося движения, км/ч	Время прохождения элемента, мин	Поправка на разгон и замедление, мин	Время хода по участку, мин

Сравнивая скорости видим, что на первом элементе действитель­ная скорость при разгоне не достигает установившегося значения. На втором элементе (подъеме 4 %_о) она снижается, но не достигает уста­новившейся. На третьем элементе (подъеме 6 %_о) скорость уменьша­ется и достигает установившегося значения. При движении на четвер­том элементе она снова возрастает и т.д.

Из-за этого скорость движения на первом, четвертом и шестом элементах будет больше действительной, на втором и третьем — мень­ше. Соответственно в обратной зависимости изменяются времена хода. Иногда для удобства расчетов используют величину 60/и_уст, вы­ражающую время прохождения 1 км пути. Умножая ее на длину эле­мента, определяют время движения по нему.

Разница в действительной скорости движения и определенной ме­тодом установившихся скоростей на графике заштрихована с указани­ем превышения установившейся скорости над действительной (знак «+») или наоборот (знак «-»). Из заштрихованных площадей видно, что без учета разгона поезда со станции А и замедления перед оста­новкой на станции В, разница в скоростях со знаком «+» и со знаком «-» примерно компенсируется, и ошибка в определении времени хода по перегону сравнительно небольшая. Причем она будет меньше для равнинного профиля пути с длинными, незначительно отличающими­ся по крутизне уклонами. При резком изменении крутизны ошибка возрастет. Ошибка зависит также от жесткости характеристик, умень­шаясь при более жестких характеристиках.

Время t_p, необходимое на разгон поезда после остановки, и t_T, затрачиваемое на торможение до остановки на раздельном пункте, учитывают, вводя соответствующие поправки. Поправка на разгон поезда t_p в среднем принимается 2 мин, на замедление поезда — 1 мин. Для электропоездов поправку на разгон принимают 0,5 мин, а на замедление — 0,4 мин.

Следовательно, время хода по перегону:

(9.2)

Чтобы снизить затраты времени на определение времени хода поез­да по участку, элементы профиля пути разбивают на группы с одинако­выми уклонами, суммируют длины каждой группы и вычисляют суммар­ное время хода по каждой группе. Затем суммируют времена хода по всем группам и прибавляют время на один разгон и одно замедление, умноженное на число остановок на участке. Этот метод используют для оценки времени хода при предварительных прикидочных расчетах в слу­чае, например, намечаемой электрификации участка.

Сравнительные расчеты с использованием метода установившихся скоростей и графического метода, проведенные для нескольких участ­ков с различными профилями пути, показали, что разница в техничес­ких скоростях движения и временах хода составляет 4 ... 7 % при электрической тяге и 11 ... 17,5 % при тепловозной.