Силы сопротивления движению поезда

Сопротивления движению поезда делятся на две составляющие:

I.Основное, действуют при движении поезда всегда:

1. Сопротивление пути:

а) трение качения колес по рельсам из-за деформации опорных поверхностей (сила обратно пропорциональна диаметру колес и зависит от твердости материалов);

б) трение скольжения из-за проскальзывания и из-за трения между гребнями бандажей и рельсами, которые уменьшаются при натяжке в режиме тяги;

в) от ударов при движении по неровностям пути (зависит от скорости, нагрузки на ось, зазора в стыке).

2. Сопротивление подвижного состава:

трение в подшипниках (сила прямо пропорциональна диаметру оси, обратно пропорциональна диаметру колеса, зависит от коэффициента трения, площади соприкосновения, смазки).

3. Сопротивление внешней среды:

а)впереди происходит сжатие воздуха;

б) боковые поверхности и крыша соприкасаются с воздухом;

в) в промежутках между вагонами и за составом происходит разряжение, завихрение воздуха (конструктивно выполняют более обтекаемую форму подвижного состава).

II. Дополнительные − возникают при движении по отдельным участкам пути и в отдельные периоды времени:

1. От уклонов:

эта сила создается составляющей веса поезда, действующая на подъеме против движения поезда, а на спусках – по направлению движения поезда.

Уклон характеризуется крутизной i, измеряется в тысячных и размерность обозначается «‰», и показывает разницу по высоте подъема в метрах на каждую 1000 метров пути.

Дополнительное удельное сопротивление от подъема в Н/кН численно равно величине подъема в ‰.

2. От кривых:

а) под действием центробежной силы гребни бандажей колесных пар прижимаются к наружному рельсу и появляется трение;

б) колесо, идущее по внутреннему рельсу, имеет проскальзывание;

в) трение в центральных и боковых опорах кузова.

Из-за большого числа факторов и сложных зависимостей дополнительное удельное сопротивление от кривой определяется по эмпирической формуле:

,

где R – радиус кривой в м.

3. При трогании с места:

а) повышенное трение в подшипниках (смазка выдавлена из-под трущихся поверхностей и получается полусухое трение);

б) большая деформация рельса и колеса.

Дополнительное удельное сопротивление при трогании с места определяются по эмпирическим формулам:

для подшипников скольжения:

;

для подшипников качения:

,

где m_вo – масса вагона в тоннах, приходящаяся на одну ось.

4. При низких температурах окружающего воздуха:

а) возрастает вязкость смазки, а значит и коэффициент трения;

б) возрастает сопротивление воздушной среды (увеличивается давление воздуха);

Дополнительное удельное сопротивление при низкихтемпературах окружающего воздуха определяется по формуле:

w_нт = w_o(К_нт -1).

Значение коэффициента низких температур К_нт берется из таблицы в ПТР при различных значениях низких температур и скоростях движения для грузовых и пассажирских вагонов.

5. От ветра:

а) встречный и боковой ветер увеличивают сопротивление из-за трения;

б) увеличения сопротивления воздушного потока.

Дополнительное удельное сопротивление от ветра определяется по формуле:

w_в = w₀ (К_в −1).

Значение коэффициента ветра К_в берется из таблицы в ПТР.

6. От подвагонных генераторов для пассажирских вагонов.

7. От движения в тоннелях.

Общее сопротивление движению поезда W_к определяется алгебраической суммой основного и дополнительного сопротивлений:

W_К = W₀ + W_д, в Н.

Почти все виды сопротивлений пропорциональны весу поезда, поэтому рассматривают удельные сопротивления движению поезда:

w_к = w₀ + w_д, в Н/кН.

Основное удельное сопротивление определяется по эмпирическим формулам в зависимости от скорости движения:

а)для различных серий локомотивов;

б) при движении под током;

в) при движении без тока;

г) в зависимости от подшипников качения или скольжения;

д) в зависимости от количества осей вагона;

е) для груженых или порожних вагонов;

ж) для стыкового или бесстыкового пути.

Общее основное удельное сопротивление определяется как:

Дата добавления: 2014-12-08