Дополнительное сопротивление движению

Дополнительные сопротивления это - сопротивление от уклона (полное -W_i, удельное w_i)и сопротивление от кривой (полное -W_R, удельное w_R).

К силам дополнительного сопротивления движению W' относят силы сопротивления, возникающие от уклонов, при движении в кривых участках пути, трогании с места; силы сопротивления, создаваемые подвагонными генераторами в пассажирских поездах, а также силы сопротивления, возникающие при низких температурах наружного воздуха, действие встречного или бокового ветра.

Дополнительное сопротивление от уклонов. Эта сила создается составляющей веса поезда, действующей на подъеме против движения поезда, а на спусках — по направлению движения.

Крутизна подъема определяется углом α. На железнодорожном транспорте крутизну подъемов i измеряют в тысячных долях (‰), равных отношению высоты подъема ВС к его длине АВ, умноженному на 1000.

Дополнительное сопротивление при движении поезда в кривой.

При движении поезда в кривых участках пути колеса гребнем прижимаются к наружному рельсу. Сила реакции рельса вынуждает поезд двигаться криволинейно. Между гребнями колес и боковой поверхностью головки рельса возникает трение. При движении в кривых увеличивается также проскальзывание колес из-за разной длины наружного и внутреннего рельсов, несмотря на конический профиль рабочих поверхностей колес. При входе в кривые и выходе из них или при изменении радиуса кривой тележки поворачиваются относительно кузова, появляется трение в опорах и боковых скользунах.

Перечисленные силы трения, приведенные к ободам колесных пар, создают силы дополнительного сопротивления движению от кривизны пути.

Они возрастают с уменьшением радиуса кривой, а также зависят от скорости движения, вида подвижного состава, состояния пути и степени возвышения наружного рельса, боковых зазоров между рельсами и гребнями колес, степени износа колесных пар и их разбегов. Из-за большого числа факторов и сложных зависимостей сил сопротивления движению от условий эксплуатации дополнительное удельное сопротивление движению от кривых Wr (Н/кН) на эксплуатируемых дорогах определяют по эмпирическим формулам в зависимости только от радиуса:

Дополнительное сопротивление при трогании с места

Силы трения в подшипниках при трогании поезда оказываются выше, чем при движении В меньшей степени на сопротивление движению при трогании влияют: повышенное трение качения колеса из-за больших деформаций колес и рельсов при стоянке по сравнению с деформациями при качении колес, нагрузки от колесных пар на рельсы, температура окружающего воздуха, качество применяемого масла.

Особенно большая разница в силах сопротивления при трогании и движении проявляется в подшипниках скольжения, у роликовых подшипников она значительно меньше. После трогания сила сопротивления движению резко снижается, так как трущиеся поверхности нагреваются и в зону трения попадает смазка (у подшипников скольжения при повороте колеса примерно на половину оборота)

Силы удельного сопротивления при трогании состава (основного и Дополнительного) определяют по эмпирическим формулам, рекомендованным ПТР, Н/кН:

Дополнительное сопротивление движению от подвагонных генераторов. Подвагонные генераторы обеспечивают пассажирские вагоны электрической энергией, необходимой для освещения, зарядки аккумуляторной батареи, работы электродвигателей вентиляционного агрегата и других установок, а также бытовых электрических приборов. Якорь генератора приводится во вращение от колесной пары вагона через редукторно-карданный или ременный привод, создавая дополнительное сопротивление движению вагона. wnr

Дополнительное сопротивление движению учитывают при скоростях движения 20 км/ч и выше. При низких скоростях это сопротивление в расчетах не учитывают.

Дополнительное сопротивление движению при низких температурах окружающего воздуха. При низких температурах возрастает вязкость смазки. Следовательно, повышаются коэффициенты трения в буксовых и моторно-осевых подшипниках и передаче подвижного состава, что приводит к увеличению сил сопротивления движению. Возрастает также и сопротивление воздушной среды вследствие повышения плотности воздуха при пониженных температурах.

Дополнительное сопротивление движению от ветра. Ветер изменяет силы сопротивления движению воздушной среды. При встречном ветре они возрастают за счет увеличения относительной скорости воздушного потока, которая равна сумме скоростей поезда и встречного ветра. Под действием бокового ветра подвижной состав смещается в сторону и возникает трение гребней колесных пар о боковую поверхность рельса подобно тому, что происходит при проследовании кривого участка пути. Попутный ветер уменьшает силы сопротивления движению поезда. Увеличение основного удельного сопротивления движению поезда от действия встречного и бокового ветра Wm учитывают коэффициентом к^/ на который умножают основное удельное сопротивление движению поезда.

Для снижения скорости поезда, остановки его и удержания на месте машинист применяет тормоза. Они создают тормозную силу, как бы искусственно увеличивающую сопротивление движению поезда. Машинист может регулировать тормозную силу по своему усмотрению, выбирая ту или иную тормозную позицию.

Существуют системы механического(колодочного и дискового), электрического и электромагнитного торможения.

При колодочном тормозе тормозная сила создается в результате нажатия тормозных колодок на бандажи колес Воздух к тормозным устройствам подается по однопроводной тормозной магистрали, состоящей из трубопровода локомотива и последовательно включенных

тормозных трубопроводов каждого вагона. В процессе торможения, которое начинается при установке рукоятки крана машиниста в соответствующее положение, происходит снижение давления в тормозной магистрали.

В результате этого сжатый воздух из запасных резервуаров поступает через воздухораспределители в тормозные цилиндры вагонов. Штоки этих цилиндров приводят в действие тормозную рычажную передачу, и колодки прижимаются к бандажам.

С помощью крана машиниста осуществляется и автоматическое восполнение возможных утечек воздуха из тормозной сети поезда и наполнение запасных резервуаров через воздухораспределители. Благодаря этому тормоз становится неистощимым.

При обрыве поезда или повреждении тормозной магистрали, а также при срабатывании стоп-крана тормоз приходит в действие вследствие снижения давления в тормозной магистрали, из которой в этих случаях воздух выходит в атмосферу. Поэтому такой тормоз является автоматиче-ским.

Существуют системы электрического торможения − реостатного, рекуперативного, комбинированного и электромагнитного.

При реостатном торможении э.п.с. должен быть оборудован специ-альной схемой, позволяющей при переключении тяговых двигателей в ге-нераторный режим часть энергии движущегося поезда в специальных ре-зисторах превращать в тепло, рассеивая его в окружающую среду.

При рекуперативном торможении тяговые двигатели также переклю-чаются по специальной схеме на генераторный режим, а вырабатываемая ими электрическая энергия возвращается в контактную сеть, что значи-тельно повышает технико-экономические показатели электрической тяги.

Максимальная тормозная сила этих видов электрического торможе-ния зависит как от параметров электрооборудования э.п.с., так и от силы сцепления их колес с рельсами, не допуская юза.

Особенность электрического торможения поездов состоит в том, что тормозную силу создает только э.п.с.:

− в грузовом движении только тяговые двигатели электровозов;

− в пассажирском пригородном движении только тяговые двигатели

В процессе торможения особенно длинных грузовых поездов задние вагоны могут набегать на передние, создавая, особенно на переломах профиля, опасность выдавливания вагонов из состава. При правильном управлении режимом торможения такая опасность практически незначи-тельна и может быть сведена до минимума действиями машиниста.

В системах электромагнитного торможения тормозная сила не зависит от сцепления колес с рельсами. Известны два вида электромагнитных

рельсовых тормозов: магниторельсовые и тормоза, в которых используется тормозной эффект от вихревых токов, наводимых в рельсах. Однако на железнодорожном транспорте они применяются редко.

В магниторельсовом тормозе под действием силы электромагнитного притяжения к рельсам притягиваются специальные тормозные башмаки, упруго подвешенные к боковым балкам рамы тележки. Тормозные башмаки имеют обмотки возбуждения: при прохождении по ним тока возникает магнитный поток, охватывающий сердечник башмака и рельс. В результате образуется сила, притягивающая башмаки к рельсам. Поэтому реализуемые тормозные силы не ограничены сцеплением колес с рельсами. В тормозах, основанных на действии вихревых токов, чтобы обеспечить достаточную эффективность торможения, обмотки тормозных башмаков должны создать сильное магнитное поле в рельсах. На это расходуется электрической энергии во много раз больше, чем в магниторельсовых тормозах. Однако при таких тормозах обеспечивается независимость тормозной силы от состояния поверхностей рельса и бандажа, степени их

загрязнения и силы сцепления между ними. Их предназначают для э.п.с. с

электрическим торможением, при котором энергия, необходимая для возбуждения катушек тормозных башмаков, генерируется тяговыми двигателями.

В связи с ростом скоростей движения подвижной состав оборудуют комбинированными системами торможения, каждая из которых имеет наибольшую эффективность в определенном диапазоне скоростей. Например, на электропоезде ЭР200 применены реостатный тормоз, электропневматический, колодочный дисковый (полудиски размещены на центрах колес) и магниторельсовый, а также ручной тормоз для удержания поезда на месте. Одновременное действие тормозов нескольких видов, при котором может возникнуть заклинивание колес − юз, предотвращается специальными устройствами.

При механическом торможении происходит неодновременное включение тормозов вагонов в действие по длине состава, т.е. тормозная волна сравнительно медленно(со скоростью около

280 м/с) распространяется вдоль поезда. Из-за этого затягивается торможение поезда. Чтобы тормоза всех вагонов приходили в действие одновременно, применяют систему электропневматического торможения, которая обеспечивает одновременное возбуждение вентилей воздухораспределителей всех вагонов, на которые подается напряжение от крана маши-ниста по специальным проводам, проложенным вдоль состава.

Для торможения широко применяют чугунные колодки, которые, однако, быстро изнашиваются. Их приходится часто заменять, что вызывает

Ведутся работы по применению для тормозных колодок новых износостойких композиционных материалов, у которых коэффициент трения

мало зависит от скорости. Замена чугунных колодок композиционными,

износостойкость которых значительно выше, позволяет получить значительную ежегодную экономию чугуна при соответствующем сокращении

Коэффициент трения чугунных колодок о бандаж снижается с ростом

скорости более резко, чем коэффициент сцепления колес с рельсом. Поэтому в зоне малых скоростей движения(рис. 1.13) может произойти заклинивание колеса − юз, при котором происходит поступательное движение колеса по рельсу без вращения, из-за чего приходится ограничивать силу нажатия колодки на бандаж и применять противоюзные устройства.

Следует также учитывать, что резкое нарастание тормозной силы, как и ее резкое прекращение, вызывает большие продольные силы в поезде. Они могут привести к выдавливанию вагонов из состава, повреждению крепления грузов и другим нарушениям безопасности движения.

В процессе торможения из-за снижения коэффициента трения тормозная сила уменьшается с ростом скорости движения быстрее, чем растет сопротивление движению поезда. Это является также недостатком тормозов, особенно при чугунных колодках, так как при движении на спусках обусловливает механическую неустойчивость процесса торможения. Однако эта неустойчивость не является принципиальным препятствием для применения механического торможения на подвижном составе, так как благодаря большой инерции поезда механические неустановившиеся процессы протекают медленно и машинист может повысить тормозную силу при возрастании скорости движения поезда, увеличив нажатие колодок на бандаж, и уменьшить ее при снижении скорости.

19. Способы регулирования напряжения на электроподвижном составе переменного тока

Наиболее полное использование максимальной силы тяги электровоза по сцеплению обеспечивается при введении плавного регулирования напряжения на тяговых двигателях.

Для плавного регулирования напряжения тяговых двигателей на электроподвижном составе применяются различные способы преобразования постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения.

1) Наиболее перспективным является плавное регулирование напряжения с помощью тиристоров. Например, плавное регулирования напряжения выпрямителя можно осуществить, регулируя фазу отпирания тиристорных плеч 1-го и 2-го моста в пределах периода переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора, питающей выпрямитель (рис. 1.)

Рис.1 Плавное регулирование напряжения на тяговом двигателе: а – силовая схема

1) На современном электроподвижном составе (электровозы ВЛ80^р, 65, 85, ЭП1 и т. д) в схемах с плавным регулированием напряжения предусматривается секционирование вторичной обмотки трансформатора. При этом напряжение ранее отрегулированных секций подводится к цепи тягового двигателя, суммируясь с напряжением регулируемой секции обмотки трансформатора. Такое регулирование называют зонным фазовым.

2) Импульсное управление тяговыми двигателями осуществляется преобразованием непрерывного входного сигнала в дискретный, при этом чередование импульсов и пауз происходит с закономерностью, определяемой системой управления. Существуют три основные разновидности системы импульсного управления: амплитудно-импульсная, широтно-импульсная и частотно-импульсная. На ЭПС применяются две последние.

В широтно-импульсной системе управления формирование среднего напряжения осуществляется путем изменения ширины импульса при одинаковом периоде регулирования Т; при этом увеличение ширины импульса от до соответствует увеличению выходного напряжения от до (рис. 3.1). В частотно-импульсной системе управления такой же результат получается при уменьшении периода регулирования от до и, следовательно, при повышении частоты с сохранением одинаковой ширины импульса.

20) Электрическое торможение электроподвижного состава

Электрическое торможение (динамическое торможение, динамический тормоз) — вид торможения, при котором тормозной эффект достигается за счёт преобразования кинетической и потенциальной энергии транспортного средства (поезд, троллейбус и т. д.) в электрическую. Данный вид торможения основан на таком свойстве тяговых электродвигателей, как «обратимость», то есть возможность их работы в качестве генераторов.

Различают два вида электрического торможения. 1) Реостатное 2) Рекуперативное.

1) Реостатное торможение (реостатный тормоз) — вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, поглощается на самом подвижном составе в тормозных резисторах.

В режиме реостатного торможения тяговые электродвигатели, как правило, отключаются от контактной сети, а их обмотки возбуждения реверсируются (Изменение направления движения) и подключаются к независимому источнику. Обмотки якорей в свою очередь замыкаются на тормозные резисторы. Основное преимущество данного вида торможения перед рекуперативным, заключается в его независимости от напряжения контактной сети, так как потребитель электрической энергии размещён на самом подвижном составе. Благодаря этому реостатное торможение можно применять не только на электровозах и электропоездах, но и на любом другом подвижном составе с тяговыми электродвигателями, например на тепловозах.

Рекуперативное торможение — вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в электрическую сеть. Рекуперативное торможение применяется на всех типах ЭПС.

Энергия, возвращаемая в контактную сеть рекуперирующим электровозом, потребляется электровозами, находящимся с ним на одном участке и работающими в тяговом режиме. Если таких электровозов нет или необходимая энергия меньше рекуперативной, то так называема избыточная энергия рекуперации через устанавливаемые на тяговой подстанции специальные устройства –инверторы, преобразующие постоянный ток в переменный трехфазный, направляется в энергосистему.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: