Дополнительное сопротивление движению в тоннелях возникает за счет того, что движение поезда в тоннеле напоминает движение "изношенного" поршня по цилиндру, т.е. тоннель влияет на увеличение сопротивления движению от воздуха. Величина этого сопротивления зависит от габаритов тоннеля, вида обделки стенок тоннеля и внешнего очертания поезда.
Для практических расчетов увеличение сопротивления движению в тоннеле учитывается коэффициентом, величина которого зависит от указанных выше факторов:
Wвт = kт × Wв.
3.2.4. Сопротивление движению от подвагонных генераторов.
Данный вид сопротивления движению характерен для пассажирских поездов и грузовых поездов, имеющих в своем составе пассажирские вагоны. Величина удельного сопротивления от подвагонных генераторов можно вычислить по формуле
,
где Рi – мощность генераторов i-го типа;
ni – количество вагонов с генераторами i-го типа.
При низкой скорости движения энергосистема пассажирских вагонов получает питание от аккумуляторной батареи, так как частота вращения подвагонных генераторов недостаточна для их нормальной работы. Поэтому учет сопротивления движению от подвагонных генераторов следует начинать с некоторой скорости, величина которой зависит от типа генератора.
3.3. Добавочное сопротивление движению.
В официальной классификации виды сопротивления движению, рассматриваемые ниже, отнесены к дополнительному сопротивлению, однако, в отличии от сопротивления движению от кривых и уклонов, эти виды сопротивления определяются случайными факторами – такими как сила и направление ветра и температура окружающего воздуха, и их следует выделить в отдельную категорию.
3.3.1. Сопротивление движению от ветра.
Действие ветра на сопротивление движению носит двоякий характер:
1. Встречный и попутный ветер как бы увеличивает (уменьшает) скорость поезда относительно окружающего воздуха, а, следовательно, влияет на сопротивление от воздушной среды:
Wв = kф × S × (V ± 0,8Vв)2.
Знак "плюс"
соответствует встречному ветру, "минус" – попутному. Скорость ветра
уменьшается на 20% так как ветер практически не влияет на сопротивление
движению от подвагонного оборудования.
2. Боковой ветер, кроме изменения картины обтекания поезда воздухом, может вызвать прижимание гребней колес к одному из рельсов, а, следовательно, увеличение трения качения колес по рельсам. Теоретическое решение задачи весьма сложно. На рисунке представлены опытные зависимости относительного сопротивления движению от ветра (сплошными линиями – от встречного, штриховыми – от бокового с углом 30° к направлению движения) для четырехосного вагона в составе поезда:
.
Из рисунка следует, что с ростом скорости влияние сопротивления движению от ветра снижается.
Для практических расчетов влияние ветра учитывается посредством эмпирических коэффициентов.
Wов = kв × Wо.
3.3.2. Сопротивление движению от низких температур.
При понижении температуры окружающего воздуха увеличивается его плотность. Так как сопротивление воздушной среды является лидирующей составляющей в основном сопротивлении движению, то с понижением температуры наиболее интенсивно будет расти именно сопротивление движению от воздушной среды. Кроме этого при понижении температуры увеличивается вязкость смазочных материалов в буксовых узлах и других шарнирных соединениях, что способствует росту трения в них.
Для практических расчетов влияние низких температур учитывается посредством эмпирических коэффициентов.
Wо темп = kтемп × Wо.
С помощью эмпирических коэффициентов можно также учесть другие виды добавочного сопротивления, например сопротивление от снега на рельсах или песка, подсыпаемого машинистом под колеса локомотива для предотвращения боксования.
3.4. Мероприятия по снижению сопротивления движению.
Снижение сопротивления движению позволяет уменьшить расход электроэнергии на тягу поездов, а так же повысить скорости движения без увеличения мощности тяговых двигателей. Все многообразие мероприятий по снижению сопротивления движению можно подразделить на организационные и конструктивные.
Организационные мероприятия проводятся без изменения подвижного состава и характеристик пути. К ним относятся:
- полная загрузка вагонов (основное сопротивление);
- правильное формирование поездов (сопротивление от воздушной среды);
- закрытие дверей и люков в грузовых поездах (сопротивление от воздушной среды);
- систематическая регулировка тормозов (трение колодок при отпущенных тормозах);
- надлежащий уход за подшипниковым и шарнирными узлами;
- надлежащее содержание верхнего строения пути;
- уменьшение времени промежуточных стоянок поездов, особенно в зимнее время.
Конструктивные мероприятия направлены на совершенствование подвижного состава и пути. К ним относятся:
-
применение подвижного состава обтекаемой формы;
- применение наклоняющихся вагонов (в настоящее время применяется система принудительного наклона вагонов пассажирских поездов в кривых, которая позволяет увеличить скорость движения поездов в кривых без реконструкции пути и повысить комфортность. Уменьшение сопротивления движению является побочным эффектом применения этой системы. Система сложна, так как связана с безопасностью движения, следовательно отслеживает несколько взаимосвязанных параметров и управляется микропроцессором. В России система пока не внедрена);
- применение "плавающих" колесных пар (для уменьшения износа колесных пар и рельсов в кривых в Швеции разработана тележка грузового вагона, колесные пары которой с помощью системы тяг располагаются по радиусам кривой. Система достаточно проста и не требует сложного оборудования);
-
уменьшение тары вагонов путем применения легких сплавов
(снижение сопротивление движению на 1 т полезной нагрузки);
- укладка бесстыкового пути (сопротивление от ударов на стыках);
- усиление верхнего строения пути (сопротивление от деформации пути);
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.