2.2. Выбор элементов передачи мощности

2.2.1. Выбор дизеля

Скорость движения грузового тепловоза на расчетном подъеме

км/ч;

где V_к − конструкционная скорость тепловоза, км/ч.

Удельное сопротивление движению локомотива

Н/т.

Удельное сопротивление движению 4-осных вагонов

где q₀ – осевая нагрузка, т.

Удельное сопротивление движению 8-осных вагонов

Удельное сопротивление движению состава

где n₄ – количество 4-осных вагонов; n₈ – количество 8-осных вагонов; n_∑ – общее количество вагонов.

Основное удельное сопротивление движению поезда

где m_l – масса локомотива, т; m_coc – масса состава, т.

Определяем по табл. 1.1 участок с наибольшим по величине и протяженности подъемом. Таким участком является участок 28 с подъемом 9,3‰ и протяженностью 600 м.

Удельная сила тяги локомотива при движении на подъем с установившейся скоростью

где f_w – удельная сила сопротивления, Н/т; i – крутизна подъема, ‰; g – ускорение свободного падения, м/с².

Касательная сила тяги локомотива

Касательная мощность локомотива

Эффективная мощность дизеля

где m_d – количество секций локомотива; _п=_г_в_инв_ТЭД_з= =0,9450,990,970,930,98=0,827 − к.п.д. передачи мощности локомотива; _г=0,93…0,96 – к.п.д. тягового генератора; _в=0,99 – к.п.д. выпрямительной установки; _инв=0,97…0,98 – к.п.д. автономного инвертора; _ТЭД=0,92…0,94 – к.п.д. тягового двигателя; _з=0,98…0,985 – к.п.д. зубчатой передачи; =0,88…0,92 − коэффициент, учитывающий расход мощности локомотива ан собственные нужды.

Эффективная мощность дизеля с учетом мощности затраченной на собственные нужды

Соответственно полученной мощности из табл. 2.1 пособия выбираем 16-цилиндровый дизель мощностного ряда Д49.

2.2.2. Выбор тягового генератора и выпрямительной установки

Необходимая электрическая мощность тягового генератора

По табл. 2.2 пособия выбираем тяговый генератор ГС-501АУ со следующими параметрами: номинальная мощность N_г=2800 кВт; напряжение U_г=360/580 В; ток I_г=2400/1500 А.

Тип выпрямительной установки выбирается из табл. 2.3 пособия. Исходя из потребной мощности, а также допустимых значений величин напряжения и тока выбираем выпрямительную установку УКВТ-5 со следующими параметрами: мощность N_в=4200 кВт; напряжение U_в=750 В; ток I_в=5700 А.

2.2.3. Выбор тягового двигателя и инвертора напряжения

Мощность тяговых двигателей определяется по формуле

где n_ТД – количество тяговых двигателей секции.

По табл. 2.4 выбираем тяговый двигатель АД500.

По табл. 2.5 выбираем инвертор напряжения ASC800 фирмы ABB.

3 Решение тяговой задачи

3.1 Описание программы PotyagVv

Программа PotyagVV предназначена для создания базы исходных данных элементов профиля пути, параметров тепловоза, состава и тяговых электродвигателей и записи этих данных в исходные файлы данных на диск с целью их дальнейшего использования программой PotyagA. Кроме того, программа производит спрямление профиля пути; определяет необходимую мощность тяговых электродвигателей дизель-поездов, пассажирских и грузовых тепловозов с целью соблюдения условий движения поезда с заданным составом по заданному профилю пути.

Условно работу программы можно представить в виде этапов:

• ввод исходных данных;

• проведение спрямления профиля пути;

• определение потребной мощности для движения поезда по руководящему подъему с расчетной скоростью.

При первичном запуске программы исходные данные, вводимые с клавиатуры оператором, автоматически записываются на диск в файл Profil.dat (данные профиля пути), DanPoezd.dat (данные поезда и допустимые скорость движения и ускорение), Electra.dat (данные тепловоза) и ElDvig.dat (данные асинхронного тягового двигателя). При последующих запусках программы исходные данные считываются с диска и выводятся на экран монитора, оператор при этом должен либо подтвердить их (нажав клавишу “Y”), либо заменить значение новым значением (нажав клавишу “N” и затем набрав новое значение данного).

В процессе ввода программа осуществляет мониторинг ввода исходных данных и, если какое-либо данное ошибочно окажется за установленными пределами, потребует повторного ввода этой величины.

После ввода всех исходных данных программа предложит оператору выбор – либо просмотреть все введенные данные для проверки на соответствие заданным и при необходимости их коррекцию, либо продолжить работу программы далее.

При повторных запусках программы предусмотрена возможность отказа от ввода исходных данных, воспользовавшись записанными на диск при предыдущих запусках данными (нажав клавишу “Q” в любом месте процесса ввода).

При проведении спрямления используется метод, изложенный в разделе 2.2.1.

Суть данного метода заключается в том, что берется участок профиля заданного пути, к нему подсоединяется следующий и проводится отрезок между начальной точкой первого и конечной точкой последующего участков, затем проверяется условие. Если условие выполняется, считается, что спрямление прошло успешно и к спрямлению участкам добавляется последующий участок и т.д. до тех пор, пока условие не будет нарушено. Спрямленными участками считаются те участки, для которых условие спрямления выполняется. Первый и последний участки перегона, согласно тяговым расчетам, как остановочные, не спрямляются.

Спрямленный профиль записывается на диск и используется для расчета кривых движения поезда (SprProfA.dat).

Для грузовых тепловозов выбор мощности дизеля тепловоза, количества секций и мощности тяговых электродвигателей проводится в режиме ручного счета исходя из заданной скорости движения, массы тепловоза и состава и расчетного подъема.

Для определения мощности пассажирского тепловоза, количества секций и мощности тяговых электродвигателей в качестве исходных данных для расчета используются конструкционная скорость движения, масса тепловоза и масса состава, число движущих осей при движении поезда по горизонтальному участку пути.