Тяга поездов

Тяговые расчёты являются прикладной частью теории тяги поездов и позволяют решать многочисленные практические задачи, возникающие при проектировании и эксплуатации железных дорог. К числу важнейших задач относятся: определение массы грузовых составов при заданном типе локомотива в соответствии с профилем, скоростью движения и временем хода по участкам и отдельным перегонам; определение необходимых параметров локомотива для обеспечения заданной пропускной и провозной способности участка; составление графика движения поездов – основного документа работы железнодорожного транспорта; выбор наиболее рационального размещения станций, остановочных и раздельных пунктов при проектировании железных дорог; определение параметров системы энергоснабжения при электрификации железной дороги: размещение тяговых подстанций и определение их мощности, расчёт тяговой сети и другое.
На железнодорожном транспорте России методы производства тяговых расчётов и необходимые для их выполнения нормативы регламентируются Правилами тяговых расчётов (ПТР) для поездной работы.
В настоящее время тяговые расчёты выполняются преимущественно на ЭВМ по имеющимся программам в банках ВЦ и на кафедрах. Однако для математической формулировки задач необходимо понимать физическую сущность явлений, сопровождающих процесс движения поезда, и знать основные приёмы и способы тяговых расчётов.
Курсовая работа дает необходимые сведенья и первоначальные навыки выполнения расчетов, связанных с организацией движения поездов и работы локомотива. Такие расчеты называются тяговыми. В курсовой работе студент изучает правила тяговых расчетов в процессе определения массы поезда, нахождения расхода топлива и построения различных графиков.
1.1 Описание особенностей конструкции тепловоза 2ТЭ116

Тепловоз 2ТЭ116 состоит из двух одинаковых однокабинных секций, управляемых с одного (любого) поста кабины. При необходимости каждая секция может быть использована как самостоятельная тяговая единица (рис. 3). Секции соединены автоматической автосцепкой СА-3. Для перехода из секции в секцию в задней стенке холодильной камеры имеется переходная площадка. Все силовое и вспомогательное оборудование расположено в кузове тепловоза, выполненном с несущей главной рамой. На тепловозе применена дизель-генераторная установка 1А-9ДГ, установленная в средней части главной рамы. На тепловозах 2ТЭ116 до номера 728, кроме № 715; 717; 720; 725, устанавливали дизель-генератор 1А-9ДГ исполнения 1; с тепловоза 2ТЭ116№728 применяют дизель-генераторы 1А-9ДГ исполнения 2, разница в конструкции которых подробно изложена в разделе дизеля. Дизель и тяговый генератор смонтированы на единой поддизельной раме сварной конструкции и соединены между собой полужесткой пластинчатой муфтой. Дизель четырехтактный, 16-цилиндровый с газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха, со ступенчатым дистанционным электро-гидравлическим управлением частотой вращения вала дизель-генератора. Тяговый генератор ГС-501А переменного тока представляет собой синхронную электрическую машину с 12 полюсами, независимым возбуждением и обмоткой статора в виде двух трехфазных звезд, сдвинутых на 30° эл. относительно друг друга. Возбуждение тягового генератора производится однофазным возбудителем 36 переменного тока марки ВС-650В с частотой 220 Гц, который имеет привод от заднего редуктора дизеля. Ток возбуждения тягового генератора регулируется тиристорным выпрямителем 59, выполненным в виде управляемого выпрямительного моста, в два плеча которого включены тиристоры. При изменении угла открытия тиристоров изменяется ток возбуждения тягового генератора. В схеме предусмотрен режим аварийного возбуждения (при отказе элементов основной схемы). Для пуска дизель-генератора применяется стартер-генератор ПСГ-У2, который в момент пуска, получая питание от аккумуляторной батареи, работает в режиме электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением и приводит во вращение вал дизель-генератора через его задний редуктор. После пуска дизеля стартер-генератор работает в генераторном режиме и питает цепи управления тепловоза, освещения, электродвигателя привода тормозного компрессора КТ-7 и заряжает аккумуляторную батарею. Возбудитель и стартер-генератор установлены на корпусе тягового генератора и соединены с задним редуктором дизеля упругими муфтами втулочно-пальцевого типа. Аккумуляторная батарея 48ТН-450—кислотная, емкость при 10-часовом режиме разряда 450 А-ч, напряжение 96 В, количество элементов — 48 шт. по три элемента в банке. Она установлена в нишах ферм главной рамы тепловоза по обеим ее сторонам и обеспечивает хороший доступ для осмотра, обслуживания и демонтажа. От аккумуляторной батареи питаются также цепи управления и освещения тепловоза при неработающем дизель-генераторе. Выработанный тяговым генератором переменный ток выпрямляется выпрямительной установкой 4 УВКТ-5, выполненной в виде двух параллельно работающих мостов на лавинных кремниевых вентилях. Каждый мост питается от одной из статорных обмоток тягового генератора. К выпрямительной установке параллельно подключены шесть тяговых электродвигателей ЭД-118А или ЭД-118Б, которые через одноступенчатые тяговые редукторы с упругими ведомыми зубчатыми колесами, насаженными на оси колесных пар, приводят в движение тепловоз. Необходимый диапазон использования постоянной мощности дизеля по скорости тепловоза осуществляется за счет ослабления поля тяговых двигателей автоматически в зависимости от режима работы тягового генератора и тяговых электродвигателей в две ступени: 36 и 60%. Воздух для дизеля поступает через установленные на боковых стенках кузова два двухступенчатых воздухоочистителя 39 и 54 непрерывного действия с периодически проворачивающимися и смачивающимися в масляной ванне кассетами из металлических сеток (первая ступень) и неподвижными кассетами из промасленных металлических сеток (вторая ступень). Степень очистки воздуха 97%. Воздухоочистители позволяют осуществлять переход на забор воздуха для питания дизеля при неблагоприятных метеорологических условиях из кузова тепловоза. При этом работает только вторая ступень очистки.