Определение основного средневзвешенного удельного сопротивления вагонного состава и функции скорости

Построение расчетной тяговой характеристики заданного типа локомотива

Для всех локомотивов, эксплуатируемых на железных дорогах страны, в /1/ приводятся полные тяговые характеристики.

Чтобы построить расчетную тяговую характеристику, необходимо из полной характеристики выбрать лишь одну, которая соответствует расчетному значению коэффициента ослабления магнитного поля. После построения этой кривой необходимо построить кривые ограничения силы тяги по сцеплению и по максимальному току двигателей (данные для построения этих кривых приводятся в таблицах при соответствующих графиках в /1/).

 

Определение основного средневзвешенного удельного сопротивления вагонного состава и функции скорости

Как правило, поезда формируются из вагонов разных категорий, поэтому необходимо определить средневзвешенное основное сопротивление вагонного состава ω₀′′ по формуле:

 

ωо′′ = ωо′′_(4р)·β_4р + ωо′′_(8р)·β_8р, кгс/тс, (2.1)

где ωо′′_(i) – основное удельное сопротивление грузовых вагонов, обычно определяется по эмпирическим формулам:

а) груженые восьмиосные вагоны на роликовых подшипниках

 

 

ω_о′′_(4р) =0,85+0,005·υ+0,000125·υ², кгс/тс; (2.2)

б) груженые четырехосные вагоны на роликовых подшипниках

 

ω_о′′_(8р) =1+0,0018·υ+0,0001·υ², кгс/тс, (2.3)

где υ; – скорость движения, км/ч;

q_о – нагрузка на ось вагона, тс/ось, которая определяется из выражения:

 

q_о=(q_т+α·q_гр)/m, тс/ось, (2.4)

где q_т,q_гр – соответственно вес тары и расчетная грузоподъемность вагона, тс;

m – число осей в вагоне;

α – коэффициент полногрузности.

 

q_о(4р) = (31,6+0,71·68)/4=20 (тс/ось);

q_о(8р) =(52,6+0,85·128)/8=20,2 (тс/ось);

 

q=(q_т+α·q_гр), тс/ось; (2.5)

q _(4р) = (31,6+68·0,71) =80 (тс/ось);

q _(8р) =(52,6+128·0,85) =161,6 (тс/ось);

 

В формуле (2.1) β_4р , β_8р, – удельное содержание в долях единицы четырехосных и восьмиосных вагонов в составе по весу, определяемое по формулам:

β_4р = (γ_4р·q_4р)/(γ_4р·q_4р+γ_8р·q_8р); (2.6)

β_8р = (γ_8р·q_8р)/(γ_4р·q_4р+γ_8с·q_8с); (2.7)

Здесь γ_4р, γ_8р – удельное соотношение четырехосных и восьмиосных вагонов в составе по количеству (в долях единицы).

β_4р =0,6 ·20/(0,6·20+0,4·20,2)=0,598;

β_8р = 0,4·20,2/(0,6·20+0,4·20,2)=0,402.

Очевидно, что β_4р+ β_8р = 1,

0,598 + 0,402 = 1.

Вычисленные значения β_4р, β_8р подставляются в формулу (2.1), которая после этого приводится к виду:

 

ω_о′′ = а+b·υ+с·υ², кгс/тс; (2.8)

 

ω_о′′=(0,85+0,005·υ+0,000125·υ²)0,598+

+(1+0,0018·υ+0,0001·υ²)0,402 =

= 0,91+0,0037υ+0,000115υ² (кгс/тс) (2.9)

По полученной формуле (2.9) вычисляется средневзвешенное основное удельное сопротивление для скоростей, начиная с υ=0 км/ч, с интервалом через 10 км/ч, а также для скоростей υ_р и υ_к .

На основании /1/ для электровоза ВЛ 10 υ_р =46,7 км/ч, υ_к =100 км/ч.

 

Основное удельное сопротивление электровоза

 

ω_о′ = 1,9 + 0,01υ + 0,0003υ², кгс/тс (2.10)

Вычисления ведутся в табличной форме. Строятся графики зависимости ω_о′′= ƒ(υ) и ω_о′= ƒ(υ) (рис.2,3).

 

ω_о′′(10)= 0,91+0,0037*10+0,000115*10² ≈0,958 (кгс/тс);

ω_о′′(46,7)= 0,91+0,0037*46,7+0,000115*46,7≈1,34 (кгс/тс);

ω_о′ (10)= 1,9 + 0,01∙10 + 0,0003∙10²=1,9+0,1+0,03=2,03 (кгс/тс);

ω_о′ (46,7)= 1,9 + 0,01∙46,7 + 0,0003∙46,7²≈3,02(кгс/тс).

Таблица 1

υ, км/ч						υp= 46,7						υк =
ωо′′, кгс/тс	0,91	0,958	1,03	1,126	1,25	1,34	1,39	1,55	1,74	1,95	2,19	2,45
ωо′, кгс/тс	1,90	2,03	2,22	2,47	2,78	3,02	3,15	3,58	4,07	4,62	5,23	5,90

 

Рис. 2 График зависимости w0²=f(V) и w0′=f(V)

Вывод:С увеличением скорости возрастает основное удельное сопротивление вагонного состава и электровоза.