Уравнение ускоряющей силы в режиме тяги

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ ПРИ ПРОВЕРКЕ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

Темы: Силы, действующие на поезд.

Основные режимы движения поезда, сила тяги, сцепление колес с рельсом, повышение тяговых свойств локомотива

1. Какие силы сопротивления относятся к группе основного сопротивления?

а) силы, действующие на поезд в любой момент движения и

б) силы, которые оказывают главное сопротивление при

в) силы, которые оказывают наибольшее сопротивление

1. Какие силы сопротивления относятся к группе дополнительного сопротивления?

а) силы, которые действуют во время движения поезда только в каких-то определенных условиях и при определенных

обстоятельствах, а при их отсутствии этих сил нет;

б) силы, которые оказывают не самое большое по значению

сопротивление движению поезда;

в) силы, которые появляются при прицепке дополнительных

1. Какая сила, действующая на поезд, создает и обеспечивает движение?

а) сила «спуска» при движении поезда на спуске;

б) положительная сумма сил, действующих на поезд;

в) сила тяги локомотива.

5. Укажите уравнение ускоряющей силы в «режиме выбега»:

6.Укажите уравнение силы, действующей на поезд в «режиме торможения»:

1. Какая сила называется удельной силой?

а) сила, отнесенная к весу поезда;

б) сила, отнесенная к скорости движения;

в) ускоряющая сила в режиме тяги.

ОТВЕТ: в

1. Какая сила тяги называется касательной?

а) сила тяги, приложенная в точке касания колеса и рельса;

б) сила тяги, приложенная в точке сцепления локомотива с

в) сила, приложенная к оси колесной пары локомотива.

1. Что является ограничением касательной силы тяги?

а) гладкие поверхности колес и рельсов;

б) сила сцепления колес с рельсами, которая зависит от

в) грязная поверхность рельсов.

1. Касательная, сила тяги и сила тяги по сцеплению, какое между этими силами должно быть соотношение?

а) касательная сила тяги должна быть больше силы тяги по

б) сила тяги по сцеплению должна быть равна касательной силе

в) касательная сила тяги должна быть меньше или равна силе

тяги локомотива по сцеплению.

1. Какой основной фактор включается в формулу для расчета коэффициента сцепления как переменная величина?

а) скорость движения;

б) коэффициент, учитывающий массу поезда;

в) диаметры кругов катания колесных пар.

Темы Характеристики на валу тягового электродвигателя (ТЭД). Характеристики, отнесенные к ободам колес локомотива. Сравнение ТЭД с различными возбуждениями. Тяговые и удельные тяговые характеристики электроподвижного состава.

Особенности электрической тяги на переменном токе. Внешние характеристики преобразовательной установки.

1. Какая формулировка соответствует правильному определению электромеханических характеристик электродвигателей постоянного тока?

а) электромеханическими характеристиками на валу тягового электродвигателя называют зависимость частоты вращения якоря, вращающего момента и коэффициента полезного действия от потребляемого тока при неизменном напряжении и постоянной температуре обмоток;

б) электромеханическими характеристиками на валу тягового электродвигателя называют зависимость частоты вращения якоря,

КПД и напряжения при прохождении рабочего тока;

в) электромеханическими характеристиками на валу тягового электродвигателя называют зависимость частоты вращения якоря от механических параметров и размеров двигателя.

1. От каких величин зависит частота вращения якоря тягового двигателя при постоянных U, г и Ci?

а) от тока I-, и магнитного потока Ф;

б) от тока /,, магнитного потока Ф и тока возбуждения I_g;

в) от магнитного потока Ф и тока возбуждения /_g.

1. Какими способами можно регулировать скорость движения локомотивов с электрической передачей?

а) устанавливать разное напряжение, подаваемое на двигатели;

б) изменять напряжение, ток и магнитный поток;

в) изменять ток возбуждения. ,

1. От каких величин при работе электродвигателей зависит сила тяги локомотива?

а) от напряжения, подаваемого на двигатели, от тока двигателя и

скорости движения локомотива;

в) от мощности электродвигателей.

1. Как изменится скорость движения локомотива после обточки колесной пары?

а) с уменьшением диаметра движущих колес скорость

б) с уменьшением диаметра движущих колес скорость

в) с уменьшением диаметра движущих колес скорость изменится незначительно.
ОТВЕТ: б

1. Как изменится скорость движения локомотива с уменьшением передаточного отношения зубчатой передачи?

а) с уменьшением передаточного отношения зубчатой передачи

б) с уменьшением передаточного отношения зубчатой передачи

скорость не изменится;

в) с уменьшением передаточного отношения зубчатой передачи

1. Как изменится сила тяги после обточки колесной пары?

а) сила тяги после обточки колесной пары увеличится;

б) после обточки колесной пары сила тяги не изменится;

в) после обточки колесной пары сила тяги изменится мало.

1. Укажите способы регулирования частоты вращения электроподвижного состава постоянного тока:

а) изменение схемы включения тяговых двигателей;

б) регулирование напряжения пусковым реостатом;

в) изменение схемы включения пусковым реостатом и

1. Укажите способы регулирования частоты вращения электроподвижного состава переменного тока:

а) способ изменения напряжения и способ ослабления

б) способ изменения тока и способ ослабления возбуждения, а

также реостатное регулирование напряжения;

в) регулирование тока в тяговых двигателях.

1. Какие электродвигатели используются на локомотивах переменного тока?

а) электродвигатели переменного тока;

б) электродвигатели постоянного (пульсирующего тока);

в) электродвигатели переменно-постоянного тока.

ОТВЕТ: а

1. Что означает «мягкая» скоростная характеристика тягового электродвигателя?

а) это двигатель, у которого при изменении тока или силы тяги

частота вращения изменяется значительно;

б) это значит, что двигатель плавно изменяет частоту вращения

в) это значит, что при изменении напряжения частота вращения

1. Что означает «жесткая» скоростная характеристика тягового электродвигателя?

а) это двигатель, у которого при изменении тока или силы тяги

частота вращения изменяется незначительно;

б) это значит, что двигатель резко изменяет частоту вращения

в) это значит, что при изменении напряжения частота вращения

1. Что называется электрической устойчивостью тягового двигателя?

а) свойство электродвигателя стремиться к установившемуся значению тока и восстановлению его значения при любом

б) свойство электродвигателя стремиться к установившемуся значению напряжения и восстановлению его значения при любом отклонении;

в) свойство электродвигателя, устойчиво работать при любых

изменениях тока и напряжения.

1. Что называется механической устойчивостью тягового двигателя?

а) свойство электродвигателя выдерживать значительные

механические воздействия и сохранять работоспособность;

б) стремление тягового двигателя к установившейся частоте

вращения якоря, а, следовательно, и скорости движения;

в) способность тягового двигателя сохранять неизменным

механический КПД. 75.

15. С какими характеристиками должны подбираться двигатели в комплект тележки и локомотива в целом?

а) только с жесткими характеристиками;

б) только с мягкими характеристиками или только с жесткими;

в) с любыми характеристиками, но с одинаковыми рабочими

ОТВЕТ: б

1. Что дает применение пускового реостата при трогании с места и разгоне поезда?

а) пусковой реостат позволяет более плавно, мелкими

ступенями изменять напряжение и ток и ограничивать броски тока;

б) применение реостата позволяет упростить схему соединения

в) Применение реостата позволяет экономить энергию при

трогании с места.

ОТВЕТ: а

1. В чем сущность импульсного регулирования напряжения?

а) при этом способе на тяговые машины подается полное напряжение контактной сети кратковременными импульсами, при этом ток может оставаться практически постоянным;

б) этот способ использует пульсирующий ток и экономит

в) применение импульсивного тока и напряжения.

1. Какое расстояние между тяговыми подстанциями при постоянном токе?

а) не более 20-25 км;

б) не более 30-35км;

в) не менее 10-15 км.

1. Какое расстояние между тяговыми подстанциями при переменном токе?

а) расстояние примерно такое же, как и для постоянного тока;

б) не менее 30-35 км;

1. Где устанавливается преобразовательная установка—тяговый трансформатор?

а) на тяговых подстанциях переменного тока;

б) на линиях переменного тока;

в) на локомотивах переменного тока.

1. Как осуществляется регулирование напряжения на тяговых двигателях при переменном токе?

а) напряжение на двигателях регулируют, воздействуя на коэффициент трансформации трансформатора, изменяя число витков его обмотки;

б) пусковым реостатом;

в) выпрямительной установкой локомотива.

Темы: Силы сопротивления движению поезда. Спрямление и приведение профиля

/. К какой группе относятся силы трения в подшипниках подвижного состава?

а) эти силы относятся к силам основного сопротивления;

б) эти силы относятся к главной группе сил сопротивления;

в) эти силы являются силами дополнительного сопротивления.

Основная физическая природа основного сопротивления — силы механического трения.

1. К какой группе относятся силы трения качения колес по рельсам?

а) эти силы относятся к силам основного сопротивления;

б) эти силы относятся к главной группе сил сопротивления;

в) эти силы являются силами дополнительного сопротивления.

Основная физическая природа основного сопротивления — силы механического трения.

1. К какой группе относятся сипы сопротивления воздушной среды?

а) эти силы относятся к силам основного сопротивления;

б) эти силы относятся к главной группе сил сопротивления;

в) эти силы являются силами дополнительного сопротивления.

сопротивление воздушной среды обусловливается силами давления и трения воздуха,возникающими при движении поезда.Основная физическая природа основного сопротивления — силы механического трения.

Пояснение общее для 1-3 вопроса:Некоторые из сил действуют постоянно и создают основное сопротивление движению. К этим силам относятся, в частности, силы трения в подшипниках, удары в рельсовых стыках, силы трения между колесами и рельсами, сопротивление воздушной среды

1. Какие силы сопротивления называются основными удельными силами сопротивления ?

а) значение основного сопротивления, отнесенное к весу

б) сила ограниченного сопротивления по весу подвижного

в) сила основного сопротивления только состава, без

все силы сопротивления, измеряемые в килограммах, относят к одной тонне веса поезда и называют удельными

1. В каких единицах определяется основное удельное сопротивление?

а) удельное сопротивление измеряется в Н/кН;

б) удельное сопротивление измеряется в кГ/кН;

в) удельное сопротивление измеряется в Н/т.

Удельные силы, приходящиеся на единицу веса поезда, измеряются в Н/кН (вес поезда измеряется в килоньютонах, поскольку масса поезда измеряется в тоннах).

1. К какой группе сил относятся силы сопротивления, возникающие на подъемах?

а) эти силы сопротивления относятся к основному

б) эти силы сопротивления относятся к группе сил дополнительного сопротивления;

в) эти силы сопротивления относятся к группе временных сил

Дополнительными сопротивлениями называют временно действующие силы, возникающие в конкретных условиях эксплуатации подвижного состава:

-)от уклона профиля пути;

1. К какой группе сил относятся силы сопротивления, возникающие в кривых участках пути?

а) эти силы сопротивления относятся к основному

б) эти силы сопротивления относятся к группе сил

в) эти силы сопротивления относятся к группе временных сил

Дополнительными сопротивлениями называют временно действующие силы, возникающие в конкретных условиях эксплуатации подвижного состава:

• от кривизны пути;

1. К какой группе сил относятся силы сопротивления, возникающие при трогании с места?

а) эти силы сопротивления относятся к основному

б) эти силы сопротивления относятся к группе сил

в) эти силы сопротивления относятся к группе временных сил

Дополнительными сопротивлениями называют временно действующие силы, возникающие в конкретных условиях эксплуатации подвижного состава:

-)при трогании с места

1. Как изменится сопротивление состава, если перевести его на подшипники качения?

а) сопротивление не изменится;

б) сопротивление значительно уменьшится (на 10. 20%);

в) сопротивление сначала уменьшится, но с увеличением

скорости будет увеличиваться.

вагона с подшипниками качения значения w_б в 3 — 5 раз меньше, чем у подшипников скольжения.

1. Что называется спрямлением профиля пути?

а) условное уменьшение числа элементов профиля пути заменой нескольких соседних, коротких по длине и близких по значению уклона, элементов в один со средним спрямленным уклоном;

б) условно-расчетный прием для упрощения расчетов;

в) комплекс работ по спрямлению профиля пути на определенных участках железнодорожного пути.

Для упрощения тяговых расчётов произведём спрямление профиля пути, суть которого состоит в замене рядом лежащих, близких по крутизне элементов одним, длина которого равна сумме длин отдельных элементов. Кривые на спрямляемом участке заменим фиктивными подъёмами

//. Какой уклон называется приведенным при выполнении спрямления пути?

а) это средний по значению уклон спрямленного участка,

приведенный к общему знаменателю;

б) это спрямленный уклон участка, состоящего из нескольких

в) спрямленный уклон с учетом дополнительного сопротивления от кривых в элементах спрямляемого участка называется приведенным уклоном.

Приведенный уклон — это фиктивный уклон вычисляется для криволинейного участка жел.-дор. пути и представляет собой воображаемый продольный уклон на прямом пути, создающий сопротивление движению поезда, равное по своей величине суммарному сопротивлению от действительного уклона и от кривой.

Темы: Образование тормозной силы при механическом торможении и ее ограничение. Характеристики реостатного торможения, рекуперативного торможения Принципы тормозных расчетов.

1. Какие силы называются тормозными силами поезда?

а) это силы, которые препятствуют движению поезда и снижают

б) это управляемые внешние силы, действующие против движения поезда для снижения скорости до заданного значения, остановки в нужном месте и на заданном тормозном пути, а также для обеспечения безопасности движения;

в) это управляемые силы сопротивления движению поезда для

остановки поезда на станциях или перед препятствиями.

Искусственно создаваемые тормозными средствами и управляемые машинистом силы, направленные в сторону, противоположную движению поезда, называют тормозными силами, а режим ведения поезда тормозным.

1. Укажите место приложения тормозной силы:

а) тормозные силы возникают и действуют (приложены) в

точках касания колес с рельсами;

б) тормозные силы приложены в местах касания тормозных

колодок с колесными парами;

которых они и возникают.

Мощность тормозных средств в отличие от касательной мощности (силы тяги) локомотивов, реализуемой при взаимодействии колес с рельсами, теоретически не ограничена по величине.

1. От каких величин зависит тормозная сила поезда?

а) тормозная сила зависит от силы тормозного нажатия колодок;

б) тормозная сила зависит от силы нажатия колодок и

коэффициента трения колодки о колесо;

в) тормозная сила зависит от силы нажатия колодок и

коэффициента сцепления колес с рельсами.

При колодочном тормозе тормозная сила зависит от коэффициента трения между колодками и поверхностями катания колес, от силы нажатия колодок

1. Что является основным ограничением тормозной силы поезда?

а) основным ограничением тормозной силы поезда является суммарная сила сцепления колес с рельсами (коэффициент сцепления колес с рельсами);

б) основным ограничением тормозной силы поезда является

мощность тормозного оборудования локомотива;

в) основным ограничением тормозной силы поезда является

несовершенство тормозного оборудования.

тормозные силы ограничены условиями сцепления колес подвижного состава с рельсами.

1. Тормозные колодки из какого материала обладают наибольшим коэффициентом трения?

а) стандартные чугунные колодки;

б) чугунные колодки с повышенным содержанием фосфора;

в) композиционные колодки.

Чугунные колодки с повышенным содержанием фосфора (до 1,5 %) на 25-30% более износостойки, чем стандартные, обладают более высоким и стабильным коэффициентом трения

1. Что называется коэффициентом нажатия колодок?

а) отношение силы нажатия колодки к осевой нагрузке;

б) отношение тормозной силы к весу;

в) отношение количества тормозных нажатий к весу ПС.

Отношение суммарного расчётного нажатия к весу поезда называется расчётным тормозным коэффициентом:

1. При каких обстоятельствах может возникнуть «юз»?

а) при «скользких» рельсах;

б) при превышении тормозной силы силой сцепления колес с

в) при торможении на спусках.

Боксование у локомотивов является результатом превышения усилия, передающегося от тяговых двигателей, над силой сцепления колес с рельсами.

1. В чем заключается основной принцип электрического торможения?

а) в электрическую схему подключаются специальные аппараты,

которые создают условия для торможения;

б) тяговые электродвигатели переводятся в режим работы генератора, который преобразует механическую энергию поезда в электрическую;

в) электроэнергия тяговых двигателей переводится в контактную сеть.

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.

1. В чем заключается основной принцип рекуперативного торможения?

а) при этом способе электрического торможения электроэнергия, выработанная двигателями в режиме генератора, передается в контактную сеть для использования потребителями;

б) при этом способе электрического торможения электроэнергия, выработанная двигателями в режиме генератора, используется для обогрева помещений в подвижном составе;

в) при этом способе электрического торможения электроэнергия, выработанная двигателями в режиме генератора, направляется в тормозной реостат или резистор на локомотиве и превращается в тепловую энергию, рассеиваемую в окружающую среду.

Рекуперати́вное торможе́ние (от лат. recuperatio «обратное получение; возвращение») — вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в электрическую сеть.

1. В чем заключается основной принцип реостатного торможения?

а) при этом способе электрического торможения электроэнергия, выработанная двигателями в режиме генератора, передается в контактную сеть для использования потребителями;

б) при этом способе электрического торможения электроэнергия, выработанная двигателями в режиме генератора, используется для обогрева помещений в подвижном составе;

в) при этом способе электрического торможения электроэнергия, выработанная двигателями в режиме генератора, направляется в тормозной реостат или резистор на локомотиве и превращается в тепловую энергию, рассеиваемую в окружающую среду.

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

Темы: Выбор расчетного подъема и определение массы поезда. Расчет и построение кривых удельных ускоряющих и замедляющих сил. Построение кривых υ(s) и t(s)

1, Какой подъем называется расчетным?

а) самый крутой подъем, на котором скорость резко падает до

самого малого значения;

б) самый длинный и крутой подъем, на котором скорость падает

до критического значения;

в) подъем, на котором скорость устанавливается равномерной, равной минимально допустимой (расчетной) для локомотива данной серии с электрической передачей.

Наиболее трудный для преодоления подъем, на котором в процессе движения поезда устанавливается равновесная скорость, называют расчетным подъемом рассматриваемого участка.

1. Какая скорость называется расчетной?

а) скорость, близкая или равная конструктивной для данного

типа или серии локомотива;

б) наименьшая допустимая скорость движения с полной нагрузкой, установленная для данного локомотива с электрической передачей;

в) скорость движения с полной нагрузкой в часовом режиме

работы электрических машин локомотива.

Расчетная скорость(Vр) – наименьшая допустимая скорость, с которой может следовать поезд максимальной массы, установленной для данного типа локомотива и расчетного подъема неограниченной протяженности.

1. По какому условию ведут основной расчет массы состава?

а) по условиям движения по расчетному подъему с расчетной

б) по длине приемоотправочных путей станций на участке

в) по условиям трогания с места.

При проектировании новых железных дорог массу состава, как правило, определяют из условия равномерного движения поезда с расчетной скоростью vp на руководящем подъеме, т.е. наиболее крутом подъеме неограниченного протяжения

1. По каким условиям проверяется выбранная масса состава?

а) масса состава проверяется в опытных поездках;

б) масса состава проверяется по троганию с места, по длине

станционных путей, по использованию кинетической энергии;

в) масса состава проверяется по длине поезда и профилю пути

Проверке массы состава:

-)по троганию с мест

-)по использованию кинетической энергии

1. Что такое унифицированная масса поезда?

а) вес поезда, установленный в результате анализа тонно-

километровой диаграммы, который можно провести по всему участку обслуживания без двойной тяги и без подталкивания;

б) средний вес поезда на обслуживаемом участке железной

в) это вес тяжеловесного состава на участке обслуживания.

Унифицированная масса поезда устанавливается на целых направлениях для маршрутных поездов. Конкретная масса груженого поезда на участках устанавливается исходя из расчетной массы и унифицированной на целых направлениях.

Уравнение ускоряющей силы в режиме тяги

3.1. СИЛЫ И РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ

[ПСОТП, ОТПОсип] В процессе движения поезда на него действуют различные внутренние и внешние силы. Как известно из механики, внутренние силы уравновешиваются внутри системы и не влияют на ее движение. На характер поступательного движения системы влияют только внешние силы или их составляющие, направленные по ходу движения или в противоположную сторону.

Рис.3.1-1. Силы, действующие на поезд

К внешним силам, действующим на поезд, относятся:

— касательная сила тяги F_к, создаваемая локомотивом во взаимодействии с рельсами и приложенная к ободам ведущих колес;

— тормозная сила В_т, создаваемая тормозными средствами поезда во взаимодействии с рельсами и приложенная к ободам тормозных колес;

— силы сопротивления движению W — все остальные внешние силы, приведенные к ободам колес подвижного состава.

Силу тяги и тормозные силы называют управляемыми, т.к. их можно регулировать. На силы сопротивления движению воздействовать нельзя, поэтому их называют неуправляемыми.

Сила тяги направлена по движению поезда, тормозная сила действует в противоположном направлении. Силы сопротивления, как правило, также действуют против движения. Исключение составляет случай движения по спуску.

По законам механики несколько сил, действующих на точку или механическую систему, можно заменить одной силой, которую в теории тяги поездов называют ускоряющей F_у или равнодействующей F_д силой:

Одновременно три составляющие равнодействующей силы на поезд не действуют, т.к. в один и тот же момент времени не имеет смысла тратить топливо (электроэнергию) на реализацию силы тяги локомотивом и использовать тормозную систему локомотива или вагонов. В зависимости от того, какие силы действуют в данный момент на поезд, различают следующие режимы движения:

— режим тяги, когда действуют сила тяги F_к и силы сопротивления движению W: F_д = F_к — W;

— режим выбега (холостого хода), когда на поезд действуют только силы сопротивления движению: F_д = -W,

— режим торможения, когда к силам сопротивления движению прибавляется тормозная сила В_т: F_д = — (W + В_т).

Равнодействующие силу, имеющую отрицательное значение, иногда называют замедляющей силой.

Старыми единицами измерения сил, используемыми в ПТР включая издание 1985 г., являются килограмм-сила (кгс) и тонно-сила (тс). Это связано с градуировкой приборов, установленных на подвижном составе [ИПЖДТурб]. Новыми единицами в соответствии с международной системой единиц (СИ) — ньютон (Н = кг * м/с 2 ) и килоньютон (кН). Перевод значений силы из одной системы единиц в другую выполняется по следующему соотношению:

1 кгс = 1 кг * g = 9.81 Н, (3.1-2)

где g = 9.81 м/с 2 — ускорение свободного падения.

Силы, действующие на весь поезд, локомотив, вагон и т.п. называют полными и обозначают прописными буквами (F_к, W, B_т). Силы, действующие на единицу массы, называют удельными и обозначают строчными буквами (f_к, w, b_т)

где F, f — полная и удельная силы (равнодействующая, тяги, сопротивления или торможения), Н;
P — расчетная масса локомотива, т;
Q — масса вагонного состава, т.

В случаях, когда поезд рассматривают как единое целое с неизменной длиной и равноускоренным движением всех его подвижных единиц (т.е. при описании его движения одним дифференциальным уравнением), местом приложения сил считается середина поезда. Причем учитываются суммарные силы, действующие на все составной части поезда (локомотив, вагон, группу однотипных вагонов и т.д.). В противном случае, силы, действующие на отдельные составной части поезда, учитываются отдельно и местом их приложения являются середины этих частей.

Силы, действующие на поезд. Уравнение движения поезда. Режим тяги. Методы интегрирования уравнения движения поезда

Страницы работы

Фрагмент текста работы

1. силы, действующие на поезд.

Поезд представляет систему материальных тел, обладающих упругими и жесткими связями. Материальными телами являются вагоны и локомотивы, упругими связями — междувагонные сцепления, а жесткими — рельсы (без учета их упругости).

Все силы, действующие на материальную систему, делятся на внешние и внутренние. Внешними силами называются такие действие которых исходит от тел, не входящих в рассматриваемую систему, а внутренними — силы, действующие на отдельные точки внутри данной материальной системы (или силы взаимодействия между отдельными элементами системы). В поезде внешними по отношению к нему силами будут притяжение земли (вес езда), реакции, действующие от рельсов, и воздействие среды, ё, которой движется поезд, в данном случае воздуха, внутренними же силами будут взаимодействия между отдельными вагонами.

Тогда все действующие на поезд внешние силы можно свести в три группы:

а) силы, передающиеся от локомотива, т. е. сила тяги F;

б) силы, оказывающие сопротивление движению подвижного состава (естественные) W;

в) тормозные силы (искусственное сопротивление) В. Указанные силы действуют в поезде не одновременно, а в одной из следующих комбинаций: силы тяги и силы естественного сопротивления; только силы естественного сопротивления; тормозные силы и силы сопротивления. Равнодействующая одновременно действующих на поезд сил, взятая в направлении его движения, определяет характер и количественные факторы движения.

2. Уравнение движения поезда.

Движение поезда происходит по участку с разнообразным профилем пути, для построения диаграмм ускоряющих сил и анализа по ним характера движения поезда достаточно рассчитать действующие силы для случая движения поезда по прямому горизонтальному пути. Процесс движения поезда по участку характеризуется тремя режимами работы локомотива: тяга, выбег (холостой ход) и торможение

Режим тяги.Применительно к электровозу и тепловозу с электрической передачей режим тяги соответствует движению под током (у паровоза с открытым регулятором). В этом случае движение происходит с работающими тяговыми электродвигателями (паровой машиной) локомотива, и на поезд действуют сила тяги локомотива F_Kи сила основного сопротивления W₀. Равнодействующая этих сил Rопределяется величиной

Режим выбега — движение без тока (с закрытым регулятором). В этом случае движение происходит с выключенными тяговыми электродвигателями (паровой машиной) локомотива, и на поезд действует основное сопротивление W_ox. Равнодействующая сила Rопределяется величиной

Режим торможения. На поезд действуют сила основного сопротивления W_oxи тормозная сила В_т. Равнодействующая этих сил Rопределяется величиной

Характер движения поезда определяется величиной и направлением равнодействующей силы. Если равнодействующая сила R

равна нулю, to имеет место равномерное движение поезда (или стоянка), если больше нуля, — движение ускоренное, если меньше нуля, — движение замедленное.

3. Методы интегрирования уравнения движения

Аналитическое интегрирование уравнения движения поезда. Интегрирование уравнения движения поезда позволяет найти зависимость между скоростью и, временем tи пройденным расстоянием s.

Разделив переменные в уравнении движения, получим

Интегрируя обе части этого уравнения в пределах изменения :корости от Vnдо v_n +., найдем время

Для интегрирования уравнений (174) и (176) необходимо иметь характеристики удельных ускоряющих сил для режимов тяги, холостого хода и торможения с учетом профиля пути. Обычно зависимости силы тяги локомотива от скорости даны графически в виде кривых Fк = f(v), силы основного сопротивления движению подвижного состава W₀ — f₁(v), тормозные В_т = f₂(v) и др. рассчитываются в основном по эмпирическим формулам.

Графическое интегрирование уравнения движения поезда. Графические способы отличаются от аналитических тем, что значения скорости v, времени «дельта» t и пути «дельта» s не вычисляют, а определяют геометрическими построениями в виде отрезков в определенных масштабах. Все они основаны на приближенном интегрировании уравнения движения поезда.

Графические способы широко применяются в практике тяговых расчетов «вручную», так как они обеспечивают наглядность и значительно ускоряют процесс решения тяговых задач, в особенности за счет применения специальных шаблонов.

4. Методика расчёта и построения диаграммы удельных сил, действующих на поезд. Анализ характера движения поезда.

Для большей наглядности и лучшего уяснения взаимосвязи равнодействующих сил и скорости движения удобно пользоваться диаграммой F_к— W₀ = f (v) или в виде удельных сил f_к — w₀ = «фи»(v), определяющей величину равнодействующей для любой скорости движения на прямом и горизонтальном пути. Так как сила сообщает поезду положительное или отрицательное

ускорение, то часто она называется ускоряющей силой, а диаграмма— диаграммой ускоряющих сил.

На рис показаны совмещенные диаграммы силы тяги F_Kи силы основного сопротивления W₀ в функции скорости v. Точка А пересечения линии силы тяги с линией силы основного сопротивления определяет скорость v_pравномерного движения данного поезда на прямом и горизонтальном пути

При скоростях, меньших

т. е. равнодействующая сила положительна, и поезд движется с ускорением, а при скоростях, большихт. е. равнодействующая сила отрицательна, и поезд движется с замедлением. Определив для разных скоростей величину F_K— W₀и разделив результат