Тяга поездов и тяговые расчеты


«Тяга поездов и тяговые расчеты» – это научная дисциплина, способствующая решению таких вопросов, как выбор типа локомотива и его основных параметров, расчет веса состава, времени хода поезда по перегонам и оптимальных режимов вождения поездов; тормозные расчеты; определение расхода воды, топлива, электроэнергии.

Тяговые расчеты являются важной частью науки о тяге поездов. Методы тяговых расчетов включают комплекс способов и приемов для решения данных задач. Тяговые расчеты являются точной дисциплиной и для расчётов используются математические формулы в которых применяются точные, измеренные или вычисленные, параметры локомотивов, электродвигателей и проч. В случаях когда невозможно установить точные значения какого-либо параметра, в расчетах используются эмпирические значения, т.е. те, что получены опытным путем. К таким например относится удельный коэффициент основного сопротивления.

К основным параметрам для тяговых расчетов относятся: данные для определения сопротивления движению подвижного состава, силы нажатия тормозных колодок, тормозные пути, коэффициент трения тормозных колодок, коэффициент сцепления колес локомотивов и вагонов с рельсами при тяге и торможении, конструкционные и допустимые скорости движения, расчетные значения силы тяги и скорости локомотивов на подъеме, силы тяги при трогании с места, допустимые значения продольных усилий при различных режимах тяги и торможения, ограничивающие токи и предельные температуры электрических машин электровозов и тепловозов. Эти нормы зависят от типов подвижного состава, их конструкции и условий эксплуатации.

Тяговые расчеты производятся согласно «Правил тяговых расчетов». Они определяют порядок и методику тяговых расчетов, устанавливают основные нормативы, принимаемые в расчетах, а также являются основой для расчета расхода электроэнергии, топлива и воды на тягу поездов. Решение всех этих вопросов в свою очередь служит основанием для составления графиков движения поездов и оборота локомотивов; определения пропускной и провозной способности; расчетов по размещению остановочных пунктов, тяговых подстанций, складов топлива, пунктов экипировки; размещению локомотивного парка и т. д.

Правила тяговых расчетов являются одним из основных документов на железнодорожном транспорте, содержащим нормы для тяговых расчетов при поездной работе. С момента появления тяговые расчеты производились вручную. Для ускорения расчетов применялись различные упрощения, допущения, которые уменьшают объем вычислений при несущественной потери точности. Такими примерами могут служить спрямление профиля, рассматривание поезда как некой материальной точки. Для еще большего уменьшения расчетов применяется графический метод тяговых расчетов, в котором основной упор сделан на построение графиков. В последнее время, с развитием вычислительной техники, все большее распространение получил аналитический метод, в котором расчеты производятся с большой точностью при высоком быстродействии. Автоматизированные расчеты для поездной работы появились еще в 70-80-х годах прошлого века. Ими занимались специализированные институты и вычислительные центры. Позднее с распространением персональных компьютеров появились специальные программы позволяющие производить расчеты без использования специалистов по программированию, но они по-прежнему были ориентированы на научные центры и требовали инженерной подготовки работника.


Пользователи программ тяговых расчетов

В силу сложившихся обстоятельств программы для тяговых расчетов в настоящее время не имеют большого распространения. В первую очередь это конечно связано с узкой специализацией подобных программ, а во-вторых с их недостаточным предложением на рынке. Данные программы, как правило, создавались для конкретного заказчика и предавались ему без выпуска её в широкое использование.

В то же время программы для проведения тяговых расчетов могут быть востребованы многими специалистами. Это могут быть студенты институтов и колледжей, изучающих предмет «Тяговые расчеты для поездной работы». Эта программа также необходима инженерам локомотивных депо формирующих нормы расхода электрической энергии на участках обслуживания. С их помощью также можно оценить возможность и эффективность использования определенного типа локомотива при заданном весе поезда. Локомотивные бригады могут моделировать различные ситуации ведения поезда и выбирать из них наиболее эффективный и рациональный. При обучении работников профессии машиниста локомотива или помощника машиниста использование подобных программ позволит наглядно продемонстрировать воздействие различных факторов на движение и динамику поезда, разобрать принципы управления поездом, тормозами поезда и другие аспекты данной работы.

В каждом локомотивном депо имеются режимные карты для участков обслуживания. Однако они не могут учитывать постоянно изменяющиеся условия ведения поезда. Так, например, если режимная карта создана для груженого поезда, то поезд из порожних вагонов будет следовать с совершенно другими ускорениями на спуске или развивать более высокую скорость при следовании в подъем. Таким образом, рекомендации указанные в режимной карте будут неактуальными. Могут измениться максимальные скорости движения по некоторым перегонам или станциям, что также внесет коррективы в режим движения поезда. При этом неизменно возникнет вопрос выбора – в каком месте, и с какой интенсивностью, производить разгон поезда, как и где, применить тормоза чтобы снизить расход энергии и соблюсти график движения.

Тяговые расчеты могут помочь в выборе наиболее оптимального режима. С их помощью можно вычислить, сколько дополнительного времени и электроэнергии потребуется на дополнительную остановку. Можно ли их уменьшить, изменив место остановки. Оценить возможность следования в лимитирующий подъем при наличии на этом подъеме ограничения скорости либо непосредственно перед подъемом.

В локомотивном депо с помощью программ тяговых расчетов можно определить целесообразность и эффективность использования данного типа локомотива на определенном участке и заданным весом поезда. Инженер локомотивного депо с помощью программ может рассчитать оптимальные нормы расхода электрической энергии на тягу поездов при текущих ограничениях скорости.

На главную