3.4. Основное сопротивление движения и его составляющие

Основное сопротивление движения зависит от конструкции и технологии составляющего подвижного состава и верхнего строения пути. Его значения складываются из основного сопротивления движения локомотива () и его основные сопротивления движения составляющих вагонов ():

+(3.2)

Значение основного сопротивления движения определяется физическими процессами, сопровождающие качения колес подвижного состава по рельсовому пути, а также сопротивление воздушной среды, имеющей определенную плотность.

Основные сопротивления движения обуславливаются следующими функциями:

1) сопротивление, трение, качение колес по рельсам связан с микродеформациями колеса и рельса

2) сопротивление от трения, скольжения колес относительно рельсов связан с конусностью бандажей

(3.3)

>

Конусность бандажей приводит к возможности поперечному перемещению колесных пар, вследствие чего качения каждого колеса может происходить по окружности разных диаметров (>) (рис.3.3.).

Так как колеса связаны жесткой осью, это вызывает проскальзывание колес, приводящие к увеличению силы трения; также возникают трения гребня бандажа о боковую грань рельса

3) сопротивление от трения подшипников, в которых вращения колесных пар. Бывают подшипники качения и скольжения. Сопротивление подшипников скольжения больше

4) сопротивление от деформации верхнего строения пути, и от стыков рельсов в пути. При движении колесных пар происходит осадка верхнего строения пути, в итоге увеличивается сопротивления движения потому, что деформация рельсового пути потребляет определенную долю энергии. Под давлением колесных пар конец рельса прогибается и при вступлении на следующее звено возникает сила, направленная против движения

(3.4)

F

5)сопротивление воздушной среды, лобовая часть локомотива создают сжатие воздуха, а в хвостовой части образуется разряжение, кроме того, происходит трение боковых стенок локомотива о воздух. Каждая из этих составляют основное сопротивление движения, зависящее от большого количества факторов. Основное сопротивление движения изменяется в процессе движения по следующим закономерностям, а также случайным образом. Поэтому строгий аналитический расчет сопротивления движения невозможен, его определяют эмпирическим (опытным) путем.

Опытами устанавливают, что основное сопротивления движения оказывает влияние 3 основных фактора:

1) скорость движения

2)нагревание на ось – т.е. сила давления колесных пар на рельсы

3)масса локомотива или вагона

3.5. Основное удельное сопротивление движения

Основное удельное сопротивления движения (для практического расчета удобнее использовать удельное значение сопротивления движения, т.е. полное сопротивление движение, деленное на вес подвижного состава):

=(3.3)

=(3.4)

В результате проведенного большого количества опытов устанавливается зависимость изменения удельного сопротивления движения от скорости. Эту зависимость обычно показывают в графическом виде:

=+v+

(3.5)

V

В итоге были получены эмпирические формулы для основного сопротивления движения:

1) для электровоза

=+v+(3.5)

2) для грузовых вагонов

=+(3.6)

--коэффициенты аппроксимации

V – скорость в км/ч

-вагона, приходящие на одну ось в точке

3)==(3.7)