Главная >> Подвижной состав >> Силы сопротивления движению подвижного состава

Диссипация энергии в окружающую среду - Силы сопротивления движению подвижного состава

Оглавление
Силы сопротивления движению подвижного состава
Основное сопротивление движению
Сопротивление от трения качения колес по рельсам
Сопротивление от трения скольжения колес по рельсам
Диссипация энергии при взаимодействии колес с рельсами
Сопротивление воздушной среды
Диссипация энергии в окружающую среду
Расчет основного сопротивления
Добавочное сопротивление при трогании поезда с места
Пути снижения сопротивления движению поездов

Кинетическая энергия движущегося поезда частично поглощается упругими элементами конструкции подвижного состава и рассеивается в окружающую среду. На восполнение этих потерь затрачивается работа силы тяги локомотива.
Движение поезда сопровождается вертикальными колебаниями подрессоренной части подвижного состава и рывками по длине поезда.
Вертикальные колебания движущегося подвижного состава обусловлены двумя основными источниками кинематического возмущения: геометрическими неровностями рельсового пути, круга катания колес и неравноупругостью пути.
Продольные динамические силы, действующие в составе и приводящие к рывкам по длине поезда, возникают из-за большой разницы в весе вагонов состава, смены режима ведения поезда, изменения профиля пути и ряда других причин. Наличие зазоров в автосцепках приводит к разному мгновенному ускорению вагонов одного состава: уравнение скорости всех вагонов происходит за счет работы поглощающих аппаратов автосцепок, в которых энергия посада безвозвратно теряется.

Рис. 16. Изменения соотношения элементов основного сопротивления движению грузовых вагонов с роликовыми подшипниками в составе поезда в зависимости от скорости движения

Итак, выделим основные причины возникновения диссипации энергии в окружающую среду:
- движение вагонов сопровождается вертикальными колебаниями их подрессоренной части, энергия которых гасится в элементах рессорного подвешивания (гасителях колебаний, рессорах и т.д.);

  1. различия в мгновенных ускорениях и замедлениях вагонов состава приводит к появлению в поезде продольных динамических сил, энергия которых гасится поглощающими аппаратами автосцепок и амортизаторами упругой площадки пассажирских вагонов;
  2. упругие связи букс с тележками подвижного состава также поглощают энергию движущегося поезда.

В связи с недостаточным количеством опытных данных теоретическая оценка величины к6 не представляется возможной.
Таблица 1
Соотношение элементов, составляющих основное сопротивление, %

Примерное соотношение (в процентах) элементов, составляющих основное сопротивление, в функции скорости движения приведено в таблице 1. За 100 % принято основное сопротивление W0, Н.
На рис. 16 представлены графические зависимости изменения отдельных элементов основного сопротивления движению четырехосных вагонов на роликовых подшипниках при q0= 150 кН в функции скорости и их соотношение, в процентах.
Из данных рис. 16 и таблицы 1 видно, что при небольших скоростях движения до 40 км/ч наиболее существенными элементами основного сопротивления являются сопротивления от трения в буксовых подшипниках, трения качения и скольжения колес по рельсам: на их долю приходится примерно 65 — 75 % основного сопротивления. Начиная со скорости движения V =60 км/ч, наибольшее влияние на величину основного сопротивления оказывает сопротивление воздушной среды, доля которого при V = 120 км/ч достигает 58%.
Данные, представленные в этом разделе учебника, позволяют сделать следующие выводы:

  1. важнейшим фактором, определяющим величину основного сопротивления, является скорость движения подвижного состава; экспериментально доказано, что величина W0 зависит от квадрата скорости, т.е. W0 =f(V2);

- загрузка вагонов также существенно влияет на величину основного сопротивления движению, при этом зависимость основного удельного сопротивления от нагрузки от колесной пары на рельсы q0 обратно пропорциональная, т.е. w0 =f(1/q0);

  1. величина основного удельного сопротивления w0 зависит от типа подвижного состава:

для локомотивов и пассажирских вагонов при q0=const принят следующий вид формулы, Н/кН:

для грузовых вагонов, Н/кН:

где а, b, с, d — эмпирические коэффициенты.
Необходимо отметить, что различия между типами грузовых вагонов (полувагоны, крытые вагоны, платформы, цистерны и т. д.) в практике тяговых расчетов не учитываются.

 



 
« Сила тяги и тяговые характеристики локомотивов   Системы высокоскоростного наземного транспорта »
железные дороги