Тяговая характеристика электровоза

Обслуживание  и ремонт транспортных средсв

            Локомотивное хозяйство является одной из основных составных частей промышленного ж/д транспорта, на долю которого приходится 35-40% эксплуатационных расходов. В состав локомотивного хозяйства входят:

• локомотивный парк;
• депо мастерские;
• пункты технического обслуживания и ремонта;
• экипировочные устройства;
• склады топлива, смазки и песка;
• поворотные устройства;
• служебно-бытовые помещения.

Основные  задачи локомотивного хозяйства:

1. Техническое обслуживание и ремонт локомотивов и вагонов;
2. Экипировка локомотивов топливом, водой, смазкой, песком;
3. Текущее содержание зданий и сооружений;
4. Реконструкция и развитие объектов тягового хозяйства.

      Все тепловозы находятся на балансе  предприятия и составляют его  инвентарный парк. На каждый тепловоз ведется технический паспорт установленной формы. В нем отражаются техническое состояние тепловоза, а также проведенные ремонты и модернизация.

      В большинстве случаев локомотивы обслуживаются бригадой, состоящей  из машиниста и его помошника.

      Различают основной и оборотный пункты локомотивного  ремонта. Основным тепловозным депо называют линейное производственное предприятие, которому предписано определенное количество локомотивов. Оборотным депо называют депо, где оборачиваются локомотивы для обратного следования в основное депо. 

      Назначение  тяговых расчетов

      Тяговый расчет позволяет определить характер и режим движения поезда по участку. Наиболее часто для описания характера движения поезда по перегону употребляется зависимость скорости от пройденного пути. Часто ее называют кривой скорости. По ней легко определить время обхода поезда, силу тяги локомотива каждой точки и механическую работу силы тяги локомотива. На поезд действуют следующие силы, которые определяют характер движения:

1. Силы тяги, создаваемые локомотивом. Сила тяги регулируется машинистом локомотива;
2. Силы сопротивления движению, которые зависят от типа подвижного состава, скорости движения, уклона продольного профиля, по которому идет поезд, а также наличие круговых кривых.
3. Силы торможения. Искуственная сила сопротивления движению, которую машинист использует для уменьшения скорости, поддержания заданной скорости на спусках и для остановки поезда в необходимых условиях.

      В зависимости от того, какие регулируемые силы используются машинистом локомотива, различают следующие режимы движения поезда:

• режим тяги – двигатели локомотива включены;
• режим холостого хода (Х. Х.) – двигатели выключены, но торможение не применяется, и поезд движется под влиянием сил инерции;
• режим торможения – двигатели выключены, тормозная система включена, в результате чего появляется тормозная сила.

Можно применять правило знаков:

• силы, напрвление которых совпадает с направлением движения, принимаются положительными;
• силы, направленные против движения поезда, – отрицательными.

   При таком правиле знаков сила тяги положительная, а тормозная сила – отрицательная. Силы сопротивления тоже отрицательные, хотя здесь существуют исключения: сила сопротивления от уклона при  движении поезда на спуск становится положительной, т. е. способствует движению поезда. Тогда спуски будут положительными, а подъемы отрицательными уклонами. Силы, отнесенные к какой-то единице подвижного состава называются полными и измеряются в кг∙с.

   Силы, отнесенные к одной тонне веса состава, называются удельными. Такие силы измеряются кгс/тс (кг/т). Полная  сила тяги F, кг∙с.

   Если  полную силу тяги отнести к весу состава, то мы получим удельную силу тяги.

   F, кгс – полная сила тяги

   f, кгс/тс – удельная сила тяги

         
 

   Сопротивление движению

         При движении поезда на локомотив и вагоны действует  сопротивление движению. Разделяют  сопротивления движению локомотива и сопротивление движению вагонов. Основное удельное сопротивление вагонов  определяется по следующей формуле:

   

    основное удельное сопротивление;

   a, b, c, d – эмпирические коэффициенты;

   q₀ – нагрузка на ось грузового вагона.

   Эмпирические  коэффициенты определяютя по следующей  таблице:

 

   Основные  удельные сопротивления определяются опытным путем. Обработка результатов испытаний позволила рекомендовать для тепловозов и электровозов следующие эмпирические формулы:

   Для построения удельных равнодействующих сил некобходимо

1. вес локомотива и вагонного состава;
2. сила тяги локомотива во всем рабочем диапазоне скоростей, снимаемая с тяговых характеристик локомотива;
3. удельное средневзвешенное сопротивление вагонного состава по формуле:

;

4. удельное основное сопротивление локомотива

а) в режиме тяги

б) в режиме холостого хода ;

      5. относительное количество тормозных  вагонов и тип колодок;

      6. расчетные нажатия на тормозные  оси. 

Тяговая характеристика тепловоза  ТГК2.

            I. Определяем величину касательной силы тяги локомотива из тепловозной характеристики зависимости от скорости (v) движения.

    1. v^м =10 км/ч F_к=7500кгс  1. v^п =5 км/ч      F_к=3900кгс

    2. v^м =20 км/ч F_к=4000кгс  2. v^п =10 км/ч      F_к=2100кгс

    3. v^м =30 км/ч F_к=3000кгс  3. v^п =15 км/ч      F_к=1700кгс

    4. v^м =40 км/ч F_к=2000кгс  4. v^п =20 км/ч      F_к=1000кгс

    5. v^м =50 км/ч F_к=1900кгс  5. v^п =25 км/ч      F_к=900кгс

    6. v^м =60 км/ч F_к=1000кгс  6. v^п =30 км/ч      F_к=400кгс

    II. Сила тяги локомотива во всем рабочем диапазоне скоростей, снимаемая с тяговых характеристик локомотива.

    Сцепной вес P=28т; вес состава Q=320т; f_к = ; P+Q=348m

    1. v^м =10 км/ч   f_к= =21,55кгс 1. v^п =5 км/ч     f_к= =11,21кгс

    2. v^м =20 км/ч f_к= =11,49кгс 2. v^п =10 км/ч  f_к= =6,04кгс

    3. v^м =30 км/ч f_к= =8,62кгс  3. v^п =15 км/ч   f_к= =4,89кгс

    4. v^м =40 км/ч f_к= =5,75кгс  4. v^п =20 км/ч    f_к= =2,87кгс

    5. v^м =50 км/ч f_к= =5,46кгс  5. v^п =25 км/ч    f_к= =2,59кгс

    6. v^м =60 км/ч f_к= =2,87кгс  6. v^п =30 км/ч    f_к= =1,15кгс

    III. Определяем основное удельное сопротивление для тепловоза ТГК2 в режиме тяги по формуле:

 =1,9+0,01v+0,0003v²

    1. v^м =10 км/ч      =1,9+0,01×10+0,0003×10² =2,03 кг/т

          v^п =5 км/ч        =1,9+0,01×5+0,0003×5²=1,96 кг/т

    2. v^м =20 км/ч      =1,9+0,01×20+0,0003×20² =2,22 кг/т

          v^п =10 км/ч      =1,9+0,01×10+0,0003×10²=2,03 кг/т

    3. v^м =30 км/ч      =1,9+0,01×30+0,0003×30² =2,47 кг/т

          v^п =15 км/ч      =1,9+0,01×15+0,0003×15²=2,12 кг/т

    4. v^м =40 км/ч      =1,9+0,01×40+0,0003×40² =2,78 кг/т

          v^п =20 км/ч      =1,9+0,01×20+0,0003×20²=2,22 кг/т

    5. v^м =50 км/ч      =1,9+0,01×50+0,0003×50² =3,15 кг/т

          v^п =25 км/ч      =1,9+0,01×25+0,0003×25²=2,34 кг/т

    6. v^м =60 км/ч      =1,9+0,01×60+0,0003×60² =3,58 кг/т

          v^п =30 км/ч      =1,9+0,01×30+0,0003×30²=2,47 кг/т

    IV. Определяем полное сопротивлениелокомотива по формуле:

 W`_o= ×P; P=28т

    1. v^м =10 км/ч W`_o=2,03×28=56,84 кг

        v^п =5 км/ч W`_o=1,96×28=54,88 кг

    2. v^м =20 км/ч W`_o=2,22×28=62,16 кг

        v^п =10 км/ч W`_o=2,03×28=56,84 кг

    3. v^м =30 км/ч W`_o=2,47×28=69,16 кг 

        v^п =15 км/ч W`_o=2,12×28=59,36 кг

    4. v^м =40 км/ч W`_o=2,78×28=77,84 кг

            v^п =20 км/ч W`_o=2,22×28=62,16 кг

    5. v^м =50 км/ч W`_o=3,15×28=88,2 кг 

        v^п =25 км/ч W`_o=2,34×28=65,52 кг

    6. v^м =60 км/ч W`_o=3,58×28=100,24 кг 

        v^п =30 км/ч W`_o=2,47×28=69,16 кг

    V. Определяем основные удельные сопротивления для грузовых вагонов. Четырех-осные вагоны на подшипниках скольжения.

ω``_o=a+ ; q₀=20,5; a=0,7; b=8; с=0,1; d=0,0025

    1. v^м =10 км/ч      =0,7+ =1,15 кг/т

        v^п =5 км/ч        =0,7+ =1,12 кг/т

    2. v^м =20 км/ч      =0,7+ =1,24кг/т

        v^п =10 км/ч      =0,7+ =1,15 кг/т

    3. v^м =30 км/ч      =0,7+ =1,35 кг/т

        v^п =15 км/ч      =0,7+ =1,19 кг/т

    4. v^м =40 км/ч      =0,7+ =1,48 кг/т

        v^п =20 км/ч      =0,7+ =1,24 кг/т

    5. v^м =50 км/ч      =0,7+ =1,64 кг/т

        v^п =25 км/ч      =0,7+ =1,29 кг/т

    6. v^м =60 км/ч      =0,7+ =1,82 кг/т

fy">        v^п =30 км/ч      =0,7+ =1,35 кг/т

    VI. Определяем сопротивление движению вагонного состава.

  =Q ; Q=320т

    1. v^м =10 км/ч      =320×1,15=368 кг   

       v^п =5 км/ч       =320×1,12=358,8 кг

    2. v^м =20 км/ч      =320×1,24=396,8 кг 

        v^п =10 км/ч      =320×1,15=368 кг

    3. v^м =30 км/ч      =320×1,35=432 кг 

        v^п =15 км/ч      =320×1,19=380,8 кг

    4. v^м =40 км/ч      =320×1,48=473,6 кг 

        v^п =20 км/ч     =320×1,24=396,8 кг

    5. v^м =50 км/ч      =320×1,64=524,8 кг 

        v^п =25 км/ч      =320×1,29=412,8 кг

    6. v^м =60 км/ч      =320×1,82=582,4 кг 

       v^п =30 км/ч      =320×1,35=432 кг

    VII. Определяем полное сопротивление вагонного состава и локомотива по формуле: W_o=P +Q ; P=28т; Q=320m

    1. v^м =10 км/ч     W_o=28×2,03+320×1,15=424,84 кг

        v^п =5 км/ч        W_o=28×1,96+320×1,12=413,28 кг

       2. v^м =20 км/ч      W_o=28×2,22+320×1,24=458,96 кг

        v^п =10 км/ч      W_o=28×2,03+320×1,15=424,84 кг

    3. v^м =30 км/ч      W_o=28×2,47+320×1,35=501,16 кг

        v^п =15 км/ч      W_o=28×2,12+320×1,19=440,16 кг

    4. v^м =40 км/ч     W_o=28×2,78+320×1,48=551,44 кг

        v^п =20 км/ч      W_o=28×2,22+320×1,24=458,96 кг

    5. v^м =50 км/ч      W_o=28×3,15+320×1,64=613,00 кг

        v^п =25 км/ч      W_o=28×2,34+320×1,29=478,32 кг

    6. v^м =60 км/ч     W_o=28×3,58+320×1,82=682,64 кг

        v^п =30 км/ч      W_o=28×2,47+320×1,35=501,16 кг

    VIII. Определяем полные удельные сопротивления движения поезда по формуле:

ω_o= ; P=28m; Q=320m; P+Q=348m

         1. v^м =10 км/ч     = =1,22 кг/т

          v^п =5 км/ч        = =1,19 кг/т

      2. v^м =20 км/ч     = =1,32 кг/т

          v^п =10 км/ч      = =1,22 кг/т

      3. v^м =30 км/ч      = =1,44 кг/т

          v^п =15 км/ч      = =1,27 кг/т

      4. v^м =40 км/ч     = =1,59 кг/т

          v^п =20 км/ч      = =1,32 кг/т

      5. v^м =50 км/ч     = =1,76 кг/т

          v^п =25 км/ч      = =1,38 кг/т

      6. v^м =60 км/ч     = =1,96 кг/т

          v^п =30 км/ч      = =1,44 кг/т

      IX. Определяем удельные равнодействующие силы по формуле:

f_к- ω_o=

        1. v^м =10 км/ч     f_к- =21,55-1,22=20,33 кг/т

          v^п =5 км/ч         f_к- =11,21-1,19=10,02 кг/т

      2. v^м =20 км/ч      f_к- =11,49-1,32=20,17 кг/т

          v^п =10 км/ч       f_к- =6,04-1,22=4,82 кг/т

      3. v^м =30 км/ч      f_к- =8,62-1,44=7,18 кг/т

          v^п =15 км/ч       f_к- =4,89-1,27=3,63 кг/т

      4. v^м =40 км/ч      f_к- =5,75-1,59=4,17 кг/т

          v^п =20 км/ч       f_к- =2,87-1,32=1,55 кг/т

      5. v^м =50 км/ч      f_к- =5,46-1,76=3,69 кг/т

          v^п =25 км/ч       f_к- =2,59-1,38=1,22 кг/т

      6. v^м =60 км/ч      f_к- =2,87-1,96=0,91 кг/т

          v^п =30 км/ч       f_к- =1,15-1,44=0,29 кг/т 

 

      X.

      1. v^м =10 км/ч     

             v^п =5 км/ч       

      2. v^м =20 км/ч     

             v^п =10 км/ч      

      3. v^м =30 км/ч     

             v^п =15 км/ч      

      4. v^м =40 км/ч     

          v^п =20 км/ч      

      5. v^м =50 км/ч     

              v^п =25 км/ч     

      6. v^м =60 км/ч     

             v^п =30 км/ч      

      ХI. Р

      1. v^м =10 км/ч       Р =

          v^п =5 км/ч           Р =

      2. v^м =20 км/ч       Р =

              v^п =10 км/ч      Р =

      3. v^м =30 км/ч       Р =

              v^п =15 км/ч        Р =

      4. v^м =40 км/ч       Р =

              v^п =20 км/ч        Р =

      5. v^м =50 км/ч       Р =

              v^п =25 км/ч      Р =

      6. v^м =60 км/ч      Р =

          v^п =30 км/ч       Р =

      XII. Q

    1. v^м =10 км/ч      Q =368 кг     v^п =5 км/ч        Q =358,8 кг

    2. v^м =20 км/ч      Q =396,8 кг     v^п =10 км/ч      Q =368 кг

    3. v^м =30 км/ч      Q =432 кг     v^п =15 км/ч      Q =380,8 кг

    4. v^м =40 км/ч      Q =473,6 кг    v^п =20 км/ч      Q =396,8 кг

    5. v^м =50 км/ч      Q =524,8 кг     v^п =25 км/ч      Q =412,8 кг

    6. v^м =60 км/ч      Q =582,4 кг     v^п =30 км/ч      Q =432 кг

      XIII. Р + Q

      1. v^м =10 км/ч Р + Q =21,68+368=439,68кгс

              v^п =5 км/ч         Р + Q =68,88+358,4=427,28кгс

    2. v^м =20 км/ч  Р + Q =77,28+396,8=474,08кгс

              v^п =10 км/ч       Р + Q =21,68+368=439,68кгс

      3. v^м =30 км/ч       Р + Q =85,4+432=517,4кгс

              v^п =15 км/ч       Р + Q =73,92+380,8=454,72кгс

      4. v^м =40 км/ч   Р + Q =95,2+473,6=568,8кгс

              v^п =20 км/ч       Р + Q =77,28+396,8=474,08кгс

      5. v^м =50 км/ч     Р + Q =107,24+524,8=632,04кгс

              v^п =25 км/ч       Р + Q =80,92+412,8=493,72кгс 

      6. v^м =60 км/ч         Р + Q =120,96+582,4=703,36кгс

              v^п =30 км/ч       Р + Q =85,4+432=517,4кгс

      XIV.

      1. v^м =10 км/ч 

             v^п =5 км/ч         

      2. v^м =20 км/ч 

              v^п =10 км/ч       

      3. v^м =30 км/ч       

             v^п =15 км/ч       

      4. v^м =40 км/ч 

             v^п =20 км/ч       

      5. v^м =50 км/ч    

             v^п =25 км/ч       

      6. v^м =60 км/ч         

             v^п =30 км/ч       

      XV.

      XVI.

      1. v^м =10 км/ч  

             v^п =5 км/ч         

      2. v^м =20 км/ч 

             v^п =10 км/ч       

      3. v^м =30 км/ч       

             v^п =15 км/ч       

      4. v^м =40 км/ч 

             v^п =20 км/ч       

      5. v^м =50 км/ч    

              v^п =25 км/ч       

      6. v^м =60 км/ч         

             v^п =30 км/ч       

      XVII.

      1. v^м =10 км/ч 

             v^п =5 км/ч         

      2. v^м =20 км/ч 

             v^п =10 км/ч       

      3. v^м =30 км/ч       

             v^п =15 км/ч       

      4. v^м =40 км/ч 

             v^п =20 км/ч       

      5. v^м =50 км/ч    

             v^п =25 км/ч       

      6. v^м =60 км/ч         

             v^п =30 км/ч       

      XVIII.

      1. v^м =10 км/ч 

              v^п =5 км/ч         

      2. v^м =20 км/ч 

              v^п =10 км/ч       

      3. v^м =30 км/ч       

              v^п =15 км/ч       

      4. v^м =40 км/ч 

             v^п =20 км/ч       

      5. v^м =50 км/ч    

             v^п =25 км/ч       

      6. v^м =60 км/ч         

             v^п =30 км/ч         

      XIX. ;

      1. v^м =10 км/ч 

              v^п =5 км/ч         

      2. v^м =20 км/ч 

              v^п =10 км/ч