Визначення маси складу.
Маса складу - один з найважливіших показників роботи залізничного транспорту. Збільшення маси складу дозволяє підвищити провізну спроможність залізничних ліній, зменшити витрату палива та електричної енергії, знизити собівартість перевезень.
Найбільша маса поїзда обмежується можливістю проведення поїзда локомотивом по найбільш важкому (розрахунковому) підйому, умовами рушання поїзда з місця на станції і довжиною приймально-відправних колій.
Розрахунковий підйом - це найбільш важкий для руху в даному напрямку елемент профілю колії, на якому досягається розрахункова швидкість, відповідна розрахункової силі тяги локомотива. Найбільш крутий підйом ділянки досить довгий приймається за розрахунковий. Якщо ж найбільш крутий підйом заданого ділянки має невелику протяжність і йому передують «легкі» елементи профілю (спуски, площадки), на яких поїзд може розвинути високу швидкість, то такий підйом не може бути прийнятий за розрахунковий, так як поїзд його долає за рахунок запасеної кінетичної енергії, за інерцією. І такі підйоми називаються інерційними. І за розрахунковий підйом приймається підйом меншою крутизни, але більшої протяжності, на якому може бути досягнута рівномірна швидкість руху при вирівнюванні сили тяги із загальним опором руху поїзда (Fk = Wk).
Тягова характеристика локомотива - це залежність сили тяги локомотива від швидкості руху, Fk (V).
З механіки відомо, що потужність Р визначається твором крутного моменту на частоту обертання - Р = М х n. Знаючи освіту сили тяги, це ж вираз позначимо як Р = Fk x V, де потужність Р вимірюється в Вт, сила тяги Fк - в Н, швидкість руху V - в м / с. В тягових розрахунках потужність Р виражається в кВт, сила тяги Fк - в кН, швидкість руху V - в км / год, тому формула буде мати вигляд: Р = Fк х V / 3,6. кВт.
З цього виразу випливає, щоб возити більше і швидше, необхідні потужні локомотиви. Це необхідно для подолання крутих затяжних підйомів поїздами більшої маси і збереженням високої швидкості руху. Але при цьому при проходженні по спусках і майданчикам не потрібно великої сили тяги, і потужність локомотива буде недовикористаної.
На тепловозах встановлювати дизелі великої потужності неможливо через їх великих габаритів і великої ваги. Тому на тепловозах швидкість руху по розрахунковим підйомів близько 25 км / ч. Якщо ж необхідно скоротити час руху збільшенням швидкості руху, то необхідно знизити силу тяги, а значить зменшити масу складу.
Щоб використовувати потужність локомотива в повному обсязі на різних профілях, необхідно Рк = Fк х V = сonst.
Така графічна залежність між силою тяги і швидкістю руху для тепловозів матиме вигляд параболи і здійснюється автоматично.
Перехід з ділянки характеристики залежності сили тяги обмеженою зчепленням коліс колісних пар з рейками від швидкості руху Fк сцеп (V) на тягову характеристику у тепловозів здійснюється при швидкості 12-20 км / год, у електровозів - при швидкості 45-60 км / год.
У електровозів потужність електродвигунів можна збільшувати в потрібний момент за рахунок отримання додаткової електроенергії з контактної мережі для збільшення величини електричного струму, а, значить, і сили тяги.
При протіканні електричного струму відбувається нагрів обмоток тягових електродвигунів. Тепло від тягових електродвигунів відводиться вентиляторами. При тривалій роботі електродвигунів з великими струмами потужність вентиляторів може виявитися недостатньою. Може трапитись
перегрів обмоток тягових електродвигунів, руйнування ізоляції і, як
наслідок, коротке замикання і пожежа. Щоб цього не сталося, необхідно регулювати величину сили струму в залежності від часу роботи електродвигунів під цим струмом.
Розрізняють два режими роботи електродвигунів - годинний і тривалий (тривалий).
При часовому режимі по електродвигуна пропускають максимальний електричний струм, який протягом години не перегріє електродвигун при нормальній вентиляції вище норми (145 о С).
При тривалому режимі пропускається максимальної величини електричний струм, що не перегріває електродвигун протягом необмеженого часу. При випробуваннях електродвигунів за тривалий період вважається проміжок часу рівний 6 годинах.
Сила тяги, отримана при тривалому режимі роботи тягових електродвигунів, називається розрахунковою Fк р. а швидкість, відповідна цій силі тяги, також називається розрахунковою Vр
Для вантажних тепловозів розрахункова скоростьVр = 20-25 км / ч, а для вантажних електровозів _ Vр = 43-47 км / ч. Звідси висновок. електровози забезпечують проходження важких підйомів поїздами однакової маси за менший час, ніж тепловози. У цьому головна перевага електровозів.