Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Организационно-технологические основы сухопутного транспорта леса

ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ НА ЛЕСНЫХ ДОРОГАХ

СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ДВИЖУЩИЙСЯ ПОЕЗД. УРАВНЕНИЕ ТЯГОВОГО БАЛАНСА

При движении по дороге поезд встречает ряд сопротивлений. Общие сопротивления движению разделяются на основное и дополнительное. Основное сопротивление движению поезда учитывает сопротивления, возникающие при движении поезда на прямом горизонтальном участке пути при равномерной скорости. Оно действует постоянно и всегда направлено в сторону, противоположную движению.

Основное сопротивление движению поезда складывается из следующих факторов:

  • а) трений в подшипниках колес;
  • б) трения качения колес по дороге;
  • в) затрат энергии на преодоление неровностей пути и на деформирование поверхности дороги и шин колес;
  • г) сопротивления воздушной среды.

Практически силы сопротивления движению изменяются пропорционально массе поезда. Поэтому их принято измерять величиной удельного сопротивления движению как частное от деления полного сопротивления движению на массу поезда. Для удобства расчета удельное сопротивление движению дается в размерности Н/т. Величину основного удельного сопротивления движению для лесовозных дорог можно принимать: для дорог грунтовых — 500 Н/т; гравийных, обработанных вяжущими, — 250—300; для тех же дорог без обработки вяжущими — 350—400; для снежных и ледяных дорог — 150—200 Н/т.

Дополнительные сопротивления появляются только при движении поезда по уклонам и кривым, при трогании с места и изменении скорости.

Сопротивление от уклона пути возникает как составляющая части силы тяжести автопоезда, направленная вдоль его движения (рис. 8.1):

где Q — масса поезда, т; а — угол наклона элемента профиля дороги к горизонту; g — ускорение свободного падения, м/с2.

Коэффициент, равный 1000, введен для перевода массы поезда из тонн в килограммы.

Расчетная схема для округления сопротивления движению от уклона пути

Рис. 8.1. Расчетная схема для округления сопротивления движению от уклона пути

Величина продольного уклона для дороги невелика (а = 3—6°), а для малых углов можно принимать sina = tga = i.

Тогда удельное сопротивление движению от уклона пути

или при уклоне пути, выраженном в %о,

Сопротивление движению на кривых участках пути поезд испытывает в результате действия центробежной силы, которая на автомобильных дорогах вызывает деформацию шин в поперечном направлении (увод колес). Кроме того, на кривых действие силы тяги не совпадает с направлением движения поезда. В расчетах дополнительное сопротивление на кривых вычисляют по приближенной формуле

где Л — коэффициент, равный 820 для автомобильных лесовозных дорог.

Величину называют эквивалентным (т.е. заменяющим влияние

кривой) уклоном /экв. С учетом этого при тяговых расчетах влияние дополнительного сопротивления на кривой учитывают

путем добавления к геометрическому уклону величины

Согласно нормам СНиП руководящие подъемы лесовозных дорог при совпадении их с кривыми радиусом менее 250 м уменьшают на величину / , равную 20 для дорог с переходными и низшими пок

рытиями и 10 для дорог с усовершенствованными покрытиями.

На двухполосных лесовозных дорогах, на правых поворотах горизонтальных кривых и грузовом направлении при продольном уклоне 50 и более последние должны дополнительно снижаться на 5при радиусе 40—50 м и на 10 при радиусе 30 м.

Сопротивление при трогании поезда с места возникает в связи с тем, что сила трения покоя больше силы трения движения. Кроме того, увеличиваются деформации поверхности дороги и шин при стоянках, прихватываются тормозные колодки. Обычно при расчетах принимают величину дополнительного удельного сопротивления троганию на автомобильных дорогах 100— 150 Н/т.

Преодоление всех сопротивлений и обеспечение движения поезда осуществляются силой тяги.

Сила тяги — это управляемая внешняя сила, создаваемая тягачом в результате его взаимодействия с дорогой и направленная в сторону движения.

Обычно при расчетах используют касательную силу тяги, т.е. силу тяги, развиваемую на ободе колес.

Пользоваться силой тяги на сцепке неудобно, так как ее величина не является постоянной и сильно меняется в зависимости от величины уклонов продольного профиля. На подъемах сила тяги на сцепке уменьшается, так как часть сил расходуется дополнительно на преодоление подъема самого тягача, а на спусках соответственно увеличивается в зависимости от крутизны элементов профиля.

Касательная сила тяги ограничивается мощностью двигателя и сцеплением колес с путем.

Касательная сила тяги, передающаяся от силовой установки тягача, определяется по формуле

где Л/д — максимальный вращающий момент, развиваемый двигателем машины, Нм; /т — общее передаточное число всей трансмиссии; г — коэффициент полезного действия трансмиссии; Р0 — коэффициент учета отбора вращающего момента двигателя на привод вспомогательных механизмов (генератор, компрессор и т.д.); (3 = 0,9—0,95; у0 — коэффициент использования мощности двигателя по эксплуатационным условиям; гк — радиус качения ведущих колес.

Тяговое усилие на колесах автомобиля, обеспечиваемое мощностью двигателя, может быть развито только в том случае, если между ведущими колесами и дорогой имеется достаточное сцепление. При недостаточном сцеплении будет наблюдаться буксование колес.

Ограничение касательной силы тяги по сцеплению может быть определена по формуле

где ф — коэффициент сцепления ведущих колес с путем; Р — сцепная масса тяговой машины, приходящаяся на ведущие колеса, т.

Величина коэффициента сцепления зависит от состояния пути, конструктивных особенностей поверхности шин, скорости движения и может приниматься:

  • • для влажных асфальтобетонных покрытий ф = 0,4—0,5;
  • • для влажных грунтовых дорог и гравийных покрытий — 0,3—0,35;
  • • для снежных дорог — 0,25—0,3.

Касательная сила тяги зависит от скорости движения. График зависимости касательной силы тяги от скорости движения называется тяговой характеристикой (рис. 8.2).

Тяговая характеристика автомобиля КамАЗ-5320

Рис. 8.2. Тяговая характеристика автомобиля КамАЗ-5320:

1-Х — номера передач

Тяговые характеристики широко используются в тяговых расчетах на лесных дорогах.

Равнодействующая всех продольных внешних сил, действующих на поезд в данный момент в режиме тяги, равна

где /—дополнительное сопротивление от уклона пути с учетом влияния кривых малых радиусов; (1+Y) — поправка, учитывающая влияние вращающихся масс.

Для автомобильных поездов

где а — коэффициент, равный для грузовых автомобилей 0,05— 0,07; /2 — передаточное число коробки скоростей.

Согласно второму закону Ньютона

где — ускорение движение поезда, м/с2.

Приравнивая правые части уравнений (8.7) и (8.8), получим дифференциальное уравнение движения поезда в режиме тяги:

где — удельная сила тяги, Н/т; — основное удель

ное сопротивление движению, Н/т.

При равномерном движении поезда . Так как

то . Учитывая, что имеем

Уравнение (8.10) выражает равенство силы тяги и сил сопротивления движению поезда при его равномерном движении и называется уравнением тягового баланса.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы