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

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

Классификация сил сопротивления
Работа касательной силы тяги, создаваемой при взаимодействии движущихся колес локомотива с рельсами, преимущественно затрачивается на преодоление внешних сип, препятствующих движению поезда. Природа и причины возникновения, а также величина этих внешних сил различны. Многие внешние силы случайны, многие взаимосвязаны по физике явления. Неуправляемые внешние силы, направленные в сторону противоположную направлению движения поезда и, следовательно, препятствующие его движению, называются действительными силами сопротивления движению.
В теории локомотивной тяги принято оценивать результирующую всех неуправляемых внешних сил сопротивления движению поезда. В соответствии с этим сопротивлением движению поезда называют эквивалентную силу, приложенную в зонах (точках) касания колес с рельсами, на преодоление которой затрачивается такая же работа, как на преодоление всех неуправляемых действительных сил, препятствующих движению.
Силы сопротивления движению подвижного состава принято обозначать буквой W (от немецкого слова der Wiederstand — сопротивление, противодействие).
Классификация сил сопротивления основана на их разделении по следующим признакам с соответствующими обозначениями.
Классификация сил сопротивления по отношению к весу подвижного состава:

  1. полное сопротивление  —  W, Н;
  2. удельное сопротивление  —  w, Н/кН.

Полное сопротивление W представляет собой сопротивление движению поезда или единицы подвижного состава в целом.
Удельное сопротивление w — сила сопротивления, в Н, движению каждой единицы веса поезда, в кН. Удельные силы сопротивления движению широко используются при выполнении тяговых расчетов.
Полное Wв Н, и удельное w в Н/кН, сопротивления взаимосвязаны:

или

где Р + Q  —  вес поезда, кН.

Классификация сил сопротивления по условиям эксплуатации:

  1. основное сопротивление  —  Wo, wo;

-дополнительные сопротивления —  Wдоп, wдоп;
-добавочное сопротивление при трогании с места  — Wтр;

  1. общее сопротивление  —  WK,wK.

За основное сопротивление принимают те силы, которые препятствуют движению подвижного состава по прямому горизонтальному пути на открытой местности при нормальных метеоусловиях с любой допустимой по безопасности движения скоростью.
Необходимо отметить, что в теории локомотивной тяги движение всех единиц подвижного состава, в том числе локомотивов, описывается одним и тем же уравнением движения повозки. Наличие на локомотивах тяговых электродвигателей и зубчатых тяговых передач, а также механических трансмиссий на тепловозах с гидропередачами делает основное сопротивление движению локомотивов отличным от вагонов. На величину основного сопротивления движению также существенное влияние оказывает режим работы локомотива в эксплуатации.
В этой связи дополнительно различают силы основного сопротивления в зависимости от режима работы локомотива (тягового режима или холостого хода):

  1. основное сопротивление движению поезда с локомотивом, работающим в режиме тяги,  —  Wо,wо;
  2. основное сопротивление движению поезда с локомотивом, работающим в режиме холостого хода,  —  Wox, wοχ.

Основная физическая природа основного сопротивления — силы механического трения.
Основное сопротивление всегда сопутствует движению подвижного состава; при любых условиях его эксплуатации величина Wo не может быть равна нулю.
Дополнительные сопротивления  —  временно действующие силы, возникающие в конкретных условиях эксплуатации подвижного состава, например при движении по уклону профиля пути, в кривой, в тоннелях и прочее.
Добавочное сопротивление возникает при трогании с места единиц подвижного состава. Это сопротивление ограничено по времени действия, его физическая природа и причины возникновения заметно отличаются от сил основного сопротивления. По этим и раду других причин добавочное сопротивление при выполнение тяговых расчетов учитывается отдельно.
Общее сопротивление движению подвижного состава представляет собой алгебраическую сумму основного, дополнительных и добавочного сопротивлений.
Классификация сил сопротивления по типу подвижного состава:

  1. сопротивление движению локомотива — вводится один штрих вверху —  W',w';
  2. сопротивление движению состава (вагонов) — вводятся два штриха вверху —  W", w";
  3. сопротивление движению поезда — штрихи не применяются  —  W,w.


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