3.6. План и профиль железнодорожного пути

Вид на железнодорожный путь сверху, т.е проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом железнодорожных линий. План пути состоит из прямых и кривых участков

прямая кривая

R(3.6)

l

Кривая характеризуется радиусом R и длиной l.

Радиус кривых бывает от 400 до 500м. для облегчения вписывания в кривую ширина колеи увеличивается по сравнению с прямым участком, а для повышения устойчивости движению наружный рельс располагают выше внутреннего. Вертикальный разрез земляного полотна и земной поверхности по оси пути называется профилем железнодорожной линии.

S

h(3.7)

В соответствии с профилем земной поверхности железнодорожная линия состоит из площади, подъемов и спусков. Величину подъема и спуска оценивают крутизной.

Крутизна подъема и спуска выражается в 1000 долях и равно отношению высота подъема к его длине

i=*1000 [‰] (3.8)

Например, если говорят, подъем 5 тысяч, то это значит, что за каждый км пути, путь поднимается на 5 м.

3.7 Дополнительное и добавочное сопротивление движению

Наличие подъемов и кривых создают дополнительное сопротивление движению подвижного состава. Рассмотрим поезд движения по подъему крутизной (i) l. Направление указано стрелкой на рис.3.7.

На поезд действует сила тяжести (), она направлена вертикально вниз и определяется по формуле :

=(+)*g. (3.9)

Ее можно разложить на две составляющие:

Одна составляющая перпендикулярна рельсам и уравновешивается по 3 закону Ньютона реакции опоры (т.е. силой приложения от рельсов и колесам подвижного состава).

Вторая сила параллельна рельсовому пути и направляется против движения. Это составляющая сила тяжести препятствует движению и является дополнительным сопротивлением от подъема.

Определяется по формуле:

=(3.9)

где =(3.10)

Обычно значение идаются в тоннах, а силы в Ньютонах, поэтому формула (3.10) примет вид

=1000(3.11)

Вспомним, что i=*1000 с учетом этого получаем

=*I (3.12)

Для практических расчетов сопротивление выражается в удельной величине, т.е. формула 3.12 примет вид

=i (3.13)

Таким образом, дополнительное удельное сопротивление движении от подъема числено равно крутизне подъемов тысяч . на подъеме дополнительное сопротивление движения направлена против скорости, а на спуске в ту же сторону, что и скорость. В этом случае сопротивление движения является движущей силой. Когда поезд движется по кривому участку пути, то возникают дополнительные силы трения между гребня бандажей и боковой гранью рельсов. На локомотиве колесные пары объединены в тележки. Расстояние между осями колесных пар в тележке называется жесткой базой и обозначаются. Величиназависит от конструкции тележки, чем больше база, тем труднее вписываться тележки в кривую и тем больше сила трения.

В особых случаях возникают добавочные силы сопротивления:

1)добавочное сопротивление движения от низкой температуры воздуха (загустевает смазка), то приводит к повышению внутреннему трению в подшипниках. Также увеличивается плотность воздуха и увеличивается аэродинамическое сопротивление

2)сильный встречный, либо боковой ветер увеличивает аэродинамическое сопротивление

3)трогания поезда с места (на стоянке смазка выдавливает из под ролика в подшипниках, поэтому при трогании происходит сухое трение, сопротивление увеличивается), а с ростом скорости смазка затягивается под роликом и сопротивление падает.