На каждом элементе профиля пути для всех

Расчет сил сопротивления движению поезда

Общие сведения

Соединение тяговых электродвигателей

(восьмиосный электровоз)

Последовательное соединение ТЭД (С)

I_Э = I

U_Д =

U_Д

Последовательно-параллельное соединение ТЭД (СП)

U_КС

U_Д I_Э

Параллельное соединение ТЭД (П)

I I I I

U_КС

U_Д

I_Э

(шестиосный электровоз)

Последовательное соединение ТЭД (С)

I_Э=I

U_КС

U_Д

Последовательно-параллельное соединение ТЭД (СП)

U_КСI I_Э=2I

U_Д I_Э

Параллельное соединение ТЭД (П)

U_КС

I I I

U_Д

I_Э

При движении поезда на него действуют множество различных внутренних и внешних сил.

В н у т р е н н и е силы уравновешиваются внутри поезда и на скорость его движения не влияют.

В н е ш н и е силы оказывают влияние на изменение скорости движения поезда.

Все многообразие таких сил сводится к следующим:

- силе тяги F_К , развиваемой локомотивом;

- тормозной силе В , возникающей при включении тормозов;

- силам сопротивления движению W , к которым относят все остальные внешние силы, действующие на поезд.

Силы F_К и В может регулировать машинист и их называют управляемыми. Силы W являются силами неуправляемыми.

Сила тяги F_К направлена по движению поезда, а тормозные силы В - против движения. Силы W, как правило, также действуют против направления движения.

Все эти три силы (F_К, В, W) можно заменить одной силой - равнодействующей, которую называют у с к о р я ю щ е й силой F_У:

F_У = F_К - W - B (Н)

Эти три составляющие ускоряющей силы одновременно на поезд не действуют (не имеет смысла тянуть состав при включенных тормозах), поэтому в зависимости от того, какие силы действуют на него в данный момент, различают следующие режимы движения:

р е ж и м т я г и - действует сила тяги F_К и сила сопротивления движению W, при этом F_У = F_К - W;

р е ж и м в ы б е г а - отсутствует сила тяги F_К и сила торможения В, при этом F_У = - W;

р е ж и м т о р м о ж е н и я - к силам сопротивления движению W добавляется тормозная сила В, при этом F_У = - W - B.

Ускоряющую силу, имеющую отрицательное значение, называют з а м е д л я ю щ е й.

В тяговых расчетах удобнее использовать не сами рассмотренные силы (Н), а их удельные величины, т.е. силы, отнесенные к весу поезда (кН):

; ; ; ,

где mg - вес поезда (кН), m - масса поезда (т), g=9.81 м/c².

Все указанные силы относят к ободом колес и прикладывают в точках соприкосновения колеса и рельса.

заданных скоростей движения.

Силу, которую создает электровоз для движения поезда, называют силой тяги F_К или силой тяги колесной пары. Этой силе противодействуют силы трения, которые возникают при движении поезда и называются силами сопротивления движению W. Сопротивление движению условно делят на две основные составляющие: одну, зависящую от типа подвижного состава и скорости его движения и другую, зависящую от плана и профиля пути, а также от особых условий движения.

Первую составляющую называют о с н о в н ы м сопротивлением движению W_О и представляет собой сопротивление движению подвижного состава данного типа на прямолинейном и горизонтальном участке пути при любой скорости движения, в том числе и при V=0. Эта составляющая обусловлена внутренним трением в узлах подвижного состава, сопротивлением, возникающим при взаимодействии подвижного состава и пути, а также сопротивлением воздушной среды (при отсутствии ветра).

Вторую составляющую называют д о п о л н и т е л ь н ы м сопротивлением движению W_Д и представляет собой сопротивление движению от уклонов (подъемов) и кривых. Оно не зависит от скорости движения и определяется только планом и профилем пути. Различают еще дополнительное сопротивление от воздействия ветра и при движении в тоннелях.

Таким образом, сопротивление движению поезда равно:

W = W_O + W_Д ,

где W_Д =W_i + W_r .

Здесь W_i - сопротивление движению от уклонов (подъемов);

W_r - сопротивление движению от кривых.