Определение зависимостей удельного основного сопротивления движению от скорости подвижного состава

На удельное основное сопротивление движению подвижного состава оказывают влияние большое число факторов, в том числе случайных, поэтому эту величину в практических расчетах обычно определяют по эмпирическим формулам. В общем случае для подвижного состава удельное сопротивление движению ,Н/кН, определяется по формуле

w₀=a+bv+cv² , (1)

где ,b, c- постоянные коэффициенты;

v-скорость движения подвижного состава, км/ч.

Коэффициенты a и b характеризуют силы трения, определяемые конструкцией подвижного состава, коэффициент,с сопротивление воздушной среды. Каждому типу подвижного состава соответствуют разные значения коэффициентов, которые приведены в таблице 2

Вес подвижного состава G, кН, рассчитывается по формуле

G= , (2)

где m_B–снаряженная масса подвижного состава, кг;m_B=;

m_П–расчетная масса пассажира, кг;m_П=;

k_н–коэффициент среднего наполнения подвижного состава; k_н=;

N_П–вместимость подвижного состава, пас.; N_П=;

g–ускорение свободного падения, м/с²;g=9,81 м/с²;

n_ваг–количество вагонов; n_ваг=;

Таблица 2–Формулы для определения удельного основного сопротивления движению

Тип подвижного состава	Удельное сопротивление движению Н/кН
движение под током	движение без тока

Таблица 3–Удельное основное сопротивление троллейбуса при разных скоростях движения

Скорость ПС, км/ч	Удельное сопротивление движению Н/кН
движение под током	движение без тока

По результатам расчетов приводим графические зависимости удельных основных сопротивлений движения троллейбуса от скорости на рисунке 1.

Рисунок 1–Зависимость удельного основного сопротивления движению подвижного состава от скорости движения

Предварительный выборипроверкатягового электродвигателя

Выбор потребляемой мощности тягового двигателя является одним из наиболее ответственных этапов тягового расчета подвижного состава. При повышенной мощности тягового двигателя улучшаются динамические качества подвижного состава, возрастает средняя скорость движения, но увеличиваются габариты и масса тягового двигателя, размеры трансмиссии, что влияет на стоимость изготовления подвижного состава. При недостаточной мощности тягового двигателя подвижной состав, обладая низкими тягово-скоростными свойствами, будет создавать помехи для более скоростных видов транспорта, движущихся в общем транспортном потоке. При этом, чем хуже тягово-скоростные свойства подвижного состава и чем больше его габариты и масса, тем больше он создает помех в транспортном потоке и уменьшает эффективность пассажирских перевозок. Выбор двигателя производится в два этапа:

1)Предварительный расчет.

Потребную максимальную мощность Р_max, кВт, тягового двигателя определяют из уравнения тягового баланса подвижного состава, имеющего полную массу m_П, кг, учитывая, что при установившемся движении с максимальной скоростью V_max, км/ч, при заданном дорожном сопротивлении Ψ_дего ускорение равно нулю:

P_max= g·m_п·Ψ_д + , (3)

где V_max –максимальная скорость движения подвижного состава, км/ч;

V_max= км/ч;

η_тр– коэффициент полезного действия трaнсмисии; η_тр =;

g– ускорение свободного падения, м/с²; g=9,81 м/с²;

m_п– полная масса подвижного состава, кг;m_п = кг;

Ψ_д– коэффициент дорожного сопротивления; ψ_д=;

k_в– коэффициент обтекаемости;k_в = ;

A – площадь миделя, м²;

_в– плотность воздуха, кг/м³; _в= 1,224кг/м³;

Площадь Миделя A,м², определяется по формуле

A=HB, (4)

где H – высота подвижного состава, м; H= м;

B – ширина подвижного состава, м;B=м.

По формуле 4 определим площадь Миделя для подвижного состава

A=.

Определим потребную максимальнуюмощность тягового электродвигателя

P_max=.

По определённой мощности выбираем тяговый двигатель ДК-211А с мощностью близкой к требуемой Р = кВт.

2)Проверка выбранного тягового электродвигателя.

Выбранный тяговый электродвигатель должен удовлетворять условию

2,5M_ном ≥ М_max, (5)

где M_ном – номинальный момент двигателя, H·м;

М_max– максимальный момент двигателя, H·м.

Номинальный момент двигателя определяется по формуле

M_ном = , (6)

где - максимальная угловая скорость, рад/с.

Максимальная угловая скорость , рад/с определяется по формуле

= , (7)

где -максимальная частота вращения двигателя, об/мин; =об/мин;

=.

Находим номинальный момент двигателя M_ном, H·м, по формуле 6

M_ном = H·м.

Максимальный момент двигателя M_max, H·м, определяется по формуле

M_max= , (8)

где - номинальная угловая скорость, рад/с.

Номинальную угловую скорость , рад/с определяем по формуле

= , (9)

где –номинальная частота вращения двигателя, об/мин;n_ном= об/мин;

По формуле 9 определяем номинальную угловую скорость

= Н/кН.

Находим максимальный момент двигателя M_max, H·м, по формуле 8

M_maxН·м.

Проверяем выбранный двигатель по условию 5

≥ Н·м,

986Н·м≥ 646,4Н·м.

Выбранный тяговый двигатель подходит по условию для данного подвижного состава.