WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 41 |

В связи с ростом скоростей движения подвижной состав оборудуют комбинированными системами торможения, каждая из которых имеет наибольшую эффективность в определенном диапазоне скоростей. Например, на электропоезде ЭР 200 применены реостатный тормоз, электропневматический, колодочный дисковый (полудиски размещены на центрах колес) и магниторельсовый, а также ручной тормоз для удержания поезда на месте. Действие их поясняют кривые, приведенные на рис. 1.14. Одновременное действие тормозов нескольких видов, при котором может возникнуть заклинивание колес - юз, предотвращается специальными устройствами.

Рис. 1.14. Эффективность каждой из систем тормозов, которыми оборудован электропоезд ЭР 200, определяется тормозным путем Sт, т.е. расстоянием, пройденным электропоездом с момента поворота рукоятки крана машиниста при некоторой скорости V до полной остановки поезда. При действии магниторельсового тормоза (опытные точки отмечены кружками) тормозной путь характеризуется кривой 1, при работе дискового тормоза - кривой 2, в случае совместного действия дискового и магниторельсового тормозов - кривыми 3 (экспериментальная) и 4 (расчетная) 1.7. Определение массы поезда Масса грузового поезда является одним из основных показателей эффективности работы участка и дороги в целом. Она определяет производительность труда на железнодорожном транспорте; от неё существенно зависит себестоимость перевозок. В практике эксплуатационной работы стремятся максимально повысить нормативную массу состава поезда, особенно в грузовом движении, постоянно повышая мощность и силу тяги локомотивов.

Однако повышение массы состава ограничивается условиями движения поезда по руководящему подъему и длинной приемо–отправочных путей на станциях. Ниже дана методика расчета критической, т.е. наибольшей массы состава по условиям движения поезда на руководящем, т.е. наиболее крутом подъеме в пределах данного тягового плеча.

На большинстве участков движения максимальная сила тяги локомотива и зависящая от нее предельная масса грузового поезда определяются условиями сцепления колес локомотива с рельсами:

F (V ) =1000m g (V ), сц p сц сц p где Fсц(Vp) - максимальная сила тяги электровоза на расчетном подъеме крутизной i 0/00 при установившейся скорости движения Vр, км/ч;

mсц- сцепная масса электровоза, т;

g - ускорение силы тяжести, м/с2;

сц(Vp) - значение коэффициента сцепления колес электровоза с рельсами при скорости Vp, км/ч.

С другой стороны, эта сила тяги Fсц(Vp) должна быть равна силе сопротивления движению поезда:

1000m–љg (Vp ) = mэ W (Vp ) + ip g + mc W0(Vp ) + ip g, –љ где W0(Vp), W0(Vp) - основное удельное сопротивление движению электровоза и состава при скорости движения Vр соответственно.

Из последнего равенства найдем массу mc грузового поезда по условию сцепления колес электровоза с рельсами:

1000m–љg (Vp ) - mэW0(Vp ) + ig –љ mc =, т.

W (V ) + ig 0 p Установившуюся скорость движения электровоза на расчетном подъеме iр определяют как точку пересечения тяговой характеристики F(V) электровоза с кривой ограничения силы сцепления колес электровоза с рельсами в функции скорости движения.

В качестве примера на рис.1.15 приведена тяговая характеристика электровоза ВЛ10 с тяговыми двигателями ТЛ-2К при полном поле возбуждения, диаметре колес 1250 мм, напряжении на двигателе 1500 В (кривая 1) и ограничение по сцеплению силы тяги колес этого электровоза (кривая 2).

Рис. 1.Массу поезда рассчитывают отдельно для каждого участка дороги.

Так как каждый участок имеет свой профиль, а может быть и серию электровоза, то необходимо изменять массу поезда применительно к каждому участку. Чтобы пропускать маршрутные поезда без переработки массы поезда на участковых станциях, устанавливают в таких случаях единую так называемую унифицированную массу поезда для всего направления.

Составы грузовых поездов формируют в зависимости от характера перевозимых грузов, для чего используют грузовые вагоны разных типов:

крытые для защиты грузов от атмосферных осадков, полувагоны для перевозки массовых грузов навалом и леса; платформы для длинномерных и громоздких грузов; цистерны для перевозки жидких (наливных) и газообразных веществ; изотермические для перевозки скоропортящихся грузов и специальные для тяжеловесных и громоздких грузов; полувагоны-бункеры, вагоны для перевозки живности и скота, автомашин, цемента и т.п.

Если масса поезда будет значительно больше значения, определяемого силой сцепления колес локомотива с рельсами, то нормальное движение поезда невозможно: локомотив не стронет такой поезд с места, колесные пары будут боксовать. Подсыпая через форсунки песок под колеса локомотива, увеличивают силу сцепления, и становится возможным стронуть поезд с места. Однако режим движения поезда с непрерывной подачей песка под колеса локомотива нельзя считать нормальным, так как при этом происходит усиленный износ рельсов, увеличивается сопротивление поезда и, как следствие, неоправданно возрастает расход электроэнергии на тягу поездов.

На некоторых участках максимальная допустимая масса грузового поезда определяется условиями нагревания обмоток тяговых двигателей.

Так как предельная допустимая температура нагрева обмотки зависит от класса ее изоляции, то если в течение длительного времени температура обмотки окажется выше указанной допустимой, может произойти ее тепловое разрушение. Опасность заключается в том, что такое разрушение обмоток происходит не мгновенно, а накапливается постепенно, после чего происходит массовый выход тяговых двигателей из строя, что грозит нарушением нормального движения поездов.

Длина грузового поезда обычной массы не должна превышать длины приемо-отправочных путей станций: 850, 1050 и 1200 м в зависимости от их класса и развития.

При длине станционных путей 850 м масса поезда для маршрутов с углем, рудными, строительными и другими массовыми грузами может достигать 4700-6200 т при длине станционных путей 1050 м она может составлять 5800-6700 т.

Исходя из технических возможностей подвижного состава один восьмиосный электровоз может вести поезд предельной массы в восемь тысяч тонн. Однако при торможении на затяжных спусках круче 12 0/00 возникают недопустимо большие продольные силы в поезде, что грозит его обрывом, или выдавливанием вагонов из состава (рис.1.16). На участках со спусками круче 12 0/00 массу и длину поездов устанавливают по результатам опытных поездок.

Рис.1.16. Длинносоставный поезд в данный момент времени расположен на трех элементах пути. Сила тяги F и основное сопротивление движению W0 приняты постоянными. При таком расположении поезда возникает опасность выдавливания вагонов (зона I) и обрыва (зона II). Чем резче переломы профиля, тем больше эта опасность Известны случаи, когда при одном электровозе в голове поезда массу поезда необоснованно устанавливали выше 8 тыс. тонн. Результат – вышедшие из строя тяговые двигатели и сбой движения поездов на участке. Пуск длинных поездов представляет определенные трудности, необходимо заранее обеспечить безостановочное проследование таких поездов, с тем чтобы избежать предупреждений об ограничении скорости и тем более появления запрещающих сигналов на перегонах. Беспрепятственный пропуск таких поездов зависит от слаженности действий работников не только данной станции, но и соседних тоже. В еще большей мере не слаженность в работе сказывается на стыковых станциях дорог и направлений, если приходится изменять массу поезда.

В сложившихся условиях работы железных дорог, когда грузовое движение сократилось почти в два раза, особое значение для жизнедеятельности железных дорог приобретает эффективная организация пассажирских перевозок.

Пассажирские поезда различают по категориям: скорые формируют из жестких, купейных и мягких вагонов. Эти поезда имеют минимальное число остановок в пути следствия. Пассажирские поезда формируют из тех же типов вагонов с предусмотренными в них местами для сидения.

Почтово-багажные поезда формируют из почтово-багажных вагонов, включая несколько пассажирских вагонов. На малодеятельных линиях эксплуатируются грузо-пассажирские поезда.

Расположение вагонов в поезде должно обеспечивать максимальное удобство пассажиров при соблюдении всех требований безопасности. Ведущая роль в организации пригородных перевозок пассажиров принадлежит электропоездам, как наиболее эффективному средству этого вида транспорта.

Массу и скорость пассажирских поездов определяют в результате многовариантного решения технико-экономической задачи сравнения, с одной стороны, приведенных ежегодных капиталовложений в подвижной состав (электровозы и вагоны), с другой стороны, эксплуатационных расходов - оплат электроэнергии на тягу, оплату работы локомотивных и поездных бригад, путевых ремонтных рабочих и т.д. Из рассмотренных вариантов выбирают оптимальный с учетом длины станционных путей на данном направлении. Такие варианты расчетов наиболее целесообразно выполнять на ПЭВМ.

На основании накопленного опыта вождения как грузовых, так и пассажирских поездов полезны режимные карты их рационального вождения, обеспечивающие экономию электроэнергии на тягу и безопасные условия их продвижения на каждом участке.

Режимные карты не должны становиться фактором, сдерживающим инициативу локомотивных бригад и совершенствование их работы. По мере накопления опыта вождения поездов, режимы прохождения ими каждого участка следует пересматривать.

Наилучший режим, однако, может быть реализован при полной автоматизации ведения поезда. Современные бортовые микро–ЭВМ вполне позволяют выполнить оптимизацию режима ведения поезда строго согласно графику движения с обеспечением минимума расхода электроэнергии.

1.8. Энергетика движения поезда Перемещение состава в пределах тягового плеча происходит в основном по горизонтали, но обычно профиль поездо-участка представляет собой примерно горизонтальную линию с чередующимися подъемами и спусками. От профиля пути существенно зависит как критическая масса поезда, о чем было сказано выше, так и режим ведения поезда по участку.

Для углубленного понимания этих вопросов данную проблему целесообразно рассматривать с точки зрения энергетических процессов движения поезда.

Для этого сначала используем метод баланса мощности. По диаграмме (рис. 1.17) видно, что мощность М0, потребляемая электровозом из тяговой сети расходуется полезно на создание касательной силы тяги Fk, причем полезная мощность равна M = Fk V пол и в ней можно выделить 3 составляющих, которые идут - на преодоление сил трения Мт, т.е. основного сопротивления движения поезда и сопротивления от кривых (W0 и Wkp);

- на накопление кинетической энергии поезда, т.е. на увеличение его скорости. Если формула для кинетической энергии имеет вид (P + Q)V Эk =, то рассматриваемая составляющая мощности представляет собой производную от энергии по скорости, т.е.

dЭk dV M = = (P + Q)V ;

k dV dt - на накопление потенциальной энергии, когда поезд идет на подъем с уклоном i, причем накопленная потенциальная энергия при этом равна Эпот = (P + Q) L i, где L – длина подъема, км;

i – уклон, ‰.

Составляющая доля мощности локомотива, при движении на подъем, расходуемая на увеличение Эпот равна производной от этого выражения по времени, т.е.

M = (P + Q)V i.

пот Следует отметить, что Мт безвозвратно уходит в потери, но M и M k пот идут в накопление энергии поезда и потом могут быть использованы полезно (для преодоления трения на выбеге). Однако в ряде случаев приходится гасить эту энергию тормозами. Так появляются тормозные потери – при остановке поезда или при поддерживании его скорости на вредном спуске.

Чтобы снизить тормозные потери, предусматривают рекуперацию, т.е. возврат энергии в тяговую сеть.

В состав диаграммы баланса мощности входят также:

- расход на собственные нужды СН;

- потери в электровозе М (механические, электрические и магнитные).

Расчетные формулы для определения КПД электровоза по мощности могут быть записаны:

- в режиме тяги M M0 - MCH - M Fk V пол Т = = = ;

M0 M0 U I - в режиме рекуперации M U I рек рек = =.

Mкин + M Bk V пот Однако в конечном итоге важна не мощность, а общие затраты энергии на перемещение поезда тяговому плечу. Поэтому ниже рассмотрены именно вопросы энергопотребления.

Железнодорожный транспорт потребляет около 4% всей электроэнергии, вырабатываемой в нашей стране. Поэтому ее экономия на железных дорогах приобретает важное значение, особенно в настоящих условиях, когда стоимость электрической энергии неуклонно растет.

Основная часть энергии на железнодорожном транспорте расходуется на движение поездов. При электрической тяге энергия, забираемая из контактной сети при движении поезда, равна сумме энергии, затрачиваемой на работу, совершаемую тяговыми двигателями, потерям энергии при ее преобразовании в узлах э.п.с. и энергии, расходуемой на собственные нужды поезда. В процессе передачи этой энергии от тяговой подстанции на э.п.с. неизбежны ее потери, обусловленные электрическим сопротивлением контактной сети. Кроме этого, энергия теряется в преобразовательных устройствах тяговых подстанций.

После отключения тяговых двигателей движение поезда продолжается за счет накопленной кинетической энергии. Преодолевая при этом силу сопротивления движению, поезд уменьшает скорость. Для увеличения скорости приходится вновь потреблять энергию из контактной сети.

Часть электрической энергии, потребляемой поездом, расходуется при движении на подъемах на изменение его потенциальной энергии. На спусках потенциальная энергия поезда, накопленная при подъеме, уменьшается и расходуется на преодоление основного сопротивления движению и сопротивления в кривых, а на крутых спусках поглощается частично в тормозах.

Потери энергии происходят также в тормозах при подтормаживаниях, при остановках поезда и снижении скорости перед кривыми, стрелками, перед станциями. Неизбежны потери энергии также в тяговых двигателях и тяговых передачах, преобразовательных и пусковых устройствах э.п.с.

Электрическую энергию A, затраченную на движение поезда, подсчитывают как сумму произведений Ui Ii ti во всех режимах работы э.п.с. (здесь Ui - напряжение контактной сети при токе Ii э.п.с., определяемом с учетом схемы соединения тяговых двигателей; ti - время движения э.п.с. с током Ii):

A = Iiti.

Ui Электрическая энергия, забираемая из контактной сети, расходуется также на собственные нужды э.п.с. - на работу приводных двигателей мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, мотор-генераторов управления.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 41 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.