Khảo sát và thiết kế đường sắt part 3 pps

- Số toa có hãm và loại guốc hãm.
- Lực ép tính toán tới trục có hãm
B¶ng 2- 3. TÝnh hîp lùc ®¬n vÞ

v (km/h)
F
k
(N)
f
k
(N/kN)
w
o
' (N/kN)
W
o
' =Pgω
o
' (N)
w
o
" (N/kN)
W
o
" = Qgω
o
" (N)
W
o

= W

o
' +W
o
" (N)

F
k
-W
o
(N)
f
k
- w
o
(N/kN)
w
o
'
®
(N/kN)
W
o
'
®
=w
o
'
®
P g (N/kN)

W
o®
=W
o
'
®
+W
o
"
®
(N)
w
o

®
(N/kN)
δt
1000ϕ
k t

b (N/kN)
w
o

®
+ b (N/kN)
w
o

®

+ 0,5b (N/kN)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19


Ghi chú:
Cột 1 và 2 lấy theo đặc tính sức kéo của từng loại đầu máy, còn từ cột 3
tính theo vận tốc của cột 1.
Biểu đồ hợp lực đơn vị được xây dựng theo một tỷ lệ xích nhất định với mục đích
không chỉ xác định đặc tính chạy tàu mà còn xây dựng đường cong V(S) và t(S):


Hình 2- 16. Biểu đồ hợp lực đơn vị
Khi xây dựng biểu đồ hợp lực đơn vị, người ta đặt về bên trái gốc toạ độ hợp lực đơn
vị mang dấu dương, tức là hợp lực có hướng cùng chiều chuyển động, còn về bên phải -
các hợp lực đơn vị mang dấu âm, tức là có hướng ngược chiều chuyển động.
Qua biểu đồ hợp lực đơn vị, ta có thể phân tích điều kiện chuyển động của tàu theo
các yếu tố trắc dọc. Theo biểu đồ hợp lực đơn vị, có thể xác định vận tốc cân bằng cho
mỗi dốc bằng cách tìm điểm giao của biểu đồ hợp lực ở chế độ mở máy với trục vận tốc.
Vì gia tốc tỷ lệ thuận với hợp lực đơn vị nên dựa vào nó có thể phân tích điều kiện và
đặc tính chuyển động của tàu theo từng thời điểm:
Khi V < V
cb
, r = f(V) > 0 : nhanh dần.

Khi V = V
cb
, r = f(V) = 0 : đều.
Khi V > V
cb
, r = f(V) < 0 : chậm dần.
Như vậy, ta thấy rằng đoàn tàu luôn luôn chạy với vận tốc tiến đến vận tốc cân bằng
trên mỗi dốc. Trong tính toán sức kéo và khi thiết kế trắc dọc, quy luật này được sử dụng
để xác định đặc tính chuyển động và sự thay đổi vận tốc khi đoàn tàu vào yếu tố trắc dọc
khác. Nếu đoàn tàu vào yếu tố trắc dọc có
v
<
v
cb
của yếu tố trắc dọc đó thì vận tốc của nó
sẽ tăng và ngược lại.
Ở chế độ mở máy trên đường bằng (
i
=0), biểu đồ
f
k
−

ω
o

=
f(v)
thường nằm phần lớn
bên trái trục vận tốc. Khi vận tốc tăng, hợp lực giảm, bởi vì lực kéo giảm đi mà lực cản

lại tăng lên. Nếu:
V
≤
V
cb
thì f
k
−

ω
o
> 0 : cùng chiều chuyển động.
V = V
cb
thì f
k
−

ω
o
= 0
V > V
cb
thì f
k
−

ω
o
< 0 : ngược chiều chuyển động.

Ở chế độ đóng và hãm trên đường bằng thì các biểu đồ w
ođ
= f(V) và w
ođ
+
α
b = f(V)
luôn nằm bên phải trục vận tốc, bởi vì các hợp lực mang dấu âm nên ngược chiều chuyển
động.
Biểu đồ hợp lực đơn vị cho phép xác định trị số và dấu của hợp lực với mọi vận tốc
và chế độ chạy tàu trên đường bằng và trên dốc
±
i. Khi tàu chạy trên dốc hoặc trong
đường cong, ta tính theo dốc quy đổi
±
i
k
và thay đổi gốc tọa độ trên biểu đồ hợp lực đơn
vị (lên dốc thì lùi gốc tọa độ về phía bên trái, xuống dốc lùi gốc tọa độ về phía bên phải
một lượng là i
k
).
Ở chế độ mở máy trên dốc (i
k
≠
0), hợp lực đơn vị sẽ là f
k
-w=f(V), và w = w
o
+ w

i

=w
o

±
i
k
.
Như vậy, với vận tốc và chế độ chạy bất kỳ, hợp lực đơn vị trên dốc khác hợp lực
đơn vị trên đường bằng bởi trị số dốc, do đó biểu đồ hợp lực đơn vị có thể được dùng cho
mọi loại dốc bằng cách chuyển gốc tọa độ sang phải nếu lên dốc hoặc sang trái nếu xuống
dốc.
Để ý ýrằng với đoàn tàu có khối lượng được tính theo điều kiện sử dụng toàn bộ
công suất khi lên dốc hạn chế thì vận tốc cân bằng trên dốc đó bằng chính vận tốc tính
toán của đầu máy (vì giả sử F
kp
= W tại V
p
).
2.7.3. Nắn thẳng trắc dọc.

1. Mục ñích nắn thẳng trắc dọc:
Tốc độ chạy tàu được tính cho từng yếu tố của trắc dọc, ngoài ra khi đoàn tàu nằm
trên nhiều yếu tố trắc dọc thì tốc độ của nó lại được xác định theo trọng tâm của đoàn tàu,
vì thế kết quả không chính xác. Để việc tính tốc độ được chính xác thì trọng tâm của
đoàn tàu phải nằm trên một độ dốc nào đó. Việc thay thế một nhóm độ dốc kề nhau để
cho đoàn tàu nằm trọn vẹn trên một độ dốc được gọi là nắn thẳng trắc dọc.
Yếu tố trắc dọc được nắn có chiều dài
‡”

jt
ll =
và có độ dốc
t
12
t
l
HH
i
−
=

hoặc là
∑
∑∑
=
==
==
k
1j
j
k
1j
jj
t
k
1j
jj
t
l

li
l
li
i

Trong đó: i
t
- độ dốc đã được nắn thẳng.
i
j
, l
j
- dốc và chiều dài của từng yếu tốc trắc dọc.
H
1
, H
2
- cao độ điểm đầu và cuối của yếu tốc trắc dọc được nắn thẳng.

2. Nguyên tắc nắn thẳng:
Khi nắn thẳng trắc dọc, để không quá sai lệch so với thực tế cần phải đảm bảo các
điều kiện:
+ Không được nắn thẳng các dốc khác dấu với nhau, dốc nằm ngang, dốc ở ga (vì để
kiểm tra điều kiện khởi động), dốc hạn chế (để kiểm tra điều kiện hạn chế vận tốc).
+ Qua theo dõi thực tế, khi nắn thẳng so với khi không nắn thẳng trắc dọc thì vận tốc,
thời gian và công cơ học của đầu máy không khác nhau mấy khi sự chênh lệnh chiều cao
giữa độ dốc nắn thẳng và độ dốc của từng yếu tố được nắn
≤
2m, tức là:

∆
h =
|∆
h
j

−

∆
h
t
|

≤
2m
hay là
1000
l
i
1000
l
i
j
t
j
j
−

≤
2m

tj
j
ii
2000
l
−
≤→
(2- 133)
Nếu một trong các yếu tố không thỏa mãn điều kiện trên thì cần tìm một tổ hợp yếu
tố khác.
+ Nắn thẳng trắc dọc tiến hành riêng biệt cho từng chiều đi và về.
+ Nếu có đường cong phải tính cả lực cản phụ do đường cong gây nên trên đoạn trắc
dọc được nắn thẳng.
Đường 1435mm
t
o
rr
l
2,12
iw
∑
α
==
l
t
- chiều dài trắc dọc nắn
thẳng.
Đường 1000mm
t
o

rr
l
5,7
iw
∑
α
==

i
k
= ± i
t
+ i
r
(‰)
Nếu sau khi nắn thẳng, trên trắc dọc vì lý do nào đó còn lại một số yếu tố không nắn
thẳng được, thì trong trường hợp này, dốc tương đương lực cản đường cong được tính
theo công thức
j
o
rr
l
2,12
iw
∑
α
== (với đường 1435mm) hoặc là
j
o
rr

l
iw
∑
==
α
5,7
(với đường 1000mm). Ở đây l
j
là chiều dài yếu tố trắc dọc.
Khi xác định
∑
α
o
cần cộng góc quay của tất cả các đường cong trong phạm vi đoạn
nắn thẳng, không cần để ý đến hướng rẽ. Nếu các điểm đầu và cuối đoạn nắn thẳng nằm
trên đường cong thì cần tính góc quay của phần đường cong nằm trong đoạn nắn thẳng.
Ví dụ:
Có trắc dọc như hình vẽ, hãy tính toán để nắn thẳng trắc dọc đó, biết i
p
=
12‰;
l
t
=1000m.

%6,5
0,1
3,0.64,0.13,0.10
l
li
i
k
1j
j
k
1j
jj
t
1
=
++
==
∑
∑
=
=

Kiểm tra khả năng nắn thẳng đối với nhóm thứ nhất:

454
6,510
2000
300 =

−
<


555
26,5
2000
400 =
−
<


5000
6,56
2000
300 =
−
<


9,0
1000
)4530(2,12
l
2,12
i
t
o
r
=

+
=
α
=
∑
‰


5,6
8,0
5,0.83,0 4
l
li
i
k
1j
j
k
1j
jj
t
2
=
+
==
∑
∑
=
=
‰

Thứ tự
Chiều d
ài
từng yếu

Độ dốc từng
yếu tố
ChiÒu dµi
n¾n
Độ dốc được
nắn thẳng
Tổng góc
quay Σα°


i
r

i
k
=±i
t
+i
r

Có đủ khả năng nắn thẳng 3 dốc của
nhóm thứ nhất.

10

2

6

4

8

300

300

300

400

500

α
1
=30
°

α
2
=45
°

các yếu

tố tố đi về thẳng đi về ®i vÒ
1 300 +10 -10
2 400 +2 -2 1000 +5,6

-5,6 75 0,9

+6,5

-4,7

3 300 +6 -6
4 300 -4 +4 800 -6,5

+6,5

0 0 -6,5

+6,5

5 500 -8 +8

2.7.4. Phương pháp ñồ giải xác ñịnh vận tốc chạy tàu v(S).
2.7.4.1. Xây dựng ñường cong vận tốc v(S) bằng phương pháp Lipest.
1. Chọn tỷ lệ xích.
Trong phương pháp Lipest, chúng ta chọn tỷ lệ xích sao cho không cần phải tính
tgβ=
tb
tb
V

)V(r
ξ
. Trên hình vẽ chúng ta xem xét biểu đồ hợp lực đơn vị ở chế độ kéo.

Hình 2- 17. Bản chất của việc xây dựng đường cong v(S) theo phương pháp Lipest.
Giả sử cần xây dựng đoạn đường cong V(S) trong khoảng ∆V trên hình vẽ bắt đầu từ
điểm a trên dốc 1‰.
Hợp lực r tương ứng với V
tb
được xác định bằng cách chuyển gốc tọa độ về điểm O
1
.
Ta có tgα =
V
r

mặt khác
dt
dV1
rr
dt
dV
ξ
=→ξ=
do đó tgα =
Vdt
dV1
ξ

Chúng ta chọn tỷ lệ xích sao cho tgα = tgβ. Tức là tìm quan hệ thế nào đó để mn

vuông góc với
kl
. Chúng ta ký hiệu tỷ lệ như sau:
+ Với vận tốc: 1km/h tương ứng m (mm)
+ Với quãng đường: 1km tương ứng y (mm)
+ Hợp lực đơn vị: 1N/KN tương ứng k (mm)
Khi xây dựng đồ thị thì quan hệ giữa các đại lượng được thay bằng quan hệ giữa các
đoạn thẳng. Như vậy, để xác định một đại lượng nào đó, cần lấy đoạn thẳng của nó nhân
với tỷ lệ tương ứng. Chúng ta biểu diễn tg
α
ở dạng đoạn thẳng:
tgα =
m
k
dSm
k
Vdt
dV
V
r
.
1
.
ξ
1
.
ξ
1
==

Biểu diễn tg
β
ở dạng đoạn thẳng:
tg
β
=
y
m
dS
dv
.

Để tg
α
= tgβ ξ=¨=
ξ
¨.=
ξ
1
¨
2
m
ky
y
m
m
k
y
m
dS

dv
m
k
dS
dv

Quan hệ tỷ lệ trên cho phép đơn giản hóa việc vẽ đồ thị.
Thường người ta chọn hai trong ba tỷ lệ trên, còn tỷ lệ thứ ba được tính theo biểu
thức trên. Trong tính toán sức kéo, khi thiết kế đường, chọn
y
=20mm; m=1mm →
k=
6=
20
1.120
=
.120
22
y
m
mm.
Còn khi giải các bài toán hãm chọn y=120mm; m=1mm; k=1mm.
2. Kỹ thuật xây dựng ñường cong v(S) bằng phương pháp Lipest.
Việc xây dựng bắt đầu từ
v
=0 trên đoạn trắc dọc ga có
i
=0‰.
+ Trên biểu đồ
f

k
−

ω
o
=
f(v)
ta lấy điểm 1 là điểm giữa của
v
= 0 và
v
= 10km/h và kẻ
tia 1-0 (điểm 0 là gốc tọa độ). Từ điểm A tim ga trên trắc dọc vẽ đường AX
1
vuông góc
với tia 1-0 rồi dóng
v
=10km/h sang cắt AX
1
tại điểm 1'.
+ Tiếp đến lấy điểm 2 trên biểu đồ
f
k
−
ω
o
=
f(v)
là điểm giữa của
v

=10km/h và
v
=20km/h vẽ tia 2-0 rồi dóng
v
=20km/h sang cắt 1'X
2
tại điểm 2'.
+ Cứ thế tiếp tục cho hết yếu tố
i
= 0, ta có các điểm 1', 2', 3', 4', 5', 6', nối các điểm
đó ta được đường
v
=
f(S)
của
i
= 0;
Tiếp đến yếu tố trắc dọc
i
= +3% ta chuyển gốc tọa độ sang +3, cũng vẽ tương tự như
trên cho đến hết yếu tố
i
=+3%.
Sang yếu tố i=-2‰ ta lại chuyển gốc tọa độ sang -2 và quá trình được lặp lại như
trên.


Hình 2- 18. Kỹ thuật xây dựng đường cong v(S) theo phương pháp Lipest.
Chú ý:
- Khi chuyển sang yếu tốc trắc dọc mới phải dựa vào biểu đồ hợp lực đơn vị

mà xét tốc độ tăng hay giảm. Nếu tăng lấy khoảng tốc độ trên, nếu giảm lấy khoảng tốc
độ dưới (so với yếu tố vừa vẽ).
- Nếu ở yếu tố trắc dọc có
i
=
i
p
thì vận tốc ấn định là
v
p
cho hết yếu tố đó
(chuyển động đều).
- Khi tàu chạy đóng máy sử dụng nhánh đóng máy, còn khi chạy đóng có hãm
thì sử dụng nhánh đóng có hãm.
- Trường hợp tại bước cuối cùng khi xây dựng đường cong
v(S)
cho một yếu tố
mà hình chiếu điểm cuối đường cong
v(S)
lại nằm trên yếu tố khác có độ dốc khác. Lúc
này cần làm sao cho hình chiếu điểm cuối đường cong v(S) trùng với điểm cuối của yếu
tố đó bằng cách giảm khoảng ∆v (thường thử dần vài lần mới đạt).


Hình 2- 19. Chọn khoảng ∆v khi chuyển từ yếu tố trắc dọc này sang yếu tố trắc dọc
khác.
2.7.4.2. Xây dựng ñường cong vận tốc v(S) bằng phương pháp Ucrein.
2.7.4.3. Xây dựng ñường cong vận tốc nhờ biểu ñồ vẽ sẵn.

Khi tuyến dài và có nhiều phương án thiết kế thì khối lượng xây dựng đường cong

vận tốc tăng lên, do vậy người ta sử dụng biểu đồ vận tốc vẽ sẵn.
Biểu đồ vận tốc vẽ sẵn là tập hợp các đường cong vận tốc được xây dựng cho loại
đầu máy và khối lượng toa xe nhất định với tất cả các trị số dốc có thể gặp trên tuyến.
Trên biểu đồ vận tốc vẽ sẵn có 3 nhóm đường cong vận tốc và để vẽ chúng có thể
dùng phương pháp Lipest hoặc Ucrein, đó là:
+ Nhóm vận tốc tăng khi 0 ≤
v
≤
v
cb(i)
(hoặc là
v
cấu tạo
)
+ Nhóm vận tốc giảm khi
v
cb(i)
<
v
<
v
cấu tạo

+ Nhóm vận tốc hãm.

Hình 2- 20. Biểu đồ vận tốc vẽ sẵn (a) và xây dựng đường cong
vận tốc v(S) nhờ biểu đồ vẽ sẵn (b).
Đường cong vận tốc xây dựng theo biểu đồ vận tốc vẽ sẵn cũng theo tỷ lệ
y
=20mm;

k
=6mm;
m
=1mm.
Để minh họa, trên hình 2-21 đưa ra biểu đồ vận tốc vẽ sẵn cho các dốc
i
=0,
i
= ±5‰
và
i
=5‰. Phía trái của hình vẽ là biểu đồ hợp lực đơn vị ở chế độ kéo. Nhờ biểu đồ hợp
lực đơn vị chúng ta có thể xác định đặc tính thay đổi vận tốc (tăng hoặc giảm) khi tàu
chuyển từ yếu tố trắc dọc này sang yếu tố khác.
Nếu xây dựng đường cong v(S) từ lúc tàu dừng thì điểm bắt đầu tàu chạy trên trắc
dọc trùng với điểm bắt đầu trên biểu đồ vẽ sẵn. Từ hình 2-21a ta có thể tìm được đoạn Oa
của đường cong vận tốc v(S) ứng với
i
=0 cho hình 2-21b. Sau đó đoàn tàu với vận tốc
v
a

xuống dốc
i
=5‰, từ hình 2-21a ta lại tìm được đoạn ab của đường cong vận tốc v(S) ứng
với
i
=5‰ cho hình 2-21b. Tương tự như trên đoàn tàu lên dốc
i
=5‰ với vận tốc

v
b
. Vì
vận tốc cân bằng
v
cb
của dốc
i
=+5‰ nhỏ hơn vận tốc
v
b
nên khi đoàn tàu lên dốc 5‰ cần
dùng nhóm vận tốc giảm. Từ hình 2-21a chúng ta xác định đoạn bc của đường cong vận
tốc v(S) ứng với
i
=-5‰ cho hình 2-21b. Quá trình trên được lặp lại cho đến hết đoạn
đường xem xét.
2.7.5. Tính thời gian chạy tàu.

2.7.5.1. Tính thời gian chạy tàu theo vận tốc cân bằng.
Phương pháp tính thời gian chạy tàu theo vận tốc cân bằng không đòi hỏi phải xây
dựng trước đường cong v(S). Lúc vạch tuyến, khi phân bố điểm phân giới để tính phỏng
chừng vận tốc và thời gian chạy của một đôi tàu, người ta sử dụng phương pháp này.
Giả thiết của phương pháp này là trên mỗi yếu tố trắc dọc tàu chuyển động đều với
vận tốc cân bằng
v
cb(i)
và khi trọng tâm tàu chuyển sang yếu tố trắc dọc khác thì vận tốc
thay đổi đột ngột. Với những giả thiết này, đồ thị vận tốc có dạng sau:

Hình 2- 21.Vận tốc cân bằng trên các yếu tố trắc dọc khác nhau.
Đồ thị vận tốc và đường cong vận tốc được xây dựng bởi các phương pháp đồ giải
khác nhau rất lớn. Ở một số yếu tố, vận tốc thực tế lớn hơn, còn một số yếu tố khác vận
tốc thực tế nhỏ hơn. Để chính xác hơn, ở phương pháp này ngời ta cộng thêm thời gian
khi tăng tốc trên đoạn ra ga và giảm tốc trên đoạn vào ga vì ở các đoạn này, vận tốc bị
tăng lên nhiều so với vận tốc thực tế. Như vậy, thời gian tàu chạy trên mỗi hướng của cả
khu gian là:

t
= Σ
t
i
l
i
+
t
p.z
trong đó:
t
i
- thời gian tàu chạy với vận tốc đều trên đoạn dốc cho trước có chiều dài
1km.

)(
60
icb
i
v
t
=

(phút/1km)

l
i
- chiều dài mỗi yếu tố trắc dọc (km).

t
pz
- thời gian cộng thêm khi tăng, giảm tốc gần ga;
t
pz
= 3 phút.
Muốn xác định vận tốc cân bằng
v
cb(i)

cho từng độ dốc phải dựa vào biểu đồ hợp lực
đơn vị. Khi xuống dốc lớn và dài, vận tốc của tàu được xác định bởi vận tốc cấu tạo hoặc
vận tốc tối đa theo điều kiện hãm.
Sử dụng vận tốc cân bằng có những sai sót khá lớn so với thực tế. Sai số về thời gian
chạy tàu từ 20-25% nếu trắc dọc gãy khúc nhiều, sai số 10% nếu gãy khúc ít.
2.7.5.2. Xây dựng ñường cong t(S) bằng phương pháp Lêbeñép.
1. Lập luận phương pháp Lêbeñép.
Ở phần 2.7.1, ta đã chứng minh tg
γ
=
tb
v
1
. Như vậy, để xây dựng đường cong

t(S)
bằng phương pháp Lêbeđép cần dựa vào đường cong
v(S)
đã có bằng cách trong phạm vi
mỗi đoạn ∆S dựng đoạn thẳng mà tg góc nghiêng γ của nó tới trục đường S tỷ lệ nghịch
với vận tốc trung bình trong khoảng đó.
Để nhận được các góc γ bằng phương pháp đồ thị, người ta đặt về bên trái gốc tọa độ
O (hình 2-23) một khoảng cách b (mm) rồi từ đó kẻ đường phụ trợ song song với trục
tung.
Khoảng cách b được chọn sao cho đường thẳng mn khi nối gốc tọa độ với điểm giữa
của khoảng vận tốc trên đường phụ trợ, hợp với trục tung một góc δ bằng góc γ.
Khi xác định các giá trị này cần nhân chúng với tỷ lệ tương ứng.
Từ tam giác Ocd có tg
δ
=
vm
b

Từ tam giác aef có
y
x
vy
x
S
t
1
=
∆
∆
, trong đó

x
- tỷ lệ của thời gian.


Hình 2- 22. Bản chất của việc xây dựng đường cong t(S) theo phương pháp Lêbêđép.
Để xác định khoảng cách b, chúng ta cho tgγ=tgδ. Khi đó:

vm
b
y
x
v
=
1
(2- 134)
từ đó
m
b
y
x
=
và khoảng cách cần tìm b=
y
mx
.
Nếu tgγ=tgọ thì đường thẳng
mn
vuông góc với
lk
, tức là để xây dựng đường cong

t(S)
cần tìm vị trí của đường thẳng mn và kẻ đường vuông góc với nó trong phạm vi đoạn
∆
S
tương ứng.
Thông thường người ta chọn tỷ lệ của thời gian x=600, tức là 1 giờ tương ứng với
600mm, hay là 1 phút - 10mm. Khi đó nếu y=20mm và m=1mm thì
b=
30
20
600.1
==
y
mx
mm.
2. Kỹ thuật xây dựng ñường cong t(S).
Trên hình 2-24 trình bày cách xây dựng đường cong t(S). Đầu tiên chọn khoảng ∆v,
rồi qua điểm giữa của nó dựng đường phụ trợ (điểm

a
1
). Sau đó kẻ đường 1-
1
qua

gốc
tọa độ O. Đường vuông góc với 1-1 trong phạm vi ∆S
1
là một đoạn của đường cong t(S).
Tiếp theo chọn khoảng ∆v sau (hình chiếu điểm giữa trên đường phụ trợ là điểm a

2
),
rồi kẻ đường 2-2. Đường vuông góc với đường 2-2 trong phạm vi ∆S sẽ đi qua điểm cuối
của đoạn đường cong t(S) trước đó. Quá trình tiếp tục cho đến hết đoạn đường xem xét.
Đường cong t(S) và V(S) được xây dựng trên cùng một hình vẽ. Đường cong t(S)
tăng liên tục, còn đường cong V(S) có thể tăng hay giảm tùy theo dốc trắc dọc.
Thời gian chạy tàu từ thời điểm khởi động đến bất cứ thời điểm nào khác được xác
định theo tỷ lệ đã chọn bởi tung độ của đường cong t(S) ở điểm xem xét.
Nếu đường cong t(S) gần vượt quá khổ giấy của hình vẽ thì người ta ngắt quãng nó ở
vị trí tung độ là bội số của 10 phút, sau đó đặt điểm ngắt quãng trên trục đường và quá
trình xây dựng đường cong t(S) lại được tiếp tục. Thời gian chạy tàu được xác định là
tổng tung độ của các đoạn riêng biệt của t(S).

Hình 2- 23. Kỹ thuật xây dựng đường cong t(S) bằng phương pháp Lêbêđép.
2.7.5.3. Xác ñịnh thời gian chạy tàu bằng phương pháp ðegterép.
a. Bản chất của phương pháp ðegterép.
Phương pháp tính thời gian tàu chạy do Đegterép đưa ra dựa trên đường cong v(S) đã
được xây dựng. Đegterép sử dụng tính chất tỷ lệ của cạnh đáy và chiều cao của tam giác
cân.
Giả thiết của phương pháp Đegterép: Khác với phương pháp Lipest và Lêbeđép ở
chỗ phương pháp này cho rằng trong khoảng thời gian ∆
t
=
t
2
-
t
1
≤ 1 phút thì hợp lực và
gia tốc là một đại lượng không đổi. Như vậy, tốc độ của tàu lúc đó bằng

v
tb
, do đú quãng
đường ∆
S
tàu chạy tỷ lệ với
v
tb
, tức là
v
tb
tăng thì ∆
S
cũng tăng. Quan hệ đó dùng tam
giác cân để biểu thị theo tỷ lệ xích sau:
v
tỷ lệ với chiều cao là
m
, ∆
S
tỷ lệ với chiều dài là
y
.



α

v
tb

∆
S

Hình 2- 24. Quan hệ giữa chiều cao và cạnh đáy của tam giác cân
Như vậy
=
∆
tb
v
S
1
2
tg
α
tương ứng với ∆
t
/2 nào đó
hay tg
α
=
m
yt
m
y
v
S
tb

22
∆
=
∆

lấy 1km =
y
= 20mm
1km/h =
m
= 1mm
Nếu lấy ∆
t
= 1 phút thì tg
α
=
6
1
'1.
60
10
=

Như vậy tam giác cân có cạnh đáy đúng bằng 1km = 20mm, chiều cao 60km/h =
60mm thì ∆
t
= 1 phút.
Nếu lấy ∆
t
=

2
1
phút thì tg
α
=
12
1
2
1
.
60
10
'
=







Như vậy tam giác cân có cạnh đáy đúng bằng 1km = 20mm, chiều cao 120km/h =
120mm thì ∆
t
=
2
1
phút.
b. Cách xác ñịnh thời gian chạy tàu bằng tam giác ðegterép

Hình 2- 25. Tam giác 1 phút và
H
ình 2- 26. Xác định thời gian
tam giác 1/2 phút chạy tàu theo tam giác 1 phút của Đegterép.

Đặt liên tiếp các tam giác cân đồng dạng sao cho đỉnh của nó nằm trên đường cong
vận tốc, thời gian chạy tàu bằng đúng số tam giác.
Chú ý: Nếu không đủ một tam giác thì tính thời gian theo tỷ lệ của khoảng ∆
t
.
c. Ưu khuyết ñiểm của phương pháp ðegterép.
tg
α
=
t
t
∆=
∆
10
1
20
2

Ưu điểm: - Có thể đặt liên tiếp các tam giác cân cùng chiều hoặc ngược chiều chuyển
động.
- Phương pháp này tương đối dễ vẽ so với phương pháp Lêbeđép và độ
chính xác gần bằng phương pháp Lêbeđép khi vận tốc chạy tàu không có sự biến động
lớn. Trường hợp cần chính xác hơn nếu sử dụng các tam giác 1/2 phút và thậm chí tam
giác 1/4 phút.

Nhược điểm:
Không xét đến đường cong thực tế
v(S)
tại những điểm đổi dốc.

2.8. GIẢI CÁC BÀI TOÁN HÃM

2.8.1. Nội dung của các bài toán hãm.
Hãm có quan hệ lớn đến an toàn chạy tàu (hạn chế vận tốc khi xuống dốc, chạy
chậm dần khi đến điểm phân giới). Điều kiện hãm và kết quả hãm được quyết định bởi
các yếu tố:
1- Cự ly hãm
S
h
(m)
2- Lực hãm và hệ số hãm tính toán
ọ
t

3- Độ dốc trắc dọc mà trên đó tàu phải hãm
i
‰
4- Vận tốc lúc bắt đầu hãm
v
ñ
và lúc kết thúc hãm
v
c
.
Cự ly hãm

S
h
(
m
) là khoảng cách được tính từ lúc bắt đầu hãm đến khi đoàn tàu dừng
hẳn, cự ly hãm thường dựa vào chế độ hãm khẩn cấp và gọi là cự ly hãm tính toán. Theo
quy trình quy định:

S
h
= 1000m đối với xuống dốc đến 6‰ (0-6‰)

S
h
= 1200m đối với xuống dốc lớn hơn 6‰ (>6‰)
Cự ly hãm
S
h
bao gồm cự ly chuẩn bị hãm
S
cb
và cự ly hãm thực tế
S
tt
:

S
h
=
S

cb
+
S
tt
(m) (2-
135)
Cự ly chuẩn bị hãm phụ thuộc thời gian chuẩn bị hãm. Thời gian chuẩn bị
t
cb
hãm là
khoảng thời gian bắt đầu thao tác hãm đến khi bắt đầu giảm tốc độ, trong khoảng thời
gian này, lực hãm được coi như chưa xuất hiện và đoàn tàu đã đi được một đoạn
S
cb

S
cb
= v
đ
. t
cb
.
278,0
6,3
.
60.60
1000
=
tv
=

cb®
v
đ
.t
cb
(m) (2- 136)
Vận tốc đoàn tàu mà ở đó sự hãm bắt đầu gọi là vận tốc bắt đầu hãm, còn vận tốc xác
lập do kết quả của hãm gọi là vận tốc kết thúc hãm. Khi dừng đoàn tàu thì vận tốc kết
thúc hãm bằng 0.
Thời gian chuẩn bị
t
cb
phụ thuộc vào kiểu hãm, chiều dài đoàn tàu và tốc độ trên đó
tàu hãm.
1- Khi hãm tự ñộng cho tàu hàng.

t
=
a
-
b
ei


t
cb

= 7 -
b
i

t
10
(sec) khi
l
tàu
≤ 850m. (2- 137)

t
cb

= 9 -
b
i
t
12
(sec) khi 850 <
l
tàu
≤ 1200m. (2- 138)

t
cb

= 11 -
b
i
t
15
(sec) khi
l

tàu
> 1200m. (2- 139)
2- Khi hãm tự ñộng cho tàu khách.

t
cb

= 4 -
b
i
t
5
(sec) (2- 140)

3- Khi hãm ñiện gió.

t
cb

= 2 (sec)
Trong đó:
a, e
- các hệ số thực nghiệm.

i
t
- độ dốc được nắn thẳng (khi xuống dốc
i
t
có dấu (−), lên dốc có dấu (+)).

b
- lực hãm đơn vị ứng với vận tốc bắt đầu hãm
v
ñ
(không để ý đến dấu của
lực hãm).
Cự ly hãm thực tế
S
tt
được xác định theo công thức

(
)
(
)
(
)
‡”‡”
ω
-17,4
ω-
-17,4
2222
c
®
c
®
v
v

t®o
c®
v
v
t®o
®c
tt
i+b+
vv
=
i+b+
vv
=S
(m) (2- 141)
2.8.2. Các bài toán hãm và phương pháp giải chúng.
Tất cả các bài toán hãm có thể được chia thành 2 nhóm khi có số liệu độ dốc
i
‰.
Nhóm thứ nhất: bài toán được thiết lập dựa trên lực hãm của đoàn tàu đã biết thông
qua suất hãm
ọ
t
, thông số phải xác định có thể là cự ly hãm
S
h
=
f
(
ọ
t

,
i
,
v
ñ
,
v
c
),

cú thể là
vận tốc bắt đầu hóm
v
ñ
=
f
(
S
h
,
i
,
ọ
t
,
v
c
), cú thể là vận tốc kết thỳc hóm
v
c

=
f
(
S
h
,
i
,
ọ
t
,
v
ñ
).
Những bài toán thuộc loại này được giải đơn giản nhất là lập một phương trình với một
ẩn số, hoặc lập hai phương trình với hai ẩn số, hoặc theo phương pháp đồ thị bằng cách
xây dựng đường
v=f(S)
ở chế độ hãm.
Nhóm thứ hai: bài toán được thiết lập trên cơ sở đã biết cự ly hãm
S
h
và vận tốc bắt
đầu hãm
v
ñ
. Cần phải xác định lực hãm của đoàn tàu thông qua việc tính suất hãm
ọ
t
=

f
(
S
h
,
i
,
v
ñ
, v
c
). Để giải quyết bài toán này, tiện lợi hơn cả là sử dụng phương pháp đồ thị
theo trình tự sau:
a) Cho trước một số suất hãm nào đó, chẳng hạn
ọ
t
= 0,2; 0,3; 0,5
b) Với mỗi suất hãm ấy ta tính
w
oñ
+ b = f(v)
và xây dựng đồ thị tương ứng.


H×nh 2- 2.
c) Ứng với mỗi đường cong
f(v)
=
w
oñ

+ b
, ta xây dựng các đồ thị
v = f(S)
theo vị trí
hãm trên tuyến biểu thị bởi
i
t
(‰).

Hình 2- 27.
d) Ứng với mỗi cự ly hãm thực tế
S
tt
đã cho, ta xây dựng đường cong
S
cb
= f(v)
theo
phương trình:
S
cb
= 0,278
v
ñ
.t
cb
và nhận được các giao điểm tương ứng với các đường
cong
v=f(S)
ở các trị số

δ
t
khác nhau. Chính giao điểm này xác định vận tốc cho phép lớn
nhất trên độ dốc đã cho và cũng là vận tốc bắt đầu hãm phù hợp với các giá trị
δ
t
ở hình
vẽ.

H×nh 2- 3.
e) Cuối cùng phải xây dựng đồ thị
δ
t
= f(v)
theo hình trên. Lực này căn cứ vào vận tốc
bắt đầu hãm đã cho. Giả sử
v
= 80km/h, ta tìm được suất hãm tương ứng
δ
t
=0,35.
f) Vì
Q
kn
Q
k
T
i
t
.

==
∑
δ
suy ra số trục có hãm sẽ là
k
Q
n
t
T
δ
=
.
2.8.3. Kiểm tra hạn chế vận tốc theo ñiều kiện hãm (tìm vận tốc v
ñ
).
Tức là xác định vận tốc lớn nhất có thể cho phép theo điều kiện hãm khi tàu chạy
trên dốc. Giải bài toán này là tìm trị số
v
ñ
thỏa mãn phương trình:
S
h
= S
tt
+ S
cb


(
)

‡”
ω
-17,4
22
c
®
v
v
t®o
c®
tt
i+b+
vv
=S
(m) (2- 142)

63

,
tv
SSSS
cb
hcbhtt
®
==
(m) (2- 143)
Bài toán trên có thể giải được bằng phương pháp thử dần khi tăng dần trị số
v
ñ
rồi

xác định
S
cb
và
S
tt
. Trị số vđ cần tìm là trị số mà ứng với

nó
S
cb
+ S
tt
= S
h
. Sơ

đồ khối

của
thuật toán giải bài toán xác định vận tốc cho phép theo điều kiện hãm được đưa ra trên
hình 2-31

Hình 2- 28. Sơ đồ khối thuật toán xác định vận tốc cho phép theo điều kiện hãm.
Những lực tác dụng vào đoàn tàu được tính theo
v
cb
của mỗi khoảng
∆
v

. Khoảng
∆
v

cần lấy nhỏ để tránh cộng dồn sai số, trong tính toán chọn
∆
v
= 2km/h. Khi đó
v
ñ
=
v
tb
+
∆v
/2 =
v
tb
+1;
v
c
=
v
tb
-
∆v
/2-1, do đó
v
ñ
2

–
v
c
2
= 4
v
tb
. Lúc này công thức (2-134?) tính cho
∆
S
có dạng:

∆
S
= 1000(
v
ñ
2
–
v
c
2
)/ [ 2.120 (
b + w
ñ
+ i
)] = 16,67
v
tb
/ (

b + w
ñ
+ i
)
Bài toán này giải theo phương pháp đồ thị đơn giản hơn bằng cách sau: người ta xây
dựng hai đường cong
v(S)
và
S
cb
(v)
, tung độ giao cắt của hai đường này chính là
v
ñ
. Để
xây dựng đồ thị, người ta chọn tỷ lệ sau:
m
=1mm;
k
=1mm;
y
=120mm. Đường


cong
v(S)
được xây dựng theo các phương pháp đã nêu theo hướng ngược chiều
chuyển động của đoàn tàu, bắt đầu từ vận tốc
v
=0 dựa vào biểu đồ hợp lực đơn vị khi

i,
δ
t
, S
h

S
tt
=0

b= 1000
δ
t

ϕ
ht

QP
QwPw
w
"
o
'
o
o
+
+
=
®®
®

∆
S=16,67v/(b+w
o®
+i)
S
tt
= S
tt
+
∆
S
S
cb
= 0,278v






−
b
ei
a

B¾t ®Çu

S
cb

+ S
tt
≥
S
h

In
v
®

KÕt thóc

Cã

Kh«ng

v = v +
2

hãm
ω
oñ
+b
cho các độ dốc từ
i
p
đến -
i
p
trên đoạn tuyến thiết kế, và cũng trên đồ thị đó

xây dựng đường chuẩn bị hãm:

6,3
)(
cb®
cb
tv
=vf=S
(m)
S
cb
là một đường được coi là thẳng khi ta cho
v
ñ
=0 và
v
ñ
=
v
cấu tạo
, còn
t
cb
tính theo độ
dốc của
S
cb
. Từ gốc tọa độ đặt về phía ngược lại một đoạn
S
h

, điểm đó được lấy làm gốc
tọa độ để xác định
S
cb
. Các đường
S
cb
của
i
p
đến
-i
p
sẽ cắt các đường
v=f(S)
theo điều kiện
hãm của
i
p
đến
-i
p
. Ta dóng sang bên cạnh vẽ được
v
ñ
=f(i)
, đó là vận tốc đầu
v
ñ
quy định

cho mỗi độ dốc khi hãm.






H×nh 2- 4.
2.8.4. Xác ñịnh vận tốc cuối trên ñoạn hãm v
c.

Khi đã có
v
ñ
, S
cb
tính được
S
tt
và bằng phương pháp đồ thị, xác định được
v
c
trên các
độ dốc đó như sau: Đặt
v
ñ
ở trục tung rồi kẻ đường song song trục hoành cắt đường
v=f(S)
theo điều kiện hãm của độ dốc đó tại điểm
a

, từ điểm
a
kẻ đường song song trục
tung làm tọa độ mới. Từ đó xác định trên trục hoành một đoạn bằng
S
tt
, vẽ đường song
song trục tung cắt đường
v=f(S)
vừa nêu ở điểm
b
và từ điểm
b
này ta xác định được
v
c
.



H×nh 2- 5.
2.8.5. Tính ñến ñiều kiện hãm khi xây dựng ñường cong vận tốc v(S).
Đường cong vận tốc trên khu gian được xây dựng trong điều kiện sử dụng toàn bộ
lực kéo đoàn tàu để đạt vận tốc cao nhất. Tuy nhiên, vận tốc tàu không được vượt quá:
- Vận tốc cấu tạo của đầu máy
v
cấu tạo

- Vận tốc cho phép theo điều kiện hãm trên dốc đó.
- Vận tốc quy định khi qua ghi hoặc qua những nơi có yêu cầu hạn chế vận tốc (ví

dụ như cầu cống, kết cấu tầng trên của đường, đường cong có bán kính nhỏ, đường sắt
qua thành phố ).
- Vận tốc cho phép theo cấu tạo các bộ phận chạy của toa xe.
Muốn vậy phải sử dụng hãm thông thường có điều hòa, vì vậy đường biểu diễn
v=f(S)
là một đường thẳng. Đường cong vận tốc trên những đoạn gần nơi cần hạn chế vận
tốc này được xây dựng theo biểu đồ
f(v)=
ω
ñ
+
α
b
. Bởi vì điểm ở trắc dọc mà tại đó tàu
cần có vận tốc hạn chế là điểm cho trước, do đó việc xây dựng đường cong
v(S)
tốt nhất
nên bắt đầu từ điểm này theo hướng ngược chiều chuyển động của đoàn tàu. Trường hợp
ngược lại bắt buộc phải tìm điểm bắt đầu hãm bằng cách thử dần.

Hình 2- 29. Đường cong vận tốc
v(S)
ở đoạn gần ga khi tàu
vào đường nhánh và có dừng.
Trên hình vẽ đưa ra ví dụ xây dựng đường cong
v(S)
khi tàu vào ga. Nếu đón tàu tại
đường đón gửi (đường nhánh) thì vận tốc khi tàu chạy qua ghi không được vượt quá vận
tốc cho phép của ghi. Bởi vì trong tính toán sức kéo, đoàn tàu được coi là một chất điểm
có lực đặt tại trọng tâm (đặt tại điểm giữa) nên để đảm bảo đầu máy qua ghi với vận tốc

cho phép thì khi xây dựng đường cong
v(S)
cần tính đến chiều dài đoàn tàu bằng cách đặt
từ ghi một đoạn
l
tàu
/2 về phía ngược chiều chuyển động.
Để tìm điểm bắt đầu hãm thông thường (
T
), đường cong vận tốc được xây dựng từ
tim ga (điểm 0) theo hướng ngược chiều chuyển động từ
v
=0. Bởi vì khi tàu dừng, điểm
giữa của nó trùng với tim ga. Đường cong vận tốc được xây dựng theo biểu đồ hợp lực
khi hãm thông thường
f(v)=
ω
ñ
+
α
b
từ
v
=0 tới
v=v
ghi
(điểm
p
). Trên các đường từ
p

đến
m
,
v
tàu
=v
ghi
. Tàu trên quãng đường này phụ thuộc vào dốc của trắc dọc, có thể chạy mở
máy, có thể chạy đóng máy, cũng có thể hãm (nếu
i>
ω
oñ
).
Từ điểm
m
(cách tim ga một đoạn là
l
ga
/2 +
l
tàu
/2), vẽ tiếp đường
v=f(S)
trong chế độ
hãm thông thường về phía ngược chiều chuyển động cho tới khi cắt đường
v=f(S)
vẽ theo
chiều chuyển động từ ga trước đó (điểm
T
). Trên hình vẽ các mũi tên chỉ hướng xây dựng

các đoạn đường cong vận tốc.
Trong thực tế khi tới gần ga, nhiều khi để tàu giảm vận tốc, người ta cho tàu chạy
đóng máy chứ không chạy mở máy hạn chế công suất. Lúc này đường cong vận tốc được
xây dựng theo biểu đồ
ω
oñ
(v)
. Ở hình vẽ trên đường cong vận tốc khi chạy đóng máy
được thể hiện bằng các nét gạch.

2.9. TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG
2.9.1. Nội dung tính năng lượng.
a) Công cơ học của đầu máy
R
M
.

b) Công cơ học của lực cản
R
C
.

c) Chi phí điện năng cho đầu máy điện.
d) Chi phí dầu điezen cho đầu máy điezen.
e) Chi phí lượng hao hơi, hao nước và hao than cho đầu máy hơi nước.
Dựa trên các chỉ tiêu này trong quá trình thiết kế người ta tính được chi phí khai
thác, điều này là cần thiết khi lập phương án tuyến theo quan điểm kinh tế.
2.9.2. Các chế ñộ chuyển ñộng của tàu.
Để tính toán năng lượng cần xác định chế độ chuyển động của tàu trên từng đoạn
trắc dọc theo đường cong vận tốc

v(S)
.
+ Tàu chạy mở máy: tức là sử dụng toàn bộ công suất của đầu máy để nhận được
vận tốc lớn nhất và thời gian ít nhất.
+ Tàu chạy đóng máy: ngắt động cơ kéo và lực kéo không tồn tại.
+ Tàu chạy đóng máy kết hợp hãm.
+ Tàu chạy có hạn chế công suất.
Khi xác định chế độ chạy tàu cần chú ý là tàu lúc nào cũng thể hiện hết lực kéo để
đạt đến vận tốc lớn nhất, vì vậy:
+ Khi tàu chưa đạt vận tốc tối đa hay vận tốc giới hạn cho phép nào đó (như vận
tốc lớn nhất theo điều kiện hãm hay vận tốc hạn chế qua ghi ) thì tàu đang chạy ở
chế độ mở máy.
+ Khi tàu đạt đến vận tốc tối đa (hay giới hạn) có thể xảy ra:
* Tàu chạy đóng máy, khi đó tàu sử dụng động năng dự trữ từ trước hay
tàu chạy nhờ sức hút của đất (xuống dốc).
* Tàu chạy có hãm.
* Tàu chạy theo chế độ hạn chế cụng suất đầu mỏy.
Ví dụ:
Xem xét một đoạn đường mà trên đó, vận tốc tàu bị hạn chế
v
=80km/h do
điều kiện hãm.

Hình 2- 30. Xác định chế độ chuyển động của đoàn tàu.
Trường hợp xuống dốc
i
=8‰, trước khi đạt vận tốc 80km/h thì tàu chạy mở máy, khi
v
=80km/h thì có
ω

i
=8N/kN;
ω
oñ
=3N/kN, như vậy để
v
=const thì hợp lực đơn vị phải
bằng 0, hay là cần một lực hãm đơn vị là
b
T
=
ω
i
-
ω
oñ
.
Trường hợp xuống dốc
i
=2‰,
ω
i
=2N/kN;
ω
oñ
=3N/kN (ứng với
v
=80km/h), như vậy
để
v

=const thì hợp lực đơn vị phải bằng 0 hay là cần một phần lực kéo là
f
hc
=
ω
oñ
-
ω
i
.
Kết luận:
Như vậy để xác định chế độ chạy tàu trong trường hợp chuyển động đều
cần so sánh i với
ω
oñ
.
a) Nếu
i
>
ω
oñ
thì cần hãm điều hòa với trị số
b
ct
=
i
-
ω
oñ
hay là

B
ct
=g(
P
+
Q
)(
i
-
ω
oñ
).
b) Nếu
i
=
ω
oñ
thì cần đóng máy.
c) Nếu
i
<
ω
oñ
thì cần bổ sung lực kéo trị số
f
hc
=
ω
oñ
-

i
hay là
F
hc
=g(
P
+
Q
)(
ω
oñ
-
i
).
2.9.3. Xác ñịnh công cơ học của ñầu máy.
Công cơ học của đầu máy là công của lực kéo trên tất cả các đoạn đường mà tàu
chạy mở máy. Trên một quãng đường nào đó từ
S
1
đến
S
2
, công cơ học được thể hiện ở
dạng tích phân là:

∫
=
2
1
S

S
kM
dSFR (MJ) (2- 144)
Theo công thức trên ta thấy
F
k
=f(v)
mà v luôn thay đổi nên tính toán theo phương
pháp giải tích rất phức tạp, do đó nên dùng phương pháp đồ giải.
Theo phương pháp đồ giải, dựa vào đường cong
v(S)
vẽ đồ thị
F
k
(S)
. Đồ thị
F
k
(S)
vẽ
ngay trên cùng một hình vẽ với đồ thị
v(S)
với tỷ lệ tùy ý sao cho vẽ được dễ dàng. Mặt
khác đường cong này dựa vào đường đặc tính lực kéo
F
k
=
f(v)
của loại đầu máy ta đang
xét, nhưng trị số

F
k
thì tương ứng với các trị số vận tốc lấy ở đường
v=f(S)
(cần lấy được
hết những điểm đặc trưng của đường
v=f(S)
và số điểm không nên lấy ít quá để đảm bảo
mức độ chính xác).
Cách vẽ trên tương ứng với trường hợp đầu máy chạy hết công suất có sử dụng lực
kéo lớn nhất, còn những đoạn lực kéo bằng
F
k
=0 (tức là chạy đóng máy) thì ngắt đường
biểu diễn
F
k
=f(S)
ra. Với những đoạn chạy theo chế độ hạn chế công suất của đầu máy,
tức là giữ cho vận tốc cố định (chạy đều) như là qua ghi, qua cầu dài mà không được
vượt quá vận tốc giới hạn nào đó thì lực kéo:
F
k
=W
k
=
ω
o
(P+Q)g
±

i
k
(P+Q)g =g (P+Q)(
ω
o

±
i
k
) (2- 145)
Khi vẽ xong đường
F
k
=f(S)
, ta tính diện tích hình bị giới hạn bởi đường đó và trục
hoành, trục tung, sau đó nhân với tỷ lệ xích thì có công:
R
M
=Ωq
(MJ). (2- 146)
Việc chọn tỷ lệ xích được tiến hành như sau:
+ Nếu 1cm trên trục tung có
m
kilô Niutơn và 1cm trên trục hành có
y
kilômét thì
giá trị của diện tích 1cm
2
là
q

=
my
MJ
+ Ta chọn 1km = 20mm
10KN= 2,5mm

2.9.4. Xác ñịnh công cơ học của lực cản.
Công cơ học của lực cản
R
C
xác định mức độ hao mòn các bộ phận chuyển động của
đoàn tàu và của kiến trúc tầng trên. Từ đó xác định các khoản chi phí khai thác tương ứng
liên quan đến sự hao mòn đó.
Khi thiết kế tuyến mới, để so sánh các phương án tuyến thiết kế phải tính được công
cơ học của lực cản.
Công cơ học của lực cản được xác định như sau:

R
C
= R
ω
+ R
b
(2- 147)
+
R
ω
- công cơ học của lực cản, bao gồm công cơ học của lực cản cơ bản và lực
cản phụ do đường cong:

R
ω
=g (P+Q)(
ω
o
+
ω
r
).S
i
.10
-3
(MJ) (2- 148)
Ở đây,
S
i
- chiều dài đoạn đường đang xét, km.
+
R
b
- công cơ học của lực hãm

R
b
=g (P+Q)b.S
b
.
10
-3
(MJ)

(2- 149)

Trong đó
S
b
- các quãng đường có hãm, km.
Như vậy,
R
c
=
g
[(
P+Q
)
(
ω
o
+
ω
r
).S
i
+ (P+Q)b.S
b
].10
-3
(MJ) (2- 150)
10N.km = 0,5cm
2

→ 1cm
2
= 20KN.km = 20MJ
Tính
R
C
theo công thức trên rất phức tạp vì phải tính nó trên từng yếu tố cho nên
trong thực tế người ta tính
R
C
theo
R
M
khi sử dụng định luật biến đổi động năng.

∆T
=
R
M

−
R
C

−
R
h
(2- 151)
Trong đó
∆T

- đại lượng biến đổi động năng, MJ
∆T= (P+Q)(1+
γ
)
3
2
22
10.
6,3.1
−
−
dc
vv


R
h
- công tích lũy thế năng, MJ.
Từ đó
R
C
=
R
M

−
R
h

−

∆T
(2- 152)
R
c
= R
m

−

g
(
P+Q
)
∆h.
10
-3
- 4,17(
P+Q
)(
v
c
2
−
v
ñ
2
).10
-3
(MJ)
Theo công thức trên,

R
c
phụ thuộc
v
ñ
,
v
c
, vào cao độ điểm đầu, điểm cuối của đoạn
đang xét, còn vận tốc và cao độ của các điểm trung gian trong đoạn đường đó không ảnh
hưởng gì tới công của lực cản.
- Nếu ở đoạn đang xét có
H
ñ

=
H
c
;
v
ñ
=
v
c

→

R
c
=

R
m

- Nếu
v
ñ
=
v
c
nhưng
H
ñ
≠

H
c
thì
+
H
c
>
H
ñ

→

R
c
<
R

m

+
H
c
<
H
ñ

→

R
c
>
R
m

- Nếu
H
ñ

=
H
c
nhưng
v
ñ

≠

v
c
thì
+
v
c
>
v
ñ

→

R
c
<
R
m

+
v
c
<
v
ñ

→

R
c
>

R
m

- Nếu tàu có dừng ở hai ga thì
v
ñ

=
v
c
và
R
c
=
R
m

−

g
(
P
+
Q
)
∆h
.10
-3
(MJ)
- Vì

|R
h

|
ở chiều đi và chiều về như nhau nên
R
M(ñi)

+
R
M(về)

=
R
C(ñi)

+
R
C(về)

2.9.5. Tính tiêu hao nhiên liệu ở ñầu máy ñiezen.
Lượng tiêu hao nhiên liệu của đầu máy điezen thường căn cứ vào trạng thái vận hành
của đầu máy có hoặc không sử dụng sức kéo để tính toán và được xác định bằng tổng các
lượng tiêu hao nhiên liệu trong các khoảng thời gian ở chế độ chạy mở máy (có sử dụng
sức kéo) và chạy đóng máy, hãm hoặc dừng tàu (không sử dụng sức kéo). Ttrong các
khoảng thời gian này, lượng tiêu hao nhiên liệu coi là không đổi với vận tốc chạy tàu
trung bình).

‡”
1

n
=i
®®mm
tg+tG=E
(kg)
Trong đó:
G
m
- lượng tiêu hao nhiên liệu đơn vị trong chế độ kéo sau 1 phút chạy
tàu ứng với vận tốc trung bình của đầu máy và tay máy ở vị trí nhất định (kg/phút).
t
m
- thời gian động cơ điezen làm việc ở vận tốc trung bình (phút).
g
ñ
- lượng tiêu hao nhiên liệu đơn vị của động cơ điezen khi tàu chạy
đóng máy (kg/phút).
t
ñ
- thời gian tàu chạy đóng máy (phút).
n
- số khoảng thời gian được phân chia, trong đó mỗi khoảng có vận
tốc trung bình khác nhau.
Các trị số của
G
và
g
ñ
lấy theo đồ thị tiêu hao nhiên liệu đầu máy trong quy trình
tính sức kéo.

Bảng 2-4. Vận tốc quay của trục khuỷu ñộng cơ ñiezen và lượng tiêu hao nhiên liệu
khi tàu chạy ñóng máy

Loại đầu máy

Vận tốc vòng quay trục
(vòng/phút)

Lượng tiêu hao nhiên liệu
(kg/phút)

D4H 600 0,12
D11H 650 0,20
D9E 450 0,16
D13E 450 0,16
D18E 450 0,16

Bảng 2- 5. Tiêu hao nhiên liệu của ñầu máy ñiezen Liên Xô cũ Tí10 khi tàu chạy mở
máy.

Thứ tự
v
®
v
c
v
tb

Tiêu hao nhiên

yếu tố
km/h
liệu (kg/phút)
1 0 13 6,5 3,0
2 13 25 19 5,65
3 25 20,5 22,7 5,65

Khi tính lượng tiêu hao nhiên liệu của đầu máy điezen cần lập thành bảng (xem bảng
2-9)

Bảng 2- 6. Bảng tính tiêu hao nhiên liệu của ñầu máy ñiezen.

Thứ tự


Tình
huống

Vận tốc
(km/h)

Chạy mở máy

Chạy đà, hãm,
dừng

Tiêu hao

yếu tố
vận hành

v
®

v
c

v
tb

∆
t
G
m

∆
t
g
®

nhiên liệu


trắc dọc

đầu máy


(phút)

(kg/phút)

(phút)

(kg/phút)

E (kg)