СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗКАМИ. ССАУП. Контрольная работа по предмету Подвижной состав железнодорожного транспорта Темы Локомотивы и тяговые расчеты
 Скачать 256.5 Kb.
|
|
ОАО РЖД Российский государственный открытый технический университет путей сообщения КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По предмету: «Подвижной состав железнодорожного транспорта» Темы: «Локомотивы и тяговые расчеты» «Локомотивное хозяйство» Рецензент: Выполнил: Тарлыков В.И. Кучер Ю.В. Шифр 0350-П/д 1023 г. Старый Оскол Губкин - 2005 Локомотивы и тяговые расчеты. Задание. 1.Перечислить основные серии магистральных грузовых тепловозов и электровозов, привести их основные технические характеристики: осевую формулу, нагрузку на ось, мощность, расчетные значения силы тяги и скорости в продолжительном режиме, конструкционную скорость. Указать принципиальные отличия в устройстве тепловоза от электровоза, пояснить, как приводится локомотив в движение, привести примеры тяговых характеристик тепловоза и электровоза. 2.Произвести выбор серии локомотива для тяги грузовых поездов на заданном участке обращения и заданном размере движения. Привести эскиз расположения оборудования на выбранном локомотиве, описать особенности применяемого силового оборудования. 3. Определить КПД выбранного вида тяги (тепловозной или электровозной) по заданным значениям КПД составляющих звеньев энергетической цепи. 4. Определить касательную мощность локомотива в продолжительном режиме. 5. Определить массу состав для заданного участка по условиям прохождения наиболее трудного участка подъема с равномерной скоростью, соответствующей расчетной силе тяги. 6.Проверить возможность размещения поезда в пределах приемоотправочных путей станции. 7.Определить касательную силу тяги при трогании локомотива с места. 8. Проверить возможность трогания поезда с места при остановке на расчетном подъеме. 9.Определить время движения по участку обращения поездов по заданной участковой скорости. 10. Определить среднюю техническую скорость движения по участку. 11. Определить средний расход топлива тепловозом и электроэнергии электровозом на участке при заданных коэффициентах холостого хода. Исходные данные для выполнения контрольной работы: 1.Длина участков, км: А-Б ………………………………………………………220 А-В……………………………………………………….460 2.Крутизна расчетного подъема,iр%........................................10 3.Длина приемоотправочных путей станции lпоп,м…………………………………………………900 4.Размеры движения n, Пар поездов в сутки……………………………………….12 5.Участковая скорость, км/ч, в четном направлении……………………………………..38 в нечетном направлении ………………………………….39 6.Расчетная сила тяги Fкр,кН………………………………...400 7.Состав поезда в % по массе 8 – осных вагонов…………………………………………..15 4 – осных вагонов…………………………………………..85 8.Масса вагонов брутто,т: 8 - осных вагонов……………………………………………166 4 – осных вагонов……………………………………………86 9.Суммарная продолжительность Стоянок на промежуточных станциях tст, ч: в четном направлении………………………………………2,0 в нечетном направлении……………………………………2,0 Исходные данные для определения КПД тепловозной тяги: КПД дизеля…………………………………………………….0,36 КПД тягового генератора……………………………………..0,93 КПД тягового электродвигателя……………………………...0,88 КПД выпрямительной установки……………………………..0,98 Коэффициент вспомогательных затрат………………………0,88 КПД тягового редуктора………………………………………0,98 1. Локомотив – силовое тяговое средство, относящееся к подвижному составу и предназначенное для передвижения по рельсовым путям поездов или отдельных вагонов. В зависимости от вида первичного источника энергии современные локомотивы делятся на тепловые и электрические. 2. Тепловые локомотивы – паровозы, паротурбовозы, тепловозы, газотурбовозы – автономные средства, имеющие собственную силовую установку для выработки энергии. Электрические локомотивы _ контактные и аккумуляторные электровозы. Контактные электровозы своего источника энергии не имеют, получают электроэнергию через контактную сеть от стационарного источника (электростанции) , преобразуют ее в механическую работу при помощи электро-двигателей. У аккумуляторных электровозов источником электроэнергии служат батареи, которые периодически заряжаются от станционных электроустановок. Основными типами магистральных локомотивов эксплуатируемых на ж.д. общего пользования являются тепловозы с электрической передачей (КПД 25-30 % ) и электровозы постоянного и переменного тока ( собственный КПД 88-90%, но с учетом доставки электроэнергии 22-24%). Эти локомотивы в 1920г. (тепловозы) и в 1932г. (электровозы) пришли на смену паровозам, имеющим в 1920г. максимальный КПД 6-8%, а среднеэксплуатационный КПД – на уровне 4%. На электровозе колесные пары приводятся во вращение тепловыми электродвигателями, электрическая энергия для которых, подводится извне по контактному проводу контактной сети протянутому вдоль ж.д. пути. Питание электровоз получает от тяговых подстанций. Расположенных вдоль железных дорог. На тепловозе с электрической передачей колесные пары приводятся во вращение тоже тяговыми электродвигателями, но первичным источником  Основные технические характеристики тепловозов и электровозов.
2. Выбор серии локомотива для поездной работы производим по расчетам силы тяги, и учитываем число колесных пар. Из данных своего варианта берем: Fкр=400 кН. Из таблицы основных технических характеристик тепловозов и электровозов выбираю тепловоз с расчетной силой тяги раной заданной по варианту. Это тепловоз марки 2М62У. 3. Коэффициентом полезного действия (КПД) называется отношение полезной работы (мощности) к затраченной работе (мощности). На любом этапе получения энергии, ее преобразовании и передачи имеют место потери энергии, т.е. в любом агрегате, передающем энергию, входная мощность всегда больше выходной. Для каждого звена цепи ( от получения энергии до ее потребления) КПД будет равен отношению выходной мощности к входной. А общий КПД всей цепочки ( от источника энергии до потребления включительно) будет равен произведению КПД составляющих звеньев. В энергетическую цепь тепловоза входит дизель, превращающий химическую энергию топлива в механическую, электрический генератор, превращающий механическую энергию в электрическую, выпрямительная установка, преобразующая переменный ток в постоянный, тяговые электродвигатели, превращающие электрическую энергию в механическую и зубчатая передача тягового редуктора, передающая механическую энергию от двигателя к колесной паре. Общий КПД тепловоза составляет: ηм=ηе·ηг·ηву·ηтд·ηзп ; где : ηе- эффективный КПД дизеля; ηг- КПД генератора; ηву- КПД выпрямительной установки; ηтд- КПД тяговых электродвигателей; ηзп- КПД тягового редуктора. ηм= 0,36*0,93*0,98*0,88*0,98 =0,28 4.Касательная мощность – полезная мощность, снимаемая с обода колесных пар как произведение силы тяги на скорость движения локомотива. В продолжительном расчетном режиме касательная мощность равна: Рк=Fкр*Vр/3,6 ; Где : Fкр – расчетная сила тяги локомотива, кН; Vр – расчетная скорость движения локомотива, км/ч; Fкр и Vр выбираем из таблицы 3. Рк=400*20/3,6 = 2222 кВт. 5. Масса состав Q , который может провести по участку выбранный тип локомотива, определяется исходя из возможности преодоления самого трудного по крутизне и протяженности подъема (расчетного подъема iр). При этом предполагается, что по затяжному подъему поезд должен двигаться равномерно со скоростью длительного режима (расчетной), используя расчетную силу тяги этого режима Fкр. При равномерном движении сила тяги уравновешивается силами сопротивления ( основными Wо и дополнительными от подъема Wдоп, т.е. Fкр=Wо+Wдоп). Исходя из этого условия выведена формула по определению массы состава в тоннах: Q=Fкр-P*(ω0/+iр)/(ω0//+iр)*g Где : Fкр – расчетная сила тяги локомотива, Н ( берем из таблицы 3, значение пе реводим в Н); Р=Р0*n – сцепной вес локомотива (кН), равный произведению осевой нагрузки Р0 на число колесных пар локомотива; ω0/ - основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН; ω0// - основное удельное сопротивление состава ,Н/кН; iр – дополнительное удельное сопротивление от расчетного подъема (численно равное числу тысячных подъема), Н/кН; g – 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения. Основное удельное сопротивление состава в Н/кН определяют по формуле: ω0//=α*ω04//+β *ω08// где α,β – соответственно доли 4-. 8-осных вагонов в составе по весу (берем из таблицы 1); ω04/ - основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов (q04>6т): с подшипниками качения: ω04кач//=0,7+(3+0,1·ν+0,0025·ν²/ q04) ω08// - основное удельное сопротивление 8-осных груженых вагонов: ω08//=0,7+(6+0,038·ν+0,0021·ν²/ q08) Здесь q04, q08 – средняя масса от оси на рельсы в т/ось, соответственно 4- и 8-осного вагона: q04= q4/4; q08= q8/8, где q4 и q8 – масса брутто соответственно 4- и 8-осного вагона, т (см. таблицу 1) ν=νр Полученная масса состав Q принимается с округлением до числа, кратного 50 тоннам. Удельное сопротивление движению следует вычислять с точностью до второго знака после запятой. Сделаем расчеты по приведенным выше формулам: q04=86/4=21,5 т/ось, q08=166/8=20,75 т/ось, ω08//=0,7+(6+0,038·20+0,0021·20²)/ 20,75=1,07 Н/кН ω04кач//=0,7+(3+0,1·20+0,0025·20²)/ 21,5=0,98 Н/кН ω0//=0,85·0,98+0,15·1,07=0,99 Н/кН Рассчитаем также основное удельное сопротивление локомотива в Н/кН в зависимости от скорости на режиме тяги (при движении под током) по формуле: ω0/=1,9+0,01·ν+0,003·ν², ω0/=1,9+0,01·20+0,0003·400=2,22 Н/кН, Q=(Fкр-P*(ω0/+iр))/(ω0//+iр)*g=400000-2375*(2,22+10)/((0,99+10)*9,81)=3440 кратное 50 масса будет равна Q= 3450 т. 6. После определения массы состава проверим возможность установки поезда на приемоотправочных путях станций. Для этого сопоставим длину поезда lп с заданной длиной приемоотправочных путей lпоп (cм. таблицу 1) Находим число вагонов в составе: а) 4-осных m4=α·Q/q4; б) 8-осных m8=β·Q/q8. Длины вагонов принимаются равными: 4-осног-15м, 8-осного-20м. Длина локомотивов приведена в таблице 3 и равна 2*21,000м. Общая длина поезда, м, |