Побудова тягової характеристики потягу

Тягову характеристику потягу F(v) будують на підставі електромеханічних характеристик двигуна на ободі колеса F(I) і v(I) при повному й ослабленому полі (рис. 3). Швидкість переноситься без змін, а сила тяги потягу визначається за виразом

F = F_k Z_M , (7)

де F_k - сила тяги на ободу коліс для одного двигуна, Н;

Z_M - кількість обмоторених осей (число двигунів) у потягу.

Як правило, в умовах експлуатації використовують характеристики з максимальним ослабленням поля. Тому тягову характеристику слід будувати за верхньою швидкісною характеристикою і за нижньою характеристикою сили тяги. Тягову характеристику потягу будують, починаючи з моменту вирушення потягу (v =0), до швидкості v = v_max за швидкісною характеристикою v(I), яка відповідає максимальному ослабленню поля (точка Д на кривій v_оП(I) рис.3).

Для побудови частини тягової характеристики потяга при русі на реостатних позиціях (період пуску) треба знайти значення середньої пускової сили тяги потягу F_П , що підтримується постійним до швидкості v_п виходу на автоматичну характеристику v_ПП(I) при повному полі (точка В, рис. З). На позиціях ослабленого поля, як звичайно, підтримується приблизно такий же середній струм I_П , як і під час пуску з включеними пусковими реостатами, а сила тяги при цьому зменшується (точка С^’ , на рис. 3).

Рис.3‑ Електромеханічні характеристики на ободі колеса двигуна

ДК–259Г при U= 275В, Д_вк = 700 мм, μ = 7,17 з нанесенням

режиму пуску

Середню пускову силу тяги потягу F_П , Н, на реостатних позиціях розраховують за формулою

(8)

де G - вага потягу, кН;

a_п - середнє пускове прискорення, м/с²;

w_о.ср - середнє значення питомого основного опору руху за період пуску, що визначається за формулами, наведеними в табл. 3; при цьому середнє значення швидкості за період пуску можна прийняти рівним

v_ср = 0,7 v_п ≈15 км/ч.

Середнє пускове прискорення а_п звичайно задається. Якщо а_п не задано, то його необхідно визначити з рівняння (8) руху на реостатних позиціях за заданою чи обчисленою пусковою силою тяги потягу F_П .

Пускова сила тяги F_П , обчислена за заданим пусковим прискоренням а_п ,повинна бути перевірена за умовами зчеплення і за припустимим максимальним струмом двигуна I_max. Максимальна пускова сила тяги F_Пmax не повинна перевищувати максимальну силу зчеплення

F_П.max = F_П (1+K_F) ≤ 10³ G_сц Ψ . (9)

Тут K_{F ‑} коефіцієнт нерівномірності пуску за силою тяги; для автоматичної багатосхідчастої системи пуску можна прийняти K_F = 0,1; у випадку плавного (імпульсного) пуску K_F =0;

G_сц ‑ зчіпна вага потягу, дорівнює сумі сил натискання на рейки (дорогу) усіх рушійних осей (коліс) потягу, кН;

Ψ ‑ розрахунковий коефіцієнт зчеплення, значення якого приведені в табл.5.

Таблиця 5 - Значення розрахункового коефіцієнта зчеплення

Якщо F_П.max > 10³ G_сц Ψ,то її варто прийняти рівною або меншою максимальної сили зчеплення, визначити F_П = F_П.max / (1+K_F) і за рівнянням (8) знайти значення середнього пускового прискорення а_п.

Для перевірки пускової сили тяги за максимальним струмом необхідно визначити максимальну пускову силу тяги F_КП.max = F_П.max / Z_M одного двигуна і за електромеханічною характеристикою двигуна F_КПП(I), що відповідає повному полю, знайти значення струму I_{П max} , яке повинне бути меншим подвоєного значення годинного струму двигуна: I_{п max} < 2I_ч . Якщо I_{п max} > 2I_ч,то треба прийняти нове значення I_{п max} < 2I_ч і в зворотному порядку визначити пускову силу тяги F_П і прискорення а_п .

Рекомендується наступний порядок розрахунку і побудови тягової характеристики потягу. Визначають середню пускову силу тяги двигуна

F_КП = F_П /Z_м і за характеристикою сили тяги для повного поля F_кпп(I) (рис. З) знаходять середнє значення пускового струму I_П (точка А на рис. З). Струм I_П, а отже, і сила тяги двигуна F_КП підтримуються постійними від швидкості v= 0 до швидкості v= v_П виходу на автоматичну характеристику повного поля v_ПП(I) (точка В). При подальшому розгоні двигуна за рахунок ослаблення поля до швидкості виходу на автоматичну характеристику v_ОП(I) , що відповідає максимальному ослабленню поля (точка С), струм двигуна приймають рівним пусковому струму (I=I_П), а сила тяги двигуна зменшується за лінійним законом до значення , що відповідає точці С ^’ на кривій F_КОП(І). Далі в діапазоні зміни швидкості від до v_max (точка Д) через 3-5 км/год задаються рядом значень швидкості v₄ , v₅ , . . . , v_д. Для цих значень швидкості за кривою v_ОП(I) (точки 4, 5,..., Д) знаходять відповідні значення струму навантаження двигуна I₄, I₅, . . . , I_д , яким на кривій F_КОП(І) (точки 4^' , 5^', . . . , Д^' ) відповідають значення сили тяги двигуна F_K4 , F_K5 , . . . , F_Kд . Потім розраховують абсолютні й питомі значення сили тяги потягу за формулами F = F_K Z_M і f = F / G.

Результати розрахунків подають у вигляді табл. 6 і за даними цієї таблиці будують за точками питому тягову характеристику потягу f(v) (рис. 4).

Таблиця 6 ‑ Дані для побудови питомої тягової характеристики потягу f(v)

і характеристики прискорюючої сили f_o(v).