Эксплуатационные свойства подвижного состава. Тягово-скоростные свойства

Скорость подвижного состава при его прямолинейном движении равна линейной скорости колеса, т. е. V = Vк. Скорость подвижного состава обычно выражается в км/ч. Так как скорость колеса Vк была выражена в м/с, то для получения скорости подвижного состава в км/ч необходимо ввести переводной коэффициент. С учетом коэффициента скорость подвижного состава, км/ч,

При прямолинейном движении ускорение подвижного состава, так же как и скорость, равно ускорению колеса:

б)- буксование; в)- юз (скольжение)

Реакции дороги, действующие при движении на колеса подвижного состава

При движении подвижного состава его колеса могут катиться в различных режимах: тяговом, ведомом и тормозном (свободном, нейтральном). При этих режимах качения со стороны дороги на колеса действуют различные реакции. Для определения их величины рассмотрим качение колеса подвижного состава по жесткой (недеформируемой) дороге.

При установившемся движении свободный и нейтральный режимы могут быть только у колес многоприводных машин, причем в реальных условиях особенно мала вероятность свободного режима.

Силы Рх и Pz и момент М действуют на колесо со стороны подвижного состава. Силы Rx и Rz действуют на колесо со стороны дороги и представляют собой реакции дороги. Pz — вертикальная нагрузка на колесо, направлена вниз перпендикулярно поверхности дороги; Рх — продольная сила, параллельна поверхности дороги. В зависимости от режима качения колеса может быть направлена как в сторону, так и против движения подвижного состава;

М — момент, подводимый к колесу полуосью или от тормозного барабана (тормозного диска). Иногда момент может быть равен нулю (не подводиться к колесу) Момент считается положительным, если его направление совпадает с направлением вращения колеса, и наоборот; Rz — нормальная реакция дороги, направлена вверх перпендикулярно поверхности дороги. Точка приложения нормальной реакции смещена относительно оси колеса на некоторую величину аш из-за большей деформации шины в набегающей на дорогу части, чем в сбегающей с дороги части; Rx — касательная реакция дороги, расположена в плоскости дороги. В зависимости от режима качения колеса может быть направлена или в сторону, или против движения подвижного состава. Касательная реакция считается положительной, если она направлена по движению, и наоборот.

Уравнение моментов относительно центра О колеса:

где Jк — момент инерции колеса относительно оси его вращения. Из указанного выражения находим касательную реакцию дороги:

Обозначим отношение через f и, определив значение из выражения ускорения подвижного состава, получим выражение касательной реакции дороги в общем случае (для всех режимов качения колеса):

Режимы качения колеса

Тяговый режим характерен для ведущего колеса. Момент М подводится к колесу через полуось, и направление момента совпадает с направлением вращения колеса. Момент в этом случае называется крутящим. Подставим в выражение касательной реакции дороги вместо момента М значение момента Мк, подводимого к ведущим колесам, и, учитывая значение ускорения j подвижного состава, для ведущего колеса получим:

где — тяговая сила.

Для ведущего колеса касательная реакция Rx > 0. Следовательно, она направлена в сторону движения

Ведомый режим характерен для ведомого колеса. Момент М к колесу не подводится, и, следовательно, он равен нулю. Для ведомого колеса касательная реакция дороги:

Знак «минус» говорит о том, что у ведомого колеса касательная реакция дороги направлена против движения.

Тормозной режим характерен для тормозящего колеса (ведущего, ведомого). Момент М подводится к колесу от тормозного барабана или тормозного диска, и направление его противоположно направлению вращения колеса. Момент в этом случае называется тормозным Мтор. Подставив в выражение касательной реакции дороги вместо момента М значение тормозного момента (М = –Мтор) для тормозящего колеса, получим:

Знак «минус» свидетельствует о том, что у тормозящего колеса