Определение ограничения скорости

При построении кривой необходимо нанести ограничения скорости движения:

По стрелочным переводам.

Максимальная скорость при движении поезда по стрелочным переводам, , равна 40 км/ч.

Ограничение скорости применяется в начале и в конце рассматриваемого перегона и распространяется на длине равной ,

где ‑ длина раздельного пункта, м ( =1650 м); ‑ длина поезда, определенная ранее, м.

Пример обозначения ограничения по стрелочным переводам в начале перегона (т.е. на первом раздельном пункте) приведен на рис. 7.5 а).

По спускам

Величина максимальной скорости при движении поезда на спуске, , определяется по графику «Решение тормозной задачи» (рис. 7.2) и распространяется на длине равной: .

Пример обозначения ограничения по спускам приведен на рис. 7.5 б).

По кривым

Величина максимальной скорости при движении поезда по кривой, , определяется как: , где R – радиус кривой.

Длина ограничения составляет: , где К – длина кривой, м, определяемая по формуле:

,	(7.41)
где		‑	радиус кривой, м (по заданию);
		‑	угол поворота кривой, град (по заданию);

Пример обозначения ограничения по спускам приведен на рис. 7.5 в).

а) б) в)

Рис. 7.5 Определение ограничения скорости при движении поезда

а) – по стрелочным переводам; б) – по спускам; в) – по кривым

На диаграмму удельных равнодействующих сил при обязательном соблюдении масштабов наносятся:

- равнодействующая в режиме тяги (по данным табл. 7.3);

- равнодействующая в режиме холостого хода (по данным табл. 7.3);

- равнодействующая в режиме служебного торможения (по данным табл. 7.3);

- все ограничения скоростей.

Рекомендуемые масштабы:

- пути 1 км – 20 мм;

- сил 1 кгс/т – 6 мм (уклоны 1‰ – 6 мм), т.е шкала удельных сил и уклонов едина;

- скорости 1 км/ч – 1 мм.

Пример диаграммы удельных равнодействующих сил приведен на рис. 7.6 .

Рис. 7.6 Диаграммы удельных равнодействующих сил

Построение кривой скорости

Рассмотрим пример построения кривой способом МПС с помощью линейки и треугольника на участке движения поезда в режиме тяги.

Принцип построения кривой следующий.

1. Необходимо определить установившуюся скорость, – максимально возможную скорость по тяговой характеристике двигателя при движении поезда на подъем.

На рис. 7.7 приведен пример определения установившейся скорости для некоторых уклонов.

2. Построение кривой начинается от оси первого раздельного пункта (ст. А) со скорости .

Выбирается интервал скорости, который может быть любым, но не более 10 км/ч.

Если максимальное значение выбранного интервала скорости меньше, чем установившаяся скорость ( ), то интервал выбирается «возрастающий». Например, на рис. 7.8 первый элемент продольного профиля ‰. Установившаяся скорость, , при ‰ равна 102 км/ч. Выбирается интервал скорости от 0 до 10 км/ч. Интервал возрастающий, т.к. (т.е. км/ч).

Рис. 7.7 Определение значения установившейся скорости

3. Для выбранного интервала скорости (от 0 до 10 км/ч) определяем среднее арифметическое значение и находим эту точку на диаграмме . На рис. 7.8 это точка 1. Затем прикладывается линейку таким образом, чтобы она проходила через точку 1 и величину уклона, по которому в данный момент движется поезд (в рассматриваемом примере на рис. 7.8 это ‰). К линейке прикладывается треугольник и проводится перпендикуляр таким образом, чтобы начало его проходило через точку остановки поезда (точка а рис. 7.8 ) (или конец предыдущего элемента кривой ). На рис. 7.8 это отрезок а-б.

Затем выбирается следующий интервал, например от 10 до 20 км/ч. Определяется среднее значение скорости и находится на диаграмме . (на рис. 7.8 это точка 2). Прикладывается линейка таким образом, чтобы она проходила через точку 2 и ‰, т.к. поезд все еще находится на данном элементе продольного профиля. К линейке прикладывается треугольник и проводится перпендикуляр таким образом, чтобы начало его проходило через конец предыдущего элемента кривой (на рис. 7.8 это точка б). Проводится отрезок б-в. И т.д.

Рис. 7.8 Построение кривой V(S) способом МПС (с неподвижной диаграммой удельных равнодействующих сил)

Скорость будет возрастать до тех пор, пока:

- не достигнет скорости равномерного движения (т.е. );

- не достигнет ограничения по скорости.

На рассматриваемом примере поезд разогнался до скорости 40 км/ч в пределах элемента продольного профиля ‰ (точка д на рис. 7.8). Т.к. км/ч, поезд до конца ограничения движется равномерно со скоростью 40 км/ч (отрезок д-е на рис. 7.8).

Кривая строится до тех пор, пока не изменится уклон продольного профиля.

Рассмотрим особенности построения кривой на участке е-ж, на котором заканчивается элемент продольного профиля с уклоном 4,4‰. Если принять интервал скорости от 40 до 50 км/ч, то перпендикуляр к отрезку 5-4,4‰ частично выйдет за пределы данного элемента (отрезок
е-ж). В подобных случаях нужно выбирать интервал скорости таким образом, чтобы значение верхней границы скорости соответствовало концу данного элемента профиля (точка ж’). Определяется скорость, соответствующая этой точке и изменяется скоростной интервал (т.е. от 40 до 47км/ч). Определяется средняя скорость и проводится другой отрезок (перпендикуляр к отрезку 5а-4,4‰ (на рис.7.8 отрезок е-ж’)).

Далее п.п. 1- 3 повторяются, но для уклона ‰ и т.д.

Если скорость на подходе к очередному элементу больше, чем установившаяся ( ), то интервал выбирается «убывающий», т.е. от большего значения к меньшему. В рассматриваемом примере (рис. 7.8) в точке и скорость 63 км/ч, что больше, чем 24 км/ч для уклона ‰. В таком случае выбирается интервал скорости от 63 км/ч до 53 км/ч и строится перпендикуляр к отрезку 6-12‰ (отрезок и-к). Если отрезок частично выходит за пределы элемента с данным уклоном, то процедура повторяется аналогично отрезку е-ж’ (см. далее).

В том случае, когда скорость в конце предыдущего элемента выше, чем ограничивающая на следующем элементе, или имеет место разное ограничение скорости на смежных элементах (причем, на предыдущем больше, чем на последующем), необходимо при построении отрезка между ними воспользоваться диаграммой . Порядок построения для этого случая иллюстрируется на рис. 7.9.

Рис. 7.9. К построению кривой на участках торможения

Примечание: Т-начало торможения

Как видно из рис. 7.9, кривая на участке торможения строится в обратном порядке, т.е. построение начинается от меньшей скорости к большей. Принцип построения аналогичный принципу построения при подходе поезда к раздельному пункту.

Рассмотрим особенности построения кривой скорости на подходах к раздельному пункту рис. 7.10, на котором необходимо остановиться (режим торможения). Снижение скорости и остановка поезда производится путем применения служебного торможения, т.е. построение кривой на этом участке производится с помощью диаграммы удельных равнодействующих сил . Построение начинается от в точке, совпадающей с осью раздельного пункта в сторону увеличения скорости до встречи с кривой , построенной в режиме тяги. На первом этапе строится участок кривой при торможении от до (по заданию ). Для этого последовательно проводятся лучи из точек а, б, в и последующих, расположенных на диаграмме , через точку с ‰, и тогда перпендикуляры к ним дадут участки кривой в соответствующем интервале изменения скорости.

На рис. 7.10. в качестве примера показаны: луч б-(-8)‰ и перпендикуляр к нему для построения участка кривой в интервале скорости от 10 до 20 км/ч и луч ж-(+0,9)‰ и перпендикуляр к нему в интервале скорости от 59 до 60 км/ч.

Так же, как и при построении кривой в режиме тяги, если отрезок в интервале выбранной скорости частично выходит за пределы рассматриваемого уклона, необходимо изменить интервал скорости и провести перпендикуляр к новому отрезку (отрезок 6-7 на рис 7.10). Для следующего элемента интервал скорости получился менее 10 км/ч и средняя скорость составляет 59,5 км/ч.

Рис. 7.10. Построение кривой с остановкой на раздельном пункте

Обратимся далее к точке 9 – необходимо найти точку Т₁ на кривой , построенной для перегона, в которой следует включить тормоза с тем, чтобы на участке до точки 9 снизить скорость до 40 км/ч. Кривую скорости на этом участке, как и обычно в случае торможения, будем строить от точки 9 к точке Т₁.

Рассмотрим вариант, когда на ограничение скорости приходится несколько переломов продольного профиля и на одном из элементов установившаяся скорость меньше, чем скорость на ограничении. Пример такого построения приведен на рис. 7.11. Так, например, в точке 1 подходная скорость (равная 60 км/ч) больше установившейся для уклона ‰ ( 42 км/ч). В этом случае выбирается «обратный» интервал скорости от 60 до 50 км/ч и к отрезку а-10‰ проводится перпендикуляр
1-2 в пределах рассматриваемого интервала скорости. Аналогично строится и отрезок 6-7. Скорость будет уменьшаться до тех пор, пока не достигнет значения установившейся скорости. Далее поезд идет с постоянной скоростью до конца элемента (отрезок 4-5 на рис. 7.11).

Рис. 7.11 К построению кривой на участках ограничения скорости

7.8 Построение кривой с помощью
треугольника Дегтярева

Кривая может быть построена лишь при наличии кривой .

Суть способа определения времени хода поезда с помощью треугольника Дегтярева заключается в следующем.

Если в масштабах, принятых для построения кривой, построить равнобедренный треугольник, у которого в основании отложить отрезок, равный 1 км пути (т.е. в принятых масштабах это 2 см), а высоту треугольника принять равной скорости 60 км/ч (в принятых масштабах – 6 см), то любой другой треугольник, подобный данному, но при другой скорости (другой высоте треугольника) будет иметь в основании отрезок, равный пути, пройденному за 1 мин.

Если на чертеже, где построена кривая скорости, наносить один за другим треугольники, подобные базисному, таким образом, чтобы вершины их располагались на кривой, а высота была бы перпендикулярна оси абсцисс, то число оснований разместившихся треугольников покажет нам время хода по участку в минутах (рис. 7.12).

Если теперь в конце каждого отрезка где i=1, 2, …, т, начинаяс , откладывать (нарастающим итогом) время хода поезда, то получим зависимость для всего анализируемого участка (см. рис. 7.12).

Масштаб времени при этом может быть любой, удобный для исполнителя.

Рис. 7.12. К определению времени хода поезда по треугольнику Дегтярева

7.9 Построение кривой