Силы сопротивления движению поезда

Различают основное и дополнительные сопротивления движению. Под основным подразумевают сопротивление при движении по прямому горизонтальному участку пути. Оно обусловлено трением шеек осей в подшипниках, трением качения и трением скольжения колес по рельсам и ударами в стыках, а также сопротивлением воздушной среды. Дополнительные сопротивления (сверх основного) возникают при движении поезда на уклонах и в кривых участках пути.

Основное удельное сопротивление движению локомотивов, Н/кН, определяют по эмпирическим формулам в зависимости от скорости движения, км/ч, и конструкции пути:

для электровозов и тепловозов в тяговом режиме на звеньевом пути:

,

(13)

то же в режиме холостого хода:

,

(14)

Для условий движения по бесстыковому пути ввиду отсутствия потерь кинетической энергии от ударов на рельсовых стыках значения коэффициентов при и , меньше чем в формулах (13) и (14):

,

(15)

,

(16)

ПТР не предусматривают определение сопротивления движению в зависимости от мощности верхнего строения пути и степени его изношенности. Между тем проведенные исследования выявили эту зависимость.

По данным профессора В.Я. Шульги на пути с рельсами Р75 на щебеночном балласте толщиной 35 см основное сопротивление движению примерно на 5% меньше чем при рельсах Р50 и щебеночном слое толщиной 25 см. После пропуска по пути 350 млн. т брутто разница в сопротивлении движению при указанных типах верхнего строения пути составляет уже около 10%.

Еще большее влияние оказывает мощность верхнего строения пути на сопротивление движению при больших скоростях поездов.

Так, при реконструкции пути для введения в обращение скоростных поездов на Октябрьской железной дороге в конце 1960-х гг. замена звеньевого пути с рельсами Р50 на деревянных шпалах и тонком слое щебеночного балласта на бесстыковой путь с рельсами Р65 на железобетонных шпалах и щебеночном слое толщиной 25 см привела к уменьшению сопротивления движению пассажирских поездов на 13—16% при скорости 100 км/ч и на 17—19% при скорости 180 км/ч.

Практическая работа 2

Определение веса поезда

Цель: определить основные эксплуатационные показатели проектируемой железной дороги, связанные с продольным профилем и планом линии.

Состав и порядок работы

1. Условие, из которого определяется масса поезда при проектировании железных дорог.

2. Определение веса состава.

3. Проверка массы состава по условию трогания с места.

4. Определение количества вагонов в составе и длины поезда.

5. Определение величины тормозного коэффициента.

Ход работы

Исходные данные принимаются из практической работы 1.

2. Определение веса состава:

, (17)

где Р- вес локомотива, т; - основное удельное сопротивление локомотива, кгс/тс; - средневзвешенное основное удельное сопротивление вагонов, кгс/тс, - руководящий уклон.

1. Проверка массы состава по условию трогания с места:

, (18)

где - дополнительное сопротивление поезда при трогании с места; - руководящий уклон.

, (19)

Величина общего удельного сопротивления состава при трогании с места

определяется как средневзвешенное значение с учетом удельной доли вагонов i-ой категории по формуле:

, (20)

Проверка: сопоставляют максимальный вес поезда по условию трогания и расчетный вес поезда Q. В случае, если проверка выполняется, если проверка не выполнена и для дальнейших расчетов величину веса поезда принимают равной - весу поезда по троганию с места.

2. Определение количества вагонов в составе и длины поезда

В случае, когда в состав поезда включены вагоны различной категории, необходимо определить отдельно количество вагонов каждой категории. Расчет производиться по формуле:

, (21)

где - вес поезда; - средневзвешенная доля вагонов (i)-ой категории в составе поезда; - вес вагона (i)-ой категории, т.

Полученное количество вагонов необходимо округлить в большую сторону.

Длина поезда определяется по формуле:

,

где - длина состава, м; - длина локомотива, м.

Длина состава определяется по формуле:

, (22)

где - длина вагона (i)-ой категории по осям автосцепок, м.

Длина локомотива и вагонов для определения длины поезда принимается по приложению 1 и 2.

3. Определение величины тормозного коэффициента

Расчетный тормозной коэффициент представляет собой удельную силу суммарного нажатия колодок на все тормозные оси состава:

, (23)

где - суммарное расчетное нажатие на тормозные оси состава, тс.

, (24)

- число вагонов (i)-ой категории в составе поезда; - доля тормозных вагонов; - количество осей вагона (i)-ой категории; - расчетная сила нажатия на одну тормозную ось вагона (i)-ой категории ( =5тс/ось).

Пример расчета 2

Таблица 4- Исходные данные

локомотив	2ТЭ10	расчетная сила тяги	54000кгс
вес локомотива Р	258 т	вагоны в составе	см.пример2
расчетная скорость	23 км/ч	руководящий уклон
Сила тяги при трогании с места	76500 кгс

2. Значения и определены в практической работе 1 (для расчетной скорости равны = , =3, 02 ).

Подставив соответствующие значения в формулу получим

В ПТР рекомендуется округлять вес грузового поезда до 50т.

3. Определение удельного сопротивления при трогании с места:

Общее удельное сопротивление при трогании с места:

5, 44

Наибольший вес состава, который может быть тронут с места:

Полученный вес Проверка выполняется.

4. Определение количества вагонов в составе:

данные по вагонному парку получены в примере 2:

-

-

-

Окончательно приняты =40 ваг.;

Определение длины поезда:

исходные данные:

длина локомотива =38м, длина четырехосного (крытого) вагона , длина шестиосного вагона .

;

.

5. Расчетную силу нажатия на одну тормозную ось вагона (i)-ой категории принять =5тс/ось. Суммарное расчетное нажатие на тормозные оси состава равно:

.

Расчетный тормозной коэффициент равен:

Вывод:

Контрольные вопросы

1 Соотношение сил, приложенных к поезду;

2 Силы сопротивления движению;

3 Дополнительное сопротивление движению.