Из формул видно, что основное удельное сопротивление пропорционально скорости

Основы тяги и торможения поезда.

Тема 1.1. Силы, действующие на поезд.

Тема 1.1.1. Сила тяги тепловоза. Силы сопротивления движению поезда.  Основное и дополнительное сопротивление движению поезда. Тяговые характеристики тепловозов.

Тема 1.1.2. Ограничения силы тяги тепловоза: по дизелю, току коммутации, пусковому току, возбуждению главного генератора, нагреву электрических машин, сцеплению.

Силы, действующие на поезд

 

Подразделяются на управляемые и неуправляемые.

Управляемые: сила тяги F_K; сила торможения FT

Неуправляемые: сила инерции и сила сопротивления движения W

В зависимости от соотношений этих сил, может изменятся характер движения поезда, то есть скорость движения.

2-ой закон Ньютона А=F/m – для поезда a=(F_K –W)/m

 

Характер изменения движения:

1. F_K больше W – (поезд разгоняется)- условие разгона. А= Fk-(W+Ft)/ mn Для уменьшения расхода топлива необходимо разгон поезда производить на максимально высоких позициях, не допуская возникновения боксования кол. пар.

2. F_K = W – условие равномерного движения с V=const

3. F_K меньше W – условие замедления движения

4. 0 =Fк меньше W +Fт – условие остановки поезда

 

                 

           

                                    Сила тяги тепловоза

На тепловозе с электрической передачей сила тяги создается с помощью ТЭД, которые преобразуя эл. энергию в механическую вырабатывают вращающий момент Мвр = СЕ* ФГП* 1я

Этот Мвр через тяговый редуктор передается на кол. пары в виде крутящего момента Мкр = М * Мвр, где М - передаточное число тягового редуктора

М = 5.06 – “ЧМЭЗ”,

4.53 – “Л”, 4.41 – “В” “М” “У”, 4.32 – ТЭ121, 3.65 – У_т , 3.12 – ТЭП70, 2.32 – ТЭП60.

У грузовых и маневровых тепловозов М больше чем у пассажирских, чтобы они развивали больше силу тяги. Пассажирские тепловозы проигрывая в тяге, имею значительно выше конструкционную скорость. На “В” М меньше чем на “Л” для уменьшения склонности к боксованию, с этой же целью на “В” увеличена нагрузка на ось до 23 тс. На 2ТЭ121 для уменьшения склонности к боксованию: уменьшена М до 4.32, увеличена нагрузка на ось до 25 тс. Увеличен диаметр колесной пары до 1250 мм

                               

 

 

 

 

 

Сила F_{1 –} приложенная к ободу колеса в т.К - касания его с рельсом, вызывает боксование

Сила сцепления F_сц = 23 тс препятствует боксованию. Сила F, приложенная к центу оси о, обеспечивает поступательное движение локомотива и называется силой

тяги. Эта сила тяги F от оси КП через буксы передается на раму тележки, далее через шкворень на раму кузова и затем через стяжной ящик на СА-3.

В тяговых расчетах условно принято силу тяги

Прикладывать на обод колеса в точку К, касания колеса с рельсом

и поэтому она называется касательной силой тяги F_k.

 

3 Силы сопротивления движению поезда. Основное и дополнительное сопротивление движению поезда.

                            Силы сопротивления движению поезда

 

W = Wосн + W_ДОП (кгс) - полное сопротивление движению

W = W                

        P+Q (кгс/т)   удельное сопротивление движению,  

  Р – вес локомотива                                                 

Q – вес состава

Основное сопротивление (Wосн) действует все время движения и возникает:

1. От трения в буксах и других узлах ходовой части локомотива, состава.

2. От взаимодействия кол.пар с рельсами.

3. От взаимодействия с окружающим воздухом.

В тяговых расчетах основное удельное сопротивление движению определяется по формуле:

W¹_осн= 1.9 + 0.01Y +0.0003V² (кгс/т) - для тепловозов

 

W”_осн = 8 + 0.1 V + 0/025 V ²                           

         qо +0.7 кгс/т           - для состава из 4-х осных вагонов

                                      

Из формул видно, что основное удельное сопротивление пропорционально скорости

движения V и обратно пропорционально нагрузке на ось в составе qo. Поэтому экономически целесообразнее увеличивать веса поездов, а не скорость движения.

По этой же причине в полновесных груженых поездах удельный расход топлива на тягу значительно меньше чем в легковесных порожних.

 

 

Дополнительное сопротивление появляется только в отдельные моменты движения поезда и возникает:                                                                                                                     

 

1. при движении на подъем

Wi = i (кгс/т)          i- крутизна подъема в промилле (тысячных)

2. при движении в кривых участках пути:

Wkp = 700

      Rкр    кгс/т если длина поезда меньше длины кривой ln <lk (короткосос.)

W кр = 700 S кр

      Rкр  ln    кгс/т – если длина поезда больше длины кривой ln>lk. (длинносостав.)

3. От встречного и бокового ветра – ветер со скоростью 10 м/с создает дополнительное сопротивление около 1 кгс/с.

4.При низких температурах окружающего воздуха.

 

                       Тяговые характеристики тепловозов