Условием движения с постоянной скоростью является равенство касательной силы тяги локомотива полной силе сопротивления движению поезда. Применительно к движению на расчетном подъеме это условие выражено формулой
Fкр=mс*q(w//о+iр)+mл*q(w/о+iр) (3.1)
где mл- расчетная масса локомотива;
w/о и w//о- основное удельное сопротивление движению
соответственно локомотива и состава, Н/кН;
iр- крутизна расчетного подъема, 0/00.
Крутизну расчетного подъема определяют по формуле
iр= iд+ iф (3.2)
где iд- крутизна действительного подъема, 0/00;
iф- крутизна фиктивного подъема, 0/00.
Крутизна фиктивного подъема
iф=(700/R)*(Sкр/S) (3.3)
где R- радиус кривой, м;
Sкр- длина кривой, м;
S- длина элемента, м.
w/0 = 1,9+0,01V+0,0003V2 (3.4)
Величины w/0 и w//0 определяют для расчетной скорости локомотива Vр.
При электрической тяге Vр принимаем равной 42 км/ч и mл=190 т.
w/0 = 1,9+0,01*42+0,0003*422=2,85 Н/кН
Основное удельное сопротивление состава в Н/кН определяется по формуле:
- для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках
w//04 = 0,7 +(3+0,1V+0,0025V2)/m 04 (3.5)
Основное удельное сопротивление 8-осных вагонов
w//08 = 0,7 +(6+0,038V+0,0021V2)/m08 (3.6)
Здесь m 04, m 08 –масса, приходящаяся на одну колесную пару
соответственно 4-, 8-осного вагона, т/ось.
m 04 = m 4/4, m 08 = m 8/8 (3.7)
где m 4, m 8 –масса брутто соответственно 4-, 8-осного вагона.
m 04 = 74/4=18,5 т/ось, m 08 = 162/8=20,25 т/ось
w//04 = 0,7 +(3+0,1*42+0,0025*422)/18,5=1,33 Н/кН
w//08 = 0,7 +(6+0,038*42+0,0021*422)/20,25=1,26 Н/кН
w//0 =(8*1,26 + 92*1,33)/100=1,32 Н/кН
Основное удельное сопротивление движению состава, сформированного из вагонов различных типов, определяют по формуле
w//0=(р8*w//08+р4*w//04)/100 (3.8)
где р8, р4-процент соответственно восьмиосных и четырехосных вагонов.
F/ кр=7700*9,81(1,32+8,5)+190*9,81(2,85+8,5)=741773Н=742 кН
Т.к. F/ кр ≥ F кр, значит уменьшаем массу состава.
1. F/ кр=5100*9,81(1,32+8,5)+190*9,81(2,85+8,5)=512460Н=513 кН
2. F/ кр=5050*9,81(1,32+8,5)+190*9,81(2,85+8,5)=507643Н=508 кН
Выбираем массу состава 5050 т.
Проверяем правильность выбора серии локомотива по условию:
Fкр=(1,0-1,05)F/кр (3.9)
Выбираем локомотив серии ВЛ80р с расчетной силой тяги 512 кН.
Расчетные параметры локомотива ВЛ80р
Расчетная сила тяги Fкр , Н 512000
Расчетная скорость Vр , км/ч 43,5
Расчетная масса mл, т 192
Конструкционная скорость Vконстр , км/ч 110
Сила тяги при трогании с места Fк тр , Н 691000
Длина локомотива lл , м 33
w/0 = 1,9+0,01*43,5+0,0003*43,52=2,9 Н/кН
w//04 = 0,7 +(3+0,1*43,5+0,0025*43,52)/18,5=1,35 Н/кН
w//08 = 0,7 +(6+0,038*43,5+0,0021*43,52)/20,25=1,27 Н/кН
w//0 =(8*1,27 + 92*1,35)/100=1,34Н/кН
F/ кр=5050*9,81(1,34+8,5)+192*9,81(2,9+8,5)=508951Н=509 кН