Энергетика тяги поездов.

Механическая работа локомотива, затрачиваемая на перемещение поезда, зависит от трудности профиля пути. Применительно к движению поезда, на который действует сила тяги F_к и сила сопротивления W_к, механическая работа локомотива С_тм на отрезке пути от S₁ до S₂ может быть определена как

С_тм= (9.25)

Для оценки трудности профиля и трассы пути с точки зрения тяги поездов пользуются так называемыми виртуальными (эквивалентными) характеристиками, к которым относятся:

а). виртуальный коэффициент участка пути (коэффициент трудности)– отношение затраченной механической работы С_тм на перемещение поезда заданного веса при принятом локомотиве по заданному участку пути к затрачиваемой механической работе С_тмо на перемещение поезда того же веса, с тем же локомотивом, но на прямом и горизонтальном пути длиной, равной длине данного участка. Следовательно, виртуальный коэффициент показывает, во сколько раз профиль пути данного участка по затрате работы труднее прямого и горизонтального пути такой же длины.

a_м = (9.26)

Известно, что механическая работа, расходуемая локомотивом при перемещении поезда по участку, в значительной мере пропорционально расходу топлива Е (тепловозом) или расходу электроэнергии А (электровозом). Поэтому виртуальный коэффициент, исчисляемый по механической работе, может быть заменен с достаточной для практики точностью виртуальным коэффициентом, исчисляемым по расходу топлива a или по расходу электроэнергии a_А.:

a_е= и a_а= ; (9.27)

б). виртуальная длина S_в – длина такого горизонтального и прямого пути, на котором локомотив затрачивает механическую работу, равную механической работе, затрачиваемой на перемещение поезда того же веса и тем же локомотивом на заданном участке пути S.

S_вн=a_м×S ; S_ве=a_е×S; S_ва=a_а×S; (9.28)

в). При слишком крутых спусках приходится тормозить поезд и бесполезно погашать тормозами накопленную ранее кинетическую энергию. В связи с этим различают спуски вредные и безвредные.

Вредные – спуски, крутизна которых по абсолютной величине больше удельного основного сопротивления поезда, т.е. >w₀ .

На таких спусках при достижении наибольшей скорости приходиться тормозить поезд во избежание повышения этой скорости.

Безвредные – спуски, крутизна которых по абсолютной величине равна или меньше удельного основного сопротивления поезда, т.е. £ w₀.

На таких спусках тормозить поезд не требуется. Но w₀ увеличивается с повышением скорости и чем выше допускаемая скорость, тем больше крутизна безвредных спусков;

г). Виртуальным подъемом i_дм, исчисленным по механической работе, называется воображаемый однообразный подъем, расположенный на прямой, длина которой равна длине данного участка и механическая работа локомотива на котором равновелика механической работе локомотива на данном участке;

д) Прибавляя к виртуальному подъему удельное основное сопротивление, получается виртуальное сопротивление участка;

(9.29)

е) Следует отметить, что величины приведенных выше виртуальных характеристик профиля пути неустойчивы, так как они зависят от характера профиля пути, и от типа локомотива, позволяющего развивать ту или иную скорость, от режима его работы, веса поезда. Таким образом, данный участок пути при различных типах локомотивов и режимов их работы может иметь неодинаковые виртуальные коэффициенты. Несколько более устойчивой характеристикой тяговых качеств профиля пути является рассчитанная одним из таких способов величина механической работы локомотива, отнесенная к тонно-километру перевозочной работы (Q_в), так называемый коэффициент тягового качества профиля участка

b= (9.30)

Энергозатраты на тягу поездов.

Расход топлива.

Общий расход топлива тепловозом на перемещение состава определяется как сумма расходов топлива за отрезки времени, соответствующие постоянному расходу топлива и средней постоянной скорости движения в режиме холостого хода и режиме тяги.

, кг (9.31)

где С_т – расход топлива, соответствующий скорости движения поезда, кг/мин;

– время работы дизеля, в пределах которого скорость движения поезда принята постоянной, мин;

– расход топлива тяговыми силовыми установками тепловоза на холостом ходу, кг/мин;

– время движения поезда по участку на холостом ходу, мин.

Расход топлива С_т и определяется по диаграммам, приведенным в ПТР. Необходимые для этого частота вращения коленчатого вала тепловозных дизелей при работе на холостом ходу и соответствующие им расходы топлива приведены в таблице 11.1.

Расход электроэнергии

Расход электроэнергии на движение поездов электровозами постоянного тока определяется

, квт×ч/мин. (9.32)

где – время, мин;

I_эср – средний ток электровоза за время , А;

U_э – фактическое напряжение на токоприемнике в этом интервале времени , В;

При тяговом расчете напряжение принимается U_э = 3000 в.

Расход электроэнергии на движение поездов электровозами переменного тока определяется

, квт×ч/мин. (9.33)

где I_даср – действующее значение активного тока, среднее за время , А;

К_v – коэффициент формы кривой напряжения на данном U_э, получаемое из кривой (рис. 11.1.). При тяговом расчете U_э×К_v= 2500В_.

Список рекомендуемой литературы

1. Правила тяговых расчётов для поездной работы.- М.: Троанспорт, 1985.

2. Нормы технологического проектирования и технико-экономические показатели железнодорожного транспорта металлургических заводов. ВНИИПТ-18-86/МЧМ СССР.- М.: Гипромез, 1986.

3. Матюнин И.И. Подвижной состав промышленного транспорта (Учебное пособие) Минск: Виш. – школа, 1982.

4. Электроподвижной состав промышленного транспорта. Справочник /Под ред. Баллона Л.В.), М., Транспорт, 1987.

5. Тепловозы промышленного железнодорожного транспорта. Учебное пособие. – Киев-Донецк: Высшая школа, 1987.

6. Подвижной состав и основы тяги поездов. /Под ред. к.т.н. С.И. Осипова – М.: Транспорт, 1990.

7. В.П. Гундорова. Технические средства железных дорог. – М.: Маршрут, 2003.

8. Технические средства транспорта в металлургии. /Под ред. А.С. Хоружего. – М.: Металлургия, 1980.

9. Безрученко В.А. Электроподвижной состав ж.-д. транспорта. – Киев: Высшая школа, 1982.

10. Залит Н.Н. Справочник по тепловозам промтранспорта — М: Транспорт.1980.

11. Калмыков В.Г.и др. Вагоны промышленного транспорта. М., Транспорт, 1977

12. Вагоны / под ред. Шадура Л.А. М., Транспорт, 1980.

13. Коломийченко В.В. и др. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава. – М., Транспорт, 1991.

14. Крылов В.И. и др. Автоматические тормоза подвижного состава - М., Транспорт,1983.

15. Ремонт вагонов промышленного транспорта. Под. ред. В.Н. Жданова. М., УМК МПС, 1996.

16. Электровозы и тяговые агрегаты промышленного транспорта. /Под ред. В.А. Бартоша./ – М.: Транспорт, 1977.

17. Правила технической эксплуатации железнодорожного транспорта предприятий Минчермета Украины.

18. http://www.cta.ru/

19. http://images.yandex.ua/

20. http://knowledge.allbest.ru/transport