ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие положения тяги поездов из "Вождение поездов Издание 2 " Из школьного курса физики известно, что для приведения тела в движение к нему следует приложить внешнюю силу. Чтобы движущееся тело остановить, также необходимо приложить к нему силу, но уже в другом направлении. [c.6] Применительно к поезду внешняя сила, приводящая его в движение, передается от локомотива и называется силой тяги. Направленные в противоположную сторону (против направления движения) внешние силы могут быть разделены на естественную силу сопротивления движению Ь и искусственно созданную тормозную силу В. [c.6] Возможны следующие комбинации одновременного действия этих внешних сил на поезд силы тяги Р и силы сопротивления движению в режиме тяги, только силы сопротивления движению 1 на выбеге, сил сопротивления движению Ь и торможения В в режиме торможения. Поскольку внешние силы различны по значению и направлению, характер движения поездов определяется их равнодействующей. [c.6] Что происходит, когда машинист перевох ит рукоятку с нулевой на более высокие позиции контроллера Какие силы действуют на пое д Как меняются эти силы и характер движениу поездов по мере увеличения скорости движения, выхода поезда со станции и вступления на подъем, уклон, при возвращении рукоятки контроллера на нулевую позицию К чему приводит постановка рукоятки крана машиниста в тормозное положение Для того чтобы ответить на эти вопросы, необходимо рассмотреть силы, действующие на поезд, так как их взаимодействие определяет характер движения поезда. [c.6] Управляемое движение поезда - предмет науки о тяге поездов. Основной ее задачей является исследование и расчет движения поездов. При этом не учитывают форму и размеры поезда, а массу его считают сосредоточенной в одной точке. Для нас представляет интерес целенаправленное движение поезда. Машинист должен управлять движением поезда таким образом, чтобы обеспечить его перемещение из одного пункта в другой в установленное время, затратив на это определенное количество топливно-энергетических ресурсов. Для этого необходимо регулировать силу тяги и тормозную силу, учитывая силу сопротивления движению, а также заданные нормативы графика движения поездов. [c.6] Для того чтобы сцепленные в состав вагоны, стоящие на рельсовом пути, вывести из состояния покоя и привести в движение, необходимо с помощью локомотива создать внешнюю по отношению к составу силу тяги. Не будем рассматривать случаи, когда расположенный на участке состав может двигаться под действием силы тяжести либо силы ветра. [c.7] Сила тяги возникает в результате трения (сцепления) между вращающимся колесом локомотива и рельсом. Вращение же колеса осуществляется двигателем локомотива, использующего различные виды энергии. На первых локомотивах использовали энергию водяного пара (паровозы), на современных локомотивах используют электрическую энергию (электровозы, электропоезда) либо при двигателях внутреннего сгорания - термохимическую энергию минерального топлива (тепловозы, дизель-поезда). Однако независимо от способа преобразования энергии на локомотиве силой тяги называют создаваемую двигателем внешнюю силу, действующую в контакте колеса с рельсом в направлении движения и вызывающую перемещение локомотива и поезда. Как показывает само название - это сила, которая тянет поезд, преодолевая сопротивление движению. [c.7] Момент (рис. 1, б) может быть представлен следующей парой сил р, приложенной к центру колеса, и р1, приложенной к точке О контакта колеса с рельсом. Сила направлена против движения. Колесо прижимается к рельсу весом локомотива Р , поэтому сила стремится сдвинуть колесо по рельсу вправо, и в точке контакта О возникает горизонтальная реакция в виде силы р2. По отношению к локомотиву она является внешней и вместе с равной ей и противоположно направленной силой обеспечивает сцепление колеса с рельсом. Оставшаяся неуравновешенной сила Р вызывает поступательное движение локомотива в направлении ее действия. [c.8] Таким образом, обязательными условиями возникновения силы тяги являются наличие вращающего момента, приложенного к колесной паре, и силы сцепления колесной пары с рельсом. Образование силы тяги р2 именно в месте контакта колеса с рельсом подтверждается тем, что если приподнять локомотив над рельсами, г. е. устранить их контакт с колесами, то, несмотря на вращение колес, локомотив перемещаться не будет. Наличие силы подтверждается угоном рельсов под ее действием. [c.8] Представляется также очевидной невозможность возникновения вращающего момента а следовательно, и силы тяги без подачи напряжения на тяговый электродвигатель. [c.8] Всякий тяговый двигатель преобразует подводимую к нему энергию во внешнюю работу силы тяги по перемещению поезда. Энергия может высвобождаться при сгорании топлива (тепловозы, паровозы, газотурбовозы, дизель-поезда), а может подводиться извне по проводам (электровозы, электропоезда). В зависимости от устройства локомотива энергия может преобразовываться несколько раз, прежде чем превратится в механическую работу вращения колес. На электровозах переменного тока электроэнергия, подводимая от контактной сети, преобразуется в трансформаторе и выпрямительной установке, затем с помощью тяговых двигателей и зубчатой передачи превращается в механическую работу вращения колес. [c.9] На автономном тяговом подвижном составе происходят более сложные преобразования энергии. Так, на тепловозе скрытая термохимическая энергия топлива при его сгорании превращается в механическую работу на коленчатом валу дизеля, которая затем с помощью тяговой передачи различного типа (электрической, гидравлической и др.) преобразуется в механическую работу вращения колес. [c.9] Однако общим для тягового подвижного состава всех типов является преобразование механической работы вращения колес с помощью сцепления их с рельсами во внешнюю работу силы тяги, обеспечивающую движение поездов. [c.9] В зависимости от места приложения различают силу тяги касательную - действительную силу тяги, приложенную к ободу движущих колес локомотива силу тяги на сцепке - приложенную к автосцепке между локомотивом и первым вагоном силу тяги динамометрическую - измеряемую динамометром на сцепном приборе первого вагона. Для тяговых расчетов используют главным образом понятие касательной силы тяги Кроме того, в соответствии с различными способами преобразования энергии, которые имеют место на локомотивах различных типов, используются понятия об ограничениях силы тяги и соответствующих этим ограничениям значениях силы тяги и соответствующих им значениях мощности локомотивов. [c.9] Поскольку тяговому подвижному составу всех типов присуще образование силы тяги в контакте колес с рельсами, для всех их существует ограничение по сцеплению. Для паровозов, кроме того, есть ограничение силы тяги по котлу и машине для электровозов - по тяговым двигателям, току, условиям коммутации, а для электровозов переменного тока, кроме того, - по преобразовательной установке. У тепловозов существует ограничение силы тяги и соответственно мощности по дизелю и передаче. [c.9] Вернуться к основной статье