Построение тяговой характеристики тепловоза

Практическая работа №2

Цель: научится порядку построения тяговой характеристики локомотива и нанесению действующих ограничений.

Оборудование: ПТР, таблицы расчетов, лист миллиметровой бумаги.

Порядок выполнения работы:

1. Произвести расчеты F_k во всем диапазоне скоростей от 0 до V_{констр.}

2. Произвести расчеты Fсц во всем диапазоне скоростей от 0 до 60 км/ч.

3. Построить F_K = f(v) на миллиметровой бумаге с действующими ограничениями.

Содержание отчета:

1. Произвести расчеты F_k во всем диапазоне скоростей от 0 до V_{констр.} И заполнить таблицу:

 

V км/ч	FK кН	ψк	Fсц кН
-

 

2. На основании таблицы построить тяговую характеристику.

3. Сделать выводы по работе.

Основное назначение любого локомотива, в том числе и тепловоза, создавать силу тяги, необходимую для преодоле­ния силы сопротивления при трогании с места и при даль­нейшем разгоне состава, как на площадке, так и на любом другом профиле пути.

Графическая зависимость касательной силы тяги F_к раз­виваемой на ободах колес локомотива, от скорости движе­ния называется тяговой характеристикой F_K= f(v).

 

Тяговая характеристика упрощенно может быть рассчи­тана по касательной мощности тепловоза в кН

F_k =(3.6_* Р_к)/v

 

где Р_к - касательная мощность тепловоза, кВт;

v - скорость движения, км/ч;

F_K - касательная сила тяги, кН.

 

Касательная полезная мощность локомотива, реа­лизуемая на ободе колес при условии установившегося дви­жения, определяется из выражения:

 

Р_к = Р_e*η_пер* β_всп

 

где Р_е - эффективная мощность дизеля, кВт;

η_пер - КПД электрической передачи;

β_всп - коэффициент, учитывающий расход энергии на привод вспомогательных агрегатов.

 

КПД электрической передачи: постоянного тока рассчитывается η_пер =η_г*η_д*η_м ;

переменно-постоянного тока рассчитывается η_пер = η_г*η_д*η_{м *}η _ву.

где η_г - КПД главного генерато­ра;

η_д - КПД электродвигателя;

η_м - КПД зубчатой передачи;

η_ву - КПД выпрямительной установки.

Для предварительных расчетов можно принять:

η_г = 0,93-0,95;

η_д = 0,85-0,88;

η_м = 0,975;

η_ву = 0,99.

 

Коэффициент β_всп определяется из выражения

β_всп = (Р_e - Р_всп)/ Р_e;

Затраты мощности на привод вспомогательных агрега­тов Р_всп приведены в исходных данных.

 

Задаваясь значениями скорости движения от 0 до v_констр через 5 км/ч получим ряд значений силы тяги.

По резуль­татам расчетов построим зависимость F_K = f(v);

ВНИМАНИЕ! Тяговая характеристика строится на миллиметровой бумаге формата А4 и подшивается в пояснительную записку, внизу листа вычерчивается стандартный штамп высотой 15мм, по контуру листа вычерчивается стандартная рамка, с отступами 20мм от левого края и по 5мм от оставшихся.

 

Для нанесения на тяговую характеристику ограничения силы тяги по условиям сцепления колес с рельсами необхо­димо воспользоваться основным законом локомотивной тяги F_K ≤ F_сц (F_сц — сила сцепления колес с рельсами, кН).

Сила сцепления колес с рельсами определится

F_сц = ψ_к* Р_сц*m

где ψ_к — расчетный коэффициент сцепления;

Р_сц — осевая нагрузка тепловоза;

m — число движущих осей.

Осевая нагрузка колес тепловоза на рельсы высчитывается из условия веса локомотива приведенного в ПТР (таб. 22).

Конструкционная скорость локомотива принимается согласно ПТР (таб. 22).

 

 

Расчетный коэффициент сцепления F_K определится из выражений:

для тепловозов ТЭ10 (любой модификации)

ψ_к = 0,118 + 4/(22+v)

для остальных серий тепловозов

ψ_к = 0,118 + 5/(27,5+v)

 

Величина F_cц вычисляется для скоростей движения: 0, 5, 10, 20, 30 км/ч.

При нанесении на тяговую характеристику ограничения по сцеплению кривая F_сц = f(v) должна пере­секать зависимость F_K = f(v).

Точка пересечения кривых указывает на скорость движе­ния, при которой осуществляется выход на автоматическую кривую полного использования мощности силовой установки.

Если на тяговую характеристику нанести графическую зависимость = f(v)полного сопротивления поезда от ско­рости, то точка пересечения кривых определит равномерную скорость движения поезда для того профиля пути, для кото­рого построена зависимость.

 

На рис. 1 приведена примерная тяговая характеристи­ка тепловоза с нанесенными на ней ограничениями, которую должен построить студент по своим исходным данным.

Рис. 1 Тяговая характеристика тепло­воза

 

Исходные данные:

 

№ Вар.	Рe дизеля	Рвсп	тепловоз
			ТЭ3
			М62
			2М62
			2ТЭ10Л
			2ТЭ10М
			3ТЭ10М
			2ТЭ10М
			2ТЭ10В
			2ТЭ10М
			2ТЭ116
			ТЭ3
			М62
			2М62
			2ТЭ10Л
			2ТЭ10М
			3ТЭ10М
			2ТЭ10М
			2ТЭ10В
			2ТЭ10М
			2ТЭ116
			ТЭ3
			М62
			2М62
			2ТЭ10Л
			2ТЭ10М
			3ТЭ10М
			2ТЭ10М
			2ТЭ10В
			2ТЭ10М
			2ТЭ116