27. Расчет коэффициента трудности участка.

- Коэффициент трудности участка (виртуальный коэффициент) представляет собой отношение механической работы, затраченной локомотивом на перемещение состава по заданному участку, к механической работе, затраченной тем же локомотивом на перемещение состава той же массы по прямому горизонтальному участку пути длиной, равной длине заданного участка. Следовательно, виртуальный коэффициент показывает, во сколько раз данный участок по затрате механической работы на ведение поезда труднее прямого горизонтального пути той же протяжённости.

Виртуальный коэффициент заданного участка определяется как отношение соответствующих расходов топлива:

(11.1)

где Е – расход топлива на заданном участке, кг;

Е₀– расход топлива на прямом горизонтальном участке пути (площадке) той же длины, кг,

(11.2)

где   – время хода поезда по площадке, мин,

(11.3)

где   – равномерная скорость на площадке, км/ч;

G– расход дизельного топлива тепловозом на режиме тяги, кг/мин.

28. Расчет времени хода поезда по участку методом равномерных скоростей.

- Скорость равномерного движения поезда на каждом элементе спрямленного профиля определяется по диаграмме удельных ускоряющих и замедляющих сил для режима тяги, учитывая ограничения по допустимой скорости на спуске. На всем участке скорость должна быть не ниже расчетной.

Время движения по i-му элементу профиля путиt_iпри постоянной скорости движения определим по формуле

(12.1)

где s_i – длинаi-го участка, км;

v_рi– равновесная скорость движения поi-му участку, км/ч.

Время на разгон по станции В принимаем 2 минуты, а на замедление по станции А – 1 минута. Следовательно, общее время хода поезда по участку, определённое методом равновесных скоростей составит

После определения времени хода методом равновесных скоростей определяем относительную погрешность данного метода в сравнении с временем, полученным при построении графика времени по формуле

(12.2)

29. Коэффициент сцепления и методы его оценки.

- Ψ - коэффициент сцепления (кси)

1000 – переводной коэффициент Тс в кГс

Рсц – вес, приходящийся на одну колесную пару

ψПоказывает во сколько раз Т < Рсц.

В условиях метрополитена колеблется 0,06-0,27.

Зависит от: скорости движения , упругих свойств материалов колеса и рельса, состояния поверхности колес и рельсов (влага, грязь, смазка), кривых участков пути, стыки, стрелки, разный уровень рельсов.

При трогании с места и при торможении происходит перераспределение нагрузки вагона колесные пары. При трогании разгружаются передние колеса, а при торможении – задние. Указанные колесные пары более подвержены ЮЗУ и буксованию.

Как было сказано выше, сила сцепления зависит от коэффициента сцепления. В расчетах используют расчетный коэффициент сцепления, величина которого определяется эмпирически.

1. На величину коэффициента сцепления влияет степень относительного проскальзывания (или относительной скорости проскальзывания  колеса по рельсу в точке контакта. При росте  величина коэффициента сцепления снижается. Это может привести к значительной потере сцепления – вплоть до боксования. Следовательно, для повышения тяговых возможностей локомотивов необходимо контролировать скорость относительного проскальзывания колес.

Такие системы контроля позволяют не только защитить локомотив от возможности боксования, но и гарантировать реализацию расчетных величин его силы тяги.

2. Эта же тенденция снижения коэффициента сцепления наблюдается при увеличении скорости поступательного движения, когда продолжительность времени взаимного молекулярного контакта частиц колеса и рельса сокращается.

3. Величина коэффициента сцепления зависит от состояния поверхностей колеса и рельса, наличия окислов на этих поверхностях и загрязнений между ними.

Например, известно, что после сильных дождей, хорошо очищающих поверхности рельсов сцепление колес с рельсами улучшается. Наоборот, при незначительных осадках (небольшой дождь или снег, роса, иней) частицы пыли и растительных остатков, находящиеся на поверхности рельсов, увлажняясь, образуют пленку, тонкий слой грязи, что ухудшает сцепление колес с рельсами. В то же время, в частности, очевидно, что подача сухого кварцевого песка в зону контакта колес и рельсов существенно увеличивает величину коэффициента сцепления.

Поэтому все современные локомотивы имеют так называемые песочные системы с бункерами для хранения запаса сухого песка и форсунками для распыливания его в зону контакта ведущих колес с рельсами.

4. Взаимодействие колеса и рельса и, следовательно, значение коэффициента сцепления зависят от степени износа (изменения геометрической формы) контактирующих поверхностей.

5. Устойчивость сцепления колес и рельсов зависит и от конструкции экипажа локомотива и типа его тягового привода. При групповом приводе, когда возможность боксования отдельных колесных пар исключается, величина коэффициента сцепления локомотива более стабильна. Можно отметить влияние некоторых конкретных элементов конструкции и эксплуатации:

а) так как величина суммарной силы тяги локомотива ограничена его лимитирующей (наиболее разгруженной при движении) колесной пары. Фактический коэффициент сцепления  локомотива, зависит от величины коэффициента использования его сцепного веса  . Коэффициентом использования сцепного веса  называют отношение нагрузок от ведущих колесных пар локомотива на рельсы: величины нагрузки колесной пары, наиболее разгруженной при реализации силы тяги,  к средней нагрузке всех ведущих колесных пар  , то есть  . Можно считать, что  .

б) увеличение диаметра колес локомотива несколько увеличивает размеры контактной площадки между колесом и рельсом, что увеличивает и коэффициент сцепления  .

в) увеличение нагрузки на колесную пару и, как следствие, увеличение удельных давлений в зоне контакта в результате снижают величину коэффициента сцепления, так как пластические деформации в зоне контакта растут и играют роль своеобразной смазки, снижающей трение покоя;

г) при кратной тяге у второго локомотива может быть реализован более высокий коэффициент сцепления, сказывается эффект «зачистки» поверхности рельсов при прохождении их первым локомотивом.

Надо заметить, что факторы, отмеченные в пунктах б) и в), имеют лишь теоретическое значение, поскольку различия диаметров колес и осевых нагрузок у современных магистральных локомотивов относительно невелики, и поэтому влияние этих факторов (диаметра и нагрузки), если и проявляется на практике, то незначительно.

Таким образом, физический коэффициент сцепления зависит от трех групп факторов: от конструкции локомотива и состояния его колесных пар, от конструкции и состояния пути и от атмосферных условий.

Максимальные по величине значения коэффициента сцепления в конкретных условиях могут быть получены при сухих рельсах и при подаче песка.

Величинакоэффициента сцепления, принимаемая за расчетную - расчетный коэффициент сцепления  - имеет очень важное значение для организации работы железных дорог. От правильного выбора этого значения зависят установление весовых норм поездов и эффективность использования тяговых возможностей локомотивов и надежность их эксплуатации.