Задача 3. расчет и построение кривых движения поезда.

      Комментарии к записи Задача 3. расчет и построение кривых движения поезда. отключены

1. Исходными данными являются результаты расчетов Задачи 2.

2. Сделать заготовку для построения кривых движения поезда. Для этого на миллиметровой бумаге размечаются оси координат. По горизонтальной оси откладывается путь в масштабе 1 км – 50 мм. Вертикальных осей три: скорость движения 5 км/ч – 10 мм; время 1 мин – 10 мм; ток электровоза (масштаб определяется в Задаче 3). Под горизонтальной осью наносится профиль пути. Наносится линия, соответствующая допустимой скорости движения. Примерный вид заготовки приведен на рис.1.

3.Рассчитать и построить кривую замедления поезда на станции Б. Расчет производить методом обратного счета с интервалом приращения скорости 10 км/ч в следующем порядке:

-для первого шага расчета Vн = 0;

-по диаграмме ускоряющих и замедляющих сил определяется значение b0 для скорости движения Vн + DV/2 (рис.2). Полученное значение без учета знака – заносится в табл.1;

-рассчитывается удельная замедляющая сила по формуле

fу = b0 + iэл, (1)

где iэл – уклон последнего элемента профиля, ‰.

Полученное значение заносится в табл.1;

-рассчитывается приращение времени по формуле

. (2)

<p>Полученное значение заносится в табл.1;

-рассчитывается приращение пути по формуле;

. (3)

Полученное значение заносится в табл.1;

-рассчитывается путь на конец рассчитываемого шага по формуле

s = sн – Ds, (4)

где sн – путь на начало рассчитываемого шага, м. Для первого шага sн = 19600 м.

Полученное значение заносится в табл.1;

Рис.1

Рис.2

Таблица 1

Sэл, м iэл, ‰ Номер шага расчета Vн, км/ч Vк, км/ч b0, Н/кН fу, Н/кН Dt, мин Ds, м s, м
…
Vдоп

-рассчитывается скорость на конец рассчитываемого шага по формуле

Vк= Vн + DV. (5)

Полученное значение заносится в табл.1;

-на графике производится построение скорости для рассчитываемого шага.

Расчет по приведенной выше методике повторяется до тех пор, пока кривая скорости не достигнет значения Vдоп. Скорость Vк данного шага является скоростью Vн следующего шага. Значение s данного шага является значением sн следующего шага.

4.Рассчитать кривые зависимостей скорости движения и времени от пути. Расчет производить в следующем порядке:

-определить режим движения поезда на рассчитываемом элементе профиля из следующих условий:

если iэл ? -5 ‰ и Vн ³ 40 км/ч ? тяга; если iэл-5 ‰ и Vн40км/ч ? выбег; (6)

-по диаграмме удельных ускоряющих и замедляющих сил определяется установившаяся скорость на данном элементе профиля: по оси ординат откладывается величина уклона (‰ º Н/кН); проводится горизонтальная линия до пересечения с линией f0 (тяга) или wох (выбег). Абсцисса точки пересечения даст искомую скорость (на рис.3 и 4 приведен пример для положительного и отрицательного уклонов: рис.3 — режим тяги; рис.4 – режим выбега). При отсутствии точки пересечения (при больших значениях отрицательных уклонов) VустVдоп. Полученное значение установившейся скорости заносится в табл.2 и наносится на заготовку кривых движения (рис.5).

Рис.3

Рис.4

Рис.5

-определяется приращение скорости из следующих условий:

если VнVуст ? DV0; если VнVуст ? DV0. (7)

Здесь Vн – скорость движения на начало шага расчета.

режим тяги:

если Vн ?Vр ? DV = 10 км/ч; если Vн ?Vр ? DV = 5 км/ч; (8)
если Vн + DVVр ? DV = Vр– Vн; если Vн + DVVпер ? DV = Vпер– Vн; (9)

режим выбега: DV = 5 км/ч.

Полученное значение DV заносится в табл.2;

-по диаграмме ускоряющих и замедляющих сил определяется значение f0 для скорости движения Vн + DV/2 (пример для режима тяги на рис.6). Для режима выбега по кривой wох = f(V) аналогично вместо f0 определяется величина wох. Полученное значение f0 или wох без учета знака заносится в табл.2;

Рис.6

-рассчитывается удельная ускоряющая сила по формулам:

режим тяги

fу = f0 – iэл; (10)

режим выбега

fу = wох + iэл. (11)

Таблица 2

№ эл Sэл, м iэл, ‰ Vуст, км/ч Номер шага расчета Режим Vн, км/ч DV, км/ч Vк, км/ч f0 или wох, Н/кН fу, Н/кН Dt, мин t, мин Ds, м s, м
Vу1 тяга s1
s2
s3
s4
корректировка
Vу1 тяга – V4
–2 Vу2 тяга V4
… … … … …
–1 j выбег Vj tj sj
корректировка
–1 j выбег Vт tт sт
–1 j+1 тормоз Vт tт sт
… … … … … … … … …

Если fу0, необходимо изменить знак DV, повторить определение f0 или wох и расчет fу. Полученное значение заносится в табл.2;

-рассчитывается приращение времени по формуле

. (12)

Полученное значение заносится в табл.2;

-рассчитывается время на конец рассчитываемого шага по формуле

t = tн + Dt, (13)

где tн – время на начало рассчитываемого шага, мин.

Полученное значение заносится в табл.2;

-рассчитывается приращение пути по формуле;

. (14)

Полученное значение заносится в табл.2;

-рассчитывается путь на конец рассчитываемого шага по формуле

s = sн + Ds, (15)

где sн – путь на начало рассчитываемого шага, м.

Полученное значение заносится в табл.2;

-рассчитывается скорость на конец рассчитываемого шага по формуле

Vк = Vн + DV. (16)

Полученное значение заносится в табл.2;

-на графике производятся построения времени и скорости для рассчитываемого шага.

Расчет по приведенной выше методике повторяется до тех пор, пока кривая скорости не достигнет конца рассчитываемого элемента профиля или выйдет за его пределы. Скорость Vк данного шага является скоростью Vн следующего шага.

Если кривая достигла конца рассчитываемого элемента профиля, то аналогичным образом производится расчет для следующего элемента профиля.

Если кривая вышла за пределы элемента профиля, то делается графо-аналитическая корректировка скорости (рис.5). Результаты заносятся в табл.2 под грифом корректировка. Аналогично делается корректировка времени.

В табл.2 и рис.5 приведен пример корректировки скорости на конец первого элемента профиля при условии, что он пройден поездом за четыре шага (в реальности число шагов может быть большим).

Если в режиме тяги на каком-либо шаге расчета скорость движения поезда достигает Vдоп, то необходимо перейти в режим выбега. Определить величину Vуст по кривой wох = f(V) и продолжать расчет по изложенной выше методике.

Если в режиме тяги на каком-либо шаге расчета скорость движения поезда превысит Vдоп, то необходимо перейти в режим выбега. Графо аналитическим методом скорректировать путь при условии, что Vк = Vдоп. Определить величину Vуст по кривой wох = f(V) и продолжать расчет по изложенной выше методике.

Если в режиме тяги или выбега на каком-либо шаге расчета скорость движения поезда достигает Vуст, то до конца элемента профиля поезд движется с неизменной скоростью, равной Vуст. Приращение времени в этом случае рассчитывается по формуле

, (17)

где Ds определяется графо-аналитическим методом как расстояние, оставшееся до конца рассчитываемого элемента профиля.

Если на каком-либо шаге расчета в режиме выбега скорость движения поезда достигнет Vдоп, то до конца текущего элемента профиля поезд движется в режиме торможения со скоростью, равной Vдоп–5. Графо-аналитическим методом определяется расстояние Ds до конца элемента профиля, а затем приращение времени по формуле

. (18)

Расчет по приведенной выше методике продолжается до тех пор, пока кривая движения поезда не пересечет кривую замедления, рассчитанную в п.3. Для снижения расхода электроэнергии перед торможением следует перейти в режим выбега. Точка перехода в режим выбега выбирается исходя из скорости движения и уклона. Если скорость движения выше 60 км/ч и уклон не более 2 ‰, то переход в режим выбега производится с начала 10 элемента профиля. Если указанное условие не соблюдается – то примерно за 500 м до пересечения с кривой замедления.

После этого делается корректировка последнего шага расчета, чтобы точка, соответствующая концу шага, совпадала с кривой замедления. Пример корректировки приведен на рис.7 и табл.2. Из табл.1 в табл.2 переносятся величины скоростей, величины Dt и величины s. Величина времени в режиме торможения вычисляется аналогично заполнению табл.2.

Рис.7

5. Оформить задачу. Оформление необходимо производить на листах бумаги формата А4. Оформление допускается как рукописное, так и компьютерное с распечаткой. Оформленная задача должна содержать:

-титульный лист с номером варианта;

-исходные формулы с пояснениями;

-примеры расчетов по каждой формуле;

-таблицы рассчитанных величин;

-диаграмму удельных ускоряющих и замедляющих сил;

-кривые движения поезда (без тока электровоза).

Статьи к прочтению:

График движения


Похожие статьи: