Расчет зависимости движения подвижного состава

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Расчёт и построение зависимости основного удельного сопротивления движению от скорости подвижного состава

2. Расчет и построение электромеханических характеристик передачи на ободе колеса

2.1 Характеристики, отнесённые к валу двигателя

2.2 Характеристики, отнесённые к ободу колеса

2.3 Определение среднего пускового тока тягового двигателя

3. Расчет тяговых и тормозных характеристик подвижного состава

3.1 Тяговая характеристика

3.2 Расчёт и построение характеристики потребляемого подвижным составом тока

3.3 Расчёт тормозной силы

3.4 Расчёт и построение диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, действующих на транспортное средство

4. Построение кривых движения и тока подвижного состава в прямом и обратном направлениях

4.1 Расчетно-графический способ

4.2 Графический способ

5. Определение расхода электроэнергии подвижным составом при движении по перегону

5.1 Расход электроэнергии на тягу подвижного состава

5.2 Расход электроэнергии на собственные нужды подвижного состава

5.3 Расход электроэнергии на тяговой подстанции

5.4 Удельный расход электроэнергии на движение подвижного состава

6. Определение тормозного пути при экстренном и служебном торможениях транспортного средства

Заключение

Список использованных источников



Введение

В ходе выполнения курсовой работы определяются основные характеристики подвижного состава (скорость, время хода транспортного средства по заданному участку, тормозной путь, расход электроэнергии на движение подвижного состава).

В данной курсовой работе будут рассматриваться два метода построения кривых движения(графический и расчетно-графический), также будет представлен расчет тяговых характеристик подвижного состава, расчет потребляемой энергии при движении подвижного состава по заданному участку.

Основными задачами является представление зависимости движения подвижного состава от многих факторов, таких как вес, наполняемость, профиль пути, скорость движения и т. д. Выводы делаются на основании построенных кривых движения в разных режимах.



1. Расчёт и построение зависимости основного удельного сопротивления движению от скорости подвижного состава

На удельное основное сопротивление движению подвижного состава (ПС) оказывают влияние большое число факторов, в том числе случайных, поэтому эту величину в практических расчетах обычно определяют по эмпирическим формулам. В общем случае для подвижного состава городского электрического транспорта удельное сопротивление движению wo, Н/кН, определяется по формуле

wo = a + bv + cv2 ,

где a, b, c - постоянные коэффициенты, отражающие влияние различных факторов на основное сопротивление движению;

v - скорость движения ПС, км/ч.

c - коэффициент сопротивление воздушной среды

Коэффициенты aи b характеризуют силы трения, определяемые конструкцией подвижного состава. Каждому типу подвижного состава соответствует разные значения коэффициентов.

Вес троллейбуса G, кН, рассчитывается по формуле

G= ,

где mв - снаряженная масса троллейбуса АКСМ-201, кг; по заданию

mв = 10 515 кг;

mп - расчетная масса пассажира, кг; mп = 70 кг;

kн - коэффициент среднего наполнения троллейбуса;kн = 0,53;

Nп - вместимость троллейбуса, пас.; Nп = 110 пас.;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

G= кН.

Для троллейбуса АКСМ-201 удельное основное сопротивление движению определяется по выражениям:

- при движении под током

woт = 12 + 0,004v2 ,

- при движении без тока

woх = 16 + 0,004v2 .

Для графического представления этих зависимостей задаемся рядом скоростей от нуля до максимальной конструкционной скорости vmax, согласно заданию vmax= 75 км/ч и рассчитываем w oт и woх. Результаты расчета сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Удельное основное сопротивление движению

Скорость движения ПСv,км/ч	Удельное сопротивление движению, Н/кН
	щох	щот
0	12,00	16,00
10	12,40	16,40
20	13,60	17,60
30	15,60	19,60
40	18,40	22,40
50	22,00	26,00
60	26,40	30,40
70	31,60	35,60
75	34,50	38,50

По результатам расчетов приводим графические зависимости удельных основных сопротивлений движению троллейбуса от скорости на рисунке 1.



Рисунок 1 - Зависимость удельного основного сопротивления троллейбуса от скорости движения



2. Расчет и построение электромеханических характеристик передачи на ободе колеса

2.1 Характеристики, отнесённые к валу двигателя

Электромеханические характеристики тягового электродвигателя (ТЭД), отнесённые к валу двигателя, определяются по следующим выражениям

n = ,

M = ,

зд = ,

где n - частота вращения якоря, об/мин;

U - напряжение на выходах двигателя, В;

I ? ток в цепи якоря, А;

r - суммарное сопротивление якорной цепи, Ом;

с - постоянная двигателя;

Ф - магнитный поток в двигателе, Вб;

М - момент на валу двигателя, Нм;

Рм ? механические потери в двигателе, Вт;

Рс - потери в стали при холостом ходе двигателя, Вт;

kс - коэффициент дополнительных потерь при нагрузке двигателя;

зд - КПД тягового электродвигателя.

Электромеханические характеристики, отнесённые к валу двигателя, для тягового электродвигателя ДК - 207 выбираем из приложения А [1], представлены в таблице 2 и на рисунке 2.



Таблица 2 - Электромеханические характеристики, отнесённые к валу электродвигателя

Ток, А	Частота вращения якоря n, об/мин	Момент на волу M, Нм	КПД зд
	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5
50	1843	2165	4973	122	70		0,87	0,83	0,88
100	1580	1855	3510	296	227	105	0,89	0,89	0,89
150	1404	1638	2750	506	401	244	0,9	0,91	0,9
200	1270	1550	2282	715	575	401	0,9	0,92	0,9
250	1170	1463	1948	942	767	567	0,88	0,91	0,9
300	1112	1404	1784	1186	959	750	0,87	0,9	0,9
350	1053	1346	1697	1437	1165	924	0,85	0,89	0,89
400	1053	1340	1638	1726	1395	1133	0,83	0,86	0,87

1 - режим полного поля (в = 1,0); 2 - режим ослабления поля (в = 0,5); 3 - режим ослабления поля (в = 0,5)

Рисунок 2 - Электромеханические характеристики, отнесенные к валу электродвигателя

2.2 Характеристики, отнесённые к ободу колеса

Для пересчёта характеристик ТЭД с вала на обод колеса используются следующие формулы

н = ,

F = ,

з= ,

где Dк - диаметр колёс, м; по заданию Dк= 1,07 м;

м - передаточное число редуктора; по заданию м = 11,8

F - сила тяги, Н;

Рз - потери в передаче, Вт;

з - КПД тягового двигателя, отнесённый к ободу колеса.

Потери в передаче Р3, Вт, определяются по формуле

Pз = ,

где Рзо - относительные потери в передаче, %; принимаем по таблице 3, [1].

U - напряжение в контактной сети, В; U = 550 В;

I - номинальный (часовой) ток двигателя, А; по заданию Iч = 230 А.

Принимаем для рассчитываемого троллейбуса в соответствии с [3]двухступенчатую передачу с муфтой и определяем потери в передаче. Результаты расчета представлены в табличном (таблица 3) и графическом виде (рисунок 3).

Таблица 3 - Относительные потери в передаче

Тип передачи	Ток якоря I, А
	460	345	288	230	173	138	115	92	69	58
Относительные Pзо, %	6,6	6,3	6,1	6,0	6,1	6,4	6,9	7,6	10,0	11,6
Абсолютные Pз, Вт	16698	11954	9646	7590	5787	4858	4364	3846	3795	3669

Рисунок 3 - Зависимость потерь в передаче от тока двигателя

Пересчитываем электромеханические характеристики ТЭД с вала двигателя на обод колеса, корректируя потери для заданных токов с помощью линии тренда, созданной на основе построенного выше графика. Результаты заносим в таблицу 4, а графические зависимости представлены на рисунках 4 и 5.

Таблица 4 - Электромеханические характеристики электродвигателя, отнесенные к ободу колеса

Ток I, А	Скорость движения ПС V, км/ч	Сила тяги F, Н	КПД з
	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5
50	32	37	85	2279	1194		0,74	0,7	0,74
100	27	32	60	5995	4553	2076	0,82	0,82	0,82
150	24	28	47	10380	8176	4983	0,84	0,85	0,84
200	22	26	39	14675	11785	8235	0,84	0,86	0,84
250	20	25	33	19265	15708	11598	0,82	0,85	0,84
300	19	24	30	24226	19622	15338	0,81	0,84	0,83
350	18	23	29	29234	23771	18853	0,79	0,82	0,82
400	18	23	28	35218	28528	23157	0,77	0,8	0,81



Рисунок 4 ? КПД электродвигателя, отнесённый к ободуколеса

1 - режим полного поля (в = 1,0); 2 - режим ослабления поля (в = 0,5); 3 - режим ослабления поля (в = 0,5)

Рисунок 5 ? Электромеханические характеристики двигателя, отнесённые к ободу колеса

2.3 Определение среднего пускового тока тягового двигателя

Значение максимального пускового тока определяется из условий:

- надежной коммутации двигателя

- надежного сцепления колес с дорогой или рельсами

где Fnmaxcц - сила тяги при максимальном пусковом токе, Н;

Gсц - сцепной вес поезда при номинальном наполнении, кН;

ш - расчетный коэффициент сцепления; для троллейбуса равен0,3...0,35;

принимаем ш = 0,3;

z - количество ТЭД на ПС; для троллейбусаz = 1.

Сцепной вес поезда - вес приходящийся на обмоторенные оси, который определяется по формуле

-для троллейбуса с одним приводным мостом

Gсц= ;

Gсц= кН.

Для определения максимального пускового тока рассчитываем Fnmaxcц при равенстве левой и правой части выражения.

Н.

По электромеханической характеристике двигателя F(I)при полном поле (рисунок 5) Iп maxcц = 406 А .

Максимальный пусковой ток двигателя Iпmax, А,

Iп maх = Iп maх сц, если Iп maх сц? Iп maх к = 2Iч,

Iп maх = Iп maх к, если Iп maх сц>Iп maх к = 2Iч,

Максимальный ток по надежной коммутации двигателя

Iпmax к= 2 · 230 = 460 А.



Максимальный пусковой ток Inmax = 406 А по условию надёжного сцепления, т.к. этот ток меньше, чем ток по значению тока по надёжной коммутации двигателя Iпmax к = 460 А.

Средний пусковой ток двигателя Iпс, А, определяется по формуле

где k1- коэффициент неравномерности пускового тока;

k3-коэффициент запаса.

Коэффициенты k1и k3для плавной автоматической системы пуска принимаем k1= 0,0и k3 =1,0;

А.

Проверяем значение пускового тока по допустимому ускорению подвижного состава в режиме пуска.

По электромеханическим характеристикам двигателя F(Iпс) и v(Iпс) при полном поле ( рисунок 5) Fпc = 35621 Н и vпс =18 км/ч.

Для ПС городского электротранспорта средний пусковой ток необходимо проверить по допустимому максимальному ускорению, равному 2 м/с2для автоматических систем с плавным пуском. Проверка проводится по следующему алгоритму:

для значения Iпс по характеристике F(I) при полном поле, определяется значение Fпc;

для значения Iпс по характеристике v(I) при полном поле, определяется значение vпc;

рассчитывается удельное основное сопротивление движению wот по формулам таблицы 1 при подстановки значения нпс

woт = 12 + 0,004 · 182 = 13,2 Н/кН.



рассчитывается среднее ускорение в режиме пуска а, м/с2, по формуле

где (1 + г) - коэффициент инерции вращающихся частей ПС; равный 1,15...1,2 для троллейбуса; (1 + г) = 1,2;

м/с2

Расчетное ускорение а= 1,9 м/с2 меньше допустимого значения2,0 м/с2, поэтому значение среднего пускового тока принимаем равным 406 А.

Максимальное и минимальное значение пускового тока

A,

A.

Найденное значение среднего пускового тока наносим на электромеханические характеристики двигателя.



3. Расчет тяговых и тормозных характеристик подвижного состава

3.1 Тяговая характеристика

Тяговая характеристика ПС - это зависимость силы тяги на ободе колес от скорости движения. Сила тяги на ободе колес всех обмоторенных осей F?, H, определяется по формуле

FУ = Fz

Задаемся рядом скоростей н графически по характеристикам F(I) определяем соответствующие значенияF и по ним рассчитываем значения FУ.

На тяговую характеристику ПС необходимо нанести зависимость FУпс(н), которая представляет собой прямую параллельную оси абсцисс ограниченную в диапазоне скоростей от 0 до нпс включительно. Кроме этого проводиться линия ограничивающего условия силы тяги по надежному сцеплению FУ п max сц(н). Значения FУпс, H, и FУ п max сц, Н, определяются по формулам

FУпс = Fпс z,

FУп max сц = F п max сцz.

Включение ослабления поля (переход между тяговыми характеристиками) на тяговой характеристике ПС показывается вертикальной линией. При определении скоростей перехода на ослабленное поле необходимо стремиться к удовлетворению двух противоположных условий:

1) скачок силы тяги при включении ослабления должен стремиться к минимуму, что возможно при больших скоростях;

2) максимально использовать характеристики при ослабленном поле, т.е. включать ослабление при низких скоростях.

Рассчитываем FУ по данным таблицы 4, принимая z = 1.

Результаты расчетов сводим в таблицу 5.

Таблица 5 - Результаты расчета силы тяги на ободе колес

Ток I, А	Скорость движения ПС v, км/ч	Сила тяги F, Н	Сила тяги FУ, Н, при z = 1
	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5
50	32	37	85	2279	1194	-	2279	1194	-
100	27	32	60	5995	4553	2076	5995	4553	2076
150	24	28	47	10380	8176	4983	10380	8176	4983
200	22	26	39	14675	11785	8235	14675	11785	8235
250	20	25	33	19265	15708	11598	19265	15708	11598
300	19	24	30	24226	19622	15338	24226	19622	15338
350	18	23	29	29234	23771	18853	29234	23771	18853
400	18	23	28	35218	28528	23157	35218	28528	23157

Средняя сила тяги на ободе колес всех обмоторенных осей в режиме пуска

Fспс = 35621 · 1 = 35621 Н.

Средняя сила тяги на ободе колес всех обмоторенных осей по условиям надёжного сцепления

F?п max сц = 35738 · 1 = 35738 Н.

Тяговая характеристика троллейбуса со всеми ограничивающими условиями представлена на рисунке 6.



1 - FУ(v) режим полного поля (в = 1,0); 2 - FУ(v) режим ослабления поля (в = 0,5);
3 - FУ(v) режим ослабления поля (в = 0,31); 4 - F?п max сц(v); 5 - F?пс(v)

Рисунок 6 - Тяговая характеристика троллейбуса

3.2 Расчёт и построение характеристики потребляемого подвижным составом тока

Потребляемый ток I?, A, определяется по формуле

I? =Izп,

где zп - число параллельных групп в схеме присоединения тяговых двигателей к контактной сети, для данного вида троллейбусаАКСМ-201zп = 1.

Параллельные группы ТЭД обычно применяются в трамвайных вагонах, где параллельно подключаются двигатели разных тележек.

Построение характеристики I?(v) аналогично тяговой характеристике. Значения среднего потребляемого тока в режиме пуска I?пс , А, и допустимого тока по надежности сцепления I?п max сц, А, определяется по формулам:

I?пс = Iпс zn,

I ?п max сц = Iп max сц zn.

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

Таблица 6 -Результаты расчёта потребляемого тока

Ток I,А	Скорость движения ПС V, км/ч
I	IУ	в = 1,0	в = 0,5	в = 0,5
50	50	32	37	85
100	100	27	32	60
150	150	24	28	47
200	200	22	26	39
250	250	20	25	33
300	300	19	24	30
350	350	18	23	29
400	400	18	23	28

Средний потребляемый ток в режиме пуска

I?пс = 406 · 1 = 406 А.

Максимальный потребляемый ток по условию надёжного сцепления

I ?п max сц = 406 · 1 = 406 А.

Зависимость потребляемого троллейбусом тока от скорости движения со всеми ограничивающими условиями представлена на рисунке 7.



1 - IУ(v) режим полного поля (в = 1,0); 2 - IУ(v) режим ослабления поля (в = 0,5); 3 - IУ(v) режим ослабления поля (в = 0,31); 4 - I?п max сц(v); 5 - I?пс(v)

Рисунок 7 - Зависимость потребляемого тока от скорости движения

3.3 Расчёт тормозной силы

Эффективное торможение подвижного состава городского электрическоготранспорта является одним из главных условий безопасности движения. Критериемэффективности в этом случае является минимальный тормозной путь, что обеспечиваетсяпри максимально допустимой тормозной силе. При использовании одновременноэлектрического и механических тормозов, т. е. при экстренном торможении, ограничение максимальной тормозной силы обусловлено сцеплением колеса и дороги.Следовательно,максимальнуютормознуюсилуBт.max сц , Н, подвижного состава при экстренном торможении определяют по формуле

Bт.max сц = 0,8 · 1000Gсц т ш,



где Gсц т - вес подвижного состава, приходящийся на оси (колёса), оборудованные тормозами, при номинальном заполнении, кН.

Сцепной вес троллейбуса при механическом торможении

Gсц т= ,

Gсц т= кН,

Максимальная тормозная сила

Bт.max сц = 0,8 · 1000 · 179 · 0,3 = 42842 Н.

Значение удельного основного сопротивления движению wот, определяется при скорости начала торможения ориентировочно равной 18…20 км/ч;н = 20 км/ч.

woт = 16 + 0,004 · 202 = 17,6Н/кН.

Значение наибольшего замедления подвижного состава aт max, не должно превышать допустимого замедления 5 м/с2, иначе необходимо ограничить тормозную силу Bт.max по наибольшему допустимому замедлению.

Рассчитанное наибольшее замедление троллейбуса не превышает допустимое значение 5 м/с2, следовательно, максимальную тормозную силу можно принять равной Bт.max сц = 42842 Н, рассчитанному значению по условию надёжного сцепления.

Тормозную силу Bт, Н, при служебном торможении определим по формуле

Bт = (0,5…0,6)Bт.max,

Bт = 0,6 · 42842 = 25705Н.

3.4 Расчёт и построение диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, действующих на транспортное средство

Удельная ускоряющая сила f0, Н/кН, действующая на подвижной состав, определяется по формуле

f0= f - wот ,

где f - удельная сила тяги, Н/кН;

Удельная замедляющая сила bто сл, Н/кН, действующая на подвижной состав, определяется по формуле

bто сл = bт сл + wох,

где bт сл - удельная тормозная сила при служебном торможении, Н/кН;

Удельная максимальная замедляющая сила bто э, Н/кН, действующая на подвижной состав, определяется по формуле

bто э = bт э + wох,

где bт э - удельная тормозная сила при экстренном торможении, Н/кН;

Задавшись рядом скоростей н графически по характеристике F(н) (рисунок 6) определяются соответствующие значения Fи по ним рассчитываются значения f

Для этих же значений скоростей определяются значения wот иwох по формулам таблицы 1.

Результаты расчета представлены в таблице 7.



Таблица 7 - Результаты расчёта удельных сил

Скорость v, км/ч	Удельные силы, действующие на троллейбус, Н/кН
	f	щот	щох	bт сл	bт э	fо	bто сл	bто э
60	14,51	26,40	30,40	149,75	299,51	-11,88	180,15	329,90
47	34,84	20,84	24,84	149,75	299,51	14,00	174,59	324,34
Скорость v, км/ч	Удельные силы, действующие на троллейбус, Н/кН
	f	щот	щох	bт сл	bт э	fо	bто сл	bто э
39	57,57	18,08	22,08	149,75	299,51	39,49	171,84	321,59
33	81,08	16,36	20,36	149,75	299,51	64,73	170,11	319,86
30	107,23	15,60	19,60	149,75	299,51	91,63	169,35	319,11
29	131,80	15,36	19,36	149,75	299,51	116,44	169,12	318,87
28	161,89	15,14	19,14	149,75	299,51	146,75	168,89	318,64
28	57,16	15,14	19,14	149,75	299,51	42,02	168,89	318,64
26	82,39	14,70	18,70	149,75	299,51	67,69	168,46	318,21
25	109,81	14,50	18,50	149,75	299,51	95,31	168,25	318,01
24	137,18	14,30	18,30	149,75	299,51	122,87	168,06	317,81
23	199,44	14,12	18,12	149,75	299,51	185,32	167,87	317,62
23	83,89	14,12	18,12	149,75	299,51	69,78	167,87	317,62
22	102,59	13,88	17,88	149,75	299,51	88,71	167,64	317,39
20	134,68	13,60	17,60	149,75	299,51	121,08	167,35	317,11
19	169,36	13,45	17,45	149,75	299,51	155,92	167,20	316,95
18	246,21	13,30	17,30	149,75	299,51	232,91	167,05	316,80
0	246,21	12,00	16,00	149,75	299,51	234,21	165,75	315,51

Диаграмма удельных и замедляющих сил представлена на рисунке 8.

подвижной троллейбус тормозной ток



1- f; 2 - fo; 3 - щот; 4 - щох; 5 - bтсл; 6 - bтосл; 7 - bтэ; 8 - bтоэ

Рисунок 8 - Диаграмма ускоряющих и замедляющих сил, действующих на троллейбус



4. Построение кривых движения и тока подвижного состава в прямом и обратном направлениях

4.1 Расчетно-графический способ

Под кривыми движения подвижного состава по перегону принято понимать зависимости скорости v и времени движения tот пройденного пути S. Исходными данными для этого расчета являются диаграмма ускоряющих и замедляющих сил, действующих на подвижной состав (рисунок 8) и профиль перегона, графическое изображение, которого представлено на рисунке 9.

0	-20 110	10 200	15 200	0
130				300

Рисунок 9 - Профиль пути

Для построения кривых движения задаемся расчетным интервалом скорости Дvi. Этот интервал не является постоянным и обычно в начале расчета он принимается равным 5 м/с, далее Дvi изменяется в сторону уменьшения для участков с большими уклонами и в сторону увеличения для участков с малыми уклонами.

В интервале Дvi определяется средняя скорость vср i, м/с, движения подвижного состава по формуле

vср i = vi - 1 + ,

где vi - 1 - начальная скорость движения на i-ом шаге расчета, м/с.

Значение vо принимается равным нулю, т.е. расчет начинается с момента трогания подвижного состава.

По найденному значению vсрi из диаграммы ускоряющих и замедляющих сил определяется сила fд i согласно режиму движения - тяга (fо), выбег (wох) или торможение (bто сл).

Рассчитывается средняя ускоряющая или замедляющая сила fдср i, Н/кН, с учетом удельного сопротивления от уклона участка

fдср i = fд i - i.

При выборе знака Дvi на каждом шаге необходимо проверять соотношение

vср i-1 + < 60

Пройденный путь Si, м, определяется по формуле

Si = У ?Si,

где n - текущий шаг расчета;

ДSi = 7,87(1+г)Дvi,

Время движения ti, с, подвижного состава по перегону рассчитывается по формуле

ti = У ?ti,

гдеДti = 28,3(1+г).

Текущее значение скорости движения vi, км/ч, рассчитывается по формуле

vi = У ?vi.

На одной диаграмме с кривыми движения представляется зависимость потребляемого тока подвижным составом от пройденного пути S. Для построения этой зависимости по точкам vn из характеристики I?(v) (рисунок 7)определяется соответствующие точки потребляемого подвижным составом тока. Результаты расчетов сводим в таблицу 8.

По результатам расчетов строим кривые движения троллейбуса по перегону в прямом направление, которые представлены на рисунке 10.

Таблица 8 - Результаты расчета кривых движения троллейбуса

Шаг i	vi , км/ч	Дvi, км/ч	vср i , км/ч	fдер i , Н/кН	Дti , c	ti , c	IУi , A	ДSi , м	Si , м	i,	Режим движения
1	0,0	0	0,0	0,0	0,0	0,0	390	0,0	0,0	0	тяга
2	5,0	5	2,5	234,2	0,7	0,7	390	0,5	0,5	0	-“-
3	10,0	5	7,5	234,2	0,7	1,4	390	1,5	2,0	0	-“-
4	15,0	5	12,5	234,2	0,7	2,2	390	2,5	4,5	0	-“-
5	18,0	3	16,5	234,9	0,4	2,6	250	2,0	6,5	0	-“-
6	23,0	5	20,5	121,1	1,4	4,0	150/400	8,0	14,5	0	-“-
7	28,0	5	25,5	95,3	1,8	5,8	150/400	12,6	27,2	0	-“-
8	32,0	4	30,0	91,6	1,5	7,3	260	12,4	39,5	0	-“-
9	36,0	4	34,0	64,7	2,1	9,4	240	19,8	59,4	0	-“-
10	40,0	4	38,0	41,1	3,3	12,7	190	34,9	94,3	0	-“-
11	43,7	3,65	41,8	39,8	3,1	15,8	178	36,2	130,5	0	-“-
12	46,7	3	45,2	41,0	2,5	18,3	155	31,2	161,7	-20	-“-
13	48,9	2,2	47,8	32,5	2,3	20,6	146	30,5	192,2	-20	-“-
14	51,9	3	50,4	29,5	3,5	24,0	134/0	48,4	240,6	-20	-“-
15	47,9	-4	49,9	-40,0	3,4	27,4	0	47,1	287,7	10	выбег
16	43,9	-4	45,9	-35,0	3,9	31,3	0	49,5	337,2	10	-“-
17	39,9	-4	41,9	-31,6	4,3	35,6	0	50,0	387,2	10	-“-
18	35,4	-4,5	37,6	-30,0	5,1	40,7	0	53,3	440,5	10	-“-
19	31,4	-4	33,4	-35,2	3,9	44,6	0	35,8	476,2	15	-“-
20	27,4	-4	29,4	-34,9	3,9	48,5	0	31,8	508,0	15	-“-
21	23,4	-4	25,4	-33,0	4,1	52,6	0	29,0	537,0	15	-“-
22	19,4	-4	21,4	-30,0	4,5	57,1	0	26,9	563,9	15	-“-
23	15,4	-4	17,4	-27,0	5,0	62,1	0	24,3	588,2	15	-“-
24	11,4	-4	13,4	-26,0	5,2	67,4	0	19,4	607,6	15	-“-
25	14,4	3	12,9	217,0	0,5	67,8	400	1,7	609,3	15	тяга
26	19,4	5	16,9	217,0	0,8	68,6	300	3,7	612,9	15	-“-
27	24,4	5	21,9	75,0	2,3	70,9	280	13,8	626,7	15	-“-
28	28,4	4	26,4	74,0	1,8	72,7	150/0	13,5	640,1	15	-“-
29	23,4	-5	25,9	-19,0	8,9	81,6	0	64,2	704,4	0	выбег
30	18,4	-5	20,9	-18,4	9,2	90,9	0	53,5	757,9	0	-“-
31	17,5	-0,85	17,9	-17,9	1,6	92,5	0	8,0	765,9	0	-“-
32	17,0	-0,5	17,3	-17,5	1,0	93,5	0	4,7	770,6	0	-“-
33	16,5	-0,5	16,8	-17,4	1,0	94,4	0	4,5	775,1	0	-“-
34	16,0	-0,5	16,3	-17,3	1,0	95,4	0	4,4	779,6	0	-“-
35	15,5	-0,5	15,8	-17,0	1,0	96,4	0	4,4	783,9	0	-“-
36	15,4	-0,1	15,5	-170,1	0,0	96,4	0	0,1	784,0	0	-“-
37	20,4	5	17,9	234,9	0,7	97,2	250	3,6	787,6	0	тяга
38	25,4	5	22,9	105,0	1,6	98,8	180	10,3	797,9	0	-“-
39	20,4	-5	22,9	-18,1	9,4	108,1	0	59,7	857,7	0	выбег
40	15,4	-5	17,9	-17,1	9,9	118,1	0	49,4	907,1	0	-“-
41	11,9	-3,5	13,7	-15,6	7,6	125,7	0	28,9	936,0	0	-“-
42	8,5	-3,4	10,2	-166,5	0,7	126,4	0	2,0	938,0	0	торможение
43	3,5	-5	6,0	-165,0	1,0	127,4	0	1,7	939,7	0	-“-
44	0,0	-3,5	1,8	-163,0	0,7	128,1	0	0,4	940,1	0	-“-



Рисунок 10 - Кривые движения троллейбуса по перегону в прямом направлении, зависимость потребляемого тока от пройденного пути.

4.2 Графический способ

Кривые движения подвижного состава в обратном направлении по заданному перегону строятся графическим способом по методу Министерства путей cообщения (МПС).

Первой строят кривую скорости v(S), а затем кривую времени хода t(S) и потребляемого тока I?(S). Для построения кривых скорости v(S) и времени t(S) сначала выбираем масштабы скорости mv = 1 мм/(км/ч), пути ms = 0,1 мм/м и времени mt = 1 мм/с.

Масштаб удельных сил действующих на подвижной состав mf, мм/(Н/кН),рассчитывается по формуле

mf = ,

где mv - масштаб скорости, мм/(км/ч);

ms - масштаб пути, мм/м.

mf = мм/(Н/кН)

В масштабе вычерчивают диаграммы ускоряющих и замедляющих сил f0, wox и bто сл действующих на подвижной состав на прямом горизонтальном участке пути. Причём по оси абсцисс откладывают значения удельных сил, а по оси ординат скорость v.

Справа от диаграммы действующих сил с учётом выбранных масштабов строится кривая v(S). По оси ординат при построении кривой v(S) откладывается скорость, а по оси абсцисс путь. Рекомендуется при построении отступить от кривой bто сл до оси v на расстояние не менее Б, мм, которое вычисляется по формуле

Б =

где mt - масштаб времени, мм/с.

Б = мм.

Под осью S графически представляется профиль пути.

Алгоритм построения кривых движения графическим способом аналогичен расчётно-графическому способу. Задаваясь значениями приращения скорости Дvi на каждом i-том шаге построения по зависимостям удельных действующих сил определяется среднее значение силы fдср i. Приращения пути ДSi на каждом шаге определяется графическим способом. Кривые движения ПС представлены в приложении А.

5. Определение расхода электроэнергии подвижным составом при движении по перегону

5.1 Расход электроэнергии на тягу подвижного состава

Расход электрической энергии на тягу подвижного состава постоянного тока определяется по кривым движения графоаналитическим методом.

Кривую потребляемого тока I?(S) подвижным составом разбивают на отрезки ?I?j. Для каждого отрезка определяется среднее значение тока I?срj, А, по формуле

где I?нj? ток начальной точки j-того отрезка ?I?j, A;

I?кj? ток конечной точки j-того отрезка ?I?j, A.

Расход электроэнергии на тягу Wтяга, Вт•ч, подвижного состава определяется по формуле

где ?tj ? отрезок времени j-того шага расчета, с;

Uс ? напряжение в контактной сети, В.

Результаты расчета расхода электроэнергии на тягу для движения по заданному перегону в прямом направлении (рисунок 10) представлены в таблице 9.

Таблица 9 ? Результаты расчета расхода электроэнергии на тягу в прямом направлении

Шаг j	Ток, А	Дtj, c	Uc, В	Wтягаj, Вт•ч
	IУнj	IУкj	IУсрj
1	390	390	390	2,20	550	131,1
2	390	250	320	0,43	550	21,2
3	250	150	200	1,40	550	42,9
4	400	150	275	1,78	550	74,9
5	400	260	330	1,48	550	74,7
6	260	240	250	2,10	550	80,2
7	240	190	215	3,31	550	108,6
8	190	178	184	3,11	550	87,5
9	178	155	166,5	2,48	550	63,2
10	155	146	150,5	2,30	550	52,9
11	146	134	140	3,45	550	73,9
12	400	300	350	0,50	550	26,7
13	300	280	290	0,80	550	35,4
14	280	150	215	2,30	550	75,5
15	250	180	215	2,30	550	75,5
Итого Wтяга	1024,2

5.2 Расход электроэнергии на собственные нужды подвижного состава

Расчет расхода электроэнергии на собственные нужды Wсн, Вт•ч, осуществляется по формуле

где Pсн ? средняя мощность нагрузки собственных нужд подвижного состава, Вт; для троллейбусовPсн = 1500…2000 Вт; принимаем Pсн = 1800 Вт.

tx ? время движения подвижного состава по перегону, с;

tст ? среднее время стоянки подвижного состава на остановочном пункте, с; tст = 20…30 с; принимаем tст = 20 с.

5.3 Расход электроэнергии на тяговой подстанции

Расход электроэнергии на тяговой подстанции Wпс, Вт•ч, при движении подвижного состава по перегону рассчитывается по формуле

где зкс ? средний коэффициент полезного действия контактной сети, принимается равной 0,93;

зпс ? средний коэффициент полезного действия тяговой подстанции городского электротранспорта, принимается равным 0,95.



5.4 Удельный расход электроэнергии на движение подвижного состава

Удельный расход электроэнергии w измеряется в Вт•ч/(кН•км) или в кВт•ч/км и соответственно рассчитывается по формуле

где S ? длина перегона, м; S = 940 м.



6. Определение тормозного пути при экстренном и служебном торможениях транспортного средства

Перед выпуском подвижного состава на линию в соответствие с ПТЭ троллейбуса в депо производятся следующие проверки:

тормозной путь порожнего троллейбусалюбого типа на горизонтальном участке пути, имеющем сухое асфальтовое покрытие,при экстренном торможении при скорости начала торможения 40 км/ч должен быть не более 19,9 м.

Расчетный тормозной путьlрт - это путь, проходимый подвижным составом с момента возникновения необходимости торможения до полной остановки. Он состоит из действительного тормозного пути lт, где на подвижной состав действует тормозная сила, и пути подготовки тормозов lп, который подвижной состав проходит за время подготовки тормозов tп. Это время необходимо для возникновения реакции у водителя на обнаруженную опасность, приведения им в действие тормозов и срабатывания тормозной системы.

lрт = lт + lп .

Путь подготовки тормозов может быть определен из условия, что он проходится с постоянной скоростью vт = 40 км/ч

lп = tпvт ,

Согласно правилам тяговых расчетов принимаем время подготовки тормозов для троллейбуса tп= 0,5 с.

= 5,6 м.

Рассчитаем вес для порожнего ПС по формуле



Gсц т= ,

Определяем максимальную тормозную силу Bт.max сц, Н, для порожнего подвижного состава при экстренном торможении по формуле:

Bт.max сц = 0,8 · 1000Gсц т ш,

Bт.max сц = 0,8 · 1000 · 179 · 0,35 = 50120 Н

Тормозная сила служебного торможения

Bт = 0,6Bт.max сц,

B'т = 0,6 • 50120 = 30072 Н.

Определяем удельную тормозную силу при экстренном и служебном торможении для порожнего ПС соответственно

Результаты расчёта замедляющих сил приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Результаты расчета замедляющих удельных сил, действующих на порожний подвижной состав

Скорость v, км/ч	Удельные силы, действующие на порожний троллейбус, Н/кН
	щох	bт' сл	bт' э	bто' сл	bто' э
40	22,4	289,6	482,7	312,0	505,1
35	20,9	289,6	482,7	310,5	503,6
30	19,6	289,6	482,7	309,2	502,3
25	18,5	289,6	482,7	308,1	501,2
20	17,6	289,6	482,7	307,2	500,3
15	16,9	289,6	482,7	306,5	499,6
10	16,4	289,6	482,7	306,0	499,1
5	16,1	289,6	482,7	305,7	498,8
0	16	289,6	482,7	305,6	498,7



Результаты расчётов длин тормозных путей представлены в таблицах 11, 12, и на рисунке 11.

Таблица 11 - Результаты расчета тормозного пути при экстренном торможении

Шаг i	vi , км/ч	Дvi, км/ч	vср i , км/ч	fдер i , Н/кН	Дti , c	ti , c	ДSi , м	Si , м	Режим торможения
1	40	-	-	-	-	0,500	-	5,6	экстренное
2	35	-5	37,5	-504,1	0,337	0,837	3,513	9,1	-“-
3	30	-5	32,5	-502,7	0,338	1,175	3,053	12,2	-“-
4	25	-5	27,5	-501,5	0,339	1,513	2,589	14,8	-“-
5	20	-5	22,5	-500,5	0,339	1,852	2,123	16,9	-“-
6	15	-5	17,5	-499,7	0,340	2,192	1,654	18,5	-“-
7	10	-5	12,5	-499,1	0,340	2,532	1,183	19,7	-“-
8	5	-5	7,5	-498,7	0,340	2,873	0,710	20,4	-“-
9	0	-5	2,5	-498,4	0,341	3,214	0,237	20,7	-“-

Таблица 12 - Результаты расчета тормозного пути при служебном торможении

Шаг i	vi , км/ч	Дvi, км/ч	vср i , км/ч	fдер i , Н/кН	Дti , c	ti , c	ДSi , м	Si , м	Режим торможения
1	40	-	-			0,5		5,6	служебное
2	35	-5	37,5	-311,1	0,546	1,046	5,692	11,3	-“-
3	30	-5	32,5	-309,7	0,548	1,594	4,955	16,2	-“-
4	25	-5	27,5	-308,5	0,550	2,144	4,209	20,5	-“-
5	20	-5	22,5	-307,5	0,552	2,697	3,455	23,9	-“-
6	15	-5	17,5	-306,7	0,554	3,250	2,694	26,6	-“-
7	10	-5	12,5	-306,1	0,555	3,805	1,928	28,5	-“-
8	5	-5	7,5	-305,7	0,555	4,360	1,158	29,7	-“-
9	0	-5	2,5	-305,5	0,556	4,916	0,386	30,1	-“-



Рисунок 11 - Кривые движения троллейбуса при экстренном и служебном торможении.

Определяем соотношения lрт э / lрт сл ? 0,7 и bт cл /bт э = 0,6.

Заключение

В ходе курсовой работы были определены зависимости удельного основного сопротивления движению от скорости подвижного состава при движении под токомwoт = 12 + 0,004v2и при движении без тока woх = 16 + 0,004v2.

Определили средний пусковой ток двигателя А, расcчитали тяговые и тормозные характеристик подвижного состава, построили кривые движения подвижного состава в прямом направлении расчетно-графическим методом и в обратном направлении графическим методом.

Вычислили расход энергии подвижным составом по перегону: электроэнергии на тягу Wтяга = 1024,2 Вт·ч, электроэнергии на собственные нужды подвижного состава Вт·ч, электроэнергии на тяговую подстанцию Вт·ч

Определили тормозной путь при экстренном и служебном торможениях транспортного средства, равным 20,7м и 30,1м соответственно, а также по полученным результатам были построены графики.

Назначение тяговых расчётов состояло в определении зависимости между основными параметрами ПС. Эти расчёты соблюдаются при проектировании ПС, а также системы его электроснабжения, при проведении различных проверочных расчётов.



Список использованных источников

1. Евдасев И.С. Основы электрической тяги. Пособие по выполнению курсовой работы. Гомель, 2005 - 44с.

2. Боталов Н. М., Петров Б. П. Тяговые электрические аппараты.-М.: Энергия, 1969 - 302с.

3. Ефремов И. С., Косарев Г. В. Теория и расчёт троллейбусов. Ч. 1. Учеб. Пособие для вузов.-М.: Высш. Школа, 1981.-293 с.

Размещено на Allbest.ru