Определение массы состава и длины грузового поезда

Движение поезда происходит под действием сил – силы тяги локомотива, сил сопротивления и тормозной силы.

Сила тяги (F_к) создается двигателем локомотива и направлена в сторону движения. Её значение регулируется машинистом, ведущим поезд.

Силы сопротивления (W_к) – внешние силы, возникающие при движении поезда и направленные в сторону, противоположную движению.

Тормозные силы (В_к) – искусственно создаваемые силы, возникающие в процессе торможения подвижного состава, и направлены против движения.

Сила тяги локомотива и тормозная сила находятся под контролем машиниста и используются им для управления движением поезда. Движение поезда может происходить в одном из следующих режимов:

Ø в режиме тяги, когда движение происходит за счет работы двигателей локомотива;

Ø в режиме холостого хода, когда двигатели отключены, а движение происходит за счет накопленной ранее кинетической энергии или за счет силы тяги (на уклонах);

Ø в режиме торможения, когда введена тормозная сила.

При расчете массы состава, исходят из условия: масса состава должна быть такой, чтобы при движении по наиболее трудному элементу профиля пути скорость поезда не падала ниже расчетной скорости, установленной для каждого локомотива. За расчетный элемент профиля пути принимается наиболее затяжной и крутой подъем.

Для равномерного движения поезда на расчетном подъеме сила тяги локомотива должна быть равна силам сопротивления поезда:

F_k = W_k

или

F_k = m_л (w^’ + i_p) + m_c(w'' + i_p), (2.1)

откуда масса состава выразится следующим образом:

m_c = , (2.2)

где F_k – сила тяги локомотива при расчетной скорости, кгс;

w’,w’’ – соответственно основное удельное сопротивление локомотива и вагонов при расчетной скорости, кгс/т;

m_л – вес локомотива, т;

i_р – величина руководящего уклона, ‰.

После определения массы состава поезда необходимо произвести проверку на трогание поезда с места на раздельных пунктах.

Масса состава, которая может быть взята с места на раздельном пункте с максимальным уклоном (i _тр), определяется:

m_тр = , (2.3)

где F_тр – сила тяги локомотива при трогании с места, кгс;

w_тр – удельное сопротивление поезда при трогании с места
(на площадке), кгс/т;

i_тр – величина уклона пути на станции, ‰.

Для трогания с места поезда на раздельном пункте должно выполняться условие

m_тр ≥ m_c или m_тр = m_c.

Если m_тр < m_c, то за норму массы состава принимается m_тр . Значение, полученное при расчете массы состава, округляется с точностью
до 50 тонн.

Длина приёмо-отправочного пути, на котором разместился бы поезд рассчитанной массы, определяется:

l_n = (γ₄ l₄ + γ₈ l₈) + l_лок, (2.4)

где m_cp – средняя масса вагона, т:

m_cp = m₄ γ₄ + m₈ γ₈, (2.5)

где m₄, m₈ – соответственно масса восьми и четырехосных вагонов, т;

γ₄ , γ₈ – соответственно доля восьми и четырехосных вагонов
в составе поезда;

l_лок – длина локомотива, м;

l₄ , l₈ – соответственно длина восьми (25м) и четырехосных (15м) вагонов, м.

С учетом неточности остановки поезда необходимая длина пути
составит

L_пути = l_п +10, (2.6)

где 10 – увеличение пути из-за неточности остановки поезда, м.

Значение, полученное по формуле (2.6), округляется до стандартной длины приёмо-отправочных путей в большую сторону. Стандартная полезная длина приёмо-отправочных путей составляет 850, 1 050 и 1 250 м.

На основании исходных данных требуется:

1. Описать силы, действующие на поезд (привести схему образования силы тяги и схему тормозных сил.

2. Определить массу состава поезда, исходя из расчетной скорости.

3. Сравнить массу состава при расчетной скорости с массой состава при трогании с места на раздельном пункте. Пояснить необходимость выполнения условия: m_тр ≥ m_c или m_тр = m_c.

4. Рассчитать и принять стандартную длину приёмо-отправочного пути, на котором разместился бы поезд рассчитанной массы.

Исходные данные для решения задачи № 3 приведены в приложении 3.