Файл: Тихонов, К. К. Выбор оптимальных параметров эксплуатации железных дорог.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 130
Скачиваний: 0
В а ж но отметить, что если грузопотоки в направлении «туда» и
«обратно» |
с |
разным |
характером |
роста в перспективе пересекаются |
в точках |
2 и |
3 (t\ |
и t'2 — годы |
эксплуатации), то соответствующие |
им поездопотоки пересекаются в точках / и 4 {tx и t2 — годы эксплуа тации). Определяющим необходимый уровень провозной способности
линии на рис. |
30 (расчетным) будет в период 0—tx года |
грузопоток |
в направлении |
«туда», в период tx — tt — в направлении |
«обратно» |
и в период за ti |
годом опять в направлении «туда». |
|
Выбор расчетного грузопотока сводится к следующему. Потреб
ные |
размеры |
движения |
груженых поездов |
в |
направлении |
«туда» |
||
nip |
и «обратно» я°рР в год t определяются по формуле |
(55). В каждый |
||||||
расчетный |
год |
находят разницу величин nlp — п°рР. |
Если она |
поло |
||||
жительна, |
то |
расчетным |
служит грузопоток |
в |
направлении |
«туда» |
||
Г т , |
если |
она |
становится |
отрицательной — встречный |
Г о б р . |
|
||
Г Л А В А V |
ПАРАМЕТРЫ ТЯГОВЫХ СРЕДСТВ |
1. П Е Р Е М Е Н Н Ы Е П А Р А М Е Т Р Ы Т Я Г О В Ы Х С Р Е Д С Т В
Параметрами тяговых средств в данных расчетах приняты каса тельная или номинальная мощность, вес и стоимость локомотивов. Они могут быть и переменными, и заданными. При этом если тяговые средства не заданы, то в соответствии с методикой в одну сторону дви
жения |
они являются функцией |
параметров управления подсистемой, |
|
а во |
встречном направлении выступают у ж е в качестве |
заданных. |
|
При заданных (фиксированных) |
в одну сторону движения |
параметрах |
|
тяговых средств однозначной производной в каждом расчетном вариан те или на каждой итерации служит ходовая скорость — функция удельной мощности тяги . При переменных параметрах ходовая скорость выступает в качестве независимой переменной или заданной величины. В детализированной информационной модели задачи (см. рис. 7) предусмотрена необходимость формализации и исследования следу ющих функциональных зависимостей от параметров управления под
системой : |
|
|
|
|
|
|
|
NK |
= h (рх; vx; / У д ) ; |
||
|
|
Р = h (Рх, t»x ; |
/ У д ) ; |
||
|
|
•^лок " |
/ з (Р х\ |
у х> ^уд)> |
|
где |
NK |
— касательная |
мощность |
локомотива, к. л. с; |
|
|
Р — вес локомотива, |
т\ |
|
||
|
В л о к |
— расчетная стоимость локомотива, руб. |
|||
Математическая формализация этих зависимостей исходит из условия постоянной удельной мощности тяги [16]. При этом условии параметры тяги строго пропорциональны переменным значениям ве совой нормы и ходовой скорости грузовых поездов. В задаче не огра ничен вес поезда по условиям тяги . Переменная касательная мощность локомотива NK, пропорциональная установившейся (равновесной) скорости на расчетном подъеме vv и расчетному весу поезда (оптималь ной весовой норме) [23], составит
(57)
где F\ — расчетная сила тяги локомотива, кГ.
91
П ри движении поезда по расчетному подъему / р с установившейся расчетной скоростью и р исходя из равенства при этом сил тяги и сопро тивления движению можно считать, что
|
|
FpK = P(w'0 |
+ |
ip) + |
Qx(wl + |
iv), |
, |
(58) |
|||
где |
Р — вес |
локомотива, |
т; |
|
|
|
|
|
|
||
|
Qx — весовая норма поезда, т; |
|
|
|
|
|
|||||
w'o\ |
w'o — удельное основное |
сопротивление |
соответственно |
локомо |
|||||||
|
тива и состава |
при |
установившейся скорости, кГ/т: |
||||||||
|
|
w'0 |
=1,9 |
+ |
O.Olo + |
0,0003У2 , |
|
(59) |
|||
|
|
|
w0" = а + |
bv + cv2; |
|
|
(60) |
||||
а, Ь, |
с — коэффициенты, |
определяющие |
величину |
основного |
удель |
||||||
|
ного сопротивления движению состава в функции |
скоро |
|||||||||
|
сти |
[42]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Учитывая, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
Q , = ( p S - M i |
Д р * ' ) ( / " + / 7 „ - а л ) . |
|
(61) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q^-plUo+ly^-aJ, |
|
|
' |
|
(62) |
|||
после |
соответствующих |
подстановок |
и преобразований получим |
||||||||
|
Fl = P (wo + i p ) + |
( С + |
/ у Д - |
аа) |
Р х (w'i + ip). |
(63) |
|||||
В то ж е время |
при движении поезда |
по расчетному |
подъему с |
устано |
|||||||
вившейся скоростью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
FPK |
= |
Ю00Р/г0%ц, |
|
|
|
(64) |
||
где k0 — степень использования сцепного веса локомотива (при элект рической тяге на постоянном токе примерно 0,95, на пере менном токе — 1,0 и при тепловозной тяге — 0,75).
Решая уравнения (63), (64) относительно веса локомотива, получим
|
+ l |
—а\р |
(a + bvn |
+ |
cvl + |
i ) |
|
|
|
1000fc0\|>o4 |
—(1,9 + |
0 , 0 Ь р + 0 , Ш З о р - Н р ) |
' |
|
|||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
дг |
_ 3,7073fe0 -фсц (а + bvp + cv\ + 1 р ) ( |
+ |
/ у Д — ал) |
vp р х |
,gg |
|||
к |
lOOOfeo 'фсц — (1,9 + |
0 , 0 1 и р + 0,0003 |
+ t p ) |
|
||||
Касательную мощность локомотива можно, таким образом, пред ставить зависимостями:
# к = И» р |
(Рро + di^P* |
0 (ПТ + 1уя~ал) |
(67) |
или |
|
|
|
^ к = |
1*»рР«(/с от + |
/ у д - а л ) , |
(68) |
92
где j i — коэффициент пропорциональности:
= |
3,7073 -фсц k0 (а + bvv + cv% + / р ) |
. |
|
,gg v |
|
|
ЮООйо 1|)С Ц — (1,9 + 0 , 0 1 У р + |
0,0003ор + «р ) |
' |
|
|
•фсц — коэффициент сцепления колес |
локомотива |
с рельсами — |
|||
функция расчетной скорости и р : |
|
|
|
||
для тепловозов и электровозов постоянного тока |
|
|
|
||
|
Фсц = * + — 3 — , |
|
|
(70) |
|
для электровозов |
переменного тока |
|
|
|
|
|
= * + — ^ — ; |
|
|
(71) |
|
|
413+г/Ур |
|
|
|
|
л: и у — коэффициенты разные для разных видов тяги, |
их задают |
||||
в исходной информации по Правилам |
тяговых |
расчетов |
|||
для поездной работы [42].
Взаимосвязь установившейся скорости на расчетном подъеме и средней ходовой скорости на участке определяется следующей эмпи
рической зависимостью [30,] [23]: |
|
|
|
|
»р = - ^ - |
, |
(72) |
где |
vx — ходовая скорость грузовых |
поездов на участке, |
км/ч; |
г; |
s — коэффициенты, зависящие |
от вида тяги и типа профиля |
|
пути [20], [23].
Что ж е касается расчетной стоимости локомотива, то она может быть выражена как функция касательной мощности локомотива в сле дующем виде [23]:
|
# л о к = а к ^ к + & л > |
|
(73) |
где ак — удельная |
стоимость локомотива |
(приходящаяся на 1 к. л. с. |
|
мощности), руб.; |
|
|
|
Ьл — часть стоимости локомотива данного вида |
тяги, не з а в и с я ^ |
||
щая от мощности, руб. |
|
|
|
Коэффициенты в формуле (73) можно |
принимать |
в расчетах рав |
|
ными : |
|
|
|
|
Вид тяги |
ак |
Ьл |
Тепловозная |
|
55 |
5000 |
Электрическая: |
|
|
|
переменный |
ток |
23 |
35000 |
постоянный |
ток |
23 |
25000 |
2. З А Д А Н Н Ы Е П А Р А М Е Т Р Ы Т Я Г О В Ы Х С Р Е Д С Т В
Расчеты при фиксированных в одну сторону движения параметрах тяговых средств аналогичны расчетам при заданных параметрах ло комотивов. В общем случае потребная касательная мощность разли -
93