Тяговая характеристика локомотива.

Тяговой характеристикой локомотива называется зависимость силы тяги от скорости движения FK =f(v). Наибольшая величина силы тяги необходима при трогании поезда с места, при наборе скорости и при движении по наиболее крутому подъему. Если бы величина FK не зависела от скорости, а была бы все время постоянной, то тяговая характеристика изображалась бы прямой линией АБ, параллельной оси абсцисс, как это показано на рис. 6.23.Так как реализуемая мощность локомотива равна произведению силы тяги на скорость (NK = FK • v), то ее зависимость от скорости при FK = const выражается прямой линией. При этом полная мощность используется только при максимальной скорости. При меньших скоростях движения мощность локомотива недоиспользуется. В тоже время профиль пути состоит из подъемов, площадок и спусков, то есть является переменным. На подъемах сила тяги требуется больше, а скорость всегда меньше, а на спусках наоборот. В идеальном случае при переменном профиле пути тяговая характеристика соответствует закону равноплечей гиперболы. При такой тяговой характеристике реализуемая мощность локомотива остается постоянной а следовательно, обеспечивается ее полное использование в широком диапазоне скоростей.

Кроме ограничения силы тяги по условиям сцепления колеса с рельсом существуют также и другие ограничения, связанные с особенностями локомотивов. Реальные тяговые характеристики локомотивов составляют на основе данных, получаемых при тяговых испытаниях.

Силу тяги электровоза ограничивают условия сцепления колес с рельсами и наибольший ток, при котором не происходят такие опасные процессы как перегрев обмоток или искрение под щетками.
Тяговые характеристики локомотивов служат для определения силы тяги в зависимости от скорости движения в кГс. Удельная сила тяги fк определяется делением касательной силы тяги FK в кГс на массу поезда (Р + G) в тс, где Р и G масса локомотива и состава.

 

 

41. СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ПОЕЗДА.

Сопротивления движению поезда делятся на две составляющие:

I.Основное, действуют при движении поезда всегда:

1. Сопротивление пути:

а) трение качения колес по рельсам из-за деформации опорных поверхностей (сила обратно пропорциональна диаметру колес и зависит от твердости материалов)

б) трение скольжения из-за проскальзывания и из-за трения между гребнями бандажей и рельсами, которые уменьшаются при натяжке в режиме тяги;

в) от ударов при движении по неровностям пути (зависит от скорости, нагрузки на ось, зазора в стыке).

2. Сопротивление подвижного состава:

трение в подшипниках (сила прямо пропорциональна диаметру оси, обратно пропорциональна диаметру колеса, зависит от коэффициента трения, площади соприкосновения, смазки).

3. Сопротивление внешней среды:

а)впереди происходит сжатие воздуха;

б) боковые поверхности и крыша соприкасаются с воздухом;

в) в промежутках между вагонами и за составом происходит разряжение, завихрение воздуха (конструктивно выполняют более обтекаемую форму подвижного состава).

II. Дополнительные − возникают при движении по отдельным участкам пути и в отдельные периоды времени:

 

1. От уклонов: эта сила создается составляющей веса поезда, действующая на подъеме против движения поезда, а на спусках – по направлению движения поезда.

Уклон характеризуется крутизной i, измеряется в тысячных и размерность обозначается «‰», и показывает разницу по высоте подъема в метрах на каждую 1000 метров пути.

Дополнительное удельное сопротивление от подъема в Н/кН численно равно величине подъема в ‰.

2. От кривых:

а) под действием центробежной силы гребни бандажей колесных пар прижимаются к наружному рельсу и появляется трение;

б) колесо, идущее по внутреннему рельсу, имеет проскальзывание;

в) трение в центральных и боковых опорах кузова.

Из-за большого числа факторов и сложных зависимостей дополнительное удельное сопротивление от кривой определяется по эмпирической формуле:

,

где R – радиус кривой в м.

 

3. При трогании с места:

а) повышенное трение в подшипниках (смазка выдавлена из-под трущихся поверхностей и получается полусухое трение);

б) большая деформация рельса и колеса.

Дополнительное удельное сопротивление при трогании с места определяются по эмпирическим формулам:

для подшипников скольжения: \ подля подшипников качения      

: где m_вo – масса вагона в тоннах, приходящаяся на одну ось.

4. При низких температурах окружающего воздуха:

а) возрастает вязкость смазки, а значит и коэффициент трения;

б) возрастает сопротивление воздушной среды (увеличивается давление воздуха);

Дополнительное удельное сопротивление при низкихтемпературах окружающего воздуха определяется по формуле:

w_нт = w_o(К_нт -1).

Значение коэффициента низких температур К_нт берется из таблицы в ПТР при различных значениях низких температур и скоростях движения для грузовых и пассажирских вагонов.

5. От ветра:

а) встречный и боковой ветер увеличивают сопротивление из-за трения;

б) увеличения сопротивления воздушного потока.

Дополнительное удельное сопротивление от ветра определяется по формуле:

w_в = w₀ (К_в −1).

Значение коэффициента ветра К_в берется из таблицы в ПТР.

6. От подвагонных генераторов для пассажирских вагонов.

7. От движения в тоннелях.                                                                   

,