Otvety_tyaga

= + + + – уравнение баланса сил в режиме тяги= − − − = – ускоряющая сила (инерции)

= – уравнение движения поезда в полном виде

= – удельная ускоряющая сила в режиме тяги

= = = – уравнение движения поезда в удельном виде

∆ = ∆ – уравнение движения поезда в конечных разностях

= ∑ ∆ – суммарный путь, пройденный поездом от начальной точки до конечной

= ∑ ∆ – общее время прохождения поездом участка пути длинной L Методы решения уравнения движения поезда:

1)Аналитический – используется в теоретических исследованиях, для этого все характеристики ЭПС, профиль и план пути нужно задать аналитическими интегрируемыми выражениями, а остальные исходные данные задать дискретными значениями.

2)Численный – реализуется на ЭВМ (ПК) в виде компьютерных программ с использованием численных методов решение дифференциальных уравнений Эйлера, Рунге-Кутта и др.

3)Графо-аналитический – применяется при выполнении тяговых расчётов вручную с применением вычислительной техники (калькуляторов)

4)Графический – применяется при выполнении тяговых расчётов вручную, наиболее распространённый графический метод МПС.

Удельные ускоряющие и замедляющие силы на прямом горизонтальном участке (i=0), Н/кН:

Тяга = − ; = 103( )

Выбег тв = −ох

Пневматическое торможение пт = −(ох − р пт)

Электрическое торможение эт = −( − )

Также имеются таблицы для расчётов удельных ускоряющих и замедляющих сил: тяга, выбег и пневматическое торможение, электрическое торможение.

При графическом методе решения уравнения движения поезда необходимо определенное соотношение между масштабами скорости движения поезда (км/ч), удельных сил (Н/кН), пути (км), времени (мин).

Масштабы для построения диаграммы и кривых движения поезда: mf = 6 мм ∙ Н/кН; mv = 1 мм / км/ч; mt = 10 мм / мин; ml = 20 мм / км; ∆ = 30 мм

Для графического метода решения уравнения движения поезда необходимо заготовить лист миллиметровой бумаги, показав на нем профиль заданного участка пути. На листе миллиметровой бумаги по оси ординат откладывают в принятом масштабе скорость, а по оси абсцисс – длину (путь) заданного участка. При этом изображаются поэлементно площадки, спуски, подъемы заданного участка. Оси станций располагают посредине элементов профиля и, полагая, что центр поезда, принятый за материальную точку, в которой сосредоточена вся масса поезда, находится по оси станции, от нее будем вести траекторию движения этой точки.

Билет №3

1. (3) Современное состояние и перспективы развития скоростного движения на электрифицированных железных дорогах.

Создание высокоскоростного железнодорожного сообщения в Российской Федерации относится к числу немногих проектов национального масштаба, результаты которых предопределяют историческое развитие государства. Строительство разветвленной инфраструктуры высокоскоростного железнодорожного транспорта меняет традиционные представления о пространстве, консолидирует нацию и, в конечном итоге, является залогом успеха страны в будущем.

Главная цель программы – это ускорение темпов экономического роста и повышение качества жизни населения России за счет создания сети скоростного и высокоскоростного железнодорожного сообщения, обеспечивающего оптимальное для пассажиров соотношение скорости и безопасности, комфорта и стоимости проезда.

В рамках программы предусмотрена реализация 20 проектов организации СМ и ВСМ, что позволит организовать более 50 скоростных маршрутов, по которым будет совершаться не менее 84 млн. поездок в год, а общая протяжённость линий со скоростями более 160 км/ч, составит более 11 тыс. км.

Сеть СМ и ВСМ в сочетании с пригородным движением создадут интегрированную транспортную систему, предоставляющую максимально эффективную услугу по перевозке пассажиров в стране.

Программа реализуется в три этапа:

1 этап: 2016-2020 гг. – реализация пилотных проектов создания инфраструктуры скоростного и высокоскоростного движения

2 этап: 2021 - 2025 гг. – региональная «экспансия» скоростного и высокоскоростного движения

3 этап: 2026-2030 гг. – формирование скоростных и высокоскоростных железнодорожных коридоров

Проект предполагает создание самого современного высокоскоростного подвижного состава – по безопасности, комфорту и качеству услуг пассажирам на борту поезда. В ходе его разработки используется международный и отечественный опыт с локализацией технологий (не менее 80%) на территории России. В России созданы все условия для производства подвижного состава такого уровня.

2. (12) Физические основы образования касательной силы тяги электровоза.

Сила тяги возникает в результате трения (сцепления) между вращающимся колесом локомотива и рельсом. Касательная сила тяги образуется в месте контакта движущих колёс и рельсов, а сумма всех этих сил есть касательная сила тяги локомотива

Вращающий момент тягового электродвигателя электровоза через зубчатую передачу передается на колесную пару; этот момент Мк в соответствии с правилами механики можно представить в виде пары сил Fк с плечом действия Rк (здесь Rк — радиус колеса). Итак, Mк = Fк ∙ Rк, а Fк=Mк/Rк.

Колесная пара давит на рельсы с определенной силой, поэтому между колесом и рельсом возникает сцепление, препятствующее проскальзыванию колес. Если сцепление достаточно, то в точке касания колеса и рельса возникает сила, равная по значению силе, но противоположно направленная. Эта сила и является той внешней силой, без которой невозможно движение; ее называют касательной силой тяги на ободе колеса.

Вращающий момент на валу тягового двигателя: М = Ф м

ηм – коэффициент потерь ТД (вращающего момента)

Частота вращения вала тягового двигателя: = д−д , об/мин

Ф

Вращающий момент КП: Мк = Мд зп Частота вращения КП: к = д

Передаточное число ЗП: = к

Грузовые электровозы: = 3,5 … 4,5; пассажирские: = 2,5 … 3,5

Мк 2Мк

к = к = к

Билет №4

1. (4) Преимущества электрической тяги по сравнению с тепловозной тягой.

Электрическая тяга в сравнении с другими видами тяги (паровой и тепловозной) имеет следующие преимущества:

1)КПД электрической тяги зависит от КПД электрических станций, линий электропередачи, тяговой подстанции, контактной сети и КПД самого электрического локомотива. В 1970г с учётом всех потерь эксплуатационный КПД электрической тяги составил 21,5%, тепловозной – 20% и паровой – 3,5

– 5%.

2)При электрической тяге возможен возврат электрической энергии в контактную сеть во время движения поезда по спуску (рекуперация электрической энергии). В 1970г благодаря рекуперативному торможению сэкономлено около 550 млн. кВт∙ч эл. энергии. Кроме того, применение рекуперативного торможения уменьшает износ тормозных колодок и колес вагонов, при этом повышается безопасность движения поездов из-за наличия дополнительного торможения (рекуперативного).

3)Мощность электровозов практически не ограничена первичным источником эл. энергии, в то время как у тепловоза она ограничена дизелем.

2. (17) Силы, действующие на поезд при установившейся скорости движения.

Установившийся режим движения поезда наступает тогда, когда работа внешних сил за цикл не изменяет его энергии, т.е. суммарная работа внешних сил за цикл движения равна нулю. В пределах цикла текущее значение суммарной работы не равно нулю. Работа может быть то положительной, то отрицательной. При положительной величине работы машина увеличивает свою кинетическую энергию за счет увеличения скорости, то есть разгоняется. На участках, где суммарная работа отрицательна, кинетическая энергия и скорость машины уменьшается, машина притормаживается. В установившемся режиме величины увеличения скорости на участках разгона и снижения на участках торможения за цикл равны, поэтому средняя скорость движения Vср = const постоянна.

Согласно первому закону Ньютона при постоянной скорости движения поезда можно записать:

В режиме тяги = ∑ = 0 + +

В режиме выбега 0 = ∑ = 0 + +

В режиме торможения = ∑ = 0 + + Fпроф – сила, обуславливаемая профилем пути;

Fторм – сила, создаваемая тормозами поезда; Fт – сила тяги;

Fсопр – основное сопротивление действует постоянно и возникает, как только поезд начинает двигаться.

Виды установившегося движения:

1)Движение с Vср=const, на подъёме Fпроф<0, Fторм=0, суммарная сила F=Fт-Fcопр-Fпроф=0; т.е. замедляющая сила создаваемая профилем пути и сила осн. сопротивления компенсируется силой тяги.

2)Движение с Vср = const,на спуске Fпроф>0, Fторм<=0,Fт=>0, суммарная сила F=Fт-Fcопр+Fпроф - Fторм= 0; т.е. ускоряющая сила создаваемая профилем пути гасится основным сопр. или тормозом.

3)Движение с Vср = const, на равнине Fпроф =0, Fторм=0, Fт>0, суммарная сила F=Fт-Fcопр=0; т.е. сила тяги компенсируется основным сопротивлением.

Билет №5

1. (5) Режимы движения поезда, их особенности.

Поезд может находиться в трех режимах движения: в режиме тяги, когда у локомотива создается сила тяги; в режиме выбега, когда у локомотива нет силы тяги, и поезд движется за счет запасенной кинетической энергии (по инерции); в режиме торможения, когда создается тормозная сила.

Тяга (Т) – движение под током за счёт механической энергии, в основном вырабатываемой локомотивом из первичной энергии, а также за счёт накопленной ранее механической энергии (кинетической и потенциальной).

Выбег (В) – движение без тока за счёт накопленной ранее механической энергии (кинетической и потенциальной)

Торможение (Р) – движение за счёт накопленной ранее механической энергии (кинетической и потенциальной), при этом часть избыточной механической энергии превращается в другие виды энергии (тепловую, электрическую и другие).

Если силу тяги Fк, силы сопротивления Wк, силу торможения Вт поделить на вес поезда (масса, умноженная на ускорение свободного падения m*g), то получим, соответственно, удельную силу тяги, удельную силу сопротивления, удельную тормозную силу.

При движении поезда ускоряющая сила изменяется в связи с изменением режимов работы локомотива, плана и профиля пути. Наиболее общим случаем является ускоренное или замедленное движение и только в частных случаях – равномерное.

Ускоренное движение можно получить как в режиме тяги, так и в режиме выбега или торможения при следовании на спусках, когда составляющие от веса поезда окажутся больше сил сопротивления движению или суммы сил сопротивления движению и тормозной силы. Равномерное движение наступает при равенстве этих сил.

Замедленное движение может быть и в режиме тяги при следовании по подъему, когда сила тяги окажется меньше сил основного и дополнительного сопротивлений движению.

При fy > 0 – ускоренное движение, fy = const > 0 равноускоренное При fy < 0 – замедленное движение, fy = const < 0 равнозамедленное При fy = 0 – равномерное движение

2. (33) Регулирование скорости движения ЭПС постоянного тока в режиме тяги.

Регулировать скорость движения электроподвижного состава постоянного тока можно, изменяя три параметра: суммарное сопротивление в цепи якоря тяговых электродвигателей ΣRя, напряжение Uд, подводимое к двигателям

от контактной сети, и магнитный поток Ф тяговых электродвигателей, например, шунтируя обмотку возбуждения группой резисторов.

1) Перегруппировка ТД

2) Регулирование Rп на каждом соединении ТД