PZ_TTP_Kovalev47s

Окончание таблицы 19

48	ОП2	72,4		7,2			230	1656	69,00
49	ОП2	74,7		7,5			225	1687,5	70,31
50	РТ(400)	72,6		7,3			120	876	36,50
51	ПТ(1ст.)	65		6,5			0	0	0,00
52	ПТ(1ст.)	55		5,5			0	0	0,00
53	ПТ(1ст.)	45		4,5			0	0	0,00
54	ПТ(1ст.)	35		3,5			0	0	0,00
55	ПТ(1ст.)	25		2,5			0	0	0,00
56	ПТ(1ст.)	15		1,5			0	0	0,00
57	ПТ(1ст.)	5		0,5			0	0	0,00
58	Т(огр)	5		0,5			60	30	1,25
59	Т(огр)	15		1,5			130	195	8,13
60	Т(огр)	25		2,5			180	450	18,75
61	Т(огр)	35		3,5			220	770	32,08
62	Т(огр)	42,8		4,3			290	1247	51,96
63	Т(огр)	47,8		4,8			300	1440	60,00
64	Т(огр)	52		5,2			330	1716	71,50
65	Т(огр)	57		5,7			350	1995	83,13
66	ОП3	63,8		6,4			290	1856	77,33
67	ОП3	68,7		6,9			260	1794	74,75
68	ОП3	70,3		7,0			250	1750	72,92
69	ОП3	70,3		7,0			250	1750	72,92
70	ОП3	70,5		7,1			260	1846	76,92
71	ОП3	72		7,2			250	1800	75,00
72	ОП3	74		7,4			245	1813	75,54
73	РТ(400)	73,5		7,4			120	888	37,00
74	РТ(400)	71		7,1			50	355	14,79
75	РТ(400)	65		6,5			120	780	32,50
76	ПТ(1ст.)	55		5,5			0	0	0,00
77	ПТ(1ст.)	45		4,5			0	0	0,00
78	ПТ(1ст.)	35		3,5			0	0	0,00
79	ПТ(1ст.)	25		2,5			0	0	0,00
80	ПТ(1ст.)	15		1,5			0	0	0,00
81	ПТ(1ст.)	5		0,5			0	0	0,00
При движении с остановками коэффициент возврата электроэнергии
равен:
		р =			614,3		= 0,24.
				2558,8

41

7.2. Расчет расхода электроэнергии на собственные нужды

Расход электроэнергии на собственные нужды ЭПС (мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры, цепи управления, сигнализации, освещения и отопления) можно определить по формуле, кВт·ч:

Асн=aснtд	(7.3)
где асн – удельный расход электроэнергии	на собственные нужды,
кВт·ч/мин;

tд – время движения поезда по перегону.

Для электровоза ВЛ80С из [2]. асн = 5,83 кВт·ч/мин.

Определим расход электроэнергии на собственные нужды для первого перегона:

Асн = 5,83 0,5=2,915 кВт·ч.

Данные для других участков посчитаем аналогично и занесем в таблицу 21.

Энергопотребление на собственные нужды можно оценить

коэффициентом расхода электроэнергии на собственные нужды:
С.Н	АС.Н	,	(7.4)
	АЭ

1768,82с.н = 2806,13 = 0,63.

7.3. Расчет общего расхода электроэнергии поездом и анализ полученных результатов.

Результирующий полный расход электроэнергии на тягу поезда Аэ состоит из потребления Ат и возврата Ар энергии тяговыми двигателями электровоза, затрат энергии на собственные нужды электровоза, затрат энергии собственные нужды электровоза и состава вагонов Ас.н и рассчитывается по формуле:

Аэ=Ат-Ар+Ас.н ,

(7.5)

Аэ = 1567,31 − 530 + 1768,82 = 2806,13 кВт · ч.

42

Удельный расход электроэнергии на тягу поезда определяют по формуле, кВт·ч/104 ткм:

	a	Э	АЭ 104	,	(7.6)
			mc L
а =	2806,13 ∙ 104	= 139,19 кВт · ч/104			ткм.
э	7000 ∙ 28,8

где mс – масса состава вагонов, т; L – длина участка, км.

Обозначив количество остановок поезда на участке nо, их влияние на энергетические показатели электрической тяги можно оценить можно оценить средним дополнительным расходом электроэнергии на одну остановку А`0 и коэффициентом увеличения расхода электроэнергии за счет остановок 0:

А		АЭ.0 АЭ.Б				АЭ.О	,	(7.7)
				0
0		n0				АЭ.Б

А′о = 3046,31−2806,13 = 120,09 кВт ∙ ч, 2

о = 3046,312806,13 = 1,09.

где Аэ.о, Аэ.б – соответственно результирующий расход электроэнергии при безостановочном движении и с остановками.

Энергетические и другие показатели движения поезда снесем в таблицу 20.

Таблица 20 – Энергетические показатели движения поезда

Перегон	Смазнево-Заринская		Заринская-Батунная		Смазнево-Батунная
Вариант	без	с	без	с	без	с
движения	остановки	остановкой	остановки	остановкой	остановки	остановкой
L	28,8	28,8	10,5	10,5	39,3	39,3
Т	0,55	0,56	0,21	0,22	0,76	0,78
Vt	52,36	51,28	51,22	48,46	52,05	50,49
Ат	1567,31	1706,63	782,38	852,17	2558,00	2558,79
Ар	530,00	530,00	263,08	84,29	793,08	614,29
Ас.н	1768,82	1869,68	806,289	676,28	2575,11	2545,96
Аэ	2806,13	3046,31	1325,58	1444,16	4340,03	4490,46
Аэ	139,19	151,11	180,35	196,48	157,76	163,23
βр	0,34	0,31	0,34	0,10	0,31	0,24
βс.н	0,63	0,61	0,61	0,47	0,59	0,57
βо	1,09		1,09		1,03
А´о	120,09		59,29		75,22
			43

8. Определение относительных и средних параметров движения поезда и тягово-энергетических показателей электровоза

8.1. Определение продолжительностей режимов и средних скоростей движения поезда

Движение поезда на участке происходит в различных режимах, сочетание которых зависит от профиля пути, скорости движения, массы поезда и т.п. Обозначим суммарные пройденный путь и время движения в режимах: тяги – Lт, Тт; выбега – LВ, ТВ; пневматического торможения – Lп.т, Тп.т; электрического торможения – Lр, Тр. Тогда относительные продолжительности режимов по пути и времени на участке длиной L с временем движения Т характеризуются выражениями:

Т

LT

; В

LВ

; П.Т

LП.Т

; Р

LР

; Т В П.Т Р 1

;

L

L

L

L

(8.1)

ТТ

ТВ

ТП.Т

ТР

Т

; В

; П.Т

; Р

; Т В П.Т Р 1.

Т

Т

Т

Т

Соответственно средние скорости движения по времени в этих режимах и в целом на участке определяются по формулам:

V

LТ

; V

LВ

; V

LП.Т

; V

LР

;

tт

tв

tп.т

tр

ТТ

ТВ

ТП.Т

ТР

(8.2)

Vtт Т Vtв В Vtп.т п.т Vtр р Vt .

Произведем расчет для перегона Зубково - Чебачий:

21,14т = 28,8 = 0,73,

0,41т = 0,55 = 0,74,

21,14т = 0,41 = 52 км/ч,

Далее расчеты ведем аналогично, результаты заносим в таблицу 19.

44

Таблица 21 – Показатели режимов безостановочного движения поезда

Перегон	Смазнево-Заринская	Заринская-Батунная	Смазнево-Батунная
Lт,км	21,24	5,8	27,0
Lв,км	7,79	3,85	11,6
Lп.т,км	0,17	0,46	0,63
Lр,км	0	0	0
L,км	28,8	10,5	39,3
Tт,ч	0,41	0,09	0,50
Tв,ч	0,15	0,10	0,25
Tп.т,ч	0,003	0,01	0,01
Tр,ч	0	0	0
T,ч	0,55	0,21	0,76
αт/Ϯт	0,74	0,55	0,69
αв/Ϯв	0,27	0,37	0,30
αп.т/Ϯп.т	0,01	0,04	0,02
αp/Ϯp	0	0	0
∑α/∑Ϯ	1	1	1
VtТ,км/ч	52,23	64,44	54,44
Vtв,км/ч	53,72	37,62	47,06
Vtп.Т,км/ч	51,00	59,74	57,10
Vtр,км/ч	0	0	0
Vt,км/ч	53,09	49,32	52,07

В таблице 21 получены следующие результаты: большую долю времени поезд двигался в режиме тяги (68,7 %), это связано с перевалистым профилем пути. Средняя скорость на участке составила 52,1 км/ч.

8.2. Определение средних значений сил тяги и торможения, тока, мощности и КПД тяговых двигателей электровоза

На каждом j-ом шаге интегрирования, характеризуемым отрезком пути lj и временем tj, определим значения касательных сил тяги Fкj и торможения Вкj, тока электровоза Iэj и тягового двигателя Iдj по тяговым, тормозным и токовым характеристикам. Значения механической мощности электровоза в режимах тяги Ртj на j-ом щаге интегрирования рассчитаем по формулам, кВт:

P		Fkj Vcpj	,	P	Bkj Vcpj	(8.3)
тj	3,6			pj	3,6

Значения электрической мощности электровоза в режимах тяги Рэ.тj и электрического торможения Рэ.рj на j-ом шаге интегрирования определим по формуле, кВт:

45

P	UЭ I	Эj	103	(8.4)
Э.Рj

Средние значения сил тяги Fк.т и торможения Вк.т на участках тяги и электрического торможения можно найти по формулам:

			ZT					ZP
			Fkj l j					Bkj l j
	F		j 1	;	B			j 1	,	(8.5)
			ZT			К.Р		ZP
	К.Т
			l j					l j
			j 1					j 1

где zт, zр – количество шагов интегрирования и режимах тяги и электрического торможения.

Средние значения тока электровоза и тягового двигателя в режимах тяги Iэ.т, Iд.т и электрического торможения Iэ.р, Iд.р можно определить по формулам:

ZT

ZT

Zр

ZР

IЭj t j

IДj t j

IЭj t j

IЭj t j

I

j 1

; I

j 1

;

I

j 1

; I

j 1

.

(8.4)

Э.Т

ZT

Д.Т

ZT

Э.Р

Zр

Д.Р

ZР

t j

t j

t j

t j

j 1

j 1

j 1

j 1

Средние значения механической и электрической мощности электровоза в режимах Рт, Рэ.т и электрического торможения Рр, Рэ.р можно рассчитать пот формулам:

ZТ

ZТ

ZР

ZР

Р j t j

РЭj t j

Р j t j

РЭj t j

Р

j 1

; Р

j 1

; Р

j 1

; Р

j 1

.

(8.5)

Т

ZР

Э.Т

ZТ

Р

ZР

Э.Р

ZР

t j

t j

t j

t j

j 1

j 1

j 1

j 1

Основным показателем экономичности энергопотребления на тягу является эксплуатационный КПД электровоза в режимах тяги э.т и рекуперативного торможения э.р, который без учета расхода энергии на собственные нужды определим по формулам:

Э.Т	РТ	; Э.Р	РЭ.Р	,	(8.6)
	РЭ.Т
			РР

Степень использования силы тяги и мощности электровоза в режиме тяги характеризуют соответственно коэффициенты использования силы тяги kFт и мощности kРт:

46

кFт	Fк.т	;	кРт	Р.т	,	(8.7)
	Fк.н			Рт.н

где Fк.н, Рт.н – номинальные касательные сила тяги и полезная мощность электровоза в продолжительном (длительном) режиме тяги, примем по паспортным данным из [2].

Fк =400 кН ; V =54,4 км/ч.

Для первого элемента кривой скорости:

Fк=625 кН; Vср=5 км/ч; IЭ=60 А;

Р=(625 5)/3,6=868,1 кВт;

РЭ=25 60=1500 кВт;

э = 1,512,62 = 0,579.

Для остальных значений расчет произведем аналогично. Результаты снесем в таблицу 22.

Таблица 22 – Средние значения сил тяги и торможения, тока, мощности и КПД тяговых двигателей электровоза

		Vср,	ΔL,	Δt,		Fk,		Iэ,
Перегон	Режим					Bk,	Iд, А		ηэ	kfт	kpт
		км/ч	км	мин				А
						кн
1	Т(огр)	5	0,023	0,5		625	1120	60	0,579	0,0027	0,0002
2	Т(огр)	15	0,077	1,5		560	1020	130	0,718	0,0080	0,0020
3	Т(огр)	25	0,136	2,5		530	990	170	0,866	0,0134	0,0052
4	Т(огр)	35	0,201	3,5		510	970	230	0,862	0,0190	0,0098
5	ПТ(1ст.)	35	0,049	3,5		0	0	0	0	0	0
6	ПТ(1ст.)	25	0,034	2,5		0	0	0	0	0	0
7	Т(0,5з2)	23	0,131	2,2		175	600	60	0,745	0,0042	0,0014
8	Т(0,5з2)	24	0,350	2,4		165	500	50	0,880	0,0107	0,0015
9	Т(0,5з2)	27	0,113	2,7		125	300	45	0,833	0,0026	0,0014
10	Т(з2)	31,5	0,138	3,2		190	450	90	0,739	0,0048	0,0030
11	Т(з2)	34	0,400	3,4		160	400	80	0,756	0,0118	0,0029
12	Т(з2)	37	0,265	3,7		110	310	70	0,646	0,0054	0,0024
13	Т(0,5з3)	40,9	0,135	4,1		180	810	110	0,744	0,0045	0,0048
14	Т(0,5з3)	44	0,300	4,4		150	710	100	0,733	0,0083	0,0046
15	Т(0,5з4)	48	0,300	4,8		200	800	170	0,627	0,0111	0,0073
16	Т(0,5з4)	50	0,100	5,0		105	750	150	0,389	0,0019	0,0041
					47

Продолжение таблицы 22

17	Т(0,5з4)	55	0,342	5,5	80	600	130	0,376	0,0051	0,0038
18	НП	60,1	0,058	6,1	225	600	160	0,939	0,0024	0,0130
19	ОП3	63,8	0,450	6,4	345	910	300	0,815	0,0287	0,0222
20	ОП3	68,3	0,550	6,8	310	930	270	0,871	0,0316	0,0227
21	ОП3	73,3	0,400	7,3	260	750	250	0,847	0,0193	0,0219
22	ОП2	76,9	0,400	7,7	200	600	220	0,777	0,0148	0,0186
23	ОП2	77,4	0,350	7,7	195	580	210	0,799	0,0126	0,0183
24	РТ(400)	77,5	0,600	7,8	305	670	220	0,838	0,0000	0,0290
25	РТ(400)	74,2	0,250	7,4	200	450	120	0,728	0,0000	0,0173
26	РТ(400)	71,4	0,126	7,2	100	120	40	0,504	0,0000	0,0081
27	ОП3	69,8	0,124	7,0	295	890	260	0,880	0,0068	0,0227
28	ОП3	69,4	0,100	6,9	291	900	265	0,847	0,0054	0,0219
29	ОП1	69,5	0,117	6,9	200	600	170	0,908	0,0043	0,0151
30	ОП2	70,1	0,035	7,0	240	710	235	0,795	0,0015	0,0185
31	ОП2	72,5	0,249	7,3	225	680	230	0,788	0,0104	0,0187
32	ОП2	75,1	0,150	7,5	210	610	220	0,797	0,0058	0,0186
33	ОП2	78,1	0,350	7,8	195	600	215	0,787	0,0126	0,0187
34	ОП2	76,2	0,600	7,6	200	580	210	0,806	0,0222	0,0182
35	РТ(400)	78,1	0,400	7,8	310	720	235	0,874	0,0230	0,0297
36	РТ(400)	75,8	0,250	7,6	280	700	210	0,891	0,0130	0,0254
37	РТ(400)	74,2	0,250	7,4	210	500	140	0,809	0,0097	0,0181
38	РТ(400)	72,3	0,250	7,2	190	250	150	0,983	0,0088	0,0156
39	РТ(400)	70,4	0,107	7,0	80	30	10	0,160	0,0016	0,0062
40	ОП3	70,8	0,193	7,1	280	820	250	0,881	0,0100	0,0222
41	ОП3	73,8	0,450	7,4	250	790	245	0,837	0,0208	0,0215
42	ОП3	77	0,450	7,7	240	720	235	0,874	0,0200	0,0224
43	ОП3	78,7	0,545	7,9	225	700	230	0,855	0,0227	0,0220
44	РТ(400)	77,9	0,350	7,8	310	730	240	0,894	0,0201	0,0296
45	РТ(400)	74,3	0,500	7,4	215	480	150	0,845	0,0199	0,0186
46	РТ(400)	71,1	0,304	7,1	160	120	50	0,396	0,0090	0,0127
47	ОП2	70,4	0,096	7,0	240	710	235	0,799	0,0043	0,0186
48	ОП2	72,4	0,400	7,2	225	680	230	0,787	0,0167	0,0185
49	ОП2	74,7	0,350	7,5	210	620	225	0,775	0,0136	0,0185
50	РТ(400)	72,6	0,509	7,3	200	370	120	0,744	0,0189	0,0167
51	ОП3	72,1	0,841	7,2	265	810	230	0,923	0,0412	0,0217
52	ОП3	73,6	0,151	7,4	255	770	220	0,948	0,0071	0,0219
53	РТ(400)	72,5	0,544	7,3	290	320	230	0,985	0,0292	0,0242
54	ОП3	70,2	0,056	7,0	280	860	260	0,840	0,0029	0,0217
55	ОП3	70,2	0,046	7,0	280	860	265	0,824	0,0024	0,0217
56	ОП3	69,8	0,054	7,0	295	880	270	0,847	0,0029	0,0227
57	ОП3	69,7	0,200	7,0	290	890	250	0,898	0,0107	0,0223
58	РТ(500)	69,6	0,455	7,0	460	810	245	0,689	0,0388	0,0353
					48

Окончание таблицы 22

59	РТ(500)	69,5	0,095	6,9	458	800	130	0,368	0,0080	0,0346
60	НП	69,7	0,131	7,0	152	450	125	0,942	0,0037	0,0117
61	НП	70,4	0,170	7,0	150	410	250	0,469	0,0047	0,0116
62	ОП3	70,3	0,343	7	280	850	250	0,875	0,0178	0,0217
63	ОП3	70,5	0,257	7,1	275	870	260	0,829	0,0131	0,0217
64	ОП3	72	0,350	7,2	265	810	250	0,848	0,0172	0,0216
65	ОП3	74	0,199	7,4	255	790	245	0,856	0,0094	0,0220
66	РТ(400)	73,5	0,751	7,4	190	300	120	0,773	0,0264	0,0163
67	РТ(400)	71	0,214	7,1	180	110	50	0,352	0,0071	0,0143
68	РТ(400)	69,5	0,776	6,5	160	380	120	0,964	0,0230	0,0115
69	ПТ(1ст.)	55	0,289	5,5	0	0	0	0	0	0
70	ПТ(1ст.)	45	0,122	4,5	0	0	0	0	0	0
71	ПТ(1ст.)	35	0,047	3,5	0	0	0	0	0	0
72	ПТ(1ст.)	25	0,033	2,5	0	0	0	0	0	0
73	ПТ(1ст.)	15	0,019	1,5	0	0	0	0	0	0
74	ПТ(1ст.)	5	0,006	0,5	0	0	0	0	0	0

По данным таблицы 22 можно определить самый высокий КПД на участке 52 профиля пути. Он составляет 94,8%. Это значение обусловлено загрузкой ТД по мощности близкой к номинальной.

49

9. Тяговый расчет на ЭВМ

Тяговый расчет на ЭВМ осуществляется на основе аналитического решения уравнения движения поезда. Дифференциальное уравнение движения поезда можно получить в двух видах:

dV

f

;

V

dV

f

.

(9.1)

dt

1

д

dS

1

д

где и ` - коэффициенты учитывающие единицы измерения; (1+ ) – коэффициент учитывающий увеличение массы поезда за счет

вращающихся частей;

fд – равнодействующая сил действующих на поезд.

ад=ал-ил-цд цш-цкр

(9.2)

Для расчета на ЭВМ необходимы следующие данные:

начальная и конечная станции участка;

тип локомотива;

масса состава;

количество и состав вагонов;

максимальная ступень ОП;

температура окружающей среды;

начальная температура ТД;

расчетный тормозной коэффициент;

тип тормозных колодок.

Расчет будем производить для условия наименьшего времени движения поезда по перегону.

После расчета получены следующие данные приведенные в таблице 23.

Таблица 23 – Результаты тягового расчета на ЭВМ

		Время	Расход	Возврат
	Перегон	хода,
			электроэнергии, кВт ч	электроэнергии, кВт ч
		мин
	Смазнево-Заринская	29,7	1692,2	306,5
	Заринская-Батунная	13,6	856	71,4
	Смасзнево-Батунная	43,3	2548,2	377,9

Максимальная температура перегрева ТД составила 55 0С на 375,2 км.

50