Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 1, страница 33

скорости движения, режима работы и массы подвижного состава qa, приходящейся на ось. В табл. 5.1 они приведены согласно ПТР.

Сопротивление движению локомотивов при холостом ходе больше, чем в режиме тяги, потому что в процессе передачи вращающего момен­та от вала тягового электродвигателя к движущей колесной паре ло­комотива возникают потери от трения в зубчатой передаче и моторно-осевых подшипниках ТЭД, которые называют «сопротивлением как машины». Так как эти потери относятся к цепи передачи мощности до движущей колесной пары, то касательная сила тяги на ободах ко­лес учитывает это сопротивление. Таким образом, при построении тя­говой характеристики непосредственно учитывают «сопротивление как машины» и, следовательно, для расчета движения поезда в режиме тяги необходимо учитывать сопротивление движению локомотива толь­ко «как повозки» — т.е. сопротивление его экипажа.

При движении поезда в режиме холостого хода трение в зубчатой передаче и моторно-осевых подшипниках остается, а сила тяги равна нулю, поэтому общее сопротивление движению локомотива должно оп­ределяться суммой сопротивлений «как машины» и «как повозки»; естественно, ее расчетная величина больше, чем в режиме тяги. Такое условное разделение сопротивлений движению локомотива принято для удобства производства тяговых расчетов.

5.3. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ

От уклона. Дополнительное сопротивление движению от уклона пути представляет собой составляющую W/ силы тяжести Р от едини­цы подвижного состава при движении ее по подъему АВ (рис. 5.4). Уклон пути выражают в промилле (°/00) и обозначают символом t = = 1000 tga. Так как уклоны пути не превышают обычно 2,5°, то мож­но считать tga x sin а. Из треугольника abc найдем: Wt = Gsina.

R(^

Из подобия треугольников abc и ABC определим Wt = G —^  = mgx

Df^1

X 1000   -^~ = mg- 1000 sina.       Тогда     Wt -= mg • 1000   sin a ^

^ mg • 1000 tga = mgi.

Удельное сопротивление движению от уклона

wt-^-—=--gi. (5.5) т

От кривизны пути. При движении на кривых участках пути происходит поперечное смещение колесных пар к на­ружному рельсу под действием центро­бежных сил. При этом между набегающи-

ми гребнями колес и внутренними гранями наружного рельса про­исходит трение. Центробежная сила прижимает торцы подшипников к поверхности вращающейся ступицы колеса, что также вызывает трение. Поворот шкворней тележек в кривой и боковых скользунов под действием опрокидывающего момента сопровождается трением.

При качении колесной пары в кривой участка каждое колесо бу­дет проходить разные пути, что вызывает продольное и поперечное скольжение.

Сопротивление движению в кривой зависит от скорости, нагрузки от колесной пары на рельс, жесткой базы подвижного состава, разбе-гов осей, радиуса кривой, возвышения наружного рельса и др. Все эти факторы учесть затруднительно и удельное сопротивление поезда от кривизны определяют по эмпирической формуле в Н/т

да,=6867/Я. (5-6>

Если длина поезда больше длины кривой, то

6867 sKp ,r 7v V'=-R   I?                                                          (57>

где   # _ радиус кривой, м; SKP — длина кривой, м; /„ — длина поезда, м.

Если кривизна пути задана центральным углом кривой а в граду­сах, то, выражая угол в радианах а/57,3, удельное сопротивление от кривизны пути по формуле (5.6)

юг=119,84ао//п. (5.8)

Если подъем совпадает с кривой, то определяют приведен­ный уклон:

iK=i+wr/g. (5-9)

Несмотря на то что в тяговых расчетах допускается использова­ние формул (5.6)—(5.8), степень точности этих формул невысока. Они не учитывают всех факторов, количественно определяющих wr, и не отражают физической сущности сопротивления. В самом деле, значе­ния w,. поставлены в зависимость только от параметров пути, тогда как в действительности сопротивление от кривизны пути существенно за­висит еще и от многих других факторов. Как показали опыты ВНИИЖТа (рис. 5.5), wr сначала снижается с ростом скорости и после достижения минимальных значений снова возрастает. Минимальное значение wr лежит в зоне скоростей 60—70 км/ч у грузовых вагонов и 40—50 км/ч у локомотивов. Такой характер зависимости wr (v) объ­ясняется влиянием абсолютного непогашенного ускорения т в кривых. Его значение в м/с2 можно определить по формуле

f2    h ,, ]m т,---£,                                                          (5.Ю)

Сопротивление от ветра. Встречный ветер увеличивает лобовое и кормовое сопротивления. От бокового ветра происходит поперечный сдвиг подвижного состава и трение гребней колес о головки рельсов, проскальзывание колес от качения кругами разного диаметра и ухуд­шаются условия сцепления колес с рельсами вследствие сдувания пес­ка с рельсов. Дополнительное сопротивление определяется в долях от основного сопротивления (табл. 5.2).

Расчетные формулы основного сопротивления определены при скоро­сти ветра не более 5 м/с, однако на ряде дорог скорость ветра значитель­но выше. С учетом ветровых нагрузок разрешается снижать расчет­ную массу поезда и тем больше, чем менее крутой расчетный подъем. Объясняется это тем, что с уменьшением расчетного подъема увеличи­ваются длина поезда и воздушное сопротивление движению.

Основное удельное сопротивление движению с учетом дополнитель­ного сопротивления от ветра определяется по формуле ОУО/(В.

Правилами тяговых расчетов установлены значения дополнитель­ных сопротивлений от ветра в диапазоне от 8 до 30 м/с при температу­ре наружного воздуха — 20 °С и давлении 1013 гПа. Участки, на кото­рых разрешено учитывать дополнительное сопротивление от ветра, продолжительность учета в году и учетная скорость ветра определяются дорогами по сведениям метеослужб и утверждаются МПС.

Сопротивление от низкой температуры наружного воздуха. Темпе­ратура воздуха считается низкой при — 30 °С и ниже. С понижением температуры увеличивается плотность и соответственно скоростной на­пор воздуха, поэтому сопротивление зависит от скорости движения. Увеличение вязкости смазки при низкой температуре повышает коэф­фициент трения осевых подшипников до тех пор, пока не произойдет нормализация температурного режима буксового узла. Дополни­тельное сопротивление от низкой температуры наружного воздуха учитывают коэффициентом /Снт (табл. 5.3). Тогда основное сопротив­ление с учетом сопротивления от низкой температуры воздуха составит ш,ДнТ.