Организация обеспечения безопасности движения и автотормоза

Тормозной путь в метрах слагается из пути подготовки к торможению SП и пути действительного торможения SД:ST = SП + SД.Путь подготовки тормозов к действию в метрах определяется по формулеSП = 0,278 vнtn,где vн– скорость в начале торможения, км\ч; tn – время подготовки тормозов к действию, с.Время подготовки при автоматических тормозах определяется формулойtn=a – eI / bT,где а и е – коэффициенты из таблицы 4.1; bT – удельная тормозная сила при скорости начала торможения; i – спуск со знаком «-» или подъём со знаком «+».Таблица 4.1Коэффициенты формулыНаименование коэффициентаУзкая колеяЧисло осейМенее 200200-300Более 300а571012е7101518Действительный тормозной путь определяется по формуле,где vн и vк – начальная и конечная скорости в расчётном интервале, км/ч; bT + wox+ i – замедляющая сила при экстренном торможении при средней скорости в каждом интервале, кгс/т; ζ – замедление движения поезда под действием замедляющей силы в 1 кгс/т, км/ч2, принимаемое для грузового и пассажирского поезда равным 120, для одиночно следующего электровоза – 107, для одиночно следующего тепловоза – 112.Данное уравнение можно решить методом итераций, постепенно увеличивая v и определяя STи SД. Увеличивать v надо до такой величины, при которой сумма(SП + SД) достигнет заданной величины ST. Этим методом решать задачу целесообразно на персональном компьютере.Задача определения vдт может решаться также и графическим способом. Для этого необходимо построить две кривые: v(S) иSП(v). Ордината их пересечения и есть vдт.Найдем допускаемую скорость по тормозам для поезда (число осей 180) на спуске 11,4‰.По данным таблицы 3.1 на миллиметровом листе в третьем масштабе из таблицы 3.2 (1 км = 120 мм; 10 км/ч = 10 мм) строим зависимость r(v) = - (wox + bT) замедляющих сил при экстренном торможении (рисунок 4.1).От точки 0 вправо от оси S откладываем значение полного тормозного пути ST(в нашем случае1200м).На кривой r(v) = - (wox + bT) отмечаем точки, соответствующие средним значения скоростей выбранного скоростного интервала 10 км/ч (т.е. 5, 15, 25 и т.д.). Через эти точки из точки М=11,4, соответствующей крутизне заданного спуска, проводим лучи 1, 2, 3, 4 и т.д.Построение кривойv = f(S) начинаем от точки А, так как известно конечное значение скорости торможения, равное нулю. Из этой точки проводим перпендикуляр к лучу 1 до конца первого интервала, т.е. в пределах от 0 до 10 км/ч (отрезок АВ). Из точки В проводим перпендикуляр к лучу 2 до конца второго скоростного интервала от 10 км/ч до 20 км/ч (отрезок ВС). Из точки С проводим перпендикуляр к лучу 3 и т.д.В результате получаем ломаную линию ABCDEFG, которая представляет собой графическую зависимость скорости торможения от пути. Рассчитываем время подготовки тормозов к действию при конструкционной скорости тепловоза (Vконстр = 100 км/ч)tn=7 – 10 * 11,4/(-17,65) = 5,84 сОпределяем путь подготовкиSП = 0,278 * 110 *5,84 = 179 мСтроим зависимость SП =f(v)по двум точкамSП =f(100)=179 м иSП =f(0)=0. Точка пересечения N зависимости SП =f(v)и ломаннойABCDEFG определяется максимально допустимую скорость движения поезда на спуске 11,4‰, которая будет равна 61км/ч.Чтобы не выполнять подобные построения для каждого спуска участка, необходимо выполнить аналогичные расчёты для профиля пути с i = 0 ‰. Путь подготовки тормозов к действию при скорости v = 110 км/ч в этом случае будет иметь вид:SП = 0,278 * 110 *2 = 61 м,а допускаемая скорость по условиям торможения - 80 км/ч (рис. 4.1)Зная значения допускаемых скоростей на этих участках профиля пути, наносим их на диаграмму удельных сил и соединяем между собой. Эта линия будет ограничением по тормозам на спусках для данного поезда (пунктирная линия на рис. 3.1).5. Определение времени хода и средних скоростей движения поезда на участке способом установившихся скоростейСпособ установившихся (равномерных) скоростей основан на предположении, что на протяжении каждого элемента профиля пути поезд движется с равномерной скоростью, соответствующей крутизне профиля данного элемента.Равномерные скорости для каждого элемента определяются по диаграмме удельных равнодействующих сил. Для этого необходимо из точек на оси ±r(v), соответствующих крутизне элементов профиля пути, восстановить перпендикуляры до пересечения с кривой r(v) = fk – woхили с линией ограничения по тормозам, и из точек пересечения опустить перпендикуляр на ось скорости.Для подъёма, круче расчетного, величина равномерной скорости принимается равной расчетной скорости локомотива.Общее время нахождения поезда на участке в минутах определяется по формулегде Sj – длина j – го элемента, км; vj – равномерная скорость наj – м элементе, км/ч; ∑tст – суммарное время простоя на промежуточных станциях участка, мин; ∑tраз – суммарное время на разгон поезда после остановок на промежуточных станциях, мин; ∑tзам – суммарное время на торможение поезда при остановках на промежуточных станциях.При приближенных расчётах принимают tраз = 2 мин; tзам = 1 мин.Способ равномерных скоростей даёт хорошие результаты для равнинных профилей пути с однообразными и длинными элементами. На участках с резко изменяющимся профилем этот способ завышает время хода.При расчёте показателей использования локомотивов используют три вида средних скоростей движения поезда по участку: ходовую, техническую и участковую.Ходовой называется средняя скорость движения поезда на участке, которая определяется по формулегдеvx – ходовая скорость, км/ч; L– длина участка, км; Tx– среднее, ходовое время движения поезда по участку без учёта времени стоянок поезда на промежуточных станциях и времени затраченного на разгон и замедления поезда, мин.Технической скоростью называется средняя скорость движения поезда на участке, которая определяется с учётом суммарного времени, затраченного на разгон и замедления поезда на всех станциях участка по формулеУчастковой скоростью называется средняя скорость движения поезда на участке, которая определяется с учётом суммарного времени, затраченного на разгон и замедления поезда на всех станциях участка и с учётом суммарного времени стоянок поезда на промежуточных станциях по формулеРассчитаем время движения поезда методом равномерных скоростей и рассчитаем ходовую, техническую и участковую скорость на участке А0-Б-В в целом и по перегонам, а также коэффициент участковой скорости γу по данным о спрямленном профиле пути из табл. 1.2 (графа «туда») используя диаграмму удельных сил на рис. 3.1. Время стоянки на ст. Б: tст = 5 мин.Используя данные табл. 1.2, по диаграмме удельных сил (рис. 3.1) находим средние скорости движения для каждого элемента и определяем время движения по каждому элементу и по всему участку. Результаты вычислений сводим в табл. 5.1.Таблица 5.1 Расчёт времени хода поезда способом равномерных скоростейНомер элемента jДлина элемента Sj, кмУклон элемента ij, ‰vj, км/ч60Sj/vj, минРежимСт. А 11,050,0302,10тяга21,62,44561,70тяга35,59,21719,40тяга411,85660,90тяга51,6-5,50711,35х. ход60,50,0800,38тяга71,2511,089,37тяга81,54,64372,43тягаСт. Б 91,050,0302,10х. ход101,4-4,3731,15х. ход115,7-8,7655,26х. ход120,90,89830,65тяга131,5-11,4611,47х. ход140,50,0800,37тяга151,454,61372,35тягаСт. В 161,050,0302,10х. ход∑Sj=L =27,5560∑Sj/vj = Tx =53,08 минОпределяем ходовую скорость движения поезда на участке по формулеvx= 60 ∙ 27,55 / 53,08 = 31,14 км/ч.Определяем техническую скорость движения поезда на участке с учётом разгона и замедления поезда на промежуточной станции Б.Определяем участковую скорость движения поезда на участке с учётом остановки на ст. БОпределяем длины перегонов А-Б и Б-В. Длина перегона А-Б равна:LАБ= 14,525 км,а перегона Б-В:LБВ = LАВ - LАБ = 27,55 – 14,525 = 13,025 кмВсе остальные вычисления сводим в табл. 5.2.Таблица 5.2Время и скорости движения поезда на участке А-Б-ВПерегонРасстояние между станциями, кмВремя хода, минВремя на разгон, минВремя на замедление, минСкорость, км/чvxvтехvучА-Б14,52538,682122,5320,90-Б-В13,02516,42147,6540,28-А-В27,5553,084231,1427,9725,80Коэффициент участковой скоростиγу, определяет отношение участковой скорости vучк технической vтех, который в нашем случае имеет вид:6. Определение расхода топлива тепловозамиФактический (натурный) расход дизельного топлива тепловозом по заданному участку в килограммах определяется по формулеЕ = ∑ Gi ∆ti + gxtx,где Gi– расход топлива тепловозом на i-й позиции контроллера машиниста nк в зависимости от скорости движения, кг/мин; ∆ti – время работы дизеля на i-й позиции контроллера машиниста; gx – расход топлива тепловозом на холостом ходу, кг/мин; tx– суммарное время движения поезда в режиме холостого хода, при торможении и на стоянке, мин.Зависимости Gi = f(v, nк) приведены в ПТР, а для максимальной позиции контроллера машиниста Gmax=13,9 и режима холостого хода и торможения gx = 0,56.Чтобы сравнить расход топлива различными сериями локомотивов и для разработки норм расхода топлива рассчитывается удельный расход топлива, затраченный на единицу транспортной продукции.Единица продукции на железнодорожном транспорте – перевозочная работа, которая выражена в 10 тыс. тонно-километрах брутто (104 т ∙ км брутто) или пробег локомотивов, выраженный в 100 локомотивокилометрах (102 л∙км).Удельный натурный расход топлива, затраченный на единицу перевозочной работы определяется по формулее = 10000Е / mcL,где е – удельный расход топлива, кг/104 т ∙ км брутто;mc– масса состава, т; L – длина участка, км.Топливо характеризуется различными значениями теплоты сгорания. Для сравнения тепловой ценности, например угля и дизельного топлива, введено понятие условного топлива. Теплота сгорания 1 кг условного топлива принимается равной 29307 кДж (7000 ккал), что соответствует теплоте сгорания каменного угля и антрацита с невысоким содержанием балласта. Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг, поэтому эквивалент (коэффициент) перевода дизельного топлива в условное топливо будет равен 1,45. По теплотворной способности 1 кВт ч равен 3600 кДж (860 ккал) или эквивалент 122,8 г условного топлива (1кг.у.т = 8,143 кВт ч).Рассчитаем натурный, удельный и условный удельный расход топлива тепловозом 2ТЭ116У с составом массой 6100 т на участке А-В длиной 27,55 км, время движения в режиме тяги∑∆ti= 39,65, время движения в режиме холостого хода, торможения и стоянки следующее tx= 13,47 + 5 = 18,47 мин.Определяем натурный расход топлива по формулеЕ = 13,9 ∙ 39,65 + 0,56 ∙ 18,47 = 561,48 кгОпределяем удельный е и условный еу расход топливае =10000 ∙ 561,48 / 6100 ∙ 27,55 = 33,41 кг/104 т ∙ км бруттоеу = 1,45 ∙ 33,41 = 48,4 кг.у.т/104 т ∙ км бруттоСписок использованной литературы1. Постол Б.В. Тяга поездов: учебное пособие/Б.Г. Постол, Е.Н. Кузьмичёв. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2011. – 74 с.2. Правила тяговых расчётов для поездной работы. – М.: Транспорт, 1985. – 287 с.3. Кузьмич В.Д. Теория локомотивной тяги: учебник для вузов ж.-д. транспорта/В.Д. Кузьмич, В.С. Руднев, С.Я. Френкель; под ред. В.Д. Кузьмича. – М.: Маршрут, 2005. – 448 с.4. Бабичков А.М. Тяга поездов и тяговые расчёты: учебник для вузовж.-д. транспорта/А.М. Бабичков, П.А. Гурский, А.П. Новиков. – М.: Транспорт, 1971. – 280 с.