Модель трогания тяжёлого состава

Аннотация

Режим трогания с места для наземного транспортного средства является наиболее тяжёлым. Это обусловлено тем, что сила трения покоя значительно превосходит силу трения движения. Для поездов этот режим представляет настолько серьёзную проблему, что иногда приходится принимать специальные меры, такие как использование песка в зоне контакта бандажа колеса с рельсом или вспомогательного локомотива. Эффективным способом трогания поезда с места является выбор зазоров в сцепках. При этом вагоны приводятся в движение последовательно, и инертная масса, а также сила трения покоя непосредственно в момент трогания минимальны.

Этот способ, однако, имеет два существенных недостатка – малую фиксированную величину зазоров в сцепках, что ограничивает эффективность способа, и ударный характер передачи импульса, что отрицательно сказывается на состоянии конструктивных элементов поезда. Указанных недостатков можно избежать, если использовать упруго деформируемые сцепки.

Целью работы является показать преимущество трогания поезда с упругими сцепками по сравнению страдиционным путём его математического описания и анализа. Трогание состава с упругими сцепками значительно легче, чем недеформируемого. При этом чем больше число вагонов, тем больше преимущество первого перед вторым. Смягчение режима трогания состава с места, по существу, обусловливается заменой одновременного трогания секций на поочерёдное. Этот процесс актуален для инерционных сил. Применительно к силе трения покоя механизм будет подобным, то есть преодолевается не вся сила трения покоя одновременно, а поочерёдно преодолеваются её малые части. Для исключения продольных колебаний состава после достижения максимального растяжения сцепки следует механически блокировать возможность её гармонического сжатия с последующей выборкой упругой деформации, например, с использованием демпфирующих устройств.

В качестве дополнительного положительного эффекта от использования упругих сцепок можно рассматривать исключение передачи ударных нагрузок на двигатели локомотива.