Расчет основного сопротивления движению подвижного состава
Из-за влияния многочисленных эксплуатационных факторов на величину основного сопротивления движению подвижного состава установить аналитические зависимости для расчета w0 практически невозможно. По этой причине основное удельное сопротивление единиц подвижного состава получают исключительно экспериментальным путем. Для этой цели используют опытные участки железных дорог и применяют тягово-энергетические лаборатории (динамометрические вагоны). Основные методы экспериментального определения основного сопротивления движению и технология эксплуатационных испытаний подвижного состава изложены в других статьях.
Результаты опытов обрабатываются с применением средств вычислительной техники на основе статистических и вероятностных методов, в результате получают эмпирические формулы или графики для определения величин основного удельного сопротивления движению подвижного состава. Как правило, испытаниям повергают большое число единиц подвижного состава данного типа, что позволяет повысить достоверность полученных результатов экспериментов. Предлагаемые расчетные формулы и графики для определения основного удельного сопротивления движению дают средние величины w0, так как приведены к среднесетевым эксплуатационным условиям испытаний. Выделены три важнейших эксплуатационных фактора, определяющих величину основного удельного сопротивления движению подвижного состава: скорость движения, тип подвижного состава и средняя нагрузка от колесной пары на рельсы.
Поскольку коэффициенты, входящие в эмпирические формулы по определению величины w0, отражают влияние ряда технологических (например, тип буксового подшипника, число осей и т. д.) и эксплуатационных факторов (например, скорость, нагрузка от колесной пары на рельсы и др.), не являющихся постоянными величинами, необходимо периодически их проверять и при необходимости проводить корректировку. Эти изменения обычно находят отражение в периодически пересматриваемых Правилах тяговых расчетов для поездной работы (И ГР). В настоящее время применяются расчетные формулы и графические зависимости, принятые в ПТР издания 1985 г. В связи с тем, что материал учебника изложен в соответствии с Международной системой единиц физических величин (СИ), в формулы и графики, приведенные в ПТР, внесены необходимые поправки и изменения.
Расчетные формулы для определения основного удельного сопротивления движению наиболее распространенных типов подвижного состава представлены в табл. 2.
Необходимо отметить, что основное удельное сопротивление движению локомотива определяют также в зависимости от режима его работы. Соответственно, основное удельное сопротивление движению поезда при изменении режима работы локомотива нужно определять по разным формулам.
Основное удельное сопротивление движению поезда при работе локомотива в тяговом режиме равно, Н/кН:
где Р — вес локомотива, кН; Q — вес вагонов, кН.
Таблица 2
Расчетные зависимости основного сопротивления движению
Примечание: nм — число моторных вагонов, nв — число вагонов в составе.
При работе тепловоза в режиме холостого хода (выбега или механического торможения) основное удельное сопротивление движению поезда, Н/кН:
Если соотношение вагонов различных типов в составе поезда задают в долях от веса состава, то основное удельное сопротивление движению вагонов (состава), Н/кН:
где ас, ак, β, γ — доля веса вагонов в составе: четырехосных с подшипниками скольжения, четырехосных с роликовыми подшипниками, шести- и восьмиосных, соответственно.
При этом должно выполняться следующее равенство:
В случае, если величины ас, ак, β, γ заданы в процентах, то основное удельное сопротивление движению состава поезда равно, Н/кН:
Необходимо иметь в виду, что основное удельное сопротивление движению разных типов единиц подвижного состава в одном составе нельзя складывать, т.е. представлять суммой удельных сил, например локомотив и вагоны, а определять как средневзвешенную величину.