Расчетно-графический способ построения кривых движения

В обратном направлении кривые движения строим расчетно-графическим способом по эквивалентному уклону , величина которого =3. ( Для расчета используем построенные ранее характеристики действующих сил поезда режимов тяги f_д(V), выбега ω`₀ и торможения b_д(V). Расчет кривых движения выполняем в последовательности, указанной в таблице 2.

Приращения времени и пути вычисляем для городского электрического транспорта соответственно по выражениям:

Таблица 2

Последовательность расчета кривых движения

Режим тяги

∆V, км/ч	Vн, км/ч	Vк, км/ч	Vс, км/ч	fдс, Н/кН	fдс+i, Н/кН	Dt, с	SDt, с	Dl, м	SDl, м
5	0	5	2,5	91,89	94,89	1,715	1,715	1,191	1,191
5	5	10	7,5	91,7	94,7	1,718	3,433	3,58	4,771
5	10	15	12,5	91,2	94,2	1,727	5,16	5,998	10,769
5	15	20	17,5	90,88	93,88	1,733	6,893	8,426	19,195
2,5	20	22,5	21,25	84,23	87,23	0,933	7,826	5,506	24,701
2,5	22,5	25	23,75	73,85	76,85	1,059	8,885	6,985	31,686
2,5	25	27,5	26,25	64,62	67,62	1,203	10,088	8,774	40,46
2,5	27,5	30	28,75	57,69	60,69	1,41	11,498	11,263	51,723
2,5	30	32,5	31,25	51,92	54,92	1,481	12,979	12,86	64,583
2,5	32,5	35	33,75	46,15	49,15	1,655	14,634	15,519	80,102
2,5	35	37,5	36,25	41,54	44,54	1,827	16,461	18,394	98,496
2,5	37,5	40	38,75	36,35	39,35	2,068	18,529	22,256	120,752
2,5	40	42,5	41,25	31,15	34,15	2,383	20,912	27,3	148,052
2,5	42,5	45	43,85	26,54	29,54	2,754	23,666	33,549	181,601
2,5	45	47,5	46,25	21,92	24,92	3,265	26,931	41,946	223,547
2,5	47,5	50	48,75	18,46	21,46	3,791	30,722	51,341	274,888

Режим торможения

∆V, км/ч	Vн, км/ч	Vк, км/ч	Vс, км/ч	b, Н/кН	b-i, Н/кН	Dt, с	SDt, с	Dl, м	SDl, м
5	0	5	2,5	106,5	103,5	1,572	1,572	1,092	1,092
5	5	10	7,5	107,3	104,3	1,56	3,132	3,25	4,342
5	10	15	12,5	107,6	104,6	1,556	4,688	5,402	9,744
5	15	20	17,5	107,89	104,89	1,551	6,239	7,541	17,285
5	20	25	22,5	108,46	105,46	1,543	7,782	9,644	26,929
5	25	30	27,5	109,62	106,62	1,526	9,308	11,659	38,588
5	30	35	32,5	110,19	107,19	1,518	10,826	13,705	52,293
5	35	40	37,5	110,77	107,77	1,51	12,336	15,728	68,021
5	40	45	42,5	113,08	110,08	1,478	13,814	17,451	85,472
5	45	50	47,5	114,23	111,23	1,463	15,277	19,303	104,775

Режим выбега

∆V, км/ч	Vн, км/ч	Vк, км/ч	Vс, км/ч	ω0`, Н/кН	ω`0 -i, Н/кН	Dt, с	SDt, с	Dl, м	SDl, м
5	0	5	2,5	16,025	13,025	12,493	12,493	8,676	8,676
5	5	10	7,5	16,225	13,225	12,304	24,797	25,634	34,31
5	10	15	12,5	16,626	13,626	11,942	36,739	41,466	75,776
5	15	20	17,5	17,225	14,225	11,439	48,178	55,608	131,384
5	20	25	22,5	18,025	15,025	10,83	59,008	67,689	199,073
5	25	30	27,5	19,025	16,025	10,154	69,162	77,569	276,642
5	30	35	32,5	20,225	17,225	9,447	78,609	85,286	361,928
5	35	40	37,5	21,625	18,625	8,737	87,946	91,01	-
5	40	45	42,5	23,225	20,225	8,046	95,392	94,984	-
5	45	50	47,5	25,025	22,025	7,388	102,78	97,483	-
5	50	55	52,5	27,025	24,025	6,773	109,553	98,775	-
5	55	60	57,5	29,225	26,225	6,205	115,758	99,107	-

На основании таблице 2 и указанных выражений расчет ведем для режи­мов пуска, выбега и торможения, построение кривых V(t) и V(l) производим одновременно с расчетом.

Кривые движения, рассчитанные расчётно-графическим способом, показаны на рисунке 7.

Так как Т_х неизвестно, величина времени выбега должна составлять

20…25 % от времени движения по перегону.

По построенным кривым движения рассчитаем для каждого направления движения величину средней скорости движения по перегону ,пусковое ускорение a_пи тормозное замедление а_тпо следующим вы­ражениям:

Прямое направление (графический способ):

Обратное направление (расчётно–графический способ):

Значения Т_х, V_x, a_п, а_т заносятся в таблицу 3.

Таблица 3

Данные о движении поезда

Направление движения	Тх,с	Vx, км/ч	aп, м/с2	ат, м/с2
Прямое		27,39	0,701	0,913
Обратное			0,857	0,899

II. Определение расхода энергии.

Определение расхода энергии на движение поезда по кривым

Потребления тока.

Электрическая энергия, расходуемая на движение поезда за какое-либо время Т, определяется интегралом:

где А – расход энергии за время Т, Вт×ч;

t – время, с;

Uc – напряжение на токоприемнике ЭПС, В;

I – ток, потребляемый всеми ТЭД поезда, А.

Для сравнительной оценки расхода энергии в разных условиях его относят к определенному измерителю, например, к 1 т веса поезда и к 1 км пройденного пути. Этот удельный расход энергии А_уд, выражаемый в ,рассчитывается по формуле:

где L – длина участка, на котором определяется расход энергии, (0.35 км);

G – полный вес поезда, (G=27,8 т).

При расчетах принимаем напряжение на токоприемнике поезда неизменным и равным среднему его значению за время движения поезда с включенными двигателями, так как при этом же допущении строятся кривые движения поезда, на основании которых рассчитываются поездные токи, следовательно, можно принять, что

Таким образом, для определения расхода энергии необходимо найти , который в некотором масштабе изображается площадью, ограниченной кривой I(t) в заданных пределах и осями координат. Поэтому одновременно с построением кривых V(t) построим кривые тока поезда I(t), для чего используем полученные в работе кривые тока поезда в зависимости от скорости движения V(I) при тяге (рисунок 8). Ток откладываем в масштабе .

Если площадь кривой I(t) равна S [мм²], то

где m_I – масштаб тока, А/мм;

– масштаб времени, с/мм.

Интеграл можно вычислить следующим образом: всю кривую I(t) разбивают на отдельные небольшие интервалы времени ∆t₁, ∆t₂, ∆t₃, ... . Для каждого интервала времени определяем средний ток . Перемножая значения и для каждого интервала и суммируя полученные произведения за все время Т, рассчитываем удельный расход энергии

Таблица 4

Данные о расходе электричества

∆t , c	Iср, А	Iср∙∆t, А∙с
0,5
0,75		307,5
0,75
0,75
1,5		442,5

Итого: ∑ I_ср∙∆t = 6737 А∙с

Чтобы определить расход энергии с учетом собственных нужд поезда, а также на вводах первичного тока тяговых подстанций, воспользуемся выражением:

где – средний КПД тяговой подстанции, равный 0,94…0,96;

– средний КПД тяговой сети, равный 0,92…0,94;

– средняя скорость сообщения, определяемая с учетом остановок;

–мощность нагрузки собственных нужд (для троллейбуса = 1,75 кВт).

Средняя скорость сообщения V_c найдем, для городского электрического транспорта, по выражению:

Тогда: