Расчет диаграммы удельных равнодействующих сил, действующих на поезд при его движении

Решить уравнение движения поезда можно только в случае, когда известна удельная равномерная сила, действующая на поезд в определенный момент времени. Процесс движения поезда по участку с разнообразным профилем пути характеризуется тремя режимами работы локомотива: тяга F, холостой ход (выбег) W_х, торможение В_Т. В режиме тяги равнодействующая сила определяется величиной (F_к - W). При холостом ходе движение происходит за счет ранее накопленной кинетической энергии, и равнодействующая определяется величиной – W_X. При торможении вводится в действие тормозная сила, равнодействующая при этом равна – (W_Х + В_Т).

График изменения удельных равнодействующих сил поезда для различных режимов движения называется диаграммой удельных ускоряющих и замедляющих усилий.

Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил предварительно составляется таблица для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному участку:

а) для режима тяги

б) для режима холостого хода

в) для режима торможения: при служебном торможении

г) при экстренном торможении

Для удобства построения диаграмм равнодействующих сил поезда расчет ведут отдельно для режимов: 1) тяги; 2) холостого хода локомотива и торможения.

Режим тяги. Равнодействующие силы поезда определяют по тяговой характеристике локомотива и расчетным формулам сопротивления движению подвижного состава. Расчет проводят табличным способом (таблица 3).

Графа 1. Данные берут по расчетной части тяговой характеристики с интервалом в 5 км/ч в диапазоне скоростей от 0 до 50 км/ч и 10 км/ч в диапазоне от 50 км/ч до установленной скорости. В диапазоне скоростей 0 -10 км/ч силы принимают, как при 10 км/ч.

Необходимо указать скорости: расчетную (для локомотива заданной серии), прямых и обратных переходов, (ПП-ОП1, ОП1-ПП, ОП1-ОП2, ОП2-ОП1), смены режимов в точках ограничения силы тяги по сцеплению, току, возбуждению ТЭД, мощности дизеля.

Графа 2. Сила тяги соответствующая скоростям графы 1. Для скоростей смены режимов работы электровозов значения силы тяги принимают среднеарифметической в ньютонах.

Графы 3-5. Основное удельное сопротивление подвижного состава, определяемое по формулам, приведенным в ПТР.

Графа 6. Основное удельное сопротивление движению состава w^// ₀.

Графы 7-9. Полное основное сопротивление движению локомотива, состава и поезда, равное соответственно W^/ ₀ =w^/ ₀ Рg, W^// ₀ = w^// ₀ Qg и W ₀= W^/ ₀+ W^// ₀.

Графа 10. Равнодействующая сила поезда.

Графа 11. Удельная равнодействующая сил поезда f_y = (F _k – W ₀) / (Q + P)

Графа 12. Данные этой графы получены делением силы f_y на g =9,8м/с².

Расчеты были произведены в программе Microsoft Excel

Таблица 3.

Данные для построения диаграммы равнодействующих сил в режиме тяги

Режимы холостого хода локомотива и служебного торможения