Величины расчетной массы поезда и ограничительной нагрузки определяются в результате графического или аналитического решения системы двух уравнений. Одно из которых характеризует зависимость массы поезда от длины станционных путей, величины погонной нагрузки или соответствующей нагрузки на ось вагона, а другое – от силы тяги локомотива, расчетного уклона и величины нагрузки на ось вагона.

Сущность этой методики легко уяснить на основе анализа, который представляет результат графического решения указанной системы уравнений. На нем линиями I и II изображена зависимость массы поезда от длины станционных путей для двух ее значений lc и l1c Линией III показана зависимость массы поезда Q  от силы тяги локомотива Fкр, основного удельного сопротивления и, следовательно, от нагрузки на ось вагона q0 , а также расчетного уклона ip. Линии I, II построены по точкам, полученным в результате подстановки в уравнение ряда значений погонных нагрузок (от Р = 1,5 до Р 1 = 7,0 т/м), для принятых значений длины станционных путей. Линия III построена в результате подстановки в уравнение ряда значений осевых нагрузок от 6 до 25 т/ось при расчете основного удельного сопротивления. Она построена для принятой серии локомотива и величины расчетного подъема. При этом следует учитывать, что принятому к расчету ряду погонных нагрузок соответствует определенный ряд осевых нагрузок, поскольку погонная нагрузка определяется как отношение массы вагона брутто к длине вагона, а соответствующая ей осевая нагрузка – как отношение той же массы вагона к числу его осей. Так как с увеличением q0 основное удельное сопротивление вагонов снижается, то расчетная масса поезда растет. Характерной особенностью линии III является то, что любые значения массы поезда, лежащие на ней, обеспечиваются одинаковой силой тяги локомотива, при этом полное сопротивление движению у таких поездов также одинаково.

Точка 2 на линии III соответствует массе поезда Qл, ограниченной силой тяги локомотива при среднем значении погонной нагрузки Р, а точки 5 и 6 характеризуют уровни массы Qс, ограниченные соответственно длинами путей lc и l1cпри том же значении погонной нагрузки.

Важной особенностью точек 1 и 3 является то, что они разграничивают области формирования полносоставных и полновесных поездов.

Рис. 2.1. Зависимость массы поезда от нагрузки на ось вагона (или погонной нагрузки), силы тяги локомотива и длины станционных путей

Пример. Масса поезда для электровоза ВЛ80 т при 32 , 16 q0 т/ось; P0 =7,4 т/м; 9 pi ‰; lc = 1050 м составляет 4685 т, а при qmах =23 т/ось – 4784 т, т. е. на 99 т больше. Полное сопротивление этих поездов на расчетном подъеме одинаково, так как оба значения массы лежат на одной линии зависимости Q=f(Fкр ; ip ; q), другими словами, соблюдается равенство

основные удельные сопротивления для ограничительной и максимальной нагрузки на ось вагона

4685 (9 1,441) 9,81 4784 (9 1,221) 9,81 48916 9,81 479,9 кН.

При переходе поездов с расчетного подъема на более легкий, например, 3 ‰, это равенство нарушается. У первого поезда полное сопротивление движению составит

4685 (3 1,441) 9,81 204,1кН,

а у второго – более тяжелого –

4784 (3 1,225) 9,81 198,3кН.

Таблица 2.1

Из табл2.1 следует, что более тяжелые поезда (по сравнению с нормой массы) будут иметь не только некоторые резервы по времени хода, но и меньший расход топлива или электроэнергии. Более заметна экономия времени и энергетических ресурсов у поездов по массе, равной установленной норме, но сформированных из вагонов с максимальной осевой или погонной нагрузкой. Разумеется, что в приведенном примере никаких перегрузок локомотивов не будет, так как все расчеты выполнены в пределах норм силы тяги, установленных тяговыми характеристиками локомотивов для принятых уровней массы поездов.

В случаях, когда значение ограничительной нагрузки лежит правее ее средней величины, вероятность чего очень высока, использование рассмотренной методики нормирования массы поезда позволит увеличить как среднюю массу поезда, так и ходовую скорость по сравнению с методикой нормирования массы по средней осевой (погонной) нагрузке.

В настоящее время имеется реальная возможность для использования этой методики нормирования массы поезда на полигонах большой протяженности, так как тяговые расчеты и построение графиков движения производится с помощью компьютеров в региональных вычислительных центрах. Наибольший экономический эффект может быть достигнут за счет увеличения массы и длины сквозных маршрутов с рудой, углем, наливными и другими маршрутизируемыми грузами.

Применение предлагаемой методики для нормирования массы поезда при составлении графика движения дает возможность повысить уровень использования силы тяги локомотивов и полезной длины станционных путей и сократить размеры движения поездов. Это в свою очередь позволит снизить расходы на перевозки, а в ряде случаев устранить перегрузки локомотивов при движении с поездами, имеющими осевые и погонные нагрузки ниже среднего уровня.

Пример расчета массы и размеров движения поездов

В целях сравнительной оценки действующей на сети железных дорог и предлагаемой методик определения массы грузовых поездов, рассчитаем массу, среднюю длину и размеры движения грузовых поездов.

Расчеты выполним для следующих исходных данных: используемый локомотив ВЛ80 с с касательной расчетной силой тяги Fкр = 51200 тс = 502,3 кН; масса локомотива М л = 192 т; длина локомотива lc= 33 м; расчетная скорость Vр = 43,5 км/ч; основное удельное сопротивление локомотива при расчетной скорости = 2,72 Н/кН, а вагонов – " = 1,31; расчетный подъем ip = 7 ‰; путь – бесстыковой; все вагоны с буксами на роликовых подшипниках; средняя длина вагона lв = 15 м; средняя нагрузка на ось вагона qo = 17,5 т, а соответствующая ей средняя погонная нагрузка Р* = 4,67 т/м; длина станционных путей lc = 1050 м; суточный вагонопоток в груженом направлении no = 3000 ваг.; распределение вагонопотока в поездах с различными погонными нагрузками характеризуется гистограммой. В первом варианте расчеты выполнены по общепринятой на сети дорог методике, а во втором – по предлагаемой.

Согласно ПТЭ масса поезда, зависящая от силы тяги локомотива и определяемая по формуле, составит:

а в зависимости от длины станционных путей

Как предусмотрено правилами тяговых расчетов для поездной работы в результате проверки массы поезда по длине приемоотправочных путей в последующих расчетах должно быть принято меньшее из значений, т. е. 4703 т.

Поскольку в этом варианте расчета масса поезда ограничена длиной станционных путей при погонной нагрузке 4,67 т, то согласно гистограмме все поезда с нагрузками от 2 до 4,67 т/м будут полносоставными, а с нагрузками от 4,67 до 7,0 т/м – полновесными. На гистограмме так же видно, что из 21,5 % вагонопотока с нагрузками от 4,25 до 4,75 т/м примерно 6/7 включаются в полносоставные поезда, а 1/7 – в полновесные, или соответственно 18,4 и 3,1 %. Тогда суммарная доля общего вагонопотока, включаемого в полносоставные поезда, составит

= 49,3 %, а в полновесные поезда – = 50,7 %. Согласно формулам, количество полносоставных и полновесных поездов2 для принятого вагонопотока составит

Общее количество поездов в этом варианте расчета

Наибольшая длина поездов, измеряемая в физических вагонах, составит а средний состав поезда вфизических вагонах ваг.

Вариант 2

Для расчета массы поезда по предлагаемой методике прежде всего определим по формуле ограничительную погонную нагрузку:

Расчетная масса поезда, удовлетворяющая как силе тяги локомотива, так и длине станционных путей, в этом случае составит

Из гистограммы следует, что в поездах с погонными нагрузками в группировке от 5,75 до 6,25 т следует 6,7 % вагонопотока. Поскольку ограничительная погонная нагрузка, составляющая около 6,0 т/м, оказалась в середине этой группировки, то можно считать, что первая половина вагонопотока этой группировки, т. е. 3,35 % проследует в полносоставных поездах, а вторая – в полновесных. В результате из заданных 3000 вагонов в полносоставных поездах проследуют

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11