Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Режим тяги высокой эффективности

Режим тяги высокой эффективности

Станислав Власьевский, профессор ДВГУПСа, д.т.н.

В феврале этого года мне довелось участвовать в научно-техническом семинаре, который проходил на базе Иркутского государственного университета путей сообщения. Основной темой дискуссий стал вопрос, который сегодня волнует конструкторов, машиностроителей, эксплуатационников: а, собственно, каким должен быть грузовой электровоз нового поколения, каким требованиям он должен отвечать и какие для этого параметры необходимо заложить уже на стадии конструирования? Вопросы очень серьёзные и значимые. А если к ним добавить ещё и экономику, то понимаешь, что настало время пересмотреть многие ранее разработанные и принятые концепции.

На мой взгляд, достаточно интересные и перспективные разработки в области создания современных электровозов переменного тока с коллекторным приводом сегодня ведут молодые учёные кафедры «Электроподвижной состав» Иркутского госуниверситета путей сообщения.

Сегодня на магистральных железных дорогах России остро стоят проблемы повышения надёжности, безопасности и энергосбережения при вождении грузовых поездов большой массы и длины электровозами переменного тока. В связи с этим хочется проанализировать те возможности наших грузовых электровозов переменного тока, которые бы могли решать эти проблемы. На протяжении последних 40 лет нашей отечественной промышленностью выпущен целый ряд грузовых электровозов переменного тока (ВЛ80Р, ВЛ85, ВЛ80ТК, 2(3,4)ЭС5К – «Ермак»). Однако затраты электроэнергии на тягу поездов у данных электровозов достаточно большие, что является следствием невысоких их энергетических показателей (коэффициентов мощности и полезного действия). В номинальном (лучшем) режиме они не превышают величины 84 из 100%. С такими показателями сегодня уже нельзя мириться.

Последние 25–30 лет учёные и специалисты ряда научно-исследовательских и учебных заведений ведут исследования с целью повышения эффективности эксплуатации указанных электровозов, в том числе и их энергоэффективности. Однако большого прорыва долгое время не наблюдалось. И только года 3–4 назад появились результаты значительного повышения энергетических показателей этих электровозов благодаря научно-исследовательским работам, проведённым в ИрГУПСе и ДВГУПСе.

Как известно, движение грузовых поездов на сети железных дорог осуществляется на достаточно низких скоростях (в диапазоне 40–70 км/ч) из-за наличия на ряде участков сложного профиля пути с большим количеством подъёмов и кривых, значительного количества временных и постоянных ограничений скорости движения поездов. Для учёта этих условий грузовому электровозу необходимо иметь мягкие тяговые характеристики, когда сила тяги локомотива меняется обратно пропорционально скорости его движения. Причём эти характеристики желательно приближать к виду квадратичной зависимости, когда уменьшение скорости вдвое приводит к увеличению силы тяги в четыре раза и т.д. Такими характеристиками обладают только коллекторные тяговые двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением (коллекторный привод), у которых сила тяги изменяется в квадратичной зависимости от тока якоря в большей части диапазона регулирования скорости. У этих локомотивов определяющим является параметр силы тяги, а не скорости движения, как, например, для пассажирских электровозов и электропоездов. Исходя из этого для пассажирских электровозов и электропоездов оправданно применение асинхронных двигателей трёхфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором (асинхронного электропривода), тогда как для грузовых электровозов, которые эксплуатируются с пониженными скоростями движения, предпочтительнее применять коллекторный привод. Эта особенность грузовых электровозов определяет требования к тяговому электроприводу. Доказано, что асинхронный привод на мощных грузовых электровозах проигрывает коллекторному приводу как по энергетике, так и по реализации тяговых характеристик на пониженных скоростях.

Для повышения энергоэффективности электровозов переменного тока с коллекторным приводом группой молодых учёных ИрГУПСа предложены новые технические решения. Так, для повышения коэффициента мощности, а следовательно, и меньшего потребления энергии на тягу поездов был разработан новый преобразователь на IGBT, в котором транзисторы включены последовательно с диодами. В этом преобразователе с помощью нового алгоритма управления его транзисторными плечами и оригинальной новой системы управления были достигнуты высокие энергетические показатели. Коэффициент мощности в режиме тяги, начиная от 0,7 первой зоны и до конца четвёртой зоны, во всём диапазоне регулирования держится на уровне 96%. Такой преобразователь по массогабаритным показателям может быть установлен как на ранее существующих, так и на новых электровозах «Ермак». Новая элементная база позволяет перейти к индивидуальному питанию каждого двигателя от отдельного преобразователя. Это позволит решить вопрос распределения тока по тяговым двигателям, поосного регулирования силы тяги и торможения без потери сцепления, а также осуществить поосную пескоподачу, что снизит расход песка.

Надо иметь в виду, что практически все предлагаемые технические решения были апробированы на математических моделях, на стендах и на электровозе ВЛ80Р. Во всех случаях подтверждена адекватность процессов. Исследования учёных ДВГУПСа и ИрГУПСа, которые проводились ещё в 2003–2010 годах, были подтверждены опытной эксплуатацией электровозов ВЛ80Р на Дальневосточной, Восточно-Сибирской и Красноярской железных дорогах. Экспериментальные исследования на стенде мощностью 20 кВт показали следующие результаты. Транзисторный преобразователь позволяет увеличить на 20% напряжение на тяговых двигателях и на 10% величину выпрямленного тока. Это означает, что электровозы, оснащённые транзисторными преобразователями, будут иметь большую силу тяги.

Таким образом, предлагаемые технические решения являются значительным научным и практическим достижением, при их внедрении они позволят электровозам работать в режимах тяги и рекуперативного торможения с высокими энергетическими показателями и повышенной надёжностью.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Длительная сила — тяга

Длительная сила тяги показывает, какую тягу может развить локомотив в движении; она обычно меньше силы тяги при трогании с места. Такое соотношение соответствует изменению сопротивления движению вагонов, которое является большим при трогании с места ( особенно у вагонов на подшипниках скольжения), а затем при движении вагонов в два раза и более снижается. [1]

Длительная сила тяги показывает, какую наибольшую тягу может развивать локомотив в движении длительное время без ограничения по нагреву тяговых электрических машин. [2]

Приняв длительную силу тяги за 100 / 0, можно определить по процентной характеристике тягового двигателя ( фиг. [3]

Кривые С — тепловоз U36B мощностью 3600 л. с. и секция МАТЕ имеют длительную силу тяги 49 1 тс при скорости 15 6 км / ч, 8 тяговых электродвигателей и один дизель. Два тепловоза RC-3 общей мощностью 3200 л. с. имеют длительную силу тяги 47 6 тс при скорости 15 3 км / ч, 8 тяговых электродвигателей и два дизеля. На секциях МАТЕ применена стандартная система защиты от боксования. [4]

Читать еще:  Что проверять после перегрева двигателя

Нормы массы поездов по участкам и направлениям тепловозной тяги определяются по правилам тяговых расчетов с учетом длительной силы тяги по технической характеристике тепловоза и руководящего подъема на участках обслуживания. Следовательно, произвольное и необоснованное повышение массы поездов, которое имеет место на железных дорогах, может приводить только к отрицательным воздействиям на техническое состояние тепловозов и их надежность. Особенно неблагоприятно это сказывается на тяговых электродвигателях, являющихся наиболее повреждаемыми сборочными единицами магистральных грузовых тепловозов. На их долю приходится в среднем до 15 — 20 % от общего числа отказов по всему оборудованию тепловоза. [5]

Если вес поезда при проектировании тепловоза не задан, но известна мощность тягового двигателя Рм в кет, то можно определить длительную силу тяги двигателя , руководствуясь выбором скорости на руководящем подъеме. Эта скорость может быть принята равной половине средней технической скорости на горизонтальном участке. [6]

Кривые С — тепловоз U36B мощностью 3600 л. с. и секция МАТЕ имеют длительную силу тяги 49 1 тс при скорости 15 6 км / ч, 8 тяговых электродвигателей и один дизель. Два тепловоза RC-3 общей мощностью 3200 л. с. имеют длительную силу тяги 47 6 тс при скорости 15 3 км / ч, 8 тяговых электродвигателей и два дизеля. На секциях МАТЕ применена стандартная система защиты от боксования. [7]

Тяговые характеристики тяговых агрегатов с секциями МАТЕ показаны на рис. 76, а. Кривые А — два тепловоза U30C и секция МАТЕ имеют мощность 6000 л. с., длительную силу тяги 109 6 тс при скорости 11 3 км / ч, 16 тяговых электродвигателей и два дизеля. Четыре тепловоза F-7 общей мощностью 6000 л. с. имеют длительную силу тяги 72 6 тс при скорости 18 5 км / ч, 16 тяговых электродвигателей и четыре дизеля. Кривые В — два тепловоза U36C общей мощностью 7200 л. с. и секция МАТЕ имеют длительную силу тяги 73 6 тс при скорости 21 2 км / ч, 12 тяговых электродвигателей и два дизеля. [9]

Тяговые характеристики тяговых агрегатов с секциями МАТЕ показаны на рис. 76, а. Кривые А — два тепловоза U30C и секция МАТЕ имеют мощность 6000 л. с., длительную силу тяги 109 6 тс при скорости 11 3 км / ч, 16 тяговых электродвигателей и два дизеля. Четыре тепловоза F-7 общей мощностью 6000 л. с. имеют длительную силу тяги 72 6 тс при скорости 18 5 км / ч, 16 тяговых электродвигателей и четыре дизеля. Кривые В — два тепловоза U36C общей мощностью 7200 л. с. и секция МАТЕ имеют длительную силу тяги 73 6 тс при скорости 21 2 км / ч, 12 тяговых электродвигателей и два дизеля. [11]

Тяговые характеристики тяговых агрегатов с секциями МАТЕ показаны на рис. 76, а. Кривые А — два тепловоза U30C и секция МАТЕ имеют мощность 6000 л. с., длительную силу тяги 109 6 тс при скорости 11 3 км / ч, 16 тяговых электродвигателей и два дизеля. Четыре тепловоза F-7 общей мощностью 6000 л. с. имеют длительную силу тяги 72 6 тс при скорости 18 5 км / ч, 16 тяговых электродвигателей и четыре дизеля. Кривые В — два тепловоза U36C общей мощностью 7200 л. с. и секция МАТЕ имеют длительную силу тяги 73 6 тс при скорости 21 2 км / ч, 12 тяговых электродвигателей и два дизеля. [13]

ГРУЗОВОЙ ЭЛЕКТРОВОЗ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2ЭС4К

Электровоз магистральный постоянного тока 2ЭС4К предназначен для вождения грузовых поездов на железных дорогах колеи 1520 мм . Заменяемая серия — электровозы грузовые ВЛ10, ВЛ11.

Особенности конструкции:

  • электровоз состоит из двух секций. Каждая секция электровоза имеет кабину управления и комплект оборудования, обеспечивающий работу одного электровоза, а также работу по системе многих единиц в составе двух электровозов (2х2ЭС4К) или в составе трех секций.
  • электровоз 2ЭС4К унифицирован с электровозом 2ЭС5К по узлам механической части, кабине управления, пневматическому, тормозному и другому оборудованию.
  • электрическая схема обеспечивает работу электровоза в режиме тяги, электрического (рекуперативного и реостатного) торможения, выбега и стоянки. В тяговом режиме работы электровоза электрическая схема обеспечивает работу тяговых электродвигателей с независимым и последовательным возбуждением, в режиме рекуперативного и реостатного торможения – с независимым возбуждением при питании от статического преобразователя. Регулирование скорости электровоза осуществляется ступенчато с тремя группировками тяговых двигателей: последовательное, последовательно-параллельное и параллельное соединение.
  • электровоз имеет ходовую часть, отвечающую современным требованиям; передача силы тяги и торможения от тележек к кузову осуществляется цельными наклонными тягами. Кузов и тележки связаны между собой в вертикальном и поперечном направлениях с помощью упругих и демпфирующих элементов. Первая ступень подвешивания — винтовые пружины сжатия, вторая ступень — на пружинах «Флексикойл»
  • микропроцессорная система управления, обеспечивающая:
    • ручное и автоматическое управление движением;
    • режимы автоведения поезда;
    • диагностику параметров движения и работы оборудования электровоза.
  • современные системы безопасности движения:
    • комплексное локомотивное устройство обеспечения безопасности (КЛУБ-У);
    • телемеханическая система контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ);
    • система автоматического управления торможением поездов (САУТ- ЦМ/485).
  • современная кабина управления с улучшенными условиями труда локомотивной бригады.
  • трехфазные асинхронные электродвигатели для привода вентиляторов охлаждения тяговых двигателей, компрессоров с питанием от статистического преобразователя.
  • предусмотрена возможность регулирования производительности вентиляторов охлаждения тяговых двигателей в зависимости от их температуры.
  • электровоз оборудован холодильником и сантехническим оборудованием (умывальник, туалет).
  • номинальное напряжение цепей управления — 110 В.

Технические характеристики электровоза 2ЭС4К:

Номинальное напряжение, В

Формула ходовой части

Масса электровоза с 0,67 запаса песка, т

Нагрузка от оси на рельсы, кН (тс)

Сила тяги часового режима, кН (тс), не менее

Скорость часового режима, км/ч, не менее

Сила тяги продолжительного режима, кН, (тс), не менее

Скорость продолжительного режима, км/ч, не менее

Максимальная скорость в эксплуатации, км/ч

КПД в продолжительном режиме, не менее

Номинальная длина электровоза по осям автосцепок, мм

  • ГЛАВНАЯ
  • О ПРЕДПРИЯТИИ
    • НЭВЗ -вчера, сегодня, завтра
    • Виртуальная экскурсия по НЭВЗу
    • Охрана труда и окружающей среды
    • Корпоративная информация
    • Промышленная безопасность
    • Политика в области технической безопасности
    • Политика в области качества
    • Об обработке персональных данных
  • ПРОДУКЦИЯ
    • Пассажирские электровозы
      • Электровоз ЭП1М
      • Электровоз ЭП1П
      • Электровоз ЭП20
    • Грузовые электровозы
      • Электровоз 4ЭС5К
      • Электровоз 3ЭС5К
      • Электровоз 3ЭС4К
      • Электровоз 2ЭС5К
      • Электровоз 2ЭС4К
      • Электровоз 2ЭС5
      • Электровоз Э5К
    • Промышленные электровозы
      • Электровоз НПМ2
      • Тяговый агрегат НП1
    • Виртуальная экскурсия по электровозу 2ЭС5К
    • Остатки готовой продукции на складе
    • Фотогалерея
      • Серийная продукция
      • История
  • СТОП КОРОНАВИРУС
  • ЦИФРОВОЙ ЗАВОД НЭВЗ
  • ЗАКУПКИ
    • Реализация неликвидных ТМЦ
  • ПРЕСС-ЦЕНТР
    • Новости
    • Видео
    • Архив новостей
      • 70-летию Победы посвящается
      • 75-летию Победы посвящается
      • 80-летию НЭВЗа посвящается
      • 85-летию НЭВЗа посвящается
    • Видео-архив
      • 70-летию Победы посвящается
      • 75-летию Победы посвящается
      • 80-летию НЭВЗа посвящается
      • 85-летию НЭВЗа посвящается
  • СОЦИАЛЬНАЯ СФЕРА
    • Совет молодежи
    • Музей истории футбола
    • Профсоюзная жизнь
    • Дворец Культуры НЭВЗа
    • Медицинская служба
    • Спортивно-оздоровительный комплекс
    • Базы отдыха
    • Общежитие
  • ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ ПЕРСОНАЛА
  • ВАКАНСИИ
  • КОНТАКТЫ
    • Контактная информация
    • Обратная связь
Читать еще:  Cf moto 500 тюнинг двигателя

Предриятие входит в состав компании АО “Трансмашхолдинг

Сертификат соответствия системы менеджмента бизнеса требованиям ISO/TS 22163:2017

Сертификат соответствия системы менеджмента качества требованиям ISO 9001:2015

nevz@nevz.com

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЯГОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН ПРИ ТРОГАНИИ С МЕСТА ПОД НАГРУЗКОЙ

Группа изобретений относится к испытанию и техническому диагностированию транспортных машин, в частности к способу и устройству испытания машин, преимущественно трактора, при трогании с места под нагрузкой. Машину присоединяют к тяговым устройствам с возможностью измерения силы тяги и касательных сил, приложенных к ободам ведущих колес, при этом применяют по крайней мере три динамометра, один из которых располагают по горизонтальной линии следа центра тяжести трактора. Устройство имеет упор с тяговым динамометром, а в основании имеются углубления, внутри которых установлены динамометры касательных сил, присоединенные к подвижным кареткам на опорных катках. Подвижные каретки состоят из роликов холостого движения и выдвижных зацепов, а на дне ниш имеются наклонные направляющие. Достигается возможность определения силы тяги на ободе ведущих колес. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места под нагрузкой, при котором подготавливают машину и тяговые устройства с динамометрами к испытанию, присоединяют машину к тяговым устройствам и обеспечивают достаточное сцепление ходового аппарата машины с основанием, отличающийся тем, что применяют по меньшей мере три динамометра с возможностью измерения силы тяги, приложенной к остову трактора, и касательных сил, приложенных к ободу ведущих колес, при этом обеспечивается достаточное сцепление ходового аппарата машины с основанием и исключается возможность опасного для здоровья операторов отрыва передних колес машины от основания в момент испытания. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что остов машины присоединяют к тяговому динамометру, который располагают по горизонтальной линии следа центра тяжести трактора. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при тяговых испытаниях записывают, по крайней мере, показания трех динамометров тягового и касательных на ободе ведущих колес одновременно или по отдельности, тем самым оценивают распределение потока мощности двигателя и выявляют источники непроизводительных потерь мощности. 4. Устройство для обеспечения способа по п.1, включающее приспособления для подготовки машины к испытаниям, динамометр, приспособления для обеспечения достаточного сцепления ходового аппарата машины с основанием, отличающееся тем, что имеется упор с прикрепленным к нему тяговым динамометром, а в основании имеются углубления в форме отдельных ниш, размеры которых соответствуют ходовому аппарату испытываемой машины, при этом внутри ниш имеются динамометры касательных сил и подвижные каретки на опорных катках, состоящие из роликов холостого движения и выдвижных зацепов, причем на дне ниш имеются наклонные направляющие, обеспечивающие возможность выдвижения зацепов и осуществление достаточного сцепления ходового аппарата машины с основанием.

Изобретение относится к испытанию и техническому диагностированию машин, в частности к способу и устройству для тяговых испытаний транспортных машин (преимущественно трактора) при трогании с места под нагрузкой.

Известен способ тяговых испытаний колесных тракторов с определением максимальной силы тяги на крюке транспортной машины в тяговом режиме трогания с места (Патент РФ №2164670, G01L 513, опубл. 27.03.2001). Недостатком известного способа является невозможность его реализации при недостаточном сцеплении ходового аппарата испытываемой машины с основанием, то есть при естественном буксовании. Для реализации известного способа требуются дополнительные устройства, обеспечивающие устранение буксования и повышения достаточного сцепления ходового аппарата испытываемой машины с основанием. Но более существенным недостатком известного способа тяговых испытаний транспортных машин является их невозможность определять реальные значения касательных сил, приложенных к ободу ведущих колес ходового аппарата машины.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места под нагрузкой (Патент РФ №2490610, G01M 17/007, опубл. 20.08.2013). Известный способ прост в исполнении и реализуется посредством штатного крюка трактора, присоединяемого через динамометр непосредственно к поверхности. Известный способ реализуется следующим образом: подготавливают машину отдельно, а затем измеряют усилие на тросе штатного крюка, присоединенного к поверхности.

Однако данный способ нельзя считать достоверным, так как сила тяги трактора в данном случае не измеряется, а измеряется только ее составляющая, направленная под углом к поверхности. Как известно, сила тяги всегда горизонтальна. Помимо этого, для достоверной оценки силы тяги и возможных потерь потока мощности необходимо, помимо последней, измерение касательных сил тяги на ободе ведущих колес ходового аппарата машины (см. В.А. Савочкин. Тяговой расчет трактора. МинобрРФ, МГТУ «МАМИ», Москва, 2001 г., стр. 14).

Таким образом, известный выше способ не отвечает необходимым требованиям и не обеспечивает измерение непосредственно силы тяги трактора и касательных сил тяги на ободе ведущих колес ходового аппарата машины.

Кроме этого, известный способ тяговых испытаний при его осуществлении представляет собой достаточно опасную для здоровья операторов процедуру, так как по условию способа максимальный угол наклона силы тяги к основанию достигает исходя из начала отрыва передних колес машины от основания. Последнее не допускается по технике безопасности при эксплуатации, например, колесных тракторов.

Задачей изобретения является создание способа, обеспечивающего возможность проведения тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места, который заключается в определении силы тяги трактора и касательных сил на ободе ведущих колес ходового аппарата машины. Способ реализуется следующим образом: вначале подготавливают машину к испытаниям — устанавливают ходовой аппарат на ролики холостого движения подвижных кареток, расположенных в нишах площадки. Двигатель машины и трансмиссию привода ходового аппарата запускают в рабочее состояние движения машины и прогревают тем самым до необходимых температур. При этом остов и сама машина не перемещается относительно площадки, оставаясь на месте, а вращаются только ролики холостого движения подвижных кареток, на которых располагается работающий ходовой аппарат машины.

Читать еще:  Двигатель 406 глохнет на горячую причина

Затем ходовой аппарат и двигатель останавливают и присоединяют тяговой динамометр к остову машины, а динамометры касательных сил к подвижным кареткам, на которых при этом выдвигаются зацепы, обеспечивающие достаточное сцепление ходового аппарата машины с основанием. Тяговый динамометр располагают по горизонтальной линии следа центра тяжести транспортной машины (трактора). После этого вновь запускают двигатель и включают в движение ходовой аппарат. Ходовой аппарат удерживается от движения выдвижными зацепами, обеспечивающими достаточное сцепление, а с помощью динамометров регистрируют соответствующие усилия, измеряя тем самым силу тяги и касательные усилия ходового аппарата. В зависимости от задач испытаний динамометры могут использовать по отдельности один или два, или три вместе, при этом подвижные каретки работают либо с выдвижными зацепами, либо с роликами холостого движения. Включение в работу выдвижных зацепов осуществляется за счет наклонных направляющих, установленных на дне ниши. При работе подвижных кареток с выдвижными зацепами устанавливают динамометры касательных сил, а при работе с роликами холостого движения динамометры касательных сил заменяют тягой.

Устройство для осуществления указанного способа (техническая реализация устройства), включающее приспособления для подготовки машины к испытаниям, динамометры, приспособление для обеспечения достаточного сцепления ходового аппарата машины с основанием, имеет дополнительно упор с прикрепленным к нему тяговым динамометром, а в основании выполнены углубления в форме отдельных ниш, размеры которых соответствуют ходовому аппарату испытываемой машины. Внутри ниш установлены каретки, состоящие из роликов холостого хода и выдвижных зацепов. К подвижным кареткам присоединены динамометры касательных сил. На дне ниш имеются наклонные направляющие, обеспечивающие возможность выдвижения зацепов и осуществление достаточного сцепления ходового аппарата машины с основанием. Возможность свободного перемещения подвижных кареток достигается за счет установленных на них опорных катков.

На фигуре 1 и 2 показан схематично способ тяговых испытаний транспортных машин при трогании с места под нагрузкой на примере колесного трактора 1 с передней 2 и задней 3 ведущей осью. При этом устанавливают колеса передней 2 и задней 3 ведущей оси на ролики 4 холостого движения подвижных кареток 5. Подвижные каретки 5 располагают в нишах 6 основания 7. На фигуре 2 показано два положения а) и в), в которых устанавливаются подвижные каретки 5. Положение а) — когда работают ролики 4 холостого движения и положение в) — когда работают выдвижные зацепы 8. Тяговой динамометр 9, динамометр касательных сил 10 и динамометр касательных сил 11 присоединяют соответственно к остову трактора 1, к подвижной каретке 5 колеса задней 3 ведущей оси и к подвижной каретке 5 колеса передней 2 ведущей оси. Имеется упор 12, на котором фиксируется динамометр 9. На дне ниш 6 имеются наклонные направляющие 13. На подвижные каретки 5 в положении холостого движения вместо динамометров касательных сил 10 и 11 установлена тяга 14 (см. фиг. 2а). Для наглядности на подвижных каретках 5 показана периферийная грань 15 колеса ходового аппарата, в положении а) она расположена на роликах 4 холостого движения, а в положении в) на выдвижных зацепах 8. На подвижных каретках 5 имеются опорные катки 16. На фиг. 1 условно показан центр тяжести машины ЦТ и горизонталь расположения тягового динамометра 9.

16 Образование силы тяги

16. Образование силы тяги.

При подаче U на обмотки тягового двигателя, на обмотках тягового двигателя течет ток, образуется вращающий момент, якорь тягового двигателя вращается и через зубчатую передачу вращающий момент передается на колесную пару Мк. Колесо колесной пары прижато к рельсу с силой Р. Вращающий момент Мк можно заменить парой сил F1 и F2. Сила F1 приложена к центру колеса О, а сила F2 – к ободу колеса в точке А касания его с рельсом. Рельс закреплен! Под действием сил F2 и Р возникнут равные им и противоположно направленные реакции со стороны рельса, выраженные силами Fк и R, которые являются внешними силами. Сила R направлена вертикально и не влияет характер движения. Сила реакции рельса Fк и является силой тяги. За счет сцепления колеса с рельсом возникает необходимый упор. При этом силы F2 и Fк уравновешиваются. Под действием силы F1 колеса поворачиваются относительно точки А, как мгновенного центра вращения. Так как мгновенный центра вращения при этом перемещается по поверхности головки рельса слева направо, то и центр колеса (точка О) поступательно движется в том же направлении.

Сумма сил Fк всех движущих колесных пар локомотива называется силой тяги локомотива.

Сила тяги Fк не должна превышать силу сцепления колеса с рельсом. FкFк сцеп. В противном случае колесо теряет упор и начнется проскальзывание — боксование. Сила сцепления определяется произведением силы Р на коэффициент сцепления колеса с рельсом – Fсцеп = P x ψ.

Для локомотива Fсцеп = mл x g x ψ, где mл — масса локомотива, g – 9,81 м/с 2 – ускорение свободного падения, ψ – коэффициент сцепления.

Коэффициент сцепления зависит от материала рельса и колес, состояния их поверхностей, от скорости движения.

Природу силы сцепления часто объясняют наличием шероховатостей на поверхностях колеса и рельса. При таком рассуждении можно считать, что при наличии отшлифованных поверхностей сила сцепления меньше. Однако, практика доказывает, что при чистых и хорошо обработанных поверхностях сила сцепления выше. Сцепление колес с рельсами объясняется молекулярным сцеплением. Для увеличения сцепления колес с рельсами используют сухой кварцевый песок, который разрушает поверхностные пленки и твердые частицы внедряются в контактируемые поверхности.

Расчетный коэффициент сцепления локомотива ψк определяют по эмпирическим формулам для различных типов локомотивов и отдельно в кривых малого радиуса R менее 500 м; например для электровозов переменного тока

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector