Определение основного удельного сопротивления движению локомотивов

 

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:

а) по отношению к весу подвижного состава различают:

- полное сопротивление – W, Н;

- 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 W в Н, и удельное w в Н/кН, сопротивления движению взаимосвязаны

W = w(P+Q),

или

,

где Р+Q – вес поезда, кН.

б) по условиям эксплуатации:

- основное сопротивление – Wo, wо;

- дополнительные сопротивления – Wдоп, wдоп;

- добавочное сопротивление при трогании с места – Wтр, wтр;

- общее сопротивление – Wк, wк.

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 т.ч. 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 делают 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):

- основное сопротивление движению поезда с локомотивом, работающим в режиме тяги – Wo, wо;

- основное сопротивление движению поезда с локомотивом, работающим в режиме холостого хода – Woх, wох.

Основная физическая природа основного сопротивления – силы механического трения.

Основное сопротивление всегда сопутствует движению подвижного состава; при любых условиях его эксплуатации величина Wо не может быть равна нулю.

Дополнительные сопротивления являются 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 ряду других причин добавочное сопротивление при выполнение тяговых расчетов учитывается отдельно.

Общее сопротивление движению подвижного состава представляет собой алгебраическую сумму основного, дополнительных и добавочного сопротивлений.

в) по типу подвижного состава:

- сопротивление движению локомотива - вводится один штрих вверху – W', w';

- сопротивление движению состава (вагонов) - вводится два штриха вверху – W'', w'';

- сопротивление движению поезда – штрихи не применяются – W, w.

Определение основного удельного сопротивления движению локомотивов производится по следующей эмпирической зависимости, Н/кН

 

, (1)
где v – скорость движения локомотива, км/ч.

Расчеты основного удельного сопротивления движению локомотивов рекомендуется провести по формуле (1) раздельно по видам тяги:

а) для тепловоза – определяются два значения основного удельного сопротивления движению локомотива wo’: при движении с расчетной vр и конструкционной vк скоростями; значения расчетной vр и конструкционной – vк скоростей движения принимаются по данным табл.22 [1];

б) для электровозов постоянного и переменного тока – расчеты величины wo’ проводятся для скоростей движения: длительного режима v и конструкционной vк ; значения скорости длительного режима v и конструкционной скорости vк движения принимаются по данным табл.16 [1].