Расчет диаграммы удельных равнодействующих сил, действующих на поезд при его движении

Решить уравнение движения поезда можно только в случае, когда известна удельная равномерная сила, действующая на поезд в определенный момент времени. Процесс движения поезда по участку с разнообразным профилем пути характеризуется тремя режимами работы локомотива: тяга F, холостой ход (выбег) W_х, торможение В_Т. В режиме тяги равнодействующая сила определяется величиной (F_к - W). При холостом ходе движение происходит за счет ранее накопленной кинетической энергии, и равнодействующая определяется величиной – W_X. При торможении вводится в действие тормозная сила, равнодействующая при этом равна – (W_Х + В_Т).

График изменения удельных равнодействующих сил поезда для различных режимов движения называется диаграммой удельных ускоряющих и замедляющих усилий.

Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил предварительно составляется таблица для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному участку:

а) для режима тяги

б) для режима холостого хода

в) для режима торможения: при служебном торможении

г) при экстренном торможении

Для удобства построения диаграмм равнодействующих сил поезда расчет ведут отдельно для режимов: 1) тяги; 2) холостого хода локомотива и торможения.

Режим тяги. Равнодействующие силы поезда определяют по тяговой характеристике локомотива и расчетным формулам сопротивления движению подвижного состава. Расчет проводят табличным способом (таблица 3).

Графа 1. Данные берут по расчетной части тяговой характеристики с интервалом в 5 км/ч в диапазоне скоростей от 0 до 50 км/ч и 10 км/ч в диапазоне от 50 км/ч до установленной скорости. В диапазоне скоростей 0 -10 км/ч силы принимают, как при 10 км/ч.

Необходимо указать скорости: расчетную (для локомотива заданной серии), прямых и обратных переходов, (ПП-ОП1, ОП1-ПП, ОП1-ОП2, ОП2-ОП1), смены режимов в точках ограничения силы тяги по сцеплению, току, возбуждению ТЭД, мощности дизеля.

Графа 2. Сила тяги соответствующая скоростям графы 1. Для скоростей смены режимов работы электровозов значения силы тяги принимают среднеарифметической в ньютонах.

Графы 3-5. Основное удельное сопротивление подвижного состава, определяемое по формулам, приведенным в ПТР.

Графа 6. Основное удельное сопротивление движению состава w^//₀.

Графы 7-9. Полное основное сопротивление движению локомотива, состава и поезда, равное соответственно W^/₀ =w^/₀Рg, W^//₀ = w^//₀Qg и W₀=W^/₀+W^//₀.

Графа 10. Равнодействующая сила поезда.

Графа 11. Удельная равнодействующая сил поезда f_y = (F_k – W₀) / (Q +P)

Графа 12. Данные этой графы получены делением силы f_y на g=9,8м/с².

Расчеты были произведены в программе Microsoft Excel

Таблица 3.

Данные для построения диаграммы равнодействующих сил в режиме тяги

	V,км/ч	Fk,H	ω'o,H/kH	ω”04	ω”06	ω",H/kH	W’0	W”0	Wo,H	Fk-Wo, Н	fy,H/т	fy/g, Н/кН
			1,9		1,1	1,05					175,5154	17,55154
			1,9575	1,05625	1,128125	1,092188	3758,4	39711,94	43470,34	586529,7	161,3118	16,13118
			2,03	1,125	1,1625	1,14375	3897,6	41586,75	45484,35	554515,7	152,5071	15,25071
			2,1175	1,20625	1,203125	1,204688	4065,6	43802,44	47868,04		143,6006	14,36006
			2,22	1,3	1,25	1,275	4262,4		50621,4	509378,6	140,0931	14,00931
			2,3375	1,40625	1,303125	1,354688		49256,44	53744,44	496255,6	136,4839	13,64839
			2,47	1,525	1,3625	1,44375	4742,4	52494,75	57237,15	472762,9	130,0228	13,00228
			2,6175	1,65625	1,428125	1,542188	5025,6	56073,94	61099,54	459300,5	126,3203	12,63203
			2,78	1,8	1,5	1,65	5337,6		65331,6	445468,4	122,5161	12,25161
	44,2		2,928092	1,93041	1,565205	1,747808	5621,937	63550,28	69172,22	440827,8	121,2398	12,12398
			3,15	2,125	1,6625	1,89375		68856,75	74904,75	415095,3	114,1626	11,41626
			3,58	2,5	1,85	2,175	6873,6		85956,6	354043,4	97,37167	9,737167
			4,07	2,925	2,0625	2,49375	7814,4	90672,75	98487,15	211512,9	58,17185	5,817185
			4,62	3,4	2,3	2,85	8870,4		112496,4	107503,6	29,56645	2,956645
			5,23	3,925	2,5625	3,24375	10041,6	117942,8	127984,4	42015,65	11,55546	1,155546
			5,9	4,5	2,85	3,675				-14951	-4,11194	-0,41119

Режимы холостого хода локомотива и служебного торможения