Имитационное моделирование движения поезда на участках автономной тяги

СИЛА ТЯГИ АВТОНОМНЫХ ЛОКОМОТИВОВ

Сила тяги есть сила реакции рельса F

, приложенная к колесу в точке его касания рельса и равная по величине и направлению силе, приложенной к центру движущей оси и направленной в сторону направления движения.

Сила тяги F

, называемая касательной и приложенная к ободу движущих колёс, определяется из условия, что её работа за оборот колеса равна:

для тепловоза – работе газа во всех цилиндрах дизеля за вычетом работы сил сопротивления в самом дизеле (главным образом трения), энергии, затраченной на вспомогательные нужды (компрессор, холодильник, аккумуляторная батарея, вентиляторы и пр.

) и работы сил сопротивления в передаточном механизме;

для газотурбовоза – работе газа на лопатках турбины за вычетом работы, затрачиваемой на компрессор, вспомогательные нужды и на преодоление сил сопротивления в передаточном механизме;

для паровоза – работе пара в паровой машине за вычетом работы сил в дышловом механизме.

Сила тяги любого локомотива ограничена сцеплением колеса с рельсом.

Это значит, что сила тяги не может превышать силу сцепления, иначе возникнет боксование. Математически это выражается так:

F

? 1000?

P

, кгс (1)

где P

 – сцепной вес, тс – сумма нагрузок от всех

движущих осей на рельсы; ?

 – коэффициент сцепления.

1.1. Сила тяги и тяговые характеристики тепловозов

Расчётный коэффициент сцепления для тепловозов определяется по эмпирической формуле вида

?

= a + b / (c + v), (2)

где

a, b и c – коэффициенты, зависящие от серии тепловоза;

v – скорость движения, км/ч.

Подставив (2) в (1), определяем силу тяги по сцеплению.

Кроме ограничения по сцеплению сила тяги тепловоза также ограничивается мощностью дизеля и электрической передачи.

Сила тяги по дизелю определяется выражением

F

= 0,094d

lmp

n

?

?

?

/v/?, кгс (3)

где

d

 – диаметр цилиндров, см;

l – ход поршней, м;

m – число цилиндров дизеля;

p

 – среднее индикаторное давление, кгс/см

;

n

 – частота вращения коленвала, об/мин;

?

 – механический к.

 п. д. дизеля, учитывающий потери

только в самом дизеле;

?

 – коэффициент, учитывающий расход мощности на

вспомогательные нагрузки;

?

 – к.п.д. электрической передачи;

? – тактность дизеля: 2 – двухтактный; 4 – четырёхтактный.