Тягові розрахунки основного опору руху вагонів, складу, локомотива й поїзда

Тягові розрахунки

2.2 Основний опір руху вагонів,

складу, локомотива й поїзда

Основний питомий опір руху для різних одиниць рухомого складу визначається по розрахункових формулах і графічних залежностях, наведеним у ПТР. Ці формули й графіки отримані на підставі численних випробувань.

Формули основного питомого опору дійсні при русі поїзда зі швидкостями не менш 10  км/ч при слабкому вітрі й температурі повітря до мінус 25⁰. Залежно від типу вагона, його ваги й швидкості основний питомий опір руху вантажних вагонів визначається по формулах:

для двовісних вагонів

для навантажених чотиривісних вагонів на підшипниках ковзання й шестивісних вагонів на роликових підшипниках

для навантажених чотиривісних вагонів на роликових  підшипниках

для навантажених восьмивісних вагонів на роликових підшипниках

де  – швидкість руху, км/год;

     – середнє навантаження від осі вагона на рейки, т.

Підрахунки основного питомого опору по наведених формулах для навантажених вагонів робляться при навантаженні від осі вагона >6 т. Формули для підрахунку основного питомого опору порожніх вагонів при  6 т наведені в ПТР.

На підставі вихідних    даних про кожну групу вагонів у складі визначається вага вагона брутто, т, по формулі

де  – вага тари вагона, т;

     – вантажопідйомність вагона, т;

     – коефіцієнт повновантажності вагонів(відсоток використання вантажопідйомності вагонів),  у частках одиниці; для навантажених вагонів коефіцієнт  визначається залежно від  категорії вантажів.

Середнє навантаження від осі вагона на рейки визначаються розподілом ваги вагона брутто на число осей.

Основний питомий опір складу визначається безпосередньо по формулах (4) - (7), якщо склад сформований з однотипних вагонів (наприклад, тільки із чотиривісних). Однак частіше состав формуються з вагонів різних типів. У цих випадках визначається основне зважене питомий опір составу . Якщо, наприклад, у составі є шести - і чотиривісні вагони, то значення дорівнює

де  – вага групи вагонів відповідно шести- і чотиривісних, т;

      – загальна вага складу, т  ( ).

Звичайно відомим є не вага окремих груп вагонів у складі, а співвідношення їх по вазі або по кількості. Якщо відомо співвідношення вагонів різних категорій    по вазі, то середньозважений опір визначається по формулі

де  – питомі ваги (у частках одиниці) шести- і чотиривісних вагонів;

Частіше буває відомим співвідношення вагонів у составі не по вазі, а по кількості. У цих випадках  підраховується також по формулі (10), але попередньо повинні бути визначені значення  по формулах:

де  – співвідношення вагонів у составі шести- і чотиривісних по кількості (у частках одиниці) відповідно для різних груп вагонів.

Для зручності підрахунків середньозваженого опору формулу (10) варто привести до виду , де змінною величиною буде тільки швидкість руху , а коефіцієнти  - постійними.

Основний питомий опір тепловозів й електровозів у режимі тяги  й у режимі холостого ходу  визначається по формулах:

Знаючи опір руху составу й локомотива, можна визначити основний опір поїзда.

Повний основний опір поїзда (на прямій горизонтальній ділянці шляху) складе:

при русі з тягою

на холостому ходу

Відповідно основний питомий опір поїзда складе:

при русі з тягою

на холостому ходу

де           – вагові частки локомотива й составу в поїзді.

Таблиця   Данні про вагони в составі.

Визначаємо :

вагу вагонів брутто - по формулі ()

середнє навантаження осі вагона на рейки

основний питомий опір вагонів - по формулі ():

Значення вагових часток вагонів в составі – по формулам () та ():

(Перевірка: ).

Тоді по формулі () отримаємо :

Підрахунки середньозваженого опору складу при різних скоростях виробляються шляхом підстановки в отриману формулу значень .

Підрахунки основного питомого опору робляться з точністю 0,01  кг/т для составів й  0,1  кг/т для локомотивів.

2.4 Додаткові опори

Додатковий опір від кривої. При розташуванні поїзда цілком у кривій, тобто коли довжина поїзда  менше довжини кривої , значення  в кг/т визначається по формулі

або

де  – радіус кривої, м;

     – кут повороту кривої, у градусах.

При  використовується формула

або

Якщо поїзд рухається одночасно по декількох суміжних кривих, то

Нерідко виникає необхідність (при випрямленні профілю) поширити додатковий опір від кривій або декількох кривих рівномірно на всю довжину елемента поздовжнього профілю. При цьому довжина елемента профілю може перевищувати довжину поїзда. У таких випадках додатковий опір від кривих підраховується по формулі

де           – довжина елементу профілю, м.

У випадку розташування кривих ділянок колії на ухилах необхідно врахувати додаткові опори і від ухилу та від кривої. При цьому опори від кривої умовно еквівалентним підйомом, рівним по величині додатковому опору. Ухил с урахуванням впливу кривої, який прийнято називати наведеним  у (^о/_оо), визначається за формулою

де           – дійсний ухил профілю,^о/_оо;

     - додатковий опір від кривих, розташованих на елементі профілю,^о/_оо.

Як видно з формули (), для одного і того ж елемента профілю величина наведеного ухилу не однакова при русі поїзда на підйом і по спуску й відрізняється не тільки знаком, але й абсолютною величиною.

4 Розрахунок ваги составу

Залежно від  характеру профілю колії даної ділянки вага складу вантажного поїзда визначається виходячи з умов руху: 1) по самих важких підйомах з використанням кінетичної енергії;  2)по розрахунковому затяжному підйомі з рівномірною швидкістю.