1.3. Определение динамических показателей тепловоза
При своём движении тепловоз оказывает воздействие на путь, которое зависит от конструкции ходовых частей. При движении могут возникать не только повышенные динамические напряжения в пути и деталях локомотива, но и явления, опасные для движения: разгрузка колёс, вползание направляющего колеса на головку рельса с последующим сходом с рельсов, расшивка пути, резонансные колебания. Эти явления особенно опасны для движения тепловоза в кривых участках пути. Динамические нагрузки в вертикальной плоскости в основном зависят от параметров рессорного подвешивания тележки тепловоза.
Жёсткость рессорного подвешивания тележки, кН/мм,
где – сцепной вес одной секции тепловоза, кН;
– статический прогиб рессорного подвешивания, мм;
– неподрессоренный вес, приходящийся на секцию тепловоза, кН.
Подставляя значения в выражение (1.3.1), получаем:
.
Неподрессоренный вес, приходящийся на секцию тепловоза, кН:
(1.3.2)
где q – неподрессоренный вес, приходящийся на одну колёсную пару, зависит от типа подвешивания тягового двигателя, при опорно-осевом подвешивании ТЭД q = 45 кН, при опорно-рамном – q = 26 кН;
m – количество ведущих осей локомотива.
Подставляя значения в выражение (1.3.2), получаем:
.
Коэффициент вертикальной динамики, учитывающий дополнительную
нагрузку в динамическом режиме:
(1.3.3)
Подставляя значения в выражение (1.3.3), получаем:
.
Динамическая нагрузка на ось колёсной пары, кН,
(1.3.4)
Подставляя значения в выражение (1.3.4), получаем:
.
Линейная частота колебаний подрессоренного груза, Гц,
(1.3.5)
Подставляя значения в выражение (1.3.5), получаем:
.
Для современных тепловозов частота колебаний 1,8-2,2 Гц.
При следовании тепловоза в кривых скорость движения не должна превышать конструкционной и допустимой определяемой критерием комфортабельности и допустимым возвышением нагруженного рельса.
Критерием комфортабельности является непогашенное ускорение , которое не должно превышать 0,7 м/с2.
Допустимая скорость движения в кривой, км/ч,
(1.3.6)
где – радиус кривой для динамического вписывания, м;
h – возвышение нагруженного рельса в кривой, мм.
Подставляя значения в выражение (1.3.6), получаем:
.
Несмотря на значительный радиус динамического вписывания и габариты, тепловоз имеет приличную скорость движения в кривых участках. Тепловоз ТЭП70 обладает отличными характеристиками и показателями, которые соответствуют лучшим современным образцам.