5. Силы сопротивления движению, действующие на поезд.

Сопротивление движению поезда складывается из основного, дополнительного и добавочных сопротивлений:

W = W₀ + W_доп + W_доб

Каждое из этих сопротивлений подразделяется на полное и удельное Удельным сопротивлением называется сопротивление в килограмм - сила, при­ходящаяся на одну тонну веса локомотива, состава или поезда. Измеряется в кгс / т и обозначатся .

Зная природу этих сил сопротивления и пути их уменьшения, можно по­высить вес поезда, увеличить вес и скорость движения поезда, уменьшить расход электрической энергии.

Основное сопротивление движению поезда.

Основное сопротивление движению поезда, это сила сопротив­ления, действующая на поезд при движении его по прямому, горизон­тальному участку пути при отсутствии ветра.

Оно складывается из сопротивлений от внутреннего трения подвижного состава, сопротивления от взаимодействия пути и подвижного состава и сопро­тивления от воздушной среды.

Сопротивление от внутреннего трения подвижного состава склады­вается из трений: щёток о коллектор, якоря о воздух, в зубчатой передаче, моторно-якорных, моторно-осевых подшипниках электровоза, в буксовых подшипни­ках электровоза и вагонов.

Сопротивление от взаимодействия пути и подвижного состава. При движении между колесом и рельсом из-за неравенства диаметров бандажей, ви­ляния тележек, от прижатия гребней бандажей к внутренней грани на­ружного рельса возникает трение скольжения. Кроме того, колесо набегает на торцы рельс на стыках и на крестовины стрелочных переводов, воспринимает удары от неровностей пути (лыски или ползуны от боксовки) и само передает удары на путь, особенно сильно, при наличии ползунов или овальности бандажей.

Сопротивление от воздушной среды. Это сопротивление складывается из лобового, межвагонного и кормового. Оно увеличивается с увеличением ско­рости.

Основное сопротивление уменьшается при правильном уходе за узлами трения и их своевременной смазке, при правильном содержании механи­ческой части, бандажей колесных пар, рельсовой колеи, стрелочных переводов, применении безстыкового пути, при обтекаемой форме пассажирских локомоти­вов и электропоездов, при закрытых дверях и люках в грузовых поездах, а также при правильном формировании состава: желательно иметь одно лобовое соп­ротивление (только от электровоза) и не более.

Основное сопротивление складывается из основного сопротивления электровоза и состава

Удельное сопротивление для локомотивов и вагонов состава для скорос­тей, кратных десяти подсчитывается по эмпирическим формулам.

Дополнительное сопротивление.

Дополнительное сопротивление движению складывается из со­противления от подъёма (уклона) и кривой.

Дополнительное сопротивление от подъёма. Поскольку с увеличени­ем крутизны подъёма пропорционально увеличивается удельное сопротивление от подъёма, удельное сопротивление от подъёма принято считать равным его величине, например при крутизне подъёма j = 10 тысячных удельное сопротив­ление от этого подъёма равно 10 кгс/ т.

Сопротивление от подъёма равно удельному сопротивлению от подъёма, умноженному на вес электровоза и состава, т.е. на вес поезда:

Дополнительное сопротивление от кривой. В кривых гребни бандажей прижимаются к боковой грани наружного рельса. Чем меньше радиус кривой и меньше поперечные разбеги колёсных пар, тем больше удельное сопротивление от кривой. Кроме этого, в кривых возникают дополнительные усилия в опорах кузова и автосцепках электровоза и состава.

Удельное сопротивление от кривой подсчитывается по опытной форму­ле:

_{r = ,} R где: - радиус кривой.

Сопротивление от кривой равно удельному сопротивлению от кривой, умноженному на вес поезда:

Для уменьшения дополнительного сопротивления применяют гребнесмазыватели различной конструкции, а при реконструкции ж.д. увеличивают радиус кривых и уменьшают крутизну подъёмов.

Добавочное сопротивление.

В отличие от основного и дополнительных сопротивлений, которые все­гда присутствуют при движении поезда, это сопротивление может быть не всегда. К нему относятся следующие виды сопротивлений: сопротивление от ветра, от низких температур, от трогания с места, от воздушной среды в тоннелях и подва­гонных генераторов в пассажирских поездах.

Сопротивление от ветра. Встречный или боковой ветер создает доба­вочное сопротивление движению. Учитывается на участках с постоянными вет­рами в процентах от основного сопротивления.

Сопротивление от низких температур. Возникает из-за повышения вязкости смазки в узлах трения. Учитывается при температурах наружного возду­ха ниже 25 градусов в процентах от основного сопротивления. Как правило, при таких температурах снижается вес поезда, особенно на участках, где весовая норма поезда установлена по сцеплению

Сопротивление от трогания с места. Возникает из-за увеличения трения скольжения и вдавливания колес поезда в неровности пути. После оста­новки смазка занимает свободное пространство, и трогание с места происходит при полусухих подшипниках, особенно при подшипниках скольжения. Это сопро­тивление подсчитывается по эмпирическим формулам, которые учитывают тип подшипников и нагрузку на ось вагона.

Сопротивление от воздушной среды в тоннелях и подвагонных гене­раторов в пассажирских поездах. Первое сопротивление подсчитывается в про­центах от основного, а второе - учитывается при скоростях более 20 км/час