Анализ профиля пути и выбор расчетного и кинетического подъемов

№ элемента
Крутизна i,%	-1,5	-2,5	-10	-6	-14	-0,5		+12	+5	+9	+3,5
Длина S, м

 

Расчетный подъем – 10

Кинетический подъем- 8

 

Расчет массы состава

Расчетная масса состава определяется исходя из условия полного использования мощности заданного локомотива и кинетической энергии поезда в соответствии с нормами, установленными ПТР.

В зависимости от характера профиля пути железнодорожного участка расчет массы состава грузового поезда выполняется:

- по расчетному (лимитирующему) затяжному подъему ИП с равномерной скоростью;

- по труднейшему подъему (кинетическому) с уменьшающейся скоростью движения с использованием кинетической энергии поезда.

Масса состава по расчетным подъемам определяется:

(1.1)

где F_k — расчетная сила тяги данного локомотива, Н;

Р — расчетная масса локомотива, т;

w’₀ — основ­ное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги, Н/кН;

w”₀ — основное удельное сопротивление движению состава (груженых вагонов), Н/кН;;

i_р — расчетный подъем, %;

g — ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²).

Величины w’₀ и w”₀ рассчитываются с двумя знаками после запятой.

Основное удельное сопротивление движению локомотивов и вагонов следует определять по формулам:

Основное удельное сопротивление движению

Тип подвижного состава	Тип пути
Звеньевой
1. Локомо­тив
2. 4-­осные вагоны
3. 8-осные вагоны (q > 6 т/ось)

Основное удельное сопротивление движению состава опре­деляется:

(1.2)

где w’’₀₄ и w’’₀₈ – основное удельное сопротивление движению вагонов, соответственно 4-осных на подшипниках качения и 8-осных, Н/кН;

α₀₄ и α₀₈ — весовые доли в составе соответствующих вагонов.

Осевая нагрузка вагонов рассчитывается по формуле:

(1.3)

где q^бр_j — средняя масса брутто соответствующих вагонов, т;

n_j — осность соответствующих типов вагонов.

 

Принимаем: Q = 3500т.

Проверка расчетной массы состава

Проверка рассчитанной массы на преодоление кинетического подъема

После определения массы состава при следовании по рас­четному подъему с равномерной скоростью ее проверяют на возможность прохождения более крутого кинетического (ско­ростного, инерционного) i_k подъема с учетом использования кинетической энергии при движении с неравномерной (замед­ляющейся) скоростью графическим (или аналитическим) спо­собом. При графическом способе строят кривую скорости v(S) и сравнивают ее в конце кинетического подъема с расчетной. Если полученная скорость, выше расчетной, то масса состава проверяется по другим ограничивающим факторам.

Аналогичный способ проверки заключается в том, что опре­деляют длину подъема, которую поезд может преодолеть в режиме тяги с использованием кинетической энергии при снижении скорости от наибольшей вначале скоростного подъе­ма v_н до расчетной в конце его (v_к = v_p) и сравнивают ее с длиной этого подъема.

Длину пройденных отрезков пути определяют по формуле:

(5.1)

где v_{k j} и v_{н j} — скорость поезда в конце и начале задаваемого интервала скорости на проверяемом кинетическом подъеме, км/ч;

(f_k - w_k)j — средняя удельная равнодействующая сила, приложенная к поезду в пределах выбранного интервала скоро­сти, Н/кН.

Скорость в начале кинетического подъема определяется известными в тяговых расчетах методами в зависимости от крутизны элементов, расположенных перед этим подъемом.

Удельная сила тяги определяется выражением:

(5.2)

где F_k — сила тяги, определяемая по тяговым характеристикам с точностью до 500 Н для средней скорости интервала V_ср, Н.

Средняя скорость для выбранного интервала движения

Удельная замедляющая сила находится по формуле:

(5.3)

где w’₀ и w’’₀ — основные, удельные сопротивления движению локомотива и состава, Н/кН;

i_k — кинетический подъем, ‰.

Длина кинетического подъема равна:S_к=1600м

V_k = 70 км/ч; V_н = 80 км/ч; V_cp = 75 км/ч; =368000 Н

S₁<S_k

702,5< 1600

 

V_k = 60 км/ч; V_н = 70 км/ч; V_cp = 65 км/ч; =368000 Н

S₁+S₂<S_k

1492,061< 1600

 

V_k =50 км/ч; V_н = 60 км/ч; V_cp = 55 км/ч; =368000 Н

S₁+S₂+S₃>S_k

2768,72> 1600

Поезд с локо­мотивом серии ВЛ60 k и массой состава Q = 3500т преодолевает кинети­ческий подъем крутизной i_k = +12% и длиной S_k = 1600м. при изменении скорости от V_k = 80 км/ч до V_н = 50 км/ч.