1. Удельная равнодействующая сила в режиме тяги

Удельная равнодействующая сила в режиме тяги:

,

где f_K – удельная сила тяги, Н/кН

,

где F_K – касательная силы тяги, принимаемая по тяговой характеристике локомотива, Н;

w_О – основное удельное сопротивление движению поезда в режиме тяги, Н/кН

,

где

w^′_O – основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги;

w^″_О – основное удельное средневзвешенное сопротивление движению вагонного состава;

α_Л – удельный вес массы локомотива в поезде

;

α_В – удельный вес массы вагонного состава в поезде

.

2. Удельная равнодействующая сила в режиме холостого хода

Удельная равнодействующая сила в режиме холостого хода:

,

где

w_ОХ – основное удельное сопротивление движению поезда в режиме холостого хода, Н/кН

,

где w^′_Х – основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме холостого хода, Н/кН.

3. Удельная равнодействующая сила в режиме торможения

Удельную равнодействующую силу в режиме торможения определяют в двух вариантах:

• служебное торможение, когда в грузовых поездах используется 50% расчетной тормозной силы (при плановых остановках):

;

• экстренное торможение, когда полностью используют тормозную силу (для остановки поезда в непредвиденных случаях):

.

1. Удельная тормозная сила

Удельная тормозная сила поезда:

,

где φ_КР – расчетный коэффициент трения

при чугунных колодках;

при композиционных колодках.

- расчетный тормозной коэффициент

,

где

- сумма расчетных сил нажатия на тормозные оси поезда

,

где

К_Р(Л), К_Р(В) – расчетные силы нажатия тормозных колодок локомотива и вагонов, кН,

m_Л – число тормозных осей локомотива,

m_i – число тормозных осей у вагонов i-ой категории,

n_i – число вагонов i-ой категории.

Согласно ПТР в грузовых поездах на спусках до 20 ⁰/₀₀ тормозная сила локомотива и его масса не принимаются в расчет.

4. Диаграмма удельных равнодействующих сил

По результатам расчетов строится диаграмма удельных равнодействующих сил, на которой указываются удельные равнодействующие силы, действующие на поезд в режиме тяги, холостого хода, служебного и экстренного торможения.

4. Определение допускаемых скоростей грузовых поездов по условиям торможения

При движении поезда по длинному спуску его скорость, увеличиваясь, не должна превышать такую величину V_Т, при которой поезд может быть остановлен на расстоянии тормозного пути S_Т при экстренном торможении. Такая скорость называется допускаемой по условиям торможения. Она зависит от:

• крутизны спуска i,

• тормозного оснащения состава, характеризуемого расчетным тормозным коэффициентом ,

• системы тормозов,

• тормозного пути S_Т.

Задача определения наибольшей скорости по условиям торможения на спуске формулируется таким образом: найти такую наибольшую скорость движения, при которой поезд, оборудованный тормозами определенного типа, при заданном тормозном коэффициенте и крутизне спуска, может быть остановлен при экстренном торможении на протяжении заданного тормозного пути.

Тормозной путь – расстояние, которое поезд проходит от момента перевода рукоятки крана машиниста или стоп-крана в тормозное положение до полной остановки поезда. Нормативная длина тормозного пути устанавливается для каждой железной дороги или ее участка и составляет 1000 – 1200 метров. Тормозной путь слагается из пути подготовки к торможению S_П и пути действительного торможения S_Д:

.

От начала торможения до включения тормозов проходит так называемое время подготовки t_П, в течение которого постепенно нарастает давление воздуха в тормозных цилиндрах. При автоматических тормозах это время определяется:

, мин,

где

a, e – коэффициенты, зависящие от числа тормозных осей в составе;

i – уклон спуска, на котором начинается торможение (в формулу подставляется со знаком минус);

b_Т – удельная тормозная сила при скорости начала торможения V_Т.

Коэффициенты	Число тормозных осей в составе
	менее 200	200 - 300	более 300
а	7	10	12
е	10	15	18

Путь подготовки к торможению S_П:

, м.

Действительный путь торможения S_Д определяется как сумма приращений пути ΔS на интервалах скорости ΔV:

,

где

k – количество интервалов скорости;

ΔS_i – приращение пути на i-ом интервале

, м,

где

– начальная скорость на i-ом интервале, км/ч;

– конечная скорость на i-ом интервале, км/ч;

– средняя скорость на i-ом интервале, км/ч;

– удельная равнодействующая сила, действующая на поезд в режиме экстренного торможения при средней скорости на заданном интервале и заданном уклоне спуска, Н/кН.

.

Уклон спуска в формулу подставляется со знаком минус.

Для определения допускаемой скорости по условиям торможения нужно решить уравнение . Это можно сделать графо-аналитическим методом. Последовательность действий следующая:

1. Откладывается отрезок, равный длине тормозного пути.

2. Строится зависимость пути подготовки к торможению от скорости начала торможения S_П(V_Т) для руководящего уклона с началом координат в начале отрезка.

3. В обратном направлении с началом координат в конце отрезка откладывается действительный путь торможения на интервалах скорости S_Д(ΔV) для того же руководящего уклона.

4. Точка пересечения кривых определяет скорость, допускаемую по условиям торможения V_Т(i=-i_р), для элемента профиля с руководящим (наибольшим) спуском.

5. Таким же образом определяется скорость, допускаемая по условиям торможения, для уклона равного половине руководящего V_Т(i=-i_р/2) и площадки V_Т(i=0).

6. По трем полученным значениям строится зависимость скорости, допускаемой по условиям торможения, от уклона V_Т(i).

7. В полученную зависимость вводится поправка ΔV(i) и ограничение скорости для движения вагонного состава по конструкционным соображениям.