РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ВИЗНАЧЕННЯ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ МАНЕВРОВОГО
ТЕПЛОВОЗА
2.1 Визначення тягово-економічних параметрів маневрового тепловоза
Умови маневрової роботи значно відрізняються від поїзної. В загальному часі
руху поїзда по перегону розгін і сповільнення складають незначний відсоток, а
при маневрах, навпаки, - це основні елементи, які багатократно повторюються.
Іншою важливою особливістю маневрової роботи є змінна маса маневрового состава,
яка змінюється від нуля до вагової норми. При маневрах гальмування, як правило,
здійснюється прямодіючим гальмом локомотива, а у поїзді – усього составу. Стан
деяких колій, на яких відбуваються маневри, їх план, профіль, освітленість,
відрізняються від стану магістральних ліній. Умови роботи дизелів маневрових
тепловозів відрізняються від таких для магістральних тепловозів і розглянуті у
розділі 1.
Для врахування вказаних факторів і отримання результатів розрахунків з
необхідною точністю у роботі [104] приведені результати досліджень, розроблені
і запропоновані до використання маневрові тягові характеристики.
Результати досліджень оптимальних режимів розгону при маневрах, наведені у
[104] , дозволили зробити висновок про те, що при аналізі проведення маневрів
не можна користуватися тяговими характеристиками локомотивів, так як це
робиться при тягових розрахунках у поїзному русі. Тому маневрові тягові
характеристики локомотивів - це залежності питомих прискорюючих зусиль від
швидкості, які враховують особливості перехідних режимів розгону по
експлуатаційно-економічних критеріях.
Диференційне рівняння руху поїзда у загальному вигляді можна записати:
, (2.1)
, (2.2)
де - питоме поступальне прискорення (сповільнення при дії сили 1 кН/т.
Для зручності розрахунків величину виражають у . Згідно рекомендацій [104] для
умов маневрового руху величина має наступне значення:
Для тепловозів 1,9
Для вагонів у залежності від осьового навантаження:
,
де - навантаження від осі вагону на рейки.
Середньозважене питоме прискорення маневрового составу згідно [104]
визначається за формулою:
,
де - маса локомотива, т;
- маса составу, т.
Після перемноження лівих і правих частин виразів (2.1) та (2.2) на отримаємо:
, (2.3)
. (2.4)
Також можна отримати:
, (2.5)
. (2.6)
Інтегруючи вирази (2.3)-(2.6) можна розраховувати пройдений шлях і затрачений
час на розгін і сповільнення.
При маневрах, для розв’язку рівняння руху поїзда, прийнятним є метод
наближеного інтегрування зі зміною швидкості на кожному кроці 2 км/год.
За методом наближеного інтегрування розрахункові формули приросту шляху розгону
і сповільнення та часу розгону і сповільнення мають наступний вигляд:
, м
, хв. (2.7)
де , - відповідно початкова і кінцева швидкості на даному кроці
інтегрування при розгоні, км/год;
- питома сила тяги локомотива, Н/кН;
- питомий опір при розгоні, Н/кН.
, м
, с (2.8)
де , - відповідно початкова і кінцева швидкості на кроці
інтегрування при гальмуванні, км/год;
- питома гальмівна сила, Н/кН;
- питомий опір при сповільненні, Н/кН
Згідно результатів досліджень, що приведені у [104] можна виділити два режими
розгону маневрового составу – максимальний і сповільнений. При максимальному
режимі розгону ручка контролера переводиться з позиції на позицію з мінімальною
затримкою (3 с). При сповільненому режимі ручка контролера переводиться так,
щоб прискорення при розгоні не перевищувало 0,1…0,2 м/с2, причому, при
досягненні такого прискорення вищі позиції не вмикаються.
Встановлено критичне значення маси составу, до якого оптимальним є сповільнений
режим розгону, а при збільшенні даної маси – максимальний режим розгону. Дане
критичне значення значення маси може бути розраховане за формулою
.
Найбільша позиція контролера для локомотивів будь-якої серії і потужності при
сповільненому режимі розгону
,
,
де - маса маневрового составу, т;
- максимальна кількість позицій контролера.
При умові рівності сил опору при рушанні з місця з силами тяги, локомотив уже
не може зрушити состав з місця без попереднього осаджування. Максимальна
величина маси составу з вагонів, що обладнані підшипниками кочення, при якому
необхідно попереднє осаджування визначається за формулою
,
де - максимальна сила тяги локомотива даної серії, Н.
Час, що необхідний для попереднього осаджування
хв.
Середнє значення основного питомого опору вагонів з підшипниками кочення
визначається за формулою:
,
При русі з певною швидкістю питомий опір вагонів з підшипниками кочення
розраховується за формулами:
порожніх:
,
завантажених:
.
При проведенні тягових розрахунків для умов маневрової роботи практично не
можливо встановити, по яких кривих тягових характеристик потрібно визначати
силу тяги локомотива, тобто на яке положення контролера потрібно орієнтуватися.
Це пояснюється тим, що при маневрах довжина піврейсів і маса составу є змінними
величинами, що призводить до великої кількості варіантів режимів розгону. Але
існують певні умови, які повинні виконуватися при розгоні [104] .
Основною умовою при розгоні є необхідність дотримання його плавності шляхом
послідовного збільшення сили тяги і обмеження її за максимальним допустимим
прискоренням. При цьому необхідне дотримання наступних правил. На 1-ій позиції
ручку можна затримувати на час, що достатній на зрушення останнього вагону, але
не менше 3 с. Якщо на 1-ій позиції контролера состав не зрушив з місця, то
через 3 с ручка конт
- Київ+380960830922