- Trang Chủ
- Báo cáo khoa học
- Báo cáo khoa học: XÂY DựNG PHầN MềM GIảI QUYếT BàI TOáN ĐảM BảO CHO ĐOàN TầU CHUYểN ĐộNG AN TOàN KHI XUốNG DốC
Xem mẫu
- X¢Y DùNG PHÇN MÒM GI¶I QUYÕT BµI TO¸N §¶M B¶O
CHO §OµN TÇU CHUYÓN §éNG AN TOµN KHI XUèNG DèC
ThS. Vò thÞ hoµi thu
Bé m«n §Çu m¸y – Toa xe
Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i
Tãm t¾t: Bμi b¸o tr×nh bμy nghiªn cøu x©y dùng phÇn mÒm gi¶i quyÕt bμi to¸n: ®¶m b¶o
cho ®oμn tÇu chuyÓn ®éng an toμn khi xuèng dèc trªn c¬ së kiÓm nghiÖm träng l−îng kÐo theo
thêi gian ch¹y kh«ng vμ thêi gian n¹p giã nh¶ h·m ®oμn tÇu.
Summary: This paper introduces the basic theory for software development to satisfy the
safety requirements of hauling weight when the train goes down steep and long slopes, based
on non-served braking time and air-charging/ brake releasing time.
I. §Æt vÊn ®Ò
ViÖc nghiªn cøu thùc tÕ ch¹y tÇu ë ViÖt Nam, ®Æc biÖt trªn c¸c tuyÕn ®−êng cã tr¾c däc
phøc t¹p nh− xuèng dèc cao vµ dµi th× viÖc x¸c ®Þnh qu·ng ®−êng h·m, møc ®é gi¶m tèc tr−íc
khi xuèng dèc lµ rÊt quan träng, võa ®¶m b¶o an toµn cho chuyÓn ®éng ®oµn tÇu, ®ång thêi
CT 2
n©ng cao ®−îc n¨ng lùc th«ng qua cña ®oµn tÇu trªn tuyÕn, n©ng cao tÝnh vËn dông vµ hiÖu
qu¶ kinh tÕ. Tõ c¸c bµi to¸n lý thuyÕt, x©y dùng ch−¬ng tr×nh tÝnh ®Ó gióp cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n
®−îc thùc hiÖn nhanh chãng, chÝnh x¸c.
II. Néi dung
Khi xuèng dèc lùc, c¶n ®−êng dèc trë thµnh lùc kÐo dèc, do vËy quy ®Þnh tèc ®é ®oµn tÇu
khi b¾t ®Çu h·m ph¶i n»m trong giíi h¹n cho phÐp. Nh− vËy sÏ kh«ng ph¸t sinh hiÖn t−îng
nguy hiÓm. §iÒu kiÖn ®¶m b¶o an toµn [1]:
β c .b + ω oz ≥ i j (1)
trong ®ã: βc - HÖ sè h·m;
Lùc h·m chuyÓn ®æi ®¬n vÞ, b = 1000.θh. ϕh (N/kN);
b-
θh - H·m suÊt ®oµn tÇu chuyÓn ®æi khi h·m khÈn;
ϕh - HÖ sè ma s¸t chuyÓn ®æi;
ωoz - Lùc c¶n ®¬n vÞ c¬ b¶n cña ®oµn tÇu khi xuèng dèc (N/kN);
§é dèc quy ®æi (%o).
ij -
Tïy theo dèc dµi, cao kh¸c nhau mµ ph¶i xö lý c¸c biÖn ph¸p h·m kh¸c nhau.
- MÆt kh¸c, ®Ó b¶o ®¶m ®oµn tÇu xuèng dèc an toµn ph¶i tiÕn hµnh h·m khi tèc ®é ®oµn tÇu
ch−a ®¹t tèc ®é giíi h¹n. NÕu dèc cao vµ dµi ph¶i tiÕn hµnh h·m giai ®o¹n, ph¶i cã chu kú h·m
vµ nh¶ h·m hîp lý.
W
vgh
B
Ql
Q
α
H×nh 1. S¬ ®å lùc t¸c dông khi ®oμn tÇu xuèng dèc
B - Lùc h·m; Q1 - Lùc ®−êng dèc; W - Lùc c¶n c¬ b¶n; Q - Träng lùc
V× vËy, chóng ta sö dông h·m ®Çu m¸y ®Ó nh¶ h·m ®oµn xe sau ®ã tiÕp tôc h·m ®oµn tÇu.
Muèn cã ®−îc ®iÒu nµy, mét ®iÒu kiÖn tèi quan träng lµ trong thêi gian t¨ng tèc sau mçi lÇn nh¶
h·m (tz) - tèc ®é ®oµn tÇu t¨ng tíi tèc ®é giíi h¹n cña ®−êng dèc – khi ®ã tz ph¶i tháa m·n ®iÒu
kiÖn: Thêi gian t¨ng tèc ®é (tz) ph¶i lín h¬n tæng thêi gian phôc vô cho qu¸ tr×nh n¹p giã nh¶ CT 2
h·m tn vµ thêi gian ch¹y kh«ng khi thao t¸c h·m lÇn tiÕp theo tk. NghÜa lµ:
tz > tn + tk (2)
Qu¸ tr×nh thao t¸c h·m cø tiÕp tôc h·m giai ®o¹n ®oµn tÇu sÏ ra khái dèc an toµn.
1. KiÓm nghiÖm träng l−îng kÐo theo thêi gian ch¹y kh«ng vµ thêi gian n¹p giã nh¶ h∙m
xuèng dèc cao vµ dµi
Khi ®oµn tµu xuèng dèc dµi, lùc c¶n ®−êng dèc biÕn thµnh lùc kÐo dèc, lùc nµy lín h¬n
nhiÒu so víi c¸c lùc c¶n kh¸c lµm cho tèc ®é ®oµn tµu t¨ng nhanh. §Ó ®oµn tµu kh«ng v−ît qu¸
tèc ®é qui ®Þnh, ta ph¶i thùc hiÖn h·m giai ®o¹n, tøc lµ h·m vµ nh¶ h·m sau ®ã l¹i h·m vµ nh¶
h·m…tíi khi ra khái dèc. NÕu ®é dèc lín hoÆc träng l−îng kÐo rÊt lín cÇn thao t¸c h·m kÕt hîp
h·m ®éng n¨ng víi h·m giã Ðp giai ®o¹n.
§iÒu kiÖn kiÓm nghiÖm lµ ph¶i tháa m·n c«ng thøc (2).
2. X¸c ®Þnh tèc ®é giíi h¹n ®oµn tÇu khi xuèng dèc cao vµ dµi
Khi xuèng dèc ng−êi ta th−êng sö dông kÕt hîp c¶ tr¹ng th¸i ch¹y ®µ vµ h·m th−êng. Giíi
h¹n h·m th−êng tÝnh theo c«ng thøc (1).
§Ó tiÖn cho øng dông, ng−êi ta tÝnh tèc ®é giíi h¹n h·m ®oµn tÇu phô thuéc h·m suÊt ®oµn
tÇu, ®é dèc khu gian.
- 3. LËp tr×nh ®Ó gi¶i c¸c bµi to¸n [2]
Ch−¬ng tr×nh ®−îc lËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ Visual Basic.net víi giao diÖn tiÖn lîi cho ng−êi
sö dông vµ cã thÓ söa ®æi c¸c th«ng sè, c«ng thøc tÝnh to¸n trong qu¸ tr×nh vËn dông cho phï
hîp víi thùc tÕ.
B¶ng 1: B¶ng d÷ liÖu ®Çu vμo
TT Tªn b¶ng Tr−êng DiÔn gi¶i KiÓu §¬n vÞ
Vo VËn tèc b¾t ®Çu qu¸ tr×nh h·m N km/h
deltaV Gian c¸ch tèc ®é N km/h
Vz VËn tèc kÕt thóc h·m N km/h
kG/cm2
r L−îng gi¶m ¸p èng h·m chÝnh N
Bµi to¸n tÝnh
qu·ng ®−êng
ij §é dèc quy ®æi N ‰
h·m
General Input:
1 P Träng l−îng ®Çu m¸y N TÊn
L−u tr÷ d÷ liÖu ®Çu
vµo chung
doantau Chän chÕ ®é tÇu kh¸ch/ hµng B
Chän chÕ ®é h·m khÈn cã gi¶m ¸p
hkgacb B
côc bé hay kh«ng
V1 Tèc ®é ®Çu gian c¸ch N km/h
Bµi to¸n kiÓm
nghiÖm träng
CT 2
V2 Tèc ®é cuèi gian c¸ch N km/h
l−îng
§Þnh ¸p èng h·m ®oµn xe
kG/cm2
Pdm N
Sè thø tù cña toa xe trong ®oµn xe
STT N
Ký hiÖu cña toa xe
Ký hiÖu N
§−êng kÝnh xi lanh h·m
§g kÝnh N mm
Chän xe cã t¶i hay rçng
T¶i B
HiÖu suÊt truyÒn ®éng h·m
nuyb N
Car_Inputs
NhËp ®oµn Béi suÊt h·m
gamab
L−u tr÷ d÷ liÖu ®Çu
2 N
xe
vµo cña ®oµn tÇu
Sè nåi h·m cña toa xe
nb
thµnh lËp N c¸i
Sè guèc h·m cña toa xe
nk N c¸i
Tæng träng cña toa xe (t¶i träng +
G
träng b×) N TÊn
Chän van mµng hay van 3 cöa
Van mµng
ChiÒu dµi toa xe
ChiÒu dµi N m
- B¶ng 2: B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n
TT Tªn b¶ng Tr−êng DiÔn gi¶i KiÓu §¬n vÞ
STT Sè gian c¸ch tèc ®é N
V1 Tèc ®é ®Çu gian c¸ch N km/h
Gian c¸ch tèc
1 V2 Tèc ®é cuèi gian c¸ch N km/h
®é
V Tèc ®é trung b×nh trong gian c¸ch N km/h
ϕH HÖ sè ma s¸t chuyÓn ®æi N
θh H·m suÊt chuyÓn ®æi ®oµn tÇu N
ϕH HÖ sè ma s¸t chuyÓn ®æi ®oµn tÇu N
Item Result
∑Kh Tæng ¸p lùc guèc h·m chuyÓn ®æi ®oµn tÇu N
L−u tr÷ kÕt qu¶ tÝnh
to¸n Qu·ng ®−êng ch¹y kh«ng cña ®oµn tÇu khi
Sk
h·m N m
KÕt qu¶ tÝnh
2 tk Thêi gian ch¹y kh«ng cña ®oµn tÇu khi h·m N gi©y
to¸n
Qu·ng ®−êng h·m h÷u hiÖu cña ®oµn tÇu khi
SC
h·m N m
S Qu·ng ®−êng h·m cña ®oµn tÇu N M
tn Thêi gian n¹p giã N gi©y
tz Thêi gian t¨ng tèc N gi©y
CT 2
H×nh 2. B¶ng d÷ liÖu ®−îc x©y dùng
- S¥ §å KHèI CH¦¥NG TR×NH TÝNH TO¸N
BEGIN
NhËp sè liÖu tÝnh qu·ng ®−êng h·m Vo, NhËp sè liÖu kiÓm nghiÖm
detalV; Vz; r; ij; chiÒu dµi; ®−êng kÝnh träng l−îng kÐo: Vk1; Vk2; Pdm
XLH; P; t¶i; nuyb; gamab; nb; G; hÖ van
Vk1 − Vk2
k=
Pdm − r
TÝnh ω’od, ω’’o detalV
V1 − V2 v = 3,7.
TÝnh ∑Kh
n= γ
det alV
∑K V1 = Vk1 –
ωod.P+ω'o.G
' '
ωod =
h i*detalV
θh =
P+G
9,8.(P + G)
V1 = Vz – i*detalV L
i = 0 ÷n
tn = + 5
V2 = V1 - detalV v
V + V2
V= 1
V + V2
V= 1 2
2
i = 0 ÷n
30(V1 − V2 )
tz = + tZ
Më file hµm
− (ωod + i j )
func.txt
TÝnh ωoz, TÝnh tk
CT 2
ϕh
4,17.(V12 − V2 )
2
Sc = + SC Vo.t k tz > tk + tn
Sk =
1000.θh.ϕh + ωoz + i j 3,6
S = Sc + Sk
END
H×nh 3. S¬ ®å khèi ch−¬ng tr×nh tÝnh
4. Bµi to¸n øng dông
a. Chän cung ®−êng nghiªn cøu
Gi¶i bµi to¸n thùc tÕ trong khu gian nghiªn cøu, ta lùa chän cung ®o¹n cã tr¾c däc phøc t¹p
víi ®Þa h×nh cã ®é dèc lín, cã nhiÒu cÇu, cèng vµ hÇm trªn tuyÕn ®−êng Thèng nhÊt, ®ã lµ cung
®o¹n tõ Ga HuÕ ®Õn Ga §µ N½ng. C¸c ®Æc ®iÓm chÝnh sau:
Lý tr×nh : tõ km 688+650 ®Õn km 792+900
§é dèc lín nhÊt : 17 ‰
Tèc ®é cho phÐp lín nhÊt : 80km/h;
- Tèc ®é nhá nhÊt : 30km/h;
B¶ng 4. Gi¸ trÞ ®é dèc gi¶n ho¸ cña cung ®o¹n HuÕ - §μ N½ng
TT 1 2 3 4 5 6 7 8
Tèc ®é cho phÐp
60 60 80 70 70 70 70 70
(km/h)
§é dèc(‰) 0 0,28 -0,2 2 -2,25 0,12 2,83 1,43
§é dµi (m) 650 4350 6000 4000 4000 8000 14000 4000
TT 9 10 11 12 13 14 15 16
Tèc ®é cho phÐp
70 80 80 80 50 55 40 30
(km/h)
§é dèc(‰) -3,06 0,07 -0,04 2,5 -0,34 -0,39 -0,39 -0,25
§é dµi (m) 2000 6000 2500 1500 1500 3500 4250 1160
TT 17 18 19 20 21 22
Tèc ®é cho phÐp (km/h) 30 30 30 70 50 50
CT 2
§é dèc(‰) 17 0 -17 0,07 -1,1 0
§é dµi (m) 10590 1000 9000 12300 3100 1500
b. ¸p dông tÝnh cho mét ®oμn tÇu thùc tÕ
TÝnh cho ®oµn tÇu hµng gåm: 1 ®Çu m¸y D19E (cã träng l−îng 78 tÊn) kÐo 23 toa, träng
l−îng kÐo G = 838,3 tÊn trong ®ã cã 10 toa sö dông m¸y h·m K2 (2 toa rçng + 8 toa nÆng); 2
toa sö dông m¸y h·m ABSD (1 toa rçng + 1 toa nÆng); 11 toa sö dông m¸y h·m KE (5 toa rçng
+ 6 toa nÆng); B¾t ®Çu ch¹y ®µ tõ tèc ®é 20km/h xuèng dèc 17 ‰ (cung ®o¹n HuÕ - §µ N½ng,
dèc §Ìo H¶i V©n).
Tèc ®é giíi h¹n cña ®oμn tÇu chuyÓn ®éng trªn ®−êng dèc: [v] = 70km/h. [2]
B¶ng sè liÖu nhËp vμo cña ch−¬ng tr×nh tÝnh:
Sè liÖu tÝnh to¸n
TÝnh qu·ng ®−êng h·m
V0 = 70km/h ΔV = 10km/h Vz = 0 km/h r = 1.4kG/cm2
ij = -17‰ P = 78 T §oµn tÇu: Hµng ChÕ ®é: H·m th−êng
TÝnh träng l−îng kÐo
V1 = 70 km/h V2 = 20km/h Pdm = 5kG/cm2
- B¶ng 5. Sè liÖu toa xe
ηb γb
STT §−êng kÝnh HÖ van nb nk G T¶i ChiÒu
XLH dµi
1 305 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 17.5 Rçng 20.00
2 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 19.5 Rçng 20.00
3 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 19.5 Rçng 20.00
4 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 15 Rçng 20.00
5 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 18 Rçng 20.00
6 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 19 Rçng 20.00
7 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 19.5 Rçng 20.00
8 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 18 Rçng 20.00
9 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 48 Cã t¶i 20.000
10 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 35 Cã t¶i 20.000
11 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 47.2 Cã t¶i 20.000
12 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 52 Cã t¶i 20.000
13 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 49 Cã t¶i 20.000
14 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 53 Cã t¶i 20.000
15 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 53 Cã t¶i 20.000
16 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 53 Cã t¶i 20.000
17 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 54 Cã t¶i 20.000
18 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 53 Cã t¶i 20.000
19 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 46 Cã t¶i 20.000
CT 2
20 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 46 Cã t¶i 20.000
21 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 38 Cã t¶i 20.000
22 254 Van ba cöa 0.90 8.00 1 4 30.5 Cã t¶i 20.000
23 356 Van mµng 0.90 8.00 1 4 34.9 Cã t¶i 20.000
KÕt qu¶ tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm qu·ng ®−êng h·m
B¶ng 6. Gian c¸ch tèc ®é
ϕh
STT V1 -V2 V
70 ÷ 60
1 65 0.40
60 ÷50
2 55 0.40
50 ÷ 40
3 45 0.41
40 ÷ 30
4 35 0.42
30 ÷ 20
5 25 0.43
20 ÷ 10
6 15 0.46
10 ÷ 0
7 5 0.53
KÕt qu¶ tÝnh to¸n:
θh =0.34 ϕh = 3.04 ∑KH = 3092.57
Sk = 383.67 Sc = 161.46 tk = 19.73 S = 543.13
KÕt qu¶ tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm träng l−îng kÐo
- B¶ng 7. Gian c¸ch tèc ®é
ωod
STT V1 -V2 V tz
70 ÷ 60
1 65 2.11 20.14
60 ÷50
2 55 1.91 19.87
50 ÷ 40
3 45 1.72 19.63
40 ÷ 30
4 35 1.55 19.42
30 ÷ 20
5 25 1.39 19.22
KÕt qu¶ tÝnh to¸n:
tk = 19.73 tn = 76.78 tk + tn = 96.51 tz = 98.29
KÕt luËn:
§oµn tÇu ®· lËp cã träng l−îng kÐo phï hîp
CT 2
H×nh 4. Giao diÖn cña ch−¬ng tr×nh tÝnh
III. KÕt luËn
ViÖc nghiªn cøu c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn vËn tèc ®oµn tÇu khi chuyÓn ®éng trong ®−êng
dèc ®ång thêi sö dông c¸c ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®Ó x¸c ®Þnh tèc ®é theo c¸c ®iÒu kiÖn cho
tr−íc vµ lùa chän tèc ®é ®oµn tÇu th«ng qua ®−êng dèc thiªn vÒ an toµn lµ cÇn thiÕt, tõ ®ã x©y
dùng ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n, kiÓm nghiÖm träng l−îng ®oµn tÇu nhanh chãng, chÝnh x¸c vµ
thuËn tiÖn cho c«ng t¸c ®iÒu khiÓn vËn hµnh h·m ®oµn tÇu khi xuèng dèc.
Tµi liÖu tham kh¶o
[1]. TS. NguyÔn V¨n Chuyªn. Søc kÐo ®oµn tÇu - Hµ néi 2001
[ 2]. Vò ThÞ Hoμi Thu. LuËn ¸n th¹c sü : "Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña tÝnh n¨ng h·m ®Õn an toµn
®oµn tÇu vËn hµnh trªn nh÷ng ®o¹n ®−êng cã tr¾c däc phøc t¹p".
nguon tai.lieu . vn
