РАСЧЕТ МАССЫСОСТАВА ГРУЗОВОГО ПОЕЗДА В УСЛОВИЯХ
ЭКСПЛУАТАЦИИ
Общие положения
Норма массы состава грузового поезда – один из важнейших показателей, который определяет количественную и качественную стороны работы железной дороги и, прежде всего, размеры движения, мощность локомотивов, полезную длину приемоотправочных путей и динамическую прочность сцепных приборов подвижного состава.
Увеличение масс составов в допустимых пределах позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, снизить себестоимость и повысить экономичность перевозок, улучшить использование силы тяги и мощность локомотива, снизить удельный расход электрической энергии или топлива на тягу поездов.
Чрезмерно большая масса состава может вызвать преждевременный выход из строя оборудования локомотива.
Масса грузового состава рассчитывается исходя из полного использования мощности и тяговых качеств локомотива при движении по наиболее тяжелому подъему в соответствии с нормами, приведенными в ПТР [ 9 ]. В целях повышения провозной способности линий, для обеспечения унифицированной массы состава и технической скорости движения, необходимо предусматривать применение кратной тяги и подталкивания на лимитирующих перегонах, безостановочный пропуск поездов по станциям, за которыми расположены крутые подъемы и т.д.
Массу состава пассажирских поездов устанавливает МПС по целым направлениям в зависимости от категории поезда (скорый, пассажирский, туристический, пригородный).
На тех участках дорог, где климатические условия значительно изменяются в зависимости от времени года, расчетная масса состава должна определяться для летнего и зимнего периодов.
Масса состава, рассчитанная по нормам ПТР, должна быть проверена в опытных поездках, проводимых в соответствии с инструктивными указаниями МПС.
Выбор расчетного подъема
Перед расчетом массы состава грузового поезда анализируют профиль пути и выбирают наиболее тяжелый для движения поезда подъем, называемый расчетным (iр). Если наиболее крутой подъем имеет большую протяженность, и при движении по нему скорость будет снижаться и достигнет установившегося наименьшего значения, допустимого ПТР, то такой подъем и принимают за расчетный.
Если же наиболее крутой подъем имеет небольшую протяженность, а характер прилегающих к нему элементов профиля пути, допускаемые скорости по состоянию пути и расположение остановочных пунктов позволяют установить, что этот подъем может быть преодолен с использованием кинетической энергии поезда, то такой подъем не следует принимать за расчетный. В этом случае выбор расчетного подъема усложняется, и массу состава определяют с учетом использования кинетической энергии поезда (метод подбора).
Для более точного учета влияния профиля пути на характер движения поезда по труднейшим подъемам ПТР рекомендует длину спрямляемого участка брать не более длины поезда, определяемой длиной приемоотправочных путей, разбивая соответствующий профиль на части с таким расчетом, чтобы на одной из них при наибольшем подъеме оказалась кривая (кривые) с наименьшим радиусом. Это место на профиле пути и будет наиболее трудным (расчетным) подъемом. Длину спрямленного элемента разрешается принимать и более длины поезда, но только в случае отклонения смежных уклонов не более чем на 0,3 ‰.
Величину расчетного подъема определяют по формуле [ 9 ]
, (4.1)
где 
– спрямленный профиль с учетом дополнительного сопротивления от кривых в плане пути, ‰; 
– спрямленный продольный профиль пути, ‰; 
– крутизна спрямленного участка в плане пути (дополнительное сопротивление от кривых wr) в пределах длины поезда lп, определяемое по формулам (3.17) – (3.19) или (3.21) – (3.23), ‰.
Величина спрямляемого элемента в продольном профиле пути определяется по формуле
, (4.2)
где Нк и Нн – соответственно конечная и начальная отметки продольного профиля пути спрямленного элемента, м; Sc – длина спрямленного элемента, м.
Если на наиболее трудном подъеме, длиной более длины поезда, находится одна или несколько кривых малого радиуса, то для расчета по формулам (3.17) – (3.19) или (3.21) – (3.23) выбираются те кривые, которые дают наибольшее дополнительное сопротивление в пределах длины поезда.
Пример. Определить величину расчетного подъема, приведенного на рис.4.1. На рисунке показан действительный план и профиль пути. Кривые малого радиуса, которые дают наибольшее дополнительное сопротивление, находятся на подъеме i = 8.1 ‰.
Определяем величину спрямленного продольного профиля по формуле (4.1):
По формуле (3.19) определяем дополнительное сопротивление от кривых (фиктивный подъем) при длине поезда lп = 850 м:
Определяем общую величину расчетного подъема
