FORMULACIJA VUČNIH ZAHTEVA I PRORAČUN VUČE

Transcript

1 ORMULACIJA VUČNIH ZAHTEVA I PRORAČUN VUČE EL.VUČA -VISERstudijski program NET Predaač: Prof.dr Željko Despotoić

2 UVOD Želimo da imamo konstantnu snagu (usloljeno samim učnim motorom) Želimo da imamo što širi opseg radnih brzina Oa da zahtea su opozitna Najkritičniji je polazak kompozicije Momenat (učna sila) pri polasku idu i do 3 puta eće rednosti u odnosu na nominalne Pogonska karakteristika učnog motora je eoma bitna sa stanoišta pomenutih zahtea

3 PRIKAZ VUČNIH ZAHTEVA NA - DIJAGRAMU UGAONA BRZINA MOTORA TRANSLATORNA BRZINA VOZILA OBRTNI MOMENAT MOTORA VUČNA SILA Pik na karakteristici je prouzrokoan potrebom da se salada suo trenje i natezanje kačila, pri polasku. U suštini se radi o tz. statičkom trenju VEOMA BITAN UTICAJ IMA I POLOŽAJ KVAČILA PRI POLASKU (POKRETANJU) VOZA!!!

4 DISPOZICIJA KVAČILA NA VOZU KVAČILO Položaj kačila prilikom polaska kompozicije utiče dosta na rednost potrebnog polaznog momenta Moguća su tri položaja kačila: -pri razoju pozitine učne sile -pri kočenju -pri relaksaciji

5 MOGUĆI POLOŽAJI KVAČILA RAZVOJ POZITIVNE VUČNE SILE POLOŽAJ KVAČILA PRI KOČENJU RELAKSIRANO (NENATEGNUTO) KVAČILO -NE PRENOSI VUČNU SILU

6 ZAHTEV ZA KONSTANTNOM SNAGOM-PRIRODNI ZAHTEV Ako su kačila pri polasku relaksirana onda lokomotia saladaa sua trenja jednog po jednog agona. Ako su kačila bila nategnuta, lokomotia pri polasku mora da salada sa sua trenja odjednom. Tada se zahtea učna sila bar da puta eća odnazine. Slično aži i za kretanje unazad. Da bi se smanjilo početno opterećenje lokomotie pri polasku, ako su kačila bila nategnuta rši se njihoo relaksiranje malim kretanjem unazad. Problemi mogu da nastanu i pri pogrešnom kočenju. To se idi na primeru kretanja lokomotie unapred, a koči se poslednjim agonom. U osnoi sih učnih pogona postoji ograničenje po snazi. Snaga primarnog izora napajanja je ograničena, motori i pretarači su za određenu snagu. Stoga bi učni zahte mogao da se formuliše kao zahte za konstantnom snagom. Prirodni zahte je zahte za konstantnom snagom. Na ećim uzbrdicama i sa teretom potrebno je ostariti eću učnu silu i istoremeno smanjiti brzinu.

7 KARAKTERISTIKA SUS MOTORA M const Radpoobrtajuje konstantan i definisan je eličinom cilindra. Moment je približno konstantan unkcija konstantne snage se postiže pomoću arijabilnog prenosnika menjača Jednačinezaučnu silu i brzinu su:

8 ZAVISNOST VUČNE SILE OD BRZINE KOD SUS MOTORA ČETIRI STEPENA PRENOSA: I, II, III i IV Modifikoana zaisnost učne sile od brzine ozila koje pokreće SUS motor. Oaka zaisnost se dobija prailnim projektoanjem menjača, odnosno reduktora sa arijabilnim prenosnim odnosom U električnoj uči menjač se ne ugrađuje u ozila Ode se teži tome da pretarač i motor obezbede u širokom opsegu režim sa konstantnom snagom (režim slabljenja polja).

9 ULAZNI PODACI ZA VUČNE PRORAČUNE Vučna sila lokomotie Kočna sila oza Zaustani put oza Vučna karakteristika lokomotie i-v dijagram lokomotie Q-V dijagram

10 VUČNA SILA LOKOMOTIVE Vučna sila za električne i dizel-električne se računa pomoću obrasca: U m I = ηm η u [dan] p U m I η m η p napon napajanja motora u [V] struja motora u [A] brzina oza u [km/h] stepen iskorišćenja učnog motora stepen iskorišćenja mehaničkog prenosa Ukupna rednost učne sile lokomotie koja ima M 1 nm = n [dan] motora je:

11 KOČIONA SILA VOZA Kočenje ozoa se postiže pomoću athezionih i neathezionih kočnica. Za athezione kočnice je uslo athezija i načini realizacije sile kočenja. U athezione kočnice spadaju: -pneumatske (mehaničke) kočnice; direktne i indirektne -električne (reostatske i rekupeartine) -solenoid disk kočnice -ručne mehaničke kočnice U neathezione kočnice spadaju: -elektromagnetske šinske kočnice -kočnice sa fukooim strujama koje dejstuju na šinu

12 STVARANJE KOČNE SILE KOD MEHANIČKOG KOČENJA Mehaničko kočenje se ostaruje pritiskanjem kočnih papučica na bandaže točkoa U tom slučaju se između papuča i bandaža točka stara sila trenja koja stara kočioni momenat suprotan smeru obrtanja točka Slika pokazuje staranje kočne sile prilikom mehaničkog kočenja Sila trenja se dobija iz relacije: B P f k B- sila trenja između kočne papuče i bandaže točka P- sila pritiska kočne papuče na točak fk = koeficijent trenja klizanja između papuče i bandaže točka

13 USLOV ZA NORMALNO KOČENJE Ako se posmatra samo jedna osoina za koju se izračunaa sila kočenja, tada je eličina kočne sile ograničena silom athezije točkoa sa šinama Ako je kočna sila eća od athezije : ΣP točkoi će da klizaju po šinama. f k > Zbog toga je za normalno kočenje potrebno ispuniti uslo: ΣP f k Ga f a ΣP f a Iz prethodne jednačine sledi da je: ρ koeficijent pritiska kočnih papuča na osoinu G a f ρ a G a = f a f k f k = 0.2 = = ρ

14 PRITISAK KOČNIH PAPUČA NA BANDAŽE Pritisak kočnih papuča na bandaže zaisi od athezione mase po osoini, tj. o eličine pritiska točka na šinu. Stoga se u ožnji razlikuju da režima kočenja: za pune agone i ozoe Veličina pritiska kočnih papuča na bandaže iznosi: ΣP = πd 4 2 p N p η pi [N] d-prečnik kočionog cilindra u [m] p-pritisak azduha u kočnom cilindru u [N/m 2 ] Np-prenosni odnos polužnog prenosnika sistema kočenja ηpi -koeficijent korisnog dejsta polužnog prenosnika (za četoroosoinske lokomotie i agone 0.95 a za šestoosoinske lokomotie i agone 0.85)

15 SILA PRITISKA KOČNIH PAPUČA JEDNE OSOVINE Sila pritiska kočnih papuča jedne osoine, odnosno kočna sila oza, računa se jednačinom: B = 1000 ΣP f k k Za se osoine sa istim pritiskom i istim kočnim materijalom: B kn = BK n u [dan] p u [dan] np- broj osoina Kod učnog proračuna kada je sasata oza homogen,specifična kočna sila (sila po jedinici tone) određuje se pomoću obrasca: b k B f ΣP k = = 1000 k u [dan/t] Ga + G Ga + G

16 ZAUSTAVNI PUT VOZA Samo kočenje oza se sastoji od remenskog interala pripreme kočenja i remenskog interala kočenja oza: t k = t kp + t kz U oim interalima oz prelazi određeni put koji je dat relacijom: S k = Skp + S Predkočioni put se određuje pomoću izraza: S kp 1000 = tkp = t 3600 Put koji se prelazi sa pritisnutim papučama na bandažama točkoa (put sa dejstom kočenja), u interalu brzina do može se odrediti iz izraza: kp u [m] kz Skz -put kočenja (zaustani put) u [m] 1 -početna brzina kočenja u [km/h] V2 -brzina na kraju kočenja u [km/h] bk -specifična kočna sila u [dan/t] ot -specifični stalni otpor oza u [dan/t] i -nagib (uspon) u [ ] S kz = 4.13 b k ot i

17 ZAUSTAVNI PUTEVI-DOMAĆI PROPISI Tehnički propisi u Železnicama Srbije određuju dužine zaustanih putea: -1000m za glane pruge sa brzinama do 120km/h -700m za glane pruge - 400m za sporedne pruge

18 VUČNA KARAKTERISTIKA LOKOMOTIVE Vučne karakteristike su najažniji pokazatelji učnih osobina lokomotia. Osnona učna karakteristika lokomotia je karakteristika učne sile = f () Pored oe najbitnije karakteristike obično se određuju još de a to su: karakteristika uspona f 1( ) za različite učne terete (i-v dijagram) i karakteristika učnih tereta G = za različite uspone (Q- dijagram) i = f 2 ( ) Vučna karakteristika lokomotie kod nas se nazia često i učni pasoš lokomotie

19 ZAVISNOSTI VUČNE SILE OD BRZINE Obzirom da je snaga jednaka P = su de zaisnosti učne sile od brzine: moguće Vučna ozila (a posebno lokomotie) uglanom rade prema karakteristici konstantne snage. Inače se na učnoj karakteristici lokomotie izdajaju tri oblasti:

20 KARAKTERISTIČNE OBLASTI NA VUČNOJ KARAKTERISTICI LOKOMOTIVE Karakteristika granice athezije Karakteristika konstantne snage Najeća ostaria brzina ožnje Početni deo karakteristike učne sile lokomotie može biti ograničen ili granicom athezije ili graničnim mogućnostima prenosnika snage Najeća brzina onžnje koju je moguće postići je određena konstruktinim mogućnostima lokomotie i najišim naponom napajanja učnih motora.

21 DIJAGRAM VUČNE SILE I OTPORI KRETANJA Ako se pored dijagrama učne sile nacrtaju karakteristike otpora kretanju oza Σ ot = f () i otpora pruge k = f () dijagram se može podeliti na tri oblasti: Gornja poršina, odnosno ordinata a u njoj znači otpor ubrzanja, odnosno rezernu učnu silu za ubrzanje oza

22 ODREĐIVANJE I- DIJAGRAMA Karakteristika lokomotie i = f 1( ) za razne rednosti učnih tereta predstalja dijagram i V Lokomotia sa učnom silom prema izrazu: = Ga ( outl + i + k + a ) + G ( outl + i + k + a ) Na pruzi sa usponom i[ ] uspostalja ranotežno stanje pri brzini ožnje i Pošto u tom slučaju lokomotia nema nikake rezere učne sile kojom bi se mogla koristiti za ubrzanje izraz za silu dobija oblik: = G a ( outl + i) + G ( out + i) i = ( G a G a otl + G + G ot ) G

23 TIPIČNI I-V DIJAGRAM Kod izrade i-v dijagrama prema izrazu: i = ( G a G a otl + G + G ot ) se pretpostalja da je za saku brzinu ožnje poznato: sile: otl ot masa lokomotie: G a i-v dijagram za tri mase učenog tereta G > G > G 1 2 3

24 ODREĐIVANJE Q- DIJAGRAM Q-V dijagram daje karakteristiku Q = f 2 ( ) za razne uspone pruge i[ ]. Na železnici se masa učenog tereta G obično označaa sa Q pa je u oom slučaju formalno G = Q Pretpostalja se da lokomotia pri brzini ožnje i ne raspolaže sa rezerom učne sile, pa izraz za izradu Q-V dijagrama dobija oblik: Q = ( G a otl + G a i ) i + otl

25 TIPIČNI Q- DIJAGRAM Prema izrazu Q = ( G a i + otl + G otl a i ) se pretpostalja da su za saku brzinu ožnje poznati sile: otl ot masa lokomotie : G a Q-V dijagram odnosno karakteristiku učne sile Q = f 2 ( ) i > 1 > i i za tri različita uspona 2 3