DINAMICA DE TRENES LOCOMOTORAS

7/28/2019 DINAMICA DE TRENES LOCOMOTORAS

http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-trenes-locomotoras 1/30

0

50000

100000

150000

200000

250000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

F u e r z a r e s i s t e n t e y d e e m p u j e e n N

Velocidad km/h

Fuerza de empuje

de tren

(locomotora)

Fuerza resistente al tren



Para determinar las variables relevantes que determinan el movimiento de un tren

Para lograr este objetivo se analizarán los siguientes aspectos:

ºLos esfuerzos resistentes debido al movimiento a una velocidad determinada, tomando

ºLas limitaciones del esfuerzo de tracción ejercidas en las ruedas a una velocidad dada a causa

de la adherencia de la locomotora

ºEl esfuerzo de tracción necesario en velocidad

A) Resistencia en línea recta y trazado horizontal (Fórmula de Davis)

1.1.- Resistencia al rodado de locomotora

Masa del coche

Número de ejes del coche

Superficie frontal del coche

Velocidad del coche

A

B

C

D

B) Resistencia por curvatura (Fórmula de Desdowitz)

MOV



2.1.- Resistencia por curvatura

Trocha de la vía

Radio de curva de la vía

Masa de locomotora

Aceleración de la gravedad

C) Cambios energéticos del tren debido a la pendiente

3.1.- Resistencia debida a la pendiente

Masa de locomotora


Angulo de via y plano horizontal

D) Fuerza de empuje del tren

4.1.- Fuerza de empuje del trenPotencia nominal de la locomotora

Velocidad del tren

E) Fuerza de empuje máxima (arranque)



5.1.- Fuerza de empuje máximaCoeficiente de roce entre rueda y riel (adherencia)


Peso adherente de la locomotora

Coeficiente de estado de vía férrea

Velocidad del tren partida

Masa de la locomotora

Número de ejes tracción

Número de ejes total

6.- Gráfica para fuerza resistente

Velocidad Resistencia al rodado en línea recta Newton Resistencia por curva

0.5 10336.29465 53550



1 10387.71066 53550

2 10492.67675 53550

4 10711.14524 53550

6 10940.99548 53550

8 11182.22746 53550

10 11434.84117 53550

14 11974.21384 5355018.966253 12707.23086 53550

21.973 13185.13207 53550

22 13189.54007 53550

24.34 13579.4465 53550

31.85555058 14937.11829 53550

38 16166.51614 53550

42 17024.57758 53550

50 18877.28136 53550

52.18214 19414.2499 53550

60 21449.25028 53550

65 22841.93857 53550

70 24305.76275 53550

75 25840.72281 53550

80 27446.81876 53550

90 30872.41833 53550

Velocidad Fuerza resistente total Velocidad

0.5 153850.29 0.5

1 153901.71 1

2 154006.68 2

4 154225.15 46 154455.00 6

8 154696.23 8

10 154948.84 10

14 155488.21 14

18.966253 156221.23 18.966253

21.973 156699.13 21.973

22 156703.54 22

24.34 157093.45 24.34

31.85555058 158451.12 31.85555058

38 159680.52 38

42 160538.58 42

50 162391.28 50

52.18214 162928.25 52.18214

60 164963.25 60

65 166355.94 65

70 167819.76 70

75 169354.72 75



ARICA LA PAZ

Un tren de mercancias de 1000 toneladas se refrentará en una pendiente descendente de 10 por

de aire

Un tren de mercancias de 320 toneladas se refrentará en una pendiente descendente de 30 por mi

de aire


de aire


de aire


de aire



1869.53424

90

6

11.368 metros cuadrados

25 kilometros/hora

6.37 Valor de tabla 2.1.




toneladas

Newton

MIENTO DE UN TREN



6300 Newton

1 metros

70 metros

90 toneladas

9.8

10584.00

90

9.8

12

164160 Newton1140000 Watt

25

Toneladas

metros por segundo cuadrado

kilómetro por hora


Newton

tanto por mil



22.50767962 toneladas

220800.340.250085

9.81

90000

1

0.00588

90

6

6

Resistencia por pendiente Fuerza de empuje Fuerza de empuje máxima

89964.00 8208000 220800.3371


kilogramos

Vía seca

kilometro por hora

toneladas

NewtonsValor de 25% de adherencia en LDE serie 100



89964.00 4104000 220800.3371

89964.00 2052000 220800.3371

89964.00 1026000 220800.3371

89964.00 684000 220800.3371

89964.00 513000 220800.3371

89964.00 410400 220800.3371

89964.00 293142.8571 220800.337189964.00 216384.3327 220800.3371

89964.00 186774.678 220800.3371

89964.00 186545.4545 220800.3371

89964.00 168611.3394 220800.3371

89964.00 128831.5513 220800.3371

89964.00 108000 220800.3371

89964.00 97714.28571 220800.3371

89964.00 82080 220800.3371

89964.00 78647.59858 220800.3371

89964.00 68400 220800.3371

89964.00 63138.46154 220800.3371

89964.00 58628.57143 220800.3371

89964.00 54720 220800.3371

89964.00 51300 220800.3371

89964.00 45600 220800.3371

Fuerza de empuje

220800.3371

220800.3371

220800.3371

220800.3371220800.3371

220800.3371

220800.3371

220800.3371

220800.3371

186774.678

186545.4545

168611.3394

128831.5513

108000

97714.28571

82080

78647.59858

68400

63138.46154

58628.57143

54720



il a la velocidad de 55 km/h aprox. Sin freno

l a la velocidad de 38 km/h aprox. Sin freno






Número de vagones de carga 9

1.2.- Resistencia al rodado de la carga 11822.7029

Masa del coche con carga 75

Número de ejes del coche 4

Superficie frontal del coche 11

Velocidad del coche 25

A 6.37

B 128.87

C 0.137004

D 0.00923944



2.2.- Resistencia por curvatura 47250

Trocha de la vía 1

Radio de curva de la vía 70

Masa del coche 75

Aceleración de la gravedad 9.8

3.2.- Resistencia debida a la pendiente 79380.00

Masa del vagon de carga 75

Aceleración de la gravedad 9.8

Angulo de via y plano horizontal 12



Fuerza resistente total

153850.29



153901.71

154006.68

154225.15

154455.00

154696.23

154948.84

155488.21156221.23

156699.13

156703.54

157093.45

158451.12

159680.52

160538.58

162391.28

162928.25

164963.25

166355.94

167819.76

169354.72

170960.82

174386.42





Para arrastrar

675 toneladas de carga

Newtontoneladas

metros cuadrados

kilometros/hora

Valor de tabla 2.1.

Valor de tabla 2.1.

Valor de tabla 2.1.

Valor de tabla 2.1.



Newton

metros

metros

toneladas


Newton

Toneladas


tanto por mil









0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 500 1000 1500 2000 2500

T o r q u e N - m

d e m o t o r

d e t r a c c i ó n M D - 4

1 8 B V R

Velocidad RPM de motor de tracción MB-418BVR



Análisis de motores de tracción para uso ferroviario

A) Característica dinamica

Las curvas de características de los motores de tracción eléctricas de corriente continua

para servicio ferroviario contemplan características bien definidas como se muestra

a continuación:

De esta gráfica se pueden obtener diferentes condiciones de funcionamiento

por ejemplo para una corriente de 200 A el esfuerzo tractivo es de 35 lbf y la velocidad es de 60 mph

Todo esto se cumple para un diámetro de rueda de 40 inch., 600 V, y una relación de transmisión

63/20.

Algunas relaciones importantes para análisis:

**Las curvas de eficiencia son realizadas a una temperatura de 75°C

**La velocidad de la locomotora es proporcional al diametro de las ruedas

**La velocidad de la locomotora varia de manera inversamente proporcional a la relacion de transmisio

de corona/piñon

**El esfuerzo tractivo varia de manera directamente proporcional a la relacion de transmision e inversa

al diametro de rueda

**El esfuerzo tractivo a cualquier corriente es practicamente independiente de la tension, la

varia en proporcion a la fuerza contra electromotriz.

**La caida de tension en la rtesistencia del bobinado de excitación es deducible para cualquier corrient

conociendo su resistencia

**La caida de tension en las escobillas es en la practica asumida como 2V.



**La diferencia entre el voltaje en terminales y la caida de tension resistiva total es la fuerza

electromotriz

Por ejemplo:

Para la figura 44, el motor tiene una resistencia de bobina de aproximadamente 0.095 ohms y a 200 A

y 600 V la velocidad del tren es de 30 mph. Con la misma corriente pero a 300 V la velocidad del tren

disminuye en una razon de 600V-19V-2V a 300V-19V-2V es decir de 579V a 279V

por regla de tres la relacion da que la velocidad es de 14,5 mph.

Potencia nominal motor 1 Potencia nominal motor 2

550 A 600 A

390 V 400 V

190 kW 216 kW

6 motores de tracción 6 motores de tr

1140 kW 1296 kW

Esfuerzo tractivo Esfuerzo tractivo

kg kg

1287 kW 1440 kW

115 kW 115 kW

1402 kW 1555 kW

1492 kW 1492 kW

90 kW -63 kW

15 kW -10.5 kW

En conclusión la potencia del motor diesel es insuficiente

Análisis de características de motores de traccion serie de corriente continua

Proporcionalidades para motor serie DC

a

aaa

k

R I V

n

akI

acTnk P

aaabaa

a

R I V I k k n

VI P



Torque Voltaje en terminales Velocidad de rotación

2519.953254 390 720

2322.388919 390 750

2147.179104 390 780

1991.074176 390 810

1808.088259 390 850

1612.770083 390 900

1306.343767 390 1000

1079.622948 390 1100

907.1831715 390 1200

772.9844775 390 1300

666.5019219 390 1400

580.5972298 390 1500

Torque Velocidad de rotación Torque

2519.953254 720

2322.388919 750

2147.179104 780

1991.074176 810

1808.088259 850

1612.770083 9001306.343767 1000

1079.622948 1100

907.1831715 1200

772.9844775 1300

666.5019219 1400

580.5972298 1500

Torque Velocidad de rotación

1035.48375 720

954.3018241 750

882.3056806 780

818.1600001 810

742.9685482 850

662.7096001 900

536.7947761 1000

443.6320463 1100

372.77415 1200

317.630045 1300

273.8748857 1400

238.575456 1500

cbaa

baa

abaa

a

k k k n

V T

k k n

V P

Rk k n

V I

2

2

2





n

elocidad



contra

Potencia de salida de motores de tracción

acción

Potencia de entrada necesaria para motores de tracción

Potencia necesaria para auxiliares mecánicos

Potencia necesaria motores de traccion y auxiliares mecánicos

Potencia nominal de motor diesel

Reserva de potencia

Potencia aprovechable por motor de tracción



Potencia Voltaje variable

190000 0.01656774 250

1306343767

Corriente Voltaje contante Torque Corriente Voltaje constante



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DINAMICA DE TRENES LOCOMOTORAS