2.2. Уточнение веса грузового состава с учетом ограничений

Расчетный вес состава грузового поезда, определенный из усло­вия равномерного движения по расчетному подъему с расчетной ско­ростью, следует уточнить (проверить) по условиям эксплуатации. К числу ограничений веса поезда по условиям эксплуатации можно отнести: длину приемо-отправочных путей станций; возможность трогания поезда с места; перегрев обмоток тяговых электродвигате­лей локомотивов; прочность автосцепных приборов и ряд других. Также расчетный вес поезда следует проверить на возможность преодоления более крутых подъемов, чем принятый за расчетный, за счет использования кинетической энергии поезда.

2.2.1. Проверка на возможность преодоления проверяемых подъемов за счет использования кинетической энергии поезда

Основная задача проверки – сможет ли локомотив провести поезд расчетного веса по самым трудным для преодоления элементам профиля (кроме расчетного подъема) со скоростью в конце подъемов не ниже расчетной, используя кинетическую энергию движущегося поезда.

При этом учитывается то обстоятельство, что локомотив ведет поезд по подъемам в режиме тяги и на движущийся поезд действуют уско­ряющие одновременно сила тяги и ранее накопленная им кинетическая энергия.

Путь S, который может пройти поезд по проверяемому подъ­ему при работе локомотива в режиме тяги, используя ранее накоп­ленную кинетическую энергию при снижении скорости не ниже рас­четной, не должен быть меньше длины данного подъема S_пр, т.е. S  S_пр.

Расчет длины пути S (м):

где n – число i-ых интервалов изменения скорости от начальной v_н (можно принять v_н = 70 км/ч) до конечной v_к (можно принять равной расчетной скорости, т.е. v_к = v_р) с шагом v  10 км/ч;

v_i – заданный интервал (шаг) изменения скорости от начальной v_н до конечной v_к, т.е. v_i = v_кi – v_нi;

v_ср – средняя скорость движения поезда на i-ом интервале ее изменения;

r_уi – среднее значение удельной равнодействующей силы, действующей на поезд в каждом интервале скоростей v_{i ,} Н/кН:

где i_пр – крутизна проверяемого элемента профиля, ‰;

F_{к срi} – сила тяги локомотива [Н], соответствующая средней скорости движения v_ср в i-ом интервале ее изменения, определяемая по внешней тяговой характеристике F=f(v);

, – основное удельное сопротивление движению локомотива и вагонов [Н/кН], определяются по формулам, приведенным в табл. 3 дляv_ср.

Пример расчета по (9) и (10) для одного локомотива, произведенный с помощью ЭВМ, приведены в приложении 1

Результат расчета длины пути S для всех локомотивов:

ВЛ10^У: S = 3878 м

ВЛ60^К: S = 4864 м

2ТЭ116: S = 3072 м

Все локомотивы способны провести поезда по проверяемому подъему

2.2.2. Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов

При расчете величины Q_р не учитывалось то обстоятельство, что поезд состоит из конкретного числа вагонов различного типа. Поэтому расчетный вес поезда необходимо уточнить в соответствии с реальным числом вагонов, кН:

где m_i – масса грузового вагона i-го типа, т

n_i – число вагонов (целое число) i-го типа в составе поезда

где _i – доля веса вагонов i-го типа в составе поезда

_{Определим число вагонов каждого типа в поезде для тепловоза 2ТЭ116 по (12):}

_{Определим число вагонов каждого типа в поезде для электровоза ВЛ10У по (12):}

_{Определим число вагонов каждого типа в поезде для электровоза ВЛ60К по (12):}

_{Вес поезда для тепловоза 2ТЭ116, уточненный в соответтвии с числом вагонов по (11):}

_{Вес поезда для электровоза ВЛ10У, уточненный в соответтвии с числом вагонов по (11):}

_{Вес поезда для электровоза ВЛ60К, уточненный в соответтвии с числом вагонов по (11):}

2.2.3. Проверка по длине приемо-отправочных путей станции

Длина поезда l_п при уточненном весе состава не должна превышать длину приемо-отправочных путей станции (для возможно­сти скрещения, остановки или обгона), т.е. l_п  l_ст.

Длина поезда с учетом допуска на неточность установки поезда 10 м, м:

где l_в4, l_в6, l_в8 – длина четырех-, шести-, восьмиосных вагонов по осям автосцепок, соответственно, м (приведена в табл. 6);

l_л – длина локомотива по осям автосцепок, м (приведена в табл. 3).

Таблица 6 - Условная длина некоторых типов вагонов

Тип вагона	Длина вагона, м
Четырехосные полувагоны	10
Шестиосные полувагоны	17
Восьмиосные полувагоны	20

При невыполнении условия l_п  l_ст число вагонов (любо­го типа) в составе и, следовательно, вес грузового состава должны быть уменьшены. Длину приемо-отправочных путей станции можно принять равной 1250 м.

_{Длина поезда} l_п с тепловозом 2ТЭ116 во главе по (13):

_{Длина поезда} l_п с электровозом ВЛ10^У во главе по (13):

_{Длина поезда} l_п с электровозом ВЛ60^К во главе по (13):

2.4. Определение максимальной крутизны подъема i_max, на котором возможно трогание с места поезда уточненного веса q после остановки.

где F_кр – максимальная сила тяги локомотива при трогании (приведена в табл. 3);

w_тр – удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути, Н/кН:

где w_трi – удельное сопротивление при трогании вагона i-го типа, Н/кН.

Удельное сопротивление при трогании для вагонов i-го типа на подшипниках качения:

Удельное сопротивление при трогании для 4-осных вагонов на подшипниках скольжения, Н/кН:

Определим удельное сопротивление вагонов поезда при трогании по (16) и (17) с тепловозом 2ТЭ116 во главе:

Определим удельное сопротивление вагонов поезда при трогании по (16) с электровозом ВЛ10^У во главе:

Определим удельное сопротивление вагонов поезда при трогании по (16) с электровозом ВЛ60^К во главе:

_{По (15) удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути с тепловозом 2ТЭ116 во главе:}

_{По (15) удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути с электровозом ВЛ10У во главе:}

_{По (15) удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути с электровозом ВЛ60К во главе:}

_{Определим по (14) максимальную крутизну подъема imax, на котором возможно трогание с места после остановки поезда с тепловозом 2ТЭ116 во главе:}

На всех участках профиля кроме проверяемого возможно трогание с места поезда уточненного веса Q после остановки

_{Определим по (14) максимальную крутизну подъема imax, на котором возможно трогание с места после остановки поезда с электровозом ВЛ10У во главе:}

На всех участках профиля кроме проверяемого возможно трогание с места поезда уточненного веса Q после остановки

_{Определим по (14) максимальную крутизну подъема imax, на котором возможно трогание с места после остановки поезда с электровозом ВЛ60К во главе:}

На всех участках профиля кроме проверяемого возможно трогание с места поезда уточненного веса Q после остановки

Окончательно масса грузового поезда М_п, с учетом ограничений по условиям экс­плуатации, т:

Масса грузового поезда М_п с тепловозом 2ТЭ116 во главе, с учетом ограничений по условиям эксплуатации по (18):

Масса грузового поезда М_п, с электровозом ВЛ10^У во главе с учетом ограничений по условиям эксплуатации по (18):

Масса грузового поезда М_п с электровозом ВЛ60^К во главе с учетом ограничений по условиям эксплуатации по (18)