3.1.1. Сопротивление движению при трогании с места.
Увеличение сопротивления движению при трогании поезда с места особенно сильно проявляется у вагонов, имеющих подшипники скольжения. Объясняется это тем, что при стоянке поезда более 20 мин происходит стекание смазки с оси колесной пары и при трогании с места возникает сухое трение. В зимних условиях при загустении смазки этот эффект проявляется еще сильнее. В настоящее время вагонов с подшипниками скольжения практически не осталось. Сопротивление моторно-осевых подшипников электровозов при трогании с места не учитывается. Поэтому актуальным является учет сопротивления движению вагонов, оборудованных роликовыми подшипниками.
В отношении сопротивления троганию вагонов, оборудованных роликовыми подшипниками, до сих пор имеются лишь разрозненные сведения, согласно которым принимают
.
3.2. Дополнительное сопротивление движению.
3.2.1. Сопротивление движению от уклонов.
П
редположим,
что экипаж движется вверх по подъему с
постоянной скоростью V.
В этом случае на него действует сила
тяжести, направленная вертикально вниз.
Выберем систему координат, одна из осей
которой направлена параллельно плоскости,
в которой происходит поступательное
движение экипажа. Сделаем проекции силы
тяжести на оси координат. Одна из проекций
представляет собой реакцию опоры на
действие силы тяжести и для нас интереса
не представляет. Вторая проекция – это
сила, направленная навстречу движению,
и является искомой силой сопротивления
движению от уклона.
Wi = mg i = mg sin.
Таким образом, порождением силы сопротивления движению от уклона является сила тяжести. При движении по подъему эта сила препятствует движению; при движении по спуску – способствует ему.
При рассмотрении подобных треугольников abc и АВС можно записать:
.
Размерность удельного
сопротивления движению
.
Эту размерность можно интропретировать
как
– то есть величина удельного сопротивления
движению от уклона численно равна синусу
угла, характеризующего крутизну уклона
в том случае, если величина возвышения
пути h
[м] рассматривается на 1 км пути (S).
То есть уклон в 1 ‰ означает возвышение
пути в 1 м на 1000 м пройденного пути.
Wi = mg i;
i = i.
То есть удельное сопротивление от уклона численно равно величине уклона, выраженного в тысячных. При этом оно не зависит ни от скорости движения, ни от типа подвижного состава.
3.2.2. Сопротивление движению от кривых.
При прохождении кривых участков пути возникает дополнительное сопротивление движению. Можно выделить две основные причины возникновения этого сопротивления:
проскальзывание колес из-за разницы пути, проходимого колесом, движущимся по внешней и внутренней ниткам кривой;
повышенное трение гребня бандажа колеса, движущегося по внешней нитке кривой вследствие действия центробежной силы.
Из-за сложности учета факторов, влияющих на этот вид сопротивления движению, для его учета обычно пользуются эмпирической формулой, которая учитывает только радиус кривой:
,
где Ккр – коэффициент, зависящий от типа подвижного состава и радиуса кривой.
В случае представления поезда не материальной точкой, а распределенной массой при входе и выходе из кривой следует учитывать, что в кривой находится только часть поезда:
,
где Sкр – длина кривой;
Lп – длина поезда.
В том случае, если характеристика кривой представлена в виде угла поворота пути в кривой кр, то, учитывая, что
,
можно записать, выразив радиус кривой из приведенного выражения:
.
Как говорилось выше одной из причин, вызывающей увеличение сопротивление движению в кривой, является непогашенное ускорение. Для одиночного экипажа можно записать
,
где к – непогашенное ускорение в кривой.
.
Здесь h – возвышение наружного рельса в кривой;
Sк – расстояние между кругами катания.
Можно записать:
,