Основное сопротивление движению поезда.

Основное сопротивление движению поезда, является одной из составляющих при расчетах полного сопротивления движению поезда.

Полное сопротивление движению поезда делят на следующие составляющие:

1. Основное сопротивление движению W_o, которое обусловлено внутренним трением в подвижном составе, сопротивлением от взаимодействия подвижного состава и пути на прямом и горизонтальном участках и сопротивлением от взаимодействия подвижного состава и воздуха (при отсутствии ветра).

2. Сопротивление движению от уклонов W_i.

3. Сопротивление движению поезда от кривых участков W_кр.

4. Дополнительное воздушное сопротивление W_д.

Таким образом, полное сопротивление движению представляют в виде суммы

W = W₀ + W_i + W_кр +W_д.

Такое разделение является условным, так как силы сопротивления движению физически неотделимы и присущи подвижному составу в целом.

Для удобства выполнения тяговых расчетов сопротивление движению выражают в удельных единицах, отнесенных к единице веса, Н/кН:

где mg - вес подвижного состава.

Рассмотрим подробнее основное сопротивление движению поезда.

Основное сопротивление движению зависит от многих факторов, поэтому теоретическим путем определить значение основного сопротивления движению очень сложно. Представим его в виде двух составляющих: основного сопротивления движению, обусловленная трением в подшипниках подвижного состава, трением качения и скольжения колес по рельсам или дороге, деформацией пути и сопротивление воздушной среды при отсутствии ветра:

W₀ = W_{о тр} +W_{о аэр},

Сопротивление движению от трения. Наиболее существенной является величина W_{o тр}, состоящая из суммы сопротивления движению от трения в подшипниках подвижного состава, качения и скольжения колес по рельсам или дороге и сопротивление движению от деформации пути:

.

Сопротивление трения в подшипниках. Силы трения в буксах колесных пар, в подшипниках тяговых электродвигателей и передаточных механизмах зависят от коэффициентов трения и давления между трущимися поверхностями.

В момент трогания подвижного состава сопротивление воздушной среды, сопротивление движению со стороны пути будут равны нулю и все сопротивление движению будет сосредоточено в подшипниках. Особенно существенна эта величина в подшипниках скольжения, так как в состоянии покоя между шейкой и вкладышем отсутствует жидкостная пленка, особенно после длительной стоянки. В этом случае в момент трогания поезда движение шейки в подшипнике скольжения начинается при сухом трении, которому соответствует наибольшее значение коэффициента трения.

Затем, когда шейка оси приходит во вращение, она захватывает смазку. Начинается образование жидкостной пленки между вкладышем и шейкой и появление так называемого масляного клина, что способствует уменьшению коэффициента трения.

Коэффициент трения зависит также от температуры окружающего воздуха. При низкой температуре вязкость смазки увеличивается, что приводит к увеличению коэффициента трения и соответственно сопротивления движению в момент трогания поезда после длительной стоянки. При высокой температуре вязкость смазки уменьшается. Поэтому в зимнее время следует применять менее вязкие смазочные материалы, в летнее время - наоборот.

 

Сопротивление от кривой.

 

Сопротивление от кривой, является одной из составляющих при расчетах полного сопротивления движению поезда.

Полное сопротивление движению поезда делят на следующие составляющие:

1. Основное сопротивление движению W_o, которое обусловлено внутренним трением в подвижном составе, сопротивлением от взаимодействия подвижного состава и пути на прямом и горизонтальном участках и сопротивлением от взаимодействия подвижного состава и воздуха (при отсутствии ветра).

2. Сопротивление движению от уклонов W_i.

3. Сопротивление движению поезда от кривых участков W_кр.

4. Дополнительное воздушное сопротивление W_д.

Таким образом, полное сопротивление движению представляют в виде суммы

W = W₀ + W_i + W_кр +W_д.

Такое разделение является условным, так как силы сопротивления движению физически неотделимы и присущи подвижному составу в целом.

Для удобства выполнения тяговых расчетов сопротивление движению выражают в удельных единицах, отнесенных к единице веса, Н/кН:

где mg - вес подвижного состава.

Рассмотрим подробнее сопротивление от кривой.

На рельсовом транспорте колеса на одной оси жестко связаны между собой. Поэтому при движении в кривых колеса, закрепленные на одной оси, совершают неодинаковый путь. Чем меньше радиус кривизны, тем больше разность путей, проходимых колесами одной оси.

Однако жестко спаренные колеса вращаются с одинаковой скоростью. Вследствие этого скорости колес по кругам качения оказываются не равными скоростям их перемещения вдоль рельсов, т. е. возникает проскальзывание колес относительно рельсов, поэтому колеса с внутренней стороны кривой окажутся в режиме боксования или наружные колеса - в режиме юза.

В результате экспериментальных исследований были получены выражения, которые учитывают основные факторы, влияющие на значение удельного сопротивления движению от кривых. Наиболее распространенное выражение имеет вид:

,

где φ – коэффициент трения скольжения между колесом и рельсом;

D – диаметр колеса, м;

l_в – длина жесткой базы, м;

d – ширина колеи, м;

R_кр – радиус кривой/

На практике пользуются усредненными величинами

 

Сопротивление от уклона.

Сопротивление от уклона, является одной из составляющих при расчетах полного сопротивления движению поезда.

Полное сопротивление движению поезда делят на следующие составляющие:

1. Основное сопротивление движению W_o, которое обусловлено внутренним трением в подвижном составе, сопротивлением от взаимодействия подвижного состава и пути на прямом и горизонтальном участках и сопротивлением от взаимодействия подвижного состава и воздуха (при отсутствии ветра).

2. Сопротивление движению от уклонов W_i.

3. Сопротивление движению поезда от кривых участков W_кр.

4. Дополнительное воздушное сопротивление W_д.

Таким образом, полное сопротивление движению представляют в виде суммы

W = W₀ + W_i + W_кр +W_д.

Такое разделение является условным, так как силы сопротивления движению физически неотделимы и присущи подвижному составу в целом.

Для удобства выполнения тяговых расчетов сопротивление движению выражают в удельных единицах, отнесенных к единице веса, Н/кН:

где mg - вес подвижного состава.

 

Рассмотрим подробнее сопротивление от уклона.

Когда подвижной состав движется по прямолинейному уклону, то, помимо горизонтального, он совершает вертикальное перемещение. Составляющая силы тяжести, направленная по движению подвижного состава, зависит от крутизны пути и является силой сопротивления движению от уклона Wi (рис. 2.).

Уклон профиля пути, выраженный в тысячных долях, (‰)

,

где, согласно рис.

,

h_к и h_н – высоты соответственно в конце и начале уклона, м; l – длина рассматриваемого участка пути с уклоном, м.

Рис. 2. Определение сопротивления движению от уклона

 

Подставляя выражение (2) в выражение (1), получим, ‰

Следовательно, уклон, выраженный в ‰, - это число метров высоты, приходящихся на 1 км горизонтальной длины пути. Сопротивление движению подвижного состава от уклона, кН,

.

На реальном профиле пути подъемы не превышают 2 – 2.5⁰, поэтому можно принять, что . Тогда сопротивление движению от уклона, кН,

,

или, Н,

.

Удельное сопротивление движению от уклона, Н/кН,

.

Как следует из выражения (3), удельное сопротивление движению от уклона численно равно уклону в тысячных долях и не зависит ни от скорости, ни от типа подвижного состава. Формула (3) выведена при движении на подъеме. Но она будет справедлива и для движения на спуске. На спуске составляющая силы тяжести направлена по движению подвижного состава и является ускоряющей силой. Это учитывается в формуле (3) тем, что на спусках значение уклона i является отрицательным.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: