Otvety_tyaga

Билет №14

1. (18) Силы, действующие на поезд при неустановившейся скорости движения.

На движущийся поезд действую различные по направлению и величина силы: внешние силы и их составляющие, направленные по линии движения поезда; составляющие сил, действующие перпендикулярно направлению движения (вес); внутренние силы, возникающие в процессе неустановившегося движения поезда и действующие между отдельными единицами подвижного состава. Непосредственное влияние на движение поезда оказывают внешние силы и их составляющие, направленные по линии движения поезда: силы тяги (F), реализуемые тяговыми средствами поезда; силы сопротивления движению поезда (W), представляющие суммарную величину естественных сил сопротивления; силы торможения (В), представляющие собой искусственные силы сопротивления движению поезда и реализуемые по мере необходимости машинистом поезда или автоматической системой управления поездом.

2. (41) Мощность электровоза и влияние на нее различных факторов.

Реализуемая мощность электровоза зависит в основном от массы поезда, характеристике его сопротивления движению, скорости движения и ее изменений, а также от профиля и плана пути. В эксплуатации стремятся максимально использовать мощность путем увеличения массы и скорости движения поездов. Pд=UдIд.

Мощность электровоза ограничивается следующими факторами:

-сцепление колес с рельсами (в основном грузовые электровозы)

-максимальным током тягового двигателя (в основном у пассажирских электровозов и электропоездов)

-коммутация тягового двигателя

-нагрев тягового двигателя и другого электрического оборудования

-механической прочностью узлов и деталей.

Нагревание ТД определяется током и продолжительностью его протекания. Нагревание обусловлено различными потерями: электрические, механические, магнитные, добавочные.

КПД электровоза: относительная величина, характеризующая потери в целом

(которые происходят в

энергетической цепи электровоза от токоприемника до ободов колес):

; где P – полезная (механическая) мощность электровоза на ободах колес; Pэ – электрическая мощность, подведенная к электровозу из тяговой сети; ΔP – суммарные потери мощности в энергетической цепи электровоза. Мгновенная механическая и электрическая мощность, например, электровоза постоянного тока: P=FкV; Pэ=UэIэ; где Fк, V – касательная сила тяги и скорость движения электровоза; Uэ,Iэ – напряжение на токоприемнике и ток электровоза.

При изменении динамометрической силы тяги Fс на автосцепке электровоза его касательную силу тяги Fк при V=const

определим: ; гдеW0’, w0’ – полное и удельное основное сопротивление движению электровоза под током; Wi – сила от уклона, действующая на электровоз; mл – масса электровоза.

КПД электровоза в режиме тяги: . Номинальный КПД современных электровозов 0,85…0,9. КПД электровоза при большой мощности увеличивается.

Для постоянного тока: .

Для переменного тока: .

–КПД пусковых реостатов

–КПД тяговых двигателей

–КПД зубчатых передач

–КПД сцепления колес с рельсами

Билет №15

1. (19) Тяговые характеристики ЭПС постоянного тока и их ограничения.

Зависимость между, силой тяги подвижного состава и его скоростью FЛ ( v) на той или иной ступени регулирования и соответствующих ей параметрах схемы включения двигателя называется тяговой характеристикой

подвижного состава.

Построение тяговых характеристик. Тяговую характеристику FЛ ( v) строят на основании электромеханических характеристик двигателя на ободе, колеса v(I) и F(I). Скорость переносят без изменения, а силу тяги подвижного состава определяют по формуле

FЛ =Fzм.

где zм - число ведущих осей в подвижном составе.

Необходимо строить эти характеристики дли всех ступеней регулирования, применяемых на данном подвижном составе.

Тяговые характеристики могут иметь различный вид в зависимости от типа двигателей и системы тяги. На практике в основном используются падающие тяговые характеристики, т. е. с увеличением скорости сила тяги снижается. Но степень ее снижения может быть различна у разных двигателей. Она характеризуется коэффициентом жесткости

Знак минус введен потому, что падающая характеристика удовлетворяет

неравенству .

2. (29) Тормозные задачи, их разновидности и методы решения.

Торможение (Р) – движение за счёт накопленной ранее механической энергии (кинетической и потенциальной), при этом часть избыточной механической энергии превращается в другие виды энергии (тепловую, электрическую и другие).

Виды торможения:

Механическое (фрикционное, колодочное)

Электрическое реостатное

рекуперативное

Поскольку режим торможения является важнейшим в обеспечении безопасности движения поездов, тормозным расчетам уделяют большое внимание. При этом приходится иметь дело с длиной тормозного пути sT, наличием тормозных средств в поезде, определяемых расчетным тормозным

коэффициентом Фр, начальной VH и конечной VK скоростями движения и уклонами г. Конечную скорость принимают равной нулю. Из этих пяти параметров определяют один по четырем заданным, используя аналитический или графический метод решения уравнения движения поезда. В зависимости от того, какую величину из пяти определяют, тормозные задачи подразделяют на три типа. Первый тип тормозных задач или просто

— первая тормозная задача — сводится к определению длины тормозного пути по заданным значениям ин, VK, Фр и I. В о втором типе рассчитывают допустимые скорости движения ин на различных уклонах I исходя из условия остановки поезда в пределах заданного тормозного пути sT при заданном значении др. В третьем типе определяют, сколько тормозных средств нужно иметь в поезде (или какой должен быть Фр), чтобы поезд, движущийся с заданной скоростью VH, можно было остановить на заданном уклоне I в пределах тормозного пути sT.

Для приближенных расчетов тормозные задачи решаются графоаналитическим способом, а более точное решение получают графическим методом.

Билет №16

1. (20) Тяговые характеристики ЭПС переменного тока и их ограничения.

Ответ из билета №15 первый вопрос.

2. (43) Влияние различных факторов на расход электроэнергии поезда.

Полный расход электроэнергии при движении поезда по перегону складывается из затрат энергии на:

1)Преодоление сил сопротивления движению основного;

2)Преодоление сил сопротивления движению дополнительного;

3)Собственные нужды;

4)Потери при пуске;

5)Потери в ТД и преобразовательных установках

6)Потери в тормозах

Все перечисленные составляющие и являются факторами, влияющими на расход электроэнергии при движении поезда по перегону. Рассмотрим подробнее влияние каждого из них.

Основное сопротивление движению складывается из сопротивления движению в узлах трения, качения колес по рельсам (от скорости практически не зависят) и аэродинамического сопротивления (имеет квадратичную зависимость от скорости). Для уменьшения первых двух составляющих основного сопротивления движению необходимо следить за состоянием узлов трения и использовать тяжелые типы верхнего строения пути. В грузовом движении важно следить за загрузкой вагонов, т.к. сопротивление движению обратно пропорционально нагрузке на ось.

Для уменьшения аэродинамического сопротивления движению с одной стороны надо уменьшать скорость движения, но т.к. график движения является законом, следовательно, уменьшение аэродинамического сопротивления возможно подбором рациональных режимов движения, исключающих подтормаживания, а, следовательно, и движение с повышенными скоростями. В грузовом движении следует следить за правильным формированием поездов. При проектировании нового ПС, особенно для скоростного движения возможно уменьшение аэродинамического сопротивления движению за счет обтекаемой формы ПС.</p>

Кроме основного сопротивления движению существует еще и дополнительное – от уклонов и кривых, на преодоление которого так же затрачивается энергия. На существующих линиях снижение затрат электроэнергии возможно за счет организационных мероприятий:

1)выбор рациональных режимов движения, исключающих лишние подтормаживания на спусках и перед кривыми участками пути (при наличии ограничения скорости);

2)смазкабоковой поверхности головки рельса в кривых (не только уменьшает затраты электроэнергии, но и уменьшает износ рельсов и гребней бандажей КП).

При проектировании новых линий возможно уменьшение дополнительно сопротивления движению за счет увеличения радиусов кривых. При проектировании линий метрополитена возможен выбор профиля перегона с точки зрения рационального расхода электроэнергии на движение.

Расход электроэнергии на собственные нужды, по сравнению с затратами на тягу, крайне мал, но даже здесь имеются резервы. Для уменьшения затрат на работу компрессоров необходимо следить за плотностью пневматических магистралей поезда. Для уменьшения расхода воздуха следует избегать лишних торможений, а, следовательно, выбирать рациональные режимы движения. Возможно регулировать скорость вращения вентиляторов в зависимости от температуры обмоток ТД. Затраты на отопление существенны только в пассажирском движении (при температуре воздуха ниже 20°С на электропоездах затраты на отопление могут достигать 25% от затрат на тягу). Для уменьшения затрат на отопление вагонов необходимо следить за их теплоизоляцией и применять терморегуляторы (желательно непрерывного действия).

Билет №17

1. (21) Токовые характеристики ЭПС постоянного тока и их использование.

Для определения расхода электроэнергии, затраченной ЭПС при движении под током, необходимо иметь зависимости, характеризующих взаимосвязь между общим током электровоза и скоростью. Подобные зависимости называют токовыми характеристиками IЭ(V).Их используют для нахождения токов при движении поезда с различными скоростями, которые необходимы, чтобы оценить использование мощности ТЭД, а также для определения расхода энергии на тягу.

2. (44) Определение максимальной массы поезда при различных условиях движения.