Имитационное моделирование движения поезда на участках автономной тяги

Автор

Страниц

20

Год

—

В данной работе подробно изучается имитационное моделирование процессов движения поезда на участках с автономной тягой с использованием мощного пакета визуального моделирования Xcos. Это позволяет проводить моделирование и анализ основных задач тяги поездов, а также рассчитывать необходимые тяговые характеристики. Книга предназначена для студентов технических вузов, обучающихся в области железнодорожного транспорта, а также для специалистов железнодорожной отрасли, занимающихся тяговыми расчетами и испытаниями тепловозов. В данной книге представлены новые подходы к моделированию движения поезда, которые позволяют более точно определить эффективность и производительность автономной тяги. Кроме того, приведены примеры практического применения моделирования и результаты исследований, которые помогут читателю глубже понять принципы и методы работы с пакетом Xcos. Таким образом, данная книга является ценным ресурсом для всех, кто интересуется разработкой и совершенствованием систем автономной тяги для поездов.

Читать бесплатно онлайн Имитационное моделирование движения поезда на участках автономной тяги - Евгений Лосев

ISBN 978-5-0056-9166-8

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

ВВЕДЕНИЕ

Сложные технические процессы математически описываются системой нелинейных дифференциальных уравнений, которые в общем случае не решаются в аналитическом виде, а использование численных методов решения нередко сопряжено со значительными вычислительными трудностями. Визуальное имитационное моделирование таких процессов позволяет наглядно представить их в виде структурной схемы, состоящей из различных блоков – своего рода «кирпичиков», из которых строится «здание», т. е. моделируемая система. К таким сложным техническим процессам относится и процесс движения поезда, моделированию которого на участках автономной тяги посвящена эта книга.

В книге описаны математические модели, созданные средствами пакета Xcos, входящего в свободно распространяемую программу SciLab и являющегося бесплатным аналогом таких коммерческих пакетов как Simulink и VisSim. Несмотря на это, Xcos не уступает им по своим возможностям, во всяком случае, в рамках решаемых нами здесь задач. Скачать SciLab можно на сайте https://www.scilab.org/. Пакет поставляется в версиях для операционных систем Windows, Linux и MacOS.

Структура книги построена следующим образом. В каждой главе рассмотрена группа однотипных задач, решаемых тяговыми расчётами – прикладной частью инженерной дисциплины «Тяга поездов» [1]. В начале главы даётся теоретическое описание задачи; затем приведено построение имитационной модели средствами Xcos; далее представлены результаты моделирования.

Предполагается, что читатель знаком с основами моделирования в среде Xcos или ей аналогичных.

ГЛАВА 1. СИЛА ТЯГИ АВТОНОМНЫХ ЛОКОМОТИВОВ

Сила тяги есть сила реакции рельса F_>К, приложенная к колесу в точке его касания рельса и равная по величине и направлению силе, приложенной к центру движущей оси и направленной в сторону направления движения.

Сила тяги F_>К, называемая касательной и приложенная к ободу движущих колёс, определяется из условия, что её работа за оборот колеса равна:

для тепловоза – работе газа во всех цилиндрах дизеля за вычетом работы сил сопротивления в самом дизеле (главным образом трения), энергии, затраченной на вспомогательные нужды (компрессор, холодильник, аккумуляторная батарея, вентиляторы и пр.) и работы сил сопротивления в передаточном механизме;

для газотурбовоза – работе газа на лопатках турбины за вычетом работы, затрачиваемой на компрессор, вспомогательные нужды и на преодоление сил сопротивления в передаточном механизме;

для паровоза – работе пара в паровой машине за вычетом работы сил в дышловом механизме.

Сила тяги любого локомотива ограничена сцеплением колеса с рельсом. Это значит, что сила тяги не может превышать силу сцепления, иначе возникнет боксование. Математически это выражается так:

F_>к≤ 1000ψ_>кP_>сц, кгс (1)

где P_>сц – сцепной вес, тс – сумма нагрузок от всех

движущих осей на рельсы; ψ_>к – коэффициент сцепления.

1.1. Сила тяги и тяговые характеристики тепловозов

Расчётный коэффициент сцепления для тепловозов определяется по эмпирической формуле вида

ψ_>к = a + b / (c + v), (2)

где

a, b и c – коэффициенты, зависящие от серии тепловоза;

v – скорость движения, км/ч.

Подставив (2) в (1), определяем силу тяги по сцеплению.

Продолжить чтение

Вам может понравиться: