6.Механика движения поездов

Тяга поездов – прикладная железнодорожная наука, теоретически и практически изучающая весь цикл движения поездов или отдельных транспортных единиц и работу локомотивов на рельсовом транспорте Предметами изучения тяги поездов являются основные внешние горизонтальные силы, действующие на поезд при движении, а именно: силы тяги локомотивов, силы сопротивления движения и тормозные силы. Сила тяги локомотива – управляемая машинистом внешняя сила, создаваемая локомотивными энергетическими установками при взаимодействии ведущих колес с рельсами и направленная в сторону движения Силы сопротивления движению, существующие объективно, направленные в сторону, противоположную направлению движения поезда, и препятствующие ему, являются неуправляемыми и не зависят от машиниста локомотива, в наземном транспорте имеют двоякую природу Тормозные силы – искусственные силы, управляемые машинистом и направленные в сторону, противоположную движению поезда, служат для обеспечения управляемости движения и его безопасности. Величина тормозных сил зависит от типов создающих их поездных тормозных систем.

7.Природа и классификация сопротивления движению

При движении э.п.с. потребляет электрическую энергию из контактной сети, расходуя ее на преодоление сил сопротивления движению. Силы действующие вдоль пути по направления движения-движущие силы, а силы встречного направления-силы сопротивления дв-ю поезда. Сила сопротивления W-эквивалентная сила, работа которой на участке пути равна работе всех сил противодействующих движению поезда на этом участке пути. Существует три вида сопротивления: Основное, дополнительное, добавочное.

Основное:

1.Сопротивление пути: трение качение кп по рельсу, трение скольжение кп по рельсу.

2.Сопротивление воздуха

3.Сопротивление пс:----трение в подшипниках

Дополнительное---------------Добавочное

1.уклоны2.кривые 1.трогание с места2.ветер,3.тоннель,4.температура

8.Расчет полного сопротивления дв-ю поезда

W=W’+W’’=PW’+QW’’

Полное удельное сопротивление поезда будет равно:

9.Сопротивление подвижного состава-сопр-е в подшипниах

Трение в подшипниках создает основную долю сопротивления дв-ю пс.Оно зависит от момента сил трения в подшипниках пс. Сопротивление подвижного состава – трение в подшипниках (сила прямо пропорциональна диаметру оси, обратно пропорциональна диаметру колеса, зависит от коэффициента трения, площади соприкосновения, смазки).

10. Сопротивление пути – трение качения колес по рельсам из-за деформации опорных поверхностей (сила обратно пропорциональна диаметру колес и зависит от твердости материалов); трение скольжения из-за проскальзывания и из-за трения между гребнями бандажей и рельсами, которые уменьшаются при натяжке в режиме тяги; от ударов на неровностях пути (зависит от скорости, нагрузки на ось, зазора в стыке).

11. Сопротивление внешней среды – впереди сжатие воздуха, боковые поверхности и крыша соприкасаются с воздухом, в промежутках между вагонами и за составом происходит разряжение, завихрение воздуха (конструктивно выполнять более обтекаемую форму).

12.Расчет основного удельного сопр.

12. w0''=0,7+(a+b*V+c*V^2)/q0

где v - скорость движения, км/ч

qo - средняя осевая нагрузка т/ось;

а,b и c - коэффициенты, зависящие от типа подвижного состава и типа пути.

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

- для различных серий локомотивов;

- при движении под током;

- при движении без тока;

- в зависимости от подшипников качения или скольжения;

- в зависимости от количества осей вагона;

- для груженых или порожних вагонов;

- для стыкового или бесстыкового пути.

Общее основное удельное сопротивление определяется как:

13. Дополнительное – возникает при движении по отдельным участкам пути и в отдельные периоды времени.

От уклонов – эти силы создаются составляющей веса поезда, действующие на подъеме против движения поезда, а на спусках – по направлению движения. Уклон характеризуется крутизной i, в – тысячных долях и показывает высоту подъема в метрах на каждый километр пути.Удельная сила дополнительного сопротивления от подъема численно равна величине подъема и измеряется в ньютонах на килоньютон.

14. От кривых – под действием центробежной силы гребни бандажей колесных пар прижимаются к рельсам, и появляется трение; колесо, идущее по внутреннему рельсу, имеет проскальзывание; трение в опорах кузова, в боковых опорах. Из-за большого числа факторов и сложных зависимостей удельное дополнительное сопротивление от кривой определяется по эмпирической формуле ωR = 700 / R, где R – радиус кривой в м.

15.при особых условиях.

При трогании с меcта – повышенное трение в подшипниках (смазка выдавлена, полусухое трение), большая деформация рельса и колеса.

Силы удельного дополнительного сопротивления при трогании с места определяются по эмпирическим формулам:для подшипников скольжения и ;

для подшипников качения .

mBo – масса вагона, приходящаяся на одну ось.

4. ^ При низких температурах окружающего воздуха – возрастает вязкость смазки, а значит и коэффициент трения; возрастает так же и сопротивление воздушной среды. Удельное дополнительное сопротивление определяется по формуле ωНТ = ω0 (КНТ -1), а значение коэффициента низких температур КНТ берется из таблицы при различных низких температурах и скоростях движения для грузовых и пассажирских вагонов.

5. От ветра - встречный и боковой ветер увеличивают сопротивление из-за трения и увеличения сопротивления воздушного потока. По таблице берется коэффициент ветра КВ и удельное дополнительное сопротивление от ветра определяется по формуле ωВ = ω0 (КВ -1). 6. От подвагонных генераторов для пассажирских вагонов.7. От движения в тоннелях.