Оценка тягово-энергетических характеристик транспортных средств и принципы работы подвижного состава
скачать (1842 kb.)
Доступные файлы (1):
| курсовой по ТС.doc | 2450kb. | 20.11.2009 15:26 |  скачать |
содержание
- Смотрите также:
- Затратный подход к оценке стоимости машин, оборудования и транспортных средств [ документ ]
- Автор не указан. Программа расчета технико-эксплуатационных показателей работы подвижного состава [ документ ]
- Оценка машин, оборудования и транспортных средств [ лабораторная работа ]
- Автомобильные перевозки [doc] [ документ ]
- Выбор типа подвижного состава и разработка мероприятий на повышение эффективности его использования [ документ ]
- Курсовой проект - Коммерческие перевозки [ курсовая работа ]
- Афонин Г.С., Барщенков В.Н., Кондратьэв Н.В. Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава [ документ ]
- Курсовой проект - Годовой план работы подвижного состава на отделении железной дороги. Вариант 3151 [ курсовая работа ]
- Астахов П.Н. Сопротивление движению железнодорожного подвижного состава. Труды ЦНИИ МПС, выпуск 311 [ документ ]
- Одно из главных условий, обеспечивающих грузовые перевозки, является высокий и устойчивый уровень технической готовности парка автомашин [ документ ]
- Афонин Г.С., Барщенков В.Н. Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава [ документ ]
- 6 Безопасность жизнедеятельности 1 Защита обслуживающего персонала от наезда подвижного состава [ документ ]
курсовой по ТС.doc
Федеральное агентство по образованиюГосударственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине «Транспортные средства»
На тему:
«Оценка тягово-энергетических характеристик транспортных средств и принципы работы подвижного состава»
Москва 2009
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
В данном курсовом проекте автором рассматривается два вида транспорта – железнодорожного и автомобильного - с технической стороны.
Для оценки тягово-энергетических характеристик каждого из них были проведены необходимые расчеты. Так, для железнодорожного транспорта (тепловоз ТЭП60) была дана техническая характеристика, определена масса состава поезда, рассчитаны основное и дополнительное сопротивление, рассчитан тормозной путь. Для автомобильного транспорта (ЗИЛ 130) также была дана эксплуатационно-техническая характеристика, рассчитаны и построены внешняя скоростная характеристика двигателя и тяговый баланс автомобиля.
В результате проведенных автором работ были закреплены общелекционные знания устройства и принципов работы подвижного состава.
В ходе выполнения работы автор опирался на Правила тяговых расчетов на железнодорожном транспорте и на другую рекомендованную литературу.
В ходе курсового проекта выполнялись следующие задачи: закрепление общеинженерных знаний, основ и принципов теории, устройства и работы техники транспорта ее возможностей и технико-экономических характеристик, а также сравнительная оценка преимуществ отдельных видов транспортных средств, выходных параметров транспортных средств, определяющих их способность к перевозке пассажиров и грузов в конкретных условия, что необходимо для выбора вариантов применения техники.
^
Железнодорожный транспорт
Техническая характеристика подвижного состава
Тепловоз ТЭП60
Тепловоз ТЭП60 — пассажирский тепловоз, производившийся в СССР на Коломенском тепловозостроительном заводе с 1960 по 1985 год. Всего было построено 1241 тепловоза этой модели, которые по состоянию на апрель 2007 года всё ещё эксплуатируются Российскими железными дорогами и на железных дорогах других стран бывшего СССР.
После эры паровозов первыми тепловозами, приспособленными для пассажирской службы, стали тепловозы серии ТЭ7, а пассажирскими электровозами — электровозы ВЛ60П. И тот, и другой локомотив по конструкции больше относились к грузовым локомотивам и в связи с особенностями конструкции экипажной части имели ограничение скорости движения. В связи с необходимостью замены пассажирских паровозов полноценными пассажирскими тепловозами и появился тепловоз ТЭП60.
Проектирование тепловоза велось под руководством заместителя главного конструктора по локомотивостроению Г. А. Жилина. Первый тепловоз был построен в апреле 1960 года. В январе 1961 года он поступил для испытаний на линию Москва — Ленинград Октябрьской железной дороги. В 1960 году был построен второй такой тепловоз. Серия, присвоенная тепловозу, означала следующее: Т — Тепловоз, Э — с электрической тяговой передачей, П — пассажирский, 60 — 60-е годы.
Это был основной пассажирский тепловоз бывшего СССР. Дольше него выпускался только грузовой тепловоз ТЭ3 (около 30 лет). Качество техники обычно закладывается на стадии проекта. "Шестидесятник" имел простой и надежный дизель (хоть и двухтактный) из серии Д45, изначально проектировавшейся для дизельных подводных лодок. Конструкция тележки скопирована у французского пассажирского электровоза.
В результате получилась очень надежная и живучая машина, прослужившая долгие годы. Несколько лет ТЭП60 водил "Красную стрелу" (до замены его на электровоз ЧС2) и установил один из тогдашних рекордов скорости - 188 км/ч.
Серийный выпуск тепловоза был начат в 1961 году и продолжался до 1985 года. Был построен 1241 тепловоз. Первые тепловозы ТЭП60 работали некоторое время на линии Москва — Ленинград, затем тепловозы этой серии начали обслуживать пассажирские поезда Ленинград — Таллин, Лозовая — Мелитополь. В разные годы тепловозы ТЭП60 поставлялись в депо Тюмень Свердловской дороги, Засулаукс Прибалтийской дороги; Витебск, Орша, Минск Белорусской дороги; Смоленск Московской дороги; Ленинград-Финляндский, Ленинград-Сортировочный-Московский, Волховстрой, Бологое Октябрьской дороги; Пологи, Пятихатки, Кривой Рог, Керчь, Днепропетровск Приднепровской дороги, Полтава Южной дороги, Барнаул Западно-Сибирской дороги; Волгоград, Саратов Приволжской дороги.
1.2. Технические особенности тепловоза ТЭП60
Техническая характеристика тепловоза ТЭП-60 приводится в таблице (табл. 1.).
^
| Показатель | Единицы измерения | Данные локомотива |
| Год начала-окончания выпуска | - | 190-1985 |
| Род службы | - | Пассажирский, односекционный, с 2 кабинами машиниста |
| Осевая формула (характеристика) | - | (3О-3О) |
| Род тока и напряжения в контактной сети | В | 465/635, постоянный |
| Число и мощность тяговых электродвигателей | кВт | 6*(305-310) в зависимости от модификации |
| Мощность при часовом режиме | кВт | 2000 |
| Сила тяги при часовом режиме (длительная сила тяги) | кгс | 12500 |
| Скорость при часовом режиме (скорость длительного режима) | км/ч | 50 |
| Конструкционная скорость | км/ч | 160 |
| Тип дизеля, тактность, число и расположение цилиндров | | 16 цилиндровый двухтактный 11Д45 серии ДН23/30 |
| Мощность по дизелю | Л.С. | 3000 |
| Удельный расход топлива | г/л.с.ч. | 170 |
| Масса локомотива | т | 126 |
| Длина по осям сцепления автосцепок | мм | 19250 |
Техническая характеристика пассажирских цельнометаллических вагонов приводится в таблице (табл. 2.)
Таблица 2
^
| Показатель | ^ | |||
| Купейный с 4-х местными купе | Купейный с 4-х местными Купе повышенной комфортности | Мягкий с 2-х местными купе (СВ) | Некупейный со спальными местами (плацкартный) | |
| Модель вагона | 61-850 | 61-820 | 61-4165 | 61-826 |
| Число спальных мест | 36 | 36 | 14 | 54 |
| Масса тары вагона без экипировки, тонн | 47,6 | 50,3 | 48 | 47,6 |
^ Определение массы состава пассажирского поезда
Требуется определить массу состава пассажирского поезда, которая включает массу локомотива – тепловоза, снаряженного топливом, а также суммарную массу пассажирских вагонов брутто. Под массой брутто пассажирского вагона понимается сумма массы тары вагона без экипировки, масса находящихся в вагоне пассажиров из расчета 100 кг (0,1 т) на человека, включая бесплатный багаж, а также массу экипировки вагона - постельного белья, чайных принадлежностей и др.
Масса экипировки принимается равной 120 кг (0,12 т) для вагонов СВ и 150 кг (0,15 т) – для всех остальных категорий вагонов.
Масса брутто пассажирского вагона определяется исходя из его реальной загрузки: количество пассажиров в плацкартных вагонах максимальное – 100%, а в купейных – 78%.
Количество пассажиров в одном купейном вагоне:
(чел)Количество пассажиров в одном плацкартном вагоне:
(чел)Количество проводников в одном вагоне равно 2.
Определение массы состава пассажирского поезда:
(1)где
- масса состава пассажирского поезда;
- масса локомотива;
- суммарная масса пассажирских вагонов брутто.
(2)где
- масса тары вагона без экипировки;
- масса находящихся в вагоне пассажиров;
- масса экипировки вагона.В составе поезда 1 купейный вагон повышенной комфортности модели 61-820, 5 купейных вагонов модели 61-850, 5 некупейных вагонов со спальными местами модели 61-826. Следовательно:
(т)
(т)
(т)
(т)Тогда масса состава пассажирского поезда будет равна:
(т)Вывод: масса локомотива равна 126 тонн, суммарная масса пассажирских вагонов брутто равна 574,55 тонн, общая масса состава пассажирского поезда составляет 700,55 тонн.
^ Расчет основного удельного сопротивления движению пассажирского поезда
Силы сопротивления движению поезда складываются из сил сопротивления движению локомотива и состава. Основное сопротивление имеется на всем пути движения поезда.
^ движению поезда создают, прежде всего, силы трения между отдельными частями подвижного состава, силы взаимодействия подвижного состав и пути, силы сопротивления воздушной среды (без учета ветра). Остальные составляющие имеют значительно меньшее влияние.
^ уле:
(3)где а, b, c – эмпирические коэффициенты.
Поскольку на сопротивление движению пассажирского поезда влияет большое число факторов, силы основного сопротивления движению определяют по эмпирическим формулам (табл. 3).
Таблица 3
^
| ^ | Движение | Звеньевой путь |
| Электровозы | под током |  |
| без тока |  | |
| Пассажирские вагоны | - |  |
где
- основное удельное сопротивление движению локомотива под током;
- основное удельное сопротивление движению локомотива без тока;
- основное удельное сопротивление движению пассажирского цельнометаллического вагона;
– нагрузка от оси вагона на рельсы, тонн.Нагрузка от оси вагона на рельсы принимается равной удельной массе (брутто) пассажирского вагона, приходящегося на одну ось.
^ оезда может быть определено по формуле:
(4)где
– основное удельное сопротивление движению состава пассажирского поезда;
– масса брутто i-го вагона в составе поезда;
– основное удельное сопротивление движению i-го вагона, определенное по эмпирическим формулам табл. 3;
– масса брутто состава пассажирского поезда.^ ссчитанным удельным силам определяют по следующим формулам:
(5)где
– основное сопротивление движению локомотива под током, Н; – масса локомотива.
(6)где
– основное сопротивление движению локомотива без тока, Н
(7)где
– основное сопротивление движению состава пассажирского поезда, Н.Основное удельное сопротивление движению пассажирского поезда, Н/кН, при движении электровоза под током определяется по формуле:
(8)На холостом ходу, а также в ходе механического торможения основное удельное сопротивление движению пассажирского поезда, Н/кН, определяется по формуле:
(9)Основное сопротивление движению пассажирского поезда в режиме тяги определяется по формуле:
(10)Основное сопротивление движению пассажирского поезда в режиме холостого хода (и механического торможения) определяется по формуле:
(11)В ходе выполнения курсового проекта необходимо построить кривые зависимости основного удельного сопротивления движению пассажирского поезда от скорости в режиме тяги ω0 и на холостом ходу ω0Х.
^ роведем расчет показателей для v=10 км/ч.
Масса брутто одного вагона:
(т)
(т)
(т)Нагрузка от оси вагона на рельсы:
(т)
(т)
(т)Масса брутто состава пассажирского поезда:
(т)Основное удельное сопротивление движению пассажирского цельнометаллического вагона:
Вагон 61-820 –
Вагон 61-850 –
Вагон 61-826 –
Основное удельное сопротивление движению локомотива под током:
Основное удельное сопротивление движению локомотива без тока:
Основное удельное сопротивление движению состава пассажирского поезда:
Основное сопротивление движению локомотива под током:
(Н)Основное сопротивление движению локомотива без тока:
(Н)Основное сопротивление движению состава пассажирского поезда:
(Н)Основное удельное сопротивление движению пассажирского поезда при движении тепловоза под током:
(Н/кН)Основное удельное сопротивление движению пассажирского поезда на холостом ходу:
(Н/кН)Основное сопротивление движению пассажирского поезда в режиме тяги:
(Н)Основное сопротивление движению пассажирского поезда в режиме холостого хода:
(Н)Показатели для остальных скоростей рассчитываются аналогично. Все расчеты удобнее свести в таблицу (табл. 4.).
 |  |  |  | | |  | | | |  |  |  | x |
| 10 | 1,55 | 1,5 | 1,5 | 2,03 | 2,545 | 1,39 | 2506,6 | 3142,6 | 7995,438 | 1,53 | 1,62 | 10502,1 | 11138 |
| 20 | 1,78 | 1,72 | 1,72 | 2,22 | 2,76 | 1,56 | 2741,3 | 3408 | 9065,25 | 1,72 | 1,82 | 11806,5 | 12473,3 |
| 30 | 2,05 | 1,98 | 1,98 | 2,47 | 3,045 | 1,77 | 3050 | 3760 | 10416,59 | 1,96 | 2,06 | 13466,5 | 14176,56 |
| 40 | 2,38 | 2,29 | 2,29 | 2,78 | 3,4 | 2,02 | 3432,7 | 4198,3 | 12105,77 | 2,26 | 2,37 | 15538,5 | 16304,09 |
| 50 | 2,76 | 2,65 | 2,65 | 3,15 | 3,825 | 2,30 | 3889,6 | 4723,1 | 14020,17 | 2,61 | 2,73 | 17909,8 | 18743,28 |
| 60 | 3,19 | 3,05 | 3,05 | 3,58 | 4,32 | 2,61 | 4420,6 | 5334,3 | 16216,1 | 3,01 | 3,14 | 20636,7 | 21550,44 |
| 70 | 3,67 | 3,51 | 3,51 | 4,07 | 4,885 | 2,96 | 5025,6 | 6032 | 18580,95 | 3,44 | 3,59 | 23606,6 | 24612,95 |
| 80 | 4,2 | 4,01 | 4,01 | 4,62 | 5,52 | 3,34 | 5704,8 | 6816,1 | 21339,94 | 3,94 | 4,10 | 27044,7 | 28156,03 |
| 90 | 4,78 | 4,56 | 4,56 | 5,23 | 6,225 | 3,76 | 6458 | 7686,6 | 24211,54 | 4,47 | 4,65 | 30669,5 | 31898,17 |
По оси абсцисс указывается скорость v, км/час (масштаб – 10 км/час от нулевого значения до максимально разрешенной скорости на рассматриваемом направлении, т.е. до 90 км/час).
По оси ординат – основное удельное сопротивление движению пассажирского поезда ω0 (масштаб – 1 Н/кН).
Рис. 4. Основное удельное сопротивление движению пассажирского поезда по звеньевому пути
– основное удельное сопротивление движению пассажирского поезда при движении тепловоза в режиме тяги;
– основное удельное сопротивление движению пассажирского поезда на холостом ходу.
Расчет дополнительного удельного сопротивления движению пассажирского поезда
Дополнительное сопротивление возникает только на отдельных участках пути или в отдельные промежутки времени.
Дополнительное сопротивление движению создается силами, возникающими в условиях движения пассажирского поезда по уклонам, в кривых, трогания поезда с места, низких температурах, действии ветра, при работе подвагонных генераторов пассажирских вагонов.
Дополнительное удельное сопротивление от уклона определяют по формуле:
(12)где
– приведенный уклон пути, ‰. Приведенный уклон принимается со знаком «+» для подъема и со знаком «-» для спуска. Таким образом, на подъеме с уклоном 10‰, поезд испытывает дополнительное сопротивление, равное 10Н, приходящееся на каждый килоньютон его веса.
Необходимо рассчитать дополнительное сопротивление движению пассажирского поезда, возникающее на всех заданных уклонах рассматриваемого направления.
Расчет дополнительного сопротивления движению пассажирского поезда, возникающее на всех заданных уклонах рассматриваемого направления приведен в таблице ( табл. 5).
Таблица 5
^
| Участок пути | ωi, Н |
| 6-10 км | -3,8 |
| 27-29 км | -6,7 |
| 30-34 км | +5,6 |
Дополнительное сопротивление
при движении пассажирского поезда по кривым участкам пути зависит от центрального угла 
кривой, а также ее длины 
и определяется по формуле: 
(13)Для всех кривых, предусмотренных для рассматриваемого направления, длина кривой
принимается равной 1км. Расчет дополнительное сопротивление движению пассажирского поезда, возникающее на заданных кривых участках рассматриваемого направления приведен в таблице ( табл. 6 ).
Таблица 6
^
| Участок пути, км | ωr |
| 3 – й | 24,4 |
| 8 - й | 73,2 |
| 16 - й | 73,2 |
| 30 - й | 85,4 |
Удельное сопротивление при трогании поезда с места на горизонтальном прямолинейном пути
определяют по эмпирической формуле в зависимости от средней нагрузки, приходящейся на ось пассажирского вагона , тонн:
(14)Для расчета удельного сопротивления при трогании поезда с места средняя нагрузка, приходящаяся на ось вагона, может быть определена как частное от деления массы вагонного состава
на общее количество осей пассажирских вагонов в составе поезда, получаем 574,55/44= 13Расчет дополнительное сопротивление от трогания пассажирского поезда с места: ωтр = 28 / (13+ 7) = 1,4
Общее удельное сопротивление движению поезда
представляет собой сумму основного и дополнительного 
удельных сопротивлений движению поезда.При работе локомотива в режиме тяги:
(15)В режиме холостого хода:
(16)Общее сопротивление движению пассажирского поезда
, Н, составит:
(17)В курсовом проекте необходимо рассчитать общее сопротивление движению пассажирского поезда
, Н, для следующих случаев:
трогание поезда с места в начальном пункте заданного направления;
движение по горизонтальному участку пути на максимальной скорости в режиме тяги локомотива;
движение по горизонтальному участку пути на максимальной скорости в режиме холостого хода;
движение по всем заданным участкам с кривыми радиусами и подъемами в режиме тяги;
движение по всем заданным участкам со спусками в режиме холостого хода.
Результаты расчетов целесообразно свести в таблицу (табл. 7) и показать на графике:
Таблица 7
^
| Участок пути, км | Основное сопротивление | Дополнительное сопротивление движению | Общее сопротивление движению | |||
| Трогание с места | поворот | спуск | подъем | |||
| 0 | - | 1,4 | - | - | - | 9611,6 |
| 1 - 2 | 4,47 | - | - | - | - | 30688,3 |
| 3 | 4,47 | - | 24,4 | - | - | 198204,1 |
| 4-5 | 4,47 | - | - | - | - | 30688,3 |
| 6-7 | 4,65 | - | - | -3,8 | - | 5835,6 |
| 8 | 4,65 | - | 73,2 | -3,8 | - | 508382,9 |
| 9-10 | 4,65 | - | - | -3,8 | - | 5835,6 |
| 11-15 | 4,65 | - | - | - | - | 31924,1 |
| 16 | 4,65 | - | 73,2 | - | - | 534471,4 |
| 17-26 | 4,47 | - | - | - | - | 30688,3 |
| 27-29 | 4,65 | - | - | -6,7 | - | |
| 30 | 4,47 | - | 85,4 | - | 5,6 | 655439,7 |
| 31-34 | 4,47 | - | - | - | 5,6 | 69134,6 |
Скачать файл (1842 kb.)