Выбор массы грузового поезда при заданном типе локомотива

При заданном типе локомотива следует решить, как наиболее рационально использовать его мощность: доведением массы поезда до наибольшей возможной величины, ограниченной условиями (32.1) и (32.2), или установлением меньшей массы для увеличения скорости движения. Рассмотрим, как влияет масса поезда и скорость его движения на провозную способность линии и основные технико-экономические показатели ее работы.

Провозную способность линии участка определяют масса и число грузовых поездов:

. (32.3)

Пропускная способность в по­ездах для однопутных линий, не оборудованных автоблокировкой, равна

,

где среднее расстояние между раз­дельными пунктами, км; ходовая скорость грузовых поездов, км/ч; j- коэффициент неидентичности перегонов; часть периода графика, включающая станционные интервалы и потери времени на разгон и замедление, мин.

От массы и скорости поездов провозная способность зависит следующим образом:

.

Отсюда по критерию провозной способности следует добиваться наибольшего значения произведения , соответствующего рациональному значению нормы массы при заданном типе локомотива.

Чтобы получить такой результат, исследуем известное из теории тяги поездов выражение

.

Рис. 32.1. Гистограмма фактического и теоретического (штриховая линия) распределения поездопотока по погонной нагрузке

При тепловозной тяге мощность локомотива в широком диапазоне скоростей почти постоянна, а с ростом скорости увеличиваются как сопротивление движению , так и вычитаемое . Следовательно, можно считать, что наибольшая производительность тепловозов, а значит, максимальная провозная способность линии и наименьшая себестоимость перевозок достигаются при использовании мощности тепловозов для увеличения массы поезда. При электрической тяге это положение тем более справедливо, так как мощность электровозов с ростом скорости уменьшается. Итак, наивыгоднейшая при данном типе локомотива масса поезда ограничена расчетной силой тяги или длиной приемо-отправочных путей. Из этого общего правила необходимо выделить исклю­чения.

Рис. 32.2. Зависимость средней массы поезда и провозной способности линии от расчетной нагрузки при неоднородной структуре грузопотока

При значительных размерах пассажирского движения на двухпутных линиях уменьшение массы грузовых поездов для приближения их скорости к скорости пассажирских может уменьшить съем с графика. Тогда наибольшей провозной способности линии можно добиться при массе поезда, несколько меньшей максимально возможной по силе тяги или длине путей.

При существенно неоднородной структуре грузопотока, когда массу поездов на линии ограничивает длина приемо-отправочных путей, наибольшая провозная способность не всегда соответствует максимально возможной по погонной нагрузке норме массы. В этом случае опти­мальную норму массы необходимо устанавливать по максимуму провозной способности, учитывая рас­пределение поездопотока по погон­ной нагрузке.

Характеристикой структуры грузопотока (при заданном плане формирования поездопотока) служит его распределение по величине погонной нагрузки (рис. 32.1). Поезда с погонной нагрузкой, меньшей , формируют по длине путей полносоставными, но с неполной массой, а с нагрузкой и более (заштрихованная часть гистограммы) – по норме массы , но неполносоставными. Это уменьшает значение средней массы поезда.

При параллельном для грузовых поездов графике движения их скорость, а следовательно, и пропускную способность линии устанавливают по мощности локомотива и норме массы, которая определяется длиной путей и расчетной погонной нагрузкой

где погонная нагрузка, разграничивающая полносоставные и полновесные поезда, т/м.

В связи с тем, что прирост сред­ней массы поезда в этих условиях не прямо пропорционален увеличению его нормы, а снижение скорости движения поездов из-за параллельности графика распространяется на весь поток, изменение провозной способности носит экстремальный характер. Как видно из рис. 32.2, средняя масса поезда заметно увеличивается лишь до определенного предела, соответствующего погонной нагрузке . При этом провозная способность достигает максимума. Дальнейшее увеличение нормы массы приводит к уменьшению провозной способности линии.