Upload
goran-mojsilovic
View
38
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Formulacije
Citation preview
FORMULACIJA VUČNIH ZAHTEVA I PRORAČUN VUČE
Predavač: Prof.dr Željko DespotovićEL.VUČA -VISER-studijski program NET
UVOD
Želimo da imamo konstantnu snagu(uslovljeno samim vučnim motorom)Želimo da imamo što širi opseg radnih brzinaOva dva zahteva su opozitnaNajkritičniji je polazak kompozicijeMomenat (vučna sila) pri polasku idu i do 3 puta veće vrednosti u odnosu na nominalnePogonska karakteristika vučnog motora jeveoma bitna sa stanovišta pomenutih zahteva
PRIKAZ VUČNIH ZAHTEVA NA F-vDIJAGRAMU
UGAONA BRZINA MOTORA→TRANSLATORNA BRZINA VOZILA
OBRTNI MOMENAT MOTORA→VUČNA SILA
Pik na karakteristici je prouzrokovanpotrebom da se savlada suvo trenje inatezanje kvačila, pri polasku. U suštini se radi o tzv. statičkom trenju
VEOMA BITAN UTICAJ IMA I POLOŽAJ KVAČILA PRI POLASKU(POKRETANJU) VOZA!!!
DISPOZICIJA KVAČILA NA VOZU
KVAČILO
•Položaj kvačila prilikom polaska kompozicije utiče dosta na vrednost potrebnogpolaznog momenta•Moguća su tri položaja kvačila:
-pri razvoju pozitivne vučne sile-pri kočenju-pri relaksaciji
MOGUĆI POLOŽAJI KVAČILA
RAZVOJ POZITIVNE VUČNE SILE
POLOŽAJ KVAČILA PRI KOČENJU
RELAKSIRANO (NENATEGNUTO) KVAČILO
-NE PRENOSI VUČNU SILU
ZAHTEV ZA KONSTANTNOM SNAGOM-PRIRODNI ZAHTEV
Ako su kvačila pri polasku relaksiranaonda lokomotiva savladava suva trenjajednog po jednog vagona.
Ako su kvačila bila nategnuta, lokomotivapri polasku mora da savlada sva suva trenja odjednom. Tada se zahteva vučna sila bar dva puta veća odnazivne.
Slično važi i za kretanje unazad. Da bi se smanjilo početno opterećenje lokomotivepri polasku, ako su kvačila bila nategnutavrši se njihovo relaksiranje malimkretanjem unazad.
Problemi mogu da nastanu i pripogrešnom kočenju. To se vidi na primerukretanja lokomotive unapred, a koči se poslednjim vagonom.
•U osnovi svih vučnih pogona postoji ograničenje po snazi. Snaga primarnog izvora napajanja je ograničena, motori i pretvarači su za određenu snagu. Stoga bi vučni zahtevmogao da se formuliše kao zahtev za konstantnom snagom. •Prirodni zahtev je zahtev za konstantnom snagom. Na većim uzbrdicama i sa teretompotrebno je ostvariti veću vučnu silu i istovremeno smanjiti brzinu.
KARAKTERISTIKA SUS MOTORA
Rad po obrtaju jekonstantan i definisanje veličinom cilindra. Moment je približnokonstantanFunkcija konstantnesnage se postižepomoću varijabilnogprenosnika –menjačaJednačine za vučnusilu i brzinu su:
M≈const
ZAVISNOST VUČNE SILE OD BRZINE KOD SUS MOTORA
Modifikovana zavisnost vučnesile od brzine vozila kojepokreće SUS motor. Ovakva zavisnost se dobijapravilnim projektovanjemmenjača, odnosno reduktorasa varijabilnim prenosnimodnosomU električnoj vuči menjač se ne ugrađuje u vozilaOvde se teži tome dapretvarač i motor obezbede u širokom opsegu režim sakonstantnom snagom (režimslabljenja polja).
ČETIRI STEPENA PRENOSA: I, II, III i IV
ULAZNI PODACI ZA VUČNE PRORAČUNE
Vučna sila lokomotiveKočna sila voza Zaustavni put vozaVučna karakteristika lokomotivei-V dijagram lokomotive Q-V dijagram
VUČNA SILA LOKOMOTIVE
Vučna sila za električne i dizel-električne seračuna pomoću obrasca:
napon napajanja motora u [V]struja motora u [A]brzina voza u [km/h]stepen iskorišćenja vučnog motora stepen iskorišćenja mehaničkog prenosa
pmm
v vIUF ηη ⋅⋅⋅
⋅= 36.0 u [daN]
mU
Iv
mη
pη
Ukupna vrednost vučne sile lokomotive koja ima Mn motora je:
1vMv FnF ⋅= [daN]
KOČIONA SILA VOZA
Kočenje vozova se postiže pomoću athezionih i neathezionih kočnica. Za athezione kočnice je uslov athezija i načini realizacije sile kočenja. U athezione kočnice spadaju:
-pneumatske (mehaničke) kočnice; direktne i indirektne-električne (reostatske i rekupeartivne)-solenoid disk kočnice-ručne mehaničke kočnice
U neathezione kočnice spadaju:-elektromagnetske šinske kočnice-kočnice sa fukoovim strujama koje dejstvuju na šinu
STVARANJE KOČNE SILE KOD MEHANIČKOG KOČENJA
Mehaničko kočenje se ostvaruje pritiskanjemkočnih papučica na bandaže točkovaU tom slučaju se između papuča i bandaža točka stvara sila trenja koja stvara kočioni momenat suprotan smeru obrtanja točkaSlika pokazuje stvaranje kočne sile prilikom mehaničkog kočenja
Sila trenja se dobija iz relacije:
B- sila trenja između kočnepapuče i bandaže točka
P- sila pritiska kočne papuče na točak
kfPB ⋅=
kf koeficijent trenja klizanja između papuče i bandaže točka
USLOV ZA NORMALNO KOČENJE
Ako se posmatra samo jedna osovina za koju se izračunava sila kočenja, tada je veličina kočne sile ograničena silom athezije točkova sa šinamaAko je kočna sila veća od athezije :
točkovi će da klizaju po šinama. Zbog toga je za normalno kočenje potrebno ispuniti uslov:Iz prethodne jednačine sledi da je:
aak fGfP ⋅>⋅Σ
aak fGfP ⋅≤⋅Σρ==
Σ
k
a
a ff
GP
ρ koeficijent pritiska kočnih papuča na osovinu
2.0=af5.0...4.0=kf
6.0...4.0≈ρ
PRITISAK KOČNIH PAPUČA NA BANDAŽE
Pritisak kočnih papuča na bandaže zavisi od athezionemase po osovini, tj. o veličine pritiska točka na šinu. Stoga se u vožnji razlikuju dva režima kočenja: za pune vagone i vozoveVeličina pritiska kočnih papuča na bandaže iznosi:
pipNpdP ηπ⋅⋅⋅=Σ
4
2[N]
d-prečnik kočionog cilindra u [m]p-pritisak vazduha u kočnom cilindru u [N/m2]Np-prenosni odnos polužnog prenosnika sistema kočenjaηpi -koeficijent korisnog dejstva polužnog prenosnika (za četvoroosovinske lokomotive i vagone 0.95 a za šestoosovinske lokomotive i vagone 0.85)
SILA PRITISKA KOČNIH PAPUČA JEDNE OSOVINE
Sila pritiska kočnih papuča jedne osovine, odnosno kočna sila voza, računa se jednačinom:
Za sve osovine sa istim pritiskom i istim kočnimmaterijalom:
np- broj osovinaKod vučnog proračuna kada je sasatav voza
homogen,specifična kočna sila (sila po jedinici tone) određuje se pomoću obrasca:
kk fPB ⋅Σ⋅= 1000
pKkn nBB ⋅= u [daN]
u [daN]
vak
va
kvk GG
PfGG
Bb+Σ
⋅⋅=+
= 1000 u [daN/t]
ZAUSTAVNI PUT VOZASamo kočenje voza se sastoji od vremenskog intervala pripreme kočenja i vremenskog intervala kočenja voza:U ovim intervalima voz prelazi određeni put koji je dat relacijom:Predkočioni put se određuje pomoću izraza:
Put koji se prelazi sa pritisnutim papučama na bandažama točkova (put sa dejstvom kočenja), u intervalu brzina do može se odrediti iz izraza:
kzkpk ttt +=
kzkpk SSS +=
kpkpkp tvtvS ⋅⋅=⋅⋅= 278.036001000
iFbvvSotk
kz ++−
⋅=22
2113.4
u [m]
Skz -put kočenja (zaustavni put) u [m]v1 -početna brzina kočenja u [km/h]V2 -brzina na kraju kočenja u [km/h]bk -specifična kočna sila u [daN/t]Fot -specifični stalni otpor voza u [daN/t]i -nagib (uspon) u [‰]
ZAUSTAVNI PUTEVI-DOMAĆI PROPISI
Tehnički propisi u Železnicama Srbije određuju dužine zaustavnih puteva:
-1000m za glavne pruge sa brzinama do 120km/h-700m za glavne pruge- 400m za sporedne pruge
VUČNA KARAKTERISTIKA LOKOMOTIVE
Vučne karakteristike su najvažniji pokazatelji vučnih osobina lokomotiva. Osnovna vučna karakteristika lokomotiva je karakteristika vučne silePored ove najbitnije karakteristike obično se određuju jošdve a to su: karakteristika uspona za različite vučne terete (i-V dijagram) i karakteristika vučnih teretaza različite uspone (Q-v dijagram) Vučna karakteristika lokomotive kod nas se naziva često i vučni pasoš lokomotive
)(vfFv =
)(1 vfi =)(2 vfG =
ZAVISNOSTI VUČNE SILE OD BRZINE
Obzirom da je snaga jednaka moguće su dve zavisnosti vučne sile od brzine:
Vučna vozila (a posebno lokomotive) uglavnom rade prema karakteristici konstantne snage. Inače se na vučnoj karakteristici lokomotive izdvajaju tri oblasti:
vFP v ⋅=
KARAKTERISTIČNE OBLASTI NA VUČNOJ KARAKTERISTICI LOKOMOTIVE
Karakteristika granice athezijeKarakteristika konstantne snageNajveća ostvariva brzina vožnjePočetni deo karakteristike vučne sile lokomotive može biti ograničen ili granicom athezije ili graničnim mogućnostima prenosnika snageNajveća brzina vonžnje koju je moguće postići je određena konstruktivnim mogućnostima lokomotive i najvišim naponom napajanja vučnih motora.
DIJAGRAM VUČNE SILE I OTPORI KRETANJA
Ako se pored dijagrama vučne sile nacrtaju karakteristike otpora kretanju voza
i otpora pruge dijagram se može podeliti na tri oblasti:
)(vfFot =Σ
)(vfFk =
Gornja površina, odnosno ordinata Fa u njoj znači otpor ubrzanja , odnosno rezervnu vučnu silu za ubrzanje voza
ODREĐIVANJE I-v DIJAGRAMAKarakteristika lokomotive za razne vrednosti vučnih tereta predstavlja dijagramLokomotiva sa vučnom silom prema izrazu:
)(1 vfi = vGVi −
)()( akioutlvakioutlav FFFFGFFFFGF +++++++⋅=
Na pruzi sa usponom i[‰]uspostavlja ravnotežno stanje pri brzini vožnje
ivPošto u tom slučaju lokomotiva nema nikakve rezerve vučne sile kojom bi se mogla koristiti za ubrzanje izraz za silu dobija oblik:
)()( iFGiFGF outvvoutlav +++⋅=
va
otvvotlav
GGFGFGFi
+⋅+⋅−
=)(
TIPIČNI I-V DIJAGRAM Kod izrade i-V dijagrama prema izrazu:
se pretpostavlja da je za svakubrzinu vožnje poznato:
va
otvvotlav
GGFGFGFi
+⋅+⋅−
=)(
vF otlF otvF
aG
i-V dijagram za tri mase vučenog tereta
321 vvv GGG >>
masa lokomotive:
sile:
ODREĐIVANJE Q-v DIJAGRAMQ-V dijagram daje karakteristiku za razne uspone pruge i[‰]. Na železnici se masa vučenog tereta obično označava sa Q pa je u ovom slučaju formalnoPretpostavlja se da lokomotiva pri brzini vožnje ne raspolaže sa rezervom vučne sile, pa izraz za izradu Q-V dijagrama dobija oblik:
)(2 vfQ =
vGQGv =
iv
otli
iaotlav
FFFGFGFQ
+⋅+⋅−
=)(
TIPIČNI Q-v DIJAGRAMPrema izrazu
se pretpostavlja da su za svaku brzinuvožnje poznati sile:masa lokomotive :
Q-V dijagram odnosno karakteristiku vučne sile )(2 vfQ =
za tri različita uspona 321 iii >>
otli
iaotlav
FFFGFGFQ
+⋅+⋅−
=)(
vF otlF otvF
aG