Otvety_tyaga
.pdf
Билет №22
1. (26) Нагревание тягового двигателя и его определение в тяговых расчетах.
Все расчеты на нагревание ТЭД как при номинальном напряжении контактной сети(КС), так и при напряжении, отличающимся от номинального, производятся путем определения превышения температуры лимитирующих обмоток над температурой наружного воздуха.
Наибольшее допускаемое превышение температуры обмотки над температурой окружающего воздуха при его максимальной температуре ≤ 400С определять по табл.18.
Начальные данные: расчетную температуру наружного воздуха принимать по данным метеорологических станций как среднюю многолетнюю оп замерам в 7,13,19 ч по местному времени и рассчитывать по формуле:
|
= 7 + 213 + 19 |
|
|
|
4 |
|
||
Расчетную температуру определять отдельно для летнего периода и отдельно для зимнего.
Определение превышения температуры ТЭД.
Перегрев обмоток ТЭД определять, руководствуясь изменением тока I=I(s)по формуле:
= ∞ |
∆ |
+ 0(1 − |
∆ |
) |
|
|
|||
|
|
|
||
Остывание ТЭД (при езде без тока) рассчитывается по формуле:
∆= 0 (1 − )
При этом интервалы времени ∆ выбирать при условии ∆Т ≤ 0,1.
Наибольшее значение превышения температуры , полученное при тяговом расчете, привести к расчетной температуре наружного воздуха с учетом устройств снегозащиты по формуле:
р = КсзКнв
Где Ксз – коэффициент, учитывающий снегозащиту (1,1-для зимних условий, 1 – для летних);
Кнв – коэффициенты приведения превышения температуры обмоток ТЭМ к расчетной температуре окружающего воздуха.
При напряжении, отличном от номинального, расчет нагревания ведется так же, как при номинальном.
2. (31) Графический метод построения кривой времени движения поезда.
Кривую времени движения поезда t ( L ) строят обычно также графическим методом МПС по кривой скорости V ( L ) по таблице масштабов, с учетом полюсного расстояния . При этом линейку прикладывают к двум точкам, одна из которых находится на оси времени и соответствует средней скорости в данном интервале, а другая точка всегда расположена начале координат справа от оси времени на расстоянии Δ, и перпендикулярно линейке проводят отрезок кривой времени в пределах пройденного пути. Далее процедура повторяется. Сначала целесообразно построить кривую t (L ) для безостановочного движения поезда. Для варианта движения с остановками на раздельных пунктах кривую t ( L ) можно строить не на всем участке, а только от точек расхождения кривых V ( L ) перед остановками до точек их схождения после остановок. Тогда время хода поезда по участку будет равно сумме времен движения по перегонам и станциям в режимах разгона и торможения.
По кривым t (L ) определяют время хода по перегонам и в целом по участку, время на разгон и замедление при остановках, разницу времени хода средних скоростей по разным вариантам и т . п. Средние скорости движения поезда по перегонам и в целом по участку зависят от их длины L и времени хода Т и определяются по формуле Vt=L / T.
Билет №23
1. (28) Удельные ускоряющие и замедляющие силы поезда.
Удельные ускоряющие (замедляющие) силы характеризуют ускорение (замедление) поезда в различных режимах движения на прямом горизонтальном участке пути, они используются при решении уравнения движения поезда.
Удельную ускоряющую силу поезда массой m в режиме тяги определяют по формуле [1], кН:
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
10 |
3 |
|
f |
|
f |
|
w |
|
|
|
w |
|
||
|
|
|
К |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
у |
|
к |
|
0 |
|
|
mg |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
()
где wо – основное удельное сопротивление движению поезда.
|
|
|
w |
m |
л |
w |
m |
c |
||
w |
|
|
0 |
|
c |
|
||||
0 |
|
m |
|
m |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
л |
c |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
()
Расчет fУ выполняется для ограничивающих линий и тяговых характеристик
Fк(V).
Расчет удельных замедляющих сил поезда в режиме выбега и пневматического торможения
Удельную замедляющую силу поезда в режиме выбега определим по выражению, Н/кН:
fз.в=wox |
, |
() |
где wох – основное удельное сопротивление движению поезда в режиме выбега:
w0
w’
|
|
w' m w m |
|
|
|
л |
o |
c |
|
x |
|
m |
m |
, |
|
|
|
||
|
|
л |
c |
|
|
|
|
||
х=2,4+0,011V+0,00035·V2.
()
()
Расчет произведем для ряда скоростей от 0 до 100 км/ч.
Удельную тормозную силу поезда bп.т при экстренном пневматическом торможении определим по формуле, Н/кН:
bп.т=1000 к.рр,
где к.р – расчетный коэффициент трения тормозных колодок;
р – расчетный тормозной коэффициент.
Значение к.р для композиционных тормозных колодок определим по формуле:
к.р |
0,36 |
V 150 |
|
|
2V 150 . |
||||
|
|
|||
Наименьшее значение тормозного коэффициента р согласно нормативам тормозных расчетов для грузовых груженых поездов с композиционными колодками и максимальной скоростью движения до 100 км/ч примем 0,33.
Удельную замедляющую силу поезда в режиме служебного пневматического торможения рассчитаем по формуле, Н/кН:
fз.п.т=wох+0,3·bп.т |
() |
где 0,3 – степень использования расчетного тормозного коэффициента.
Расчет удельных замедляющих сил поезда в режиме электрического торможения
При электрическом (рекуперативном) торможении электровоза удельную замедляющую силу, действующую на поезд массой m, найдем по формуле:
f |
з.р |
|
b |
к |
w |
0 |
|
|
|
B |
к |
|
||
|
|
|
|
mg |
|
w |
0 |
|
,
()
где bк – удельная тормозная сила электрического тормоза электровоза.
При построении используем следующие масштабы:
mf = 6 мм/(Н/кН) |
mv = 1 мм/(км/ч) |
2. (49) Пути снижения расхода электроэнергии на тягу поездов.
Билет №24
1. (42) КПД электровоза и влияние на него различных факторов.
•Неполная загрузка электровозов в эксплуатации. По данным Всероссийского научноисследовательского и проектноконструкторского института электровозостроения (ВЭлНИИ), средняя загрузка электровоза равна 30–40 %. При этом существенно снижается КПД.
•Потери при торможении поезда. Они могут составлять 15–20 %. Рекуперация тока обеспечивает возврат энергии по сети порядка 3–5 %
•Потребление реактивной мощности электровозами переменного тока. У электровоза ВЛ80С коэффициент мощности в расчетном режиме — 0,86, но в обычных частичных нагрузках он равен 0,8. Тягу обеспечивает только активная составляющая мощность.
•Потери на вспомогательных машинах. Обычно на них приходится 2–3 % потребляемой энергии, но в частичных режимах и на стоянках, когда они работают, потери могут достигать 6–8 %.
•Потери при боксовании колес, которые достигают 5 %
•Пусковые потери. Обычно у электровозов постоянного тока они составляют 2 %, но из-за нештатных ограничений движения доходят до 5 %.
•Снижение скорости движения, идущее вразрез с графиком, внеплановые ограничения, всегда приводящие к увеличению потерь энергии.
2. (48) Влияние конструкции механической части и электрической схемы на тягово-сцепные качества электровоза.
Важным фактором является равномерность нагрузок от колесных пар на рельсы. Наибольшую силу тяги локомотива можно получить при равномерном распределении веса локомотива между движущимися
колесными парами, чтобы каждая из них развивала наибольшую силу тяги. В действительности достичь равномерных нагрузок от колесных пар на рельсы трудно.
Касательная сила тяги условного двухосного локомотива Fк=F+F приложена на уровне головки рельса, а силы сопротивления движению от состава действуют на кузов электровоза через автосцепные приборы. Эти силы, направленные в разные стороны, приложены на плече h, равном высоте оси автосцепки над уровнем головок рельсов; они образуют так называемый опрокидывающий момент Мо, который разгружает переднюю по ходу колесную пару на величину ΔGк и перегружает заднюю колесную пару на ту же величину.
У реального электровоза, например, у четырехосной секции электровоза перераспределение вертикальных нагрузок происходит как между тележками (фактически эта ситуация рассмотрена выше), так и между колесными парами в каждой тележке.
Колебания локомотива, а следовательно, и степень разгрузки колесных пар зависят от конструкции его экипажной части, жесткости рессорного подвешивания и характеристик гасителей колебаний, жесткости пути и наличия на нем неровностей (стыков), а так же от скорости движения.
Расхождение характеристик тяговых двигателей и диаметров колесных пар так же являются отрицательным фактором. Колесная пара, которая развивает самую большую силу тяги, раньше потеряет сцепление с рельсами и начнет боксовать.
Среди прочих факторов на реализацию сцепления и, соответственно на тягово-сцепные качества электровоза определенное влияние оказывают соединение его тяговых электродвигателей (ТД) и распределение вертикальных нагрузок от колесных пар на рельсы.
Билет №25
1. (30) Графический метод построения кривой скорости движения поезда.
Кривую скорости движения поезда V(l) построим на спрямленном и приведенном профиле пути графическим методом МПС с помощью диаграммы удельных ускоряющих и замедляющих сил в масштабе, выбранном в разд. 4, при этом кривая V(l) состоит из отдельных отрезков (интервалов). Для движения поезда используем режимы тяги, выбега, пневматического и электрического торможения, их чередование определяется профилем пути, временем хода, массой поезда и другими факторами.
Поезд принимается в виде материальной точки, расположенной в его середине, в которой сосредоточена вся масса.
Для построения берем интервал скорости 10км/ч, находим среднее 5км/ч, проводим линию АА1 до пересечения с диаграммой удельных ускоряющих сил. Берем величину уклона, откладываем ее на оси координат удельных ускоряющих сил, переводим в масштаб откладываем в нужную сторону и ставим точку. Затем соединяем линию АА1 на месте пересечения с диаграммой и точку отложенную на оси. Берем перпендикуляр к этой линии и получаем часть кривой скорости 0-10км/ч и т.д. Тормоз или выбег по той же схеме, но на диаграмме удельно замедляющих.