Порядок построения кривой скорости

1. На миллиметровой бумаге с вычерченным спрямленным про­филем пути по данным приложения 3 в масштабе строят три графиче­ские зависимости, соответствующие режимам движения локомотива: тяги f_к – w₀ = f(v), холостого хода w_0x = f(v) и служебного тор­можения 0,5b_т – w_0x = f(v). При этом ось удельных равнодейству­ющих сил (абсцисс) совмещают с осью пути S спрямленного про­филя, а ось скорости v (ординат) - с началом рассматриваемого участка пути (ст. А). Слева от оси скорости строят график ускоряю­щих сил, справа - кривые замедляющих сил. Для разграничения смеж­ных профилей пути проводят вертикальные линии.

2. Задаются интервалом изменения скорости Dv = v_к – v_н при условии Dv £ 10 км/ч. Определяют среднее значение скорости, км/ч на выбранном интервале ее изменения v_ср = (v_к + v_н)/2.

3. В зависимости от скорости движения и перспективы измене­ния дополнительного сопротивления движению поезда от уклона вы­бирают один из режимов ведения поезда: тяги (РТ), холостого хода (XX) или полного служебного торможения (ТР). При этом необходи­мо стремиться к тому, чтобы, с одной стороны, поезд развивал на каждом элементе наибольшую допустимую скорость движения, а с другой - к экономии энергоресурсов на тягу поезда.

4. По кривым равнодействующих сил на общем планшете (лист миллиметровой бумаги с ранее выполненными построениями профиля пути) строят кривую скорости v = f(S).

В качестве примеров на рис. 4 и 5 показана методика построе­ния кривой скорости с использованием всех режимов ведения поезда.

Движение поезда начинается в начале координат – т. 0 (см. рис.4) и заканчивается в конце станции В - т. 0₁ (см. рис. 5). В соотве­тствии с выбранным режимом движения по средней скорости приня­того интервала ее изменения на одной из кривых находят значение равнодействующей силы (см. рис.4 и 5, т. a₁, a₂, ...), действующей на поезд на прямом горизонтальном пути. По профилю определяется величина и знак уклона элемента, на котором предполагается дальнейшее движе­ние поезда.

Учитывая, что одна тысячная (промилле) уклона дополнительно действует с силой в 1 Н на каждый килоньютон веса поезда, т.е. 1 %о = 1 Н/кН, ось уклонов совмещают с осью удельных сил, откладывая в масштабе влево от начала координат (т. 0) подъемы, вправо - спуски. Через точки, соответствующие значению r = f(v) в интервале измене­ния скорости Dv (a₁, a₂, ...) и величине уклона элемента, по кото­рому двигается поезд, на оси уклонов, проводится прямая (a₁b₁, a₂b₂, ...), к которой из начала координат (v_н) восстанавли­вается перпендикуляр до пересечения с проекцией конечной скорости v_к выбранного интервала ее изменения Dv. Полученный отрезок, кото­рый определяет характер изменения скорости в интервале Dv, и является элементом зависимости v = f(S).

Дальнейшее построение кривой скорости ведут аналогичным образом, только за начальную скорость движения поезда на следую­щем интервале ее изменения принимают конечную на предыдущем, т.е. , и, соответственно, перпендикуляр восстанавливается из точки, соответствующей

Так, в примере, рассмотренном на рис. 4, в качестве первого интервала изменения скорости выбрано DV₁ = V_k1 – V_н1 = 10 – 0 = 10 км/ч, средняя скорость для DV₁ режим движения – РТ.Покривой соответствующей режиму тяги, определяем значение равнодействующей (ускоряющей) силы поезда Н/кН - т. «а₁». Так как движение поезда начинается на площадке (первый элемент), через точки а₁ и 0 проводим прямую а₁b₁, к которой затем из начала координат восстанавливаем перпендикуляр ос₁ до проекции скорости V_k1 км/ч (т. с₁). Второй интервал Находим т. а₂, проводим а₂ b₂, а затем уже из т. с₁ к прямой а₂ b₂ восстанавливаем перпендикуляр с₁с₂ до км/ч (т. с₂).

Отметим ряд особенностей, с которыми приходится встречаться при построении кривой скорости методом Липеца А.И.:при движении поезда на спусках его максимальная скорость не должна превышать допустимую (по ПТР) скорость движения грузовых поездов . Следовательно, при необходимо применять тормозной режим (см. рис. 5, прямая

Рис. 4. Построение кривой скорости v (S) в режимах тяги и холостого хода.

Рис. 5. Построение кривой скорости v (S) в режимах холостого хода и служебного торможения

с₃с₄); для максимального использования кинетической энергии поезда скорость к началу подъема должна быть наибольшей;для остановки поезда в конце ст. В (см. рис. 5) применяют режим полного служебного торможения. Кривую скорости при этом режиме движения строят из т. О, начиная с интервала , до пересечения с ранее построенной кривой скорости (т. с₁₀).

При проходе входных стрелок ст. В (начало последнего элемента профиля) скорость движения не должна превышать величины 40 км/ч; при выборе интервала изменения скорости в конце элемента профиля, значение конечной скорости должно совпадать с линией, разграничивающей смежные профили; на точность графического расчета скорости движения поезда по участку влияет не только правильность выбора интервала изменения скорости из условия , но и определение характера изменения скорости (возрастет, будет падать, станет постоянной), особенно при переходе с элемента на элемент. Для определения характера изменения скорости необходимо определить знак удельной равнодействующей силы , действующей на поезд, при заданном режиме ведения поезда и при условии движения по элементу известной крутизны с постоянной скоростью (H/кН):

, (22)

где r - равнодействующая удельных сил при движении поезда по прямому горизонтальному пути, Н/кН;определяется по графикам ; и

для значения скорости, с которой поезд начинает движение по следующему элементу профиля пути.

Покажем это на примере 4. Допустим поезд начинает движение по элементу +3,5/2000 со скоростью 40 км/ч в режиме тяги (см. рис. 4). Выбираем следующий шаг изменения скорости DV= 10 км/ч. Необходимо определить характер изменения скорости, т.е. рассматривать интервал 40-50 км/ч или 40-30 км/ч.

Задаемся условием: скорость поезда не меняется, т.е. остается постоянной V = 40 км/ч; определяем по характеристике f_k - w₀ = f (V) (движение в режиме тяги) величину равнодействующей удельных сил для скорости 40 км/ч - точка “d₁” и, соответственно, f_k - w₀ = 2,5 Н/кН. Определим знак и значение равнодействующей силы , действующей на поезд, при движении по уклону +3,5/ %_o в режиме тяги = - i = 2,5 - 3,5 = -1 Н/кН. Следовательно, скорость поезда при движении по уклону +3,5 %_о будет снижаться и для дальнейших построений нужно выбирать интервал D V = 40 - 30 км/ч. Нетрудно заметить, что при достижении поездом скорости 30 км/ч его движение будет равномерным, т.к. r_y = 3,5 - 3,5 = 0 (точка "d₁" на рис. 4).

На кривой V = f (S) в точках перелома нужно отметить режимы управления локомотивом: РТ, ХХ, ТР. Режим работы локомотива проставляется в начале интервала изменения скорости.