Использование мощности локомотивов по условиям сцепления колес с рельсами и нагреванию электрических машин. Влияние режимов вождения поездов на использование электроэнергии или топлива, страница 8

Принципиально новый подход к решению этой задачи предло­жен проф. И. П. Исаевым. Так как коэффициент сцепления яв­ляется функцией многих переменных, каждая из которых может быть представлена случайной величиной, то рассчитывать коэффи­циент сцепления можно в зависимости от режима и условий работы локомотива методами математической статистики и теории вероят­ностей.

Использование этих методов позволило показать, что коэф­фициент сцепления не является детерминированной величиной, а имеет статистическое распределение по нормальному закону, а в некоторых случаях — по законам, отличающимся от нормального. Использование методов теории вероятностей и математической ста­тистики позволило установить влияние режимов работы и измене­ния нагрузок на оси локомотива, а также состояния контактных по­верхностей бандажа и рельса на реализуемые коэффициенты сцеп­ления.

3. Рациональное использование песка для улучшения сцепления.

Для улучшения условий сцепления колес с рельсами применяют мелкозернистый кварцевый песок. Эффективность его применения зависит от многих факторов. К их числу следует отнести качествен­ный и гранулометрический состав песка, скорость и направление истечения песковоздушной струи, форму, диаметр и расположение песочных труб и др. В связи с этим наряду с необходимостью ос­воения всеми локомотивными бригадами техники эффективного уп­равления песочницей, своевременной подачи песка с целью предот­вращения возникновения боксования колесных пар не менее важно обеспечить применение высококачественного и должным обра­зом подготовленного песка, правильную и систематическую регули­ровку форсунок песочниц, соответствующее содержание песочных труб.

Песок, используемый для повышения сцепления колес с рельса­ми, должен содержать не менее 75—90% кварца, а глинистой со­ставляющей не более 1—3%. Влажность песка, подаваемого в пе­сочницы локомотивов, не должна превышать 0,5%.

В соответствии с утвержденными МГТС Техническими условиями на песок для песочниц локомотивов основными показателями ка­чества песка являются зерновой и минералогический составы. Зер­новой состав определяют последовательным просеиванием пробы песка через комплект сит. Остаток на сите должен соответствовать данным, приведенным в табл. 3.

Минералогический состав предназначенного для локомотива пес­ка должен удовлетворять нормативам, приведенным в табл. 4.

Результаты химического анализа песка должны соответствовать данным, приведенным в табл. 5.

Желательно использование песка повышенного качества, при­чем для дорог Крайнего Севера, Урала, Сибири и Дальнего Восто­ка, расположенных в районах отложения инея, оно обязательно.

Наилучшие условия сцепления колеса с рельсом возникают при определенной подаче песка, превышение которой не влияет на уве­личение коэффициента сцепления и ведет лишь к непроизводитель­ному расходу песка и повышению сопротивления движению.

Для реализации максимального коэффициента сцепления необ­ходимо создать в зоне контакта колеса и рельса слой песка толщи­ной 20—30 мкм, что соответствует расходу песка 550 г на 1 км пу­ти без учета потерь песка из-за несовершенства конструкции песко-подающих устройств. При определении оптимальной подачи песка в зону контакта на тепловозе ТЭЗ установлено, что по мере уве­личения подачи песка с 300 до 450 г/мин условия сцепления улуч­шаются, однако при дальнейшем ее увеличении сила тяги не воз­растает. Оптимальная подача песка, соответствующая наилучшим условиям сцепления, в значительной степени зависит от метеоро­логических условий и меняется в зависимости от них на 20-30%. Если для сухих рельсов она составляет 400 г/мин под колесо, то при неблагоприятных условиях (моросящий дождь) повышается до 550—600 г/мин.

В условиях эксплуатации из-за несовершенства подачи и раз­броса песка предусматривают регулировку форсунок «а большую подачу песка.

Согласно инструктивным указаниям форсунки песочниц на эле­ктровозах необходимо регулировать на подачу песка в среднем от 400 до 700 г/мин в летнее и 900—1500 г/мин в зимнее время, при­чем подача песка под 1-ю колесную пару должна быть больше, чем под каждую из последующих. Правилами деповского ремонта теп­ловозов предусмотрена подача песка под 1-ю и 6-ю колесные пары тепловоза ТЭ10 по 1,0—1,5 кг/мин, а под 3-ю и 4-ю — по 0,5— 0,8 кг/мин. Окончательную подачу песка под колеса локомотива устанавливают в зависимости от местных условий.

Качеству применяемого песка должно уделяться самое серьез­ное внимание, в противном случае громадные затраты на его заго­товку, транспортировку, подготовку и подачу на локомотив оказы­ваются неэффективными и вместо улучшения сцепления приводят лишь к повышению сопротивления движению и засорению балласт­ного слоя.

4. Рациональные режимы вождения поездов на участках с ограничением использования мощности по условиям сцепления

Обычно профиль участков железнодорожной сети, на которых имеются ограничения в использовании мощности локомотивов по сцеплению, характеризуется наличием подъемов большой крутизны, но относительно небольшой протяженности. Поэтому при разра­ботке и реализации рациональных режимов вождения поездов на таких участках очень важно наряду с реализацией наибольших сил тяги обеспечивать максимальное использование кинетической энер­гии движущегося поезда.

Как известно, кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, следовательно, при подходе к тяжелым элементам про­филя скорость должна быть наибольшей, что дает возможность проследовать часть подъема за счет накопленной на предыдущих элементах профиля кинетической энергии поезда.