Pokyny pro řešení příkladů z předmětu Mechanika v dopravě pro obor Dopravní prostředky ak. rok. 26/7 Tyto příklady slouží k procvičení základních problematik probíraných na přednáškách tohoto předmětu. Jednotlivé příklady na sebe vzájemně navazují a výsledky předchozího jsou nutné pro zpracování následujících cvičení. Zpracování musí mít formu technické zprávy a musí obsahovat: 1. Zadávací list s uvedením zadaných či vybraných hodnot (viz Zadání cvičení ) 2. Teoretický základ řešení odvození, postupy řešení a konstrukce, 3. Vzorový výpočet pro jednotlivé skupiny výpočtů, speciální případy výpočtů a konstrukcí daného problému. 4. Přehledně zpracované řešení v tabelární a/nebo grafické formě. 5. Závěrečné vyhodnocení cvičení stručné zhodnocení dosažených výsledků. Zprávy musí být zpracovány textovými editory, tabulkovými procesory včetně grafických výstupů. Zpracované výsledky jednotlivých cvičení je nutno odeslat na e-mail cvičícího ke kontrole a přijetí nejpozději 1 pracovní den před konáním následujícího cvičení. U kombinované formy studia je nutno vypracovaná zadání odeslat ke kontrole a přijetí před přihlášením ke zkoušce. Další podrobnosti a upřesnění budou realizovány v rámci cvičení a konzultací. Zpracoval: Ing. Jaromír Široký, Ph.D. Ostrava, únor 27 Zadani_MvD_DP67_Zabr.doc 1
Šk. rok Student St. skupina Zadání cvičení z předmětu MECHANIKA V DOPRAVĚ Cvičení Zadání Postup řešení 1. Určení redukovaného zjednodušeného profilu trati a výpočet základních Určení parametrů jednotlivých úseků. parametrů trakční charakteristiky HV. Redukování profilu podle stanovených zásad. Výpočtem určete redukovaný profil trati mezi stanicemi A a B podle přiloženého nákresu. Délky jednotlivých úseků a sklony volte libovolně. Určení rozhodného stoupání a klesání na daných Redukovaný profil určete pro směr z A do B a zakreslete do nákresu. úsecích. Určete rozhodné stoupání a klesání v tomto úseku. Určení potřebné tažné síly ze základní rovnice. Výpočtem určete a navrhněte základní parametry Tch na základě Určení trakčního výkonu HV. zvolených údajů: rychlost V max (km.h -1 Určení celkového výkonu vozidla. ): 6,8,9,1,12, hmotnost tažených vozidel M D (t): 3, 4, 5, 6, 8, 1, Výběr HV z podkladů 15, 2, Vyjádření k volbě jednotlivých HV. typ vlaku:r, M2, M4, S, T2, T4, U2, U4. hmotnost na nápravu hnacího vozidla A (t): 14, 16, 18, 2, 21 počet náprav n HV: 4, 6, 8 rozhodné stoupání s rk předchozí části zadání příkon pomocných zařízení: P PZ = 6 kw Vypočítejte trakční výkon P TR pro HV. Na základě parametrů vyberte HV, jedno pro závislou trakci, jedno pro nezávislou trakci. Pro porovnání zpracujte tabulku základních technických parametrů. 2. Konstrukce rychlostní charakteristiky hnací síly na kole. Pro tahač jízdní soupravy sestavte rychlostní charakteristiku hnací síly kola Fk. Do něj zakreslete průběh součtu odporu valení a vzduchu. Tahač je vybaven spalovacím motorem s rychlostní momentovou charakteristikou podle tabulky: n [min - 1 ] M t [Nm] 8 1 128 135 12 143 13 18 14 18 Zadani_MvD_DP67_Zabr.doc 2 15 18 16 176 17 171 18 164 19 158 2 143 Výpočet rychlosti vozidla na jednotlivé rychlostní stupně pro otáčkový rozsah spalovacího motoru. Výpočet hnací síly kol F k pro jednotlivé rychlostní stupně podle rychlostní momentové charakteristiky. Výpočet odporu valení. Výpočet odporu vzduchu. Tabelární zpracování výsledků. Grafické zpracování rychlostní charakteristiky F k.
i = 2,6, η PÚ =,83, f =,15 Vyberte další parametry: S x : 8,; 8,5 m 2 c x :,6;,7;,8;,9 r d :,45;,48 m Varianty parametrů převodovky: Var. i p1 i p2 i p3 i p4 i p5 i p6 i p7 i p8 I. 8,39 6,23 4,58 3,4 2,46 1,83 1,34 1 II. 6,24 4,63 3,4 2,53 1,83 1,36 1,74 3. Konstrukce s - V diagramu. Vypočítejte a nakreslete s -V diagram pro zvolený vlak z cvičení č. 2 pro HV závislé vozby. Uvažujte hospodárné regulační stupně vozidla a adhezní omezení. Tabelárně zpracovat závislost s na V podle Tch vozidla. Určit měřítka pro s-v diagram. Provést konstrukci diagramu na PC nebo mm papír. 4. Výpočet teoretické jízdní doby a spotřeby el. energie početní metodou. Na základě pohybové rovnice vlaku odvoďte vztahy pro výpočet parametrů jízdy vlaku pro početní metodu ( V =parametr). Vlak vyjíždí z místa A a zastavuje v místě B. Výpočet pro vlak z C2 a 3 zpracujte tabelárně. Vypočtené údaje zakreslete graficky do tachogramu jízdy v libovolném měřítku. Vypočítejte spotřebu el. energie pro jízdu vlaku na celém traťovém úseku. 5. Posouzení nehodové události. Na základě schématu nehody proveďte vyhodnocení nehodové události. Určete: - parametry oblasti střetu podle schématu (l x1, l x2, l y1, l y2, t x1, t x2, t y1, t y2,); - zda dojde ke střetu vozidel; - místa zastavení obou vozidel (l xb, l yb ) a vzdálenost jejich čel od místa křížení (bod P) za předpokladu, že nedojde ke střetu. Silniční vozidlo brzdí tak, že dojde k úplnému smyku kol. Kolejové vozidlo brzdí s maximálním využitím adheze, brzda rychleúčinkující. Obsluha vozidel reaguje současně v čase t. Zadané parametry: Zadani_MvD_DP67_Zabr.doc 3 Odvození vztahů pro výpočet. Tabelární zpracování výpočtu. Grafické provedení. Určení proudového zatížení a svorkového napětí TM v jednotlivých krocích konstrukce tachogramu jízdy. Určení spotřeby el. energie v jednotlivých intervalech. Určení celkové spotřeby energie na celém traťovém úseku. Výpočet parametrů oblasti možného střetu na základě vybrané zadávací varianty. Určení, zda dojde ke střetu vozidel na základě parametrů oblasti možného střetu. Stanovení zábrzdných vzdáleností vozidel a jejich polohy vzhledem k bodu P za určeného předpokladu. Schématické znázornění předpokládané vzájemné polohy vozidel v okamžiku střetu, pokud k němu dojde.
K1 K2 K3 Kolejové vozidlo Silniční vozidlo š k [m] 2,5 š s [m] 1,65 l x [m] 4, l y [m] 18, µ xb,15 µ ys,65 t r [s] 1,5 t r [s] 1, t p [s] 1, t p [s],4 t n [s] 6, t n [s], Varianty Varianty l k [m] 18, S1 l s [m] 2,5 V x [km.h -1 ] 6 V y [km.h -1 ] 36 l k [m] 16,5 S2 l s [m] 3,2 V x [km.h -1 ] 8 V y [km.h -1 ] 3 l k [m] 14, S3 l s [m] 3,5 V x [km.h -1 ] 4 V y [km.h -1 ] 4 6. Konstrukce dráhové spotřební charakteristiky silničního vozidla. Pro vozidla z cvičení C1 vytvořte dráhovou spotřební charakteristiku podle charakteristiky v příloze pro maximální průběh M t.při ustálené rychlosti. Charakteristiku stanovte pro jízdu po rovině (s= %) a do stoupání s=5 %. Výpočet rychlosti vozidla na jednotlivé rychlostní stupně pro otáčkový rozsah spalovacího motoru. Výpočet odporů proti pohybu vozidla. Výpočet potřebného výkonu spalovacího motoru. Stanovení měrné spotřeby a spotřeby dráhové v [l.1 km-1] Tabelární zpracování výsledků. Grafické zpracování spotřební charakteristiky pro dané parametry. Doporučená literatura: Široký, J.: Mechanika v dopravě I Kolejová doprava. Ostrava: VŠB TU Ostrava. 24 Široký, J.: Mechanika v dopravě II Příklady Ostrava: VŠB TU Ostrava. 26 Matějka, R.: Silniční vozidla I. ALFA Bratislava, 1993 Vlk, F.: Úlohy z dynamiky motorových vozidel. Brno. Nakladatelství a vydavatelství vlk. 21. ISBN 8-238-6574-9 Předpis ČD V7 Trakční výpočty (včetně příloh) Přednášky předmětu MECHANIKA V DOPRAVĚ http://homen.vsb.cz/~s1i95 Zadani_MvD_DP67_Zabr.doc 4
Nákresný profil trati pro cvičení C1 Zadani_MvD_DP67_Zabr.doc 5
Schéma pro cvičení C5 Zadani_MvD_DP67_Zabr.doc 6
Charakteristika spalovacího motoru pro cvičení C6 Zadani_MvD_DP67_Zabr.doc 7