Силы, действующие на поезд.

На движущийся поезд действуют несколько сил:

Fтяги (F); Сила сопротивления движения (w); Тормозная сила (B).

Эти силы действуют в следующем сочетании:

Разгон – F и w

Выбег – w

Тормоз – w и B

В основе действия этих сил лежат силы трения и сцепления.

Кривая движения поезда.

,,, Ст.А Ст.В

На кривой изображено 3 характерных участка,

характеризующих различные режимы движения поезда.

1. Разгон – поезд потребляет эл. энергию;

2. Выбег – запасенная кинетическая энергия расходующаяся на преодоления w.

3. Тормоз – оставшаяся кинетическая энергия гасится в тормозах. Интенсивность тормозной силы выбирает машинист.

Сила трения. Коэффициент трения.

Вт=К·φк кГс

Вт – тормозная сила кГс

К – сила нажатия колодки на колесо кГс

φк – коэффициент трения (Фи)

φк=Вт/К

Сила трения возникает при непосредственном соприкосновении 2^-хтел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. При торможении пневматическим тормозом между колодкой и колесом возникает сила трения, численно равная Вт.

Вт=К?φк .φк показывает во сколько раз Вт<К.

φк зависит от материала колодки, скорости движения, t нагрева, состояния трущихся поверхностей. При попадании между колодкой и колесом влагиφк уменьшается, что приводит к увеличению тормозных путей .

Для эксплуатации φк=0,3-0,4

Сила сцепления. Коэффициент сцепления

Сила сцепления возникает в точке касания колеса с рельсом и лежит в основе поступательного движения колесного транспорта.

Т=1000 Рсц ?ψкГс

Т – сила сцепления кГс ψ = Т / 1000 Рсц

Ψ - коэффициент сцепления (кси)

1000 – переводной коэффициент Тс в кГс

Рсц – вес, приходящийся на одну колесную пару

ψПоказывает во сколько раз Т < Рсц.

В условиях метрополитена колеблется 0,06-0,27.

Зависит от: скорости движения , упругих свойств материалов колеса и рельса, состояния поверхности колес и рельсов (влага, грязь, смазка), кривых участков пути, стыки, стрелки, разный уровень рельсов.

При трогании с места и при торможении происходит перераспределение нагрузки вагона колесные пары. При трогании разгружаются передние колеса, а при торможении – задние. Указанные колесные пары более подвержены ЮЗУ и буксованию.

Возникновение

М– направление движения

Вращающий момент якоря двигателя можно представить в виде пары сил, из которых F1

Приложена к оси колесной пары, а другая F2

Приложена в точку касания колеса с рельсом.

Так как колесная пара опирается на рельсы с

Силой Рсц , то под действием F2 в точке касания колеса с рельсом возникает внешняя сила сцепления Т, которая является горизонтальной реакцией рельса на F2.F2 и T равны по величине, но различны по направлению, поэтому они взаимно уравновешиваются . Остается неуравновешенной F1 , которая заставляет колесо совершать поступательное движение .

Закон нормального движения

Fmax ? Т= 1000 Рсц •ψкГс

Мax Сила тяги не должна быть больше предельной силы сцепления . Нарушение этого условия приводит к срыву сцепления колес с рельсами и как следствие буксование колесной пары на моторном режиме.