TEORIA RUCHU POJAZDÓW SZYNOWYCH

SPIS TREŚCI

WSTĘP .................................................................................................................3

CZĘŚĆ PIERWSZA

Rozdział 1. Elementarna teoria koła trakcyjnego..........................................10

1. Walcowy model koła......................................................................10

2. Przypadek szczególny zakrzywionej linii styku dwóch doskonale sztywnych, tocznie współpracujących elementów, bez wywiązywania sił trakcyjnych........................................................11

3. Przypadek quasi-prostokątnej strefy styku elementów sprężysto - plastycznych: walca i płaszczyzny. Podstawowa składowa oporu swobodnego toczenia się kolejowych kół po szynach....................12

4. Przypadek quasi-eliptycznej strefy styku elementów sprężysto plastycznych: techniczna ilustracja pojęcia spinu - kula w rowku.13

5. Poślizg wiertny (spin) kolejowo uprofilowanego koła i związany z tym opór ruchu swobodnego (bez sił trakcyjnych)........................14

6. Ruch trakcyjny walcowego modelu koła napędzającego oraz hamującego na płaszczyźnie. Pojęcie promienia trakcyjnego. Trakcyjny poślizg koła....................................................................15

7. Przyczepność koła do nawierzchni jako uogólnienie zjawiska tarcia................................................................................................19

8. Promień trakcyjny kolejowo uprofilowanego koła........................21

9. Ruch kolejowego zestawu kół w łuku toru.....................................22

10. Elementarny przykład obliczeniowy..............................................26

11. Podsumowanie rozdziału 1.............................................................28

Rozdział 2. Opory ruchu pociągu. Istota zjawiska i badania......................29

2.1. Opór ruchu pochodzący od łożysk kół.............................................29

2.2. Opór ruchu koła ułożyskowanego....................................................31

2.3. Opór aerodynamiczny.....................................................................31

4. Opór wywołany dyssypacją energii ruchu pociągu w podtorzu pojazdu...........................................................................................33

5. Opór wywołany dyssypacją energii w zawieszeniu pojazdu.........35

6. Uwzględnienie pracy prądnic wagonowych..................................38

7. Wypadkowy opór zasadniczy pociągu...........................................38

8. Wybrane wzory szczegółowe opisujące opory ruchu pociągu.......39

9. Opór dodatkowy ruchu pociągu......................................................40

10. Zasady doświadczalnego badania oporów ruchu pociągu..............43

11. Zarys metodyki badania oporów ruchu pociągu według Sauthoffa........................................................................................ 44

12. Badanie oporów ruchu metodą „wybiegu” czyli biegu z rozpędu aż do zatrzymania................................................................................46

13. Aproksymacyjna metoda najmniejszych kwadratów błędów w opracowywaniu wyników pomiarów.............................................48

14. Przykład obliczeniowy..................................................................................49

Rozdział 3. Trakcyjne wykorzystanie sił przyczepności...............................52

1. Fizyczne ograniczenia sił napędowych i hamujących pojazdu trakcyjnego..................................................................................52

2. Wpływ nierówności toru na obniżenie efektywności trakcyjnej koła..............................................................................................54

3. Wpływ struktury podwozia na obniżenie efektywności trakcyjnej pojazdu. Współczynnik wykorzystania nacisku napędnego........60

4. Moc pojazdu trakcyjnego w ruchu ustalonym.............................66

Rozdział 4. Ruch pociągu................................................................................68

1. Model ruchu pociągu......................................................................68

2. Przekształcenie profilu trasy do badania ruchu pociągu na modelu matematycznym..............................................................................68

3. Równanie ruchu pociągu................................................................72

4. Rozwiązywanie równania ruchu pociągu.......................................76

5. Podstawowe parametry ruchowe pociągu.......................................79

6. Wyznaczanie mocy znamionowej pojazdu trakcyjnego.................82

7. Wyznaczanie minimalnego nacisku napędnych zestawów kół pojazdu trakcyjnego na tor.............................................................84

8. Wykorzystanie równania ruchu pociągu (RRP) w zadaniach projektowych taboru trakcyjnego...................................................86

9. Wykorzystanie równania ruchu pociągu (RRP) w planowaniu przewozów energooszczędnych.....................................................87

10. Praca jednostkowa członów napędowych pociągu........................88

CZĘŚĆ DRUGA

Rozdział 5. Pojazdy z elektrycznymi silnikami trakcyjnymi

5.1. Zasilanie pojazdów w energię elektryczną...................................90

2. Układy elektryczne pojazdów trakcyjnych dostosowanych do pracy przy poszczególnych systemach zasilania...................................93

3. Zasady sterowania elektrycznych szeregowych trakcyjnych silników komutatorowych prądu stałego w lokomotywach.........95

4. Pojęcie prądu ciągłego. Izolacja uzwojeń silników....................102

5. Przewietrzanie silników..............................................................103

6. Zasady sterowania lokomotyw z asynchronicznymi silnikami prądu przemiennego (AC).....................................................................104

Rozdział 6. Projektowanie charakterystyki pojazdu szynowego z trakcyjnymi silnikami elektrycznymi...........................................................111

1. Przełożenie przekładni mechanicznej pomiędzy silnikiem a osią napędnego zestawu pojazdu trakcyjnego.....................................111

2. Dobór wartości przełożenia przy zastosowaniu trakcyjnych silników szeregowych prądu stałego...........................................114

3. Dobór wartości przełożenia przekładni przy zastosowaniu trakcyjnych trójfazowych silników asynchronicznych prądu przemiennego................................................................................117

Rozdział 7. Pojazdy spalinowe z przekładnią elektryczną..........................119

1. Warianty strukturalne zastosowań przetworników energii elektrycznej w trakcji spalinowej................................................119

2. Przekładnia elektryczna prąd stały - prąd stały (wariant I). Współpraca generatora prądu z elektrycznymi silnikami trakcyjnymi..................................................................................122

3. Dobór wartości przełożenia przekładni mechanicznej................128

4. Przekładnia elektryczna prąd trójfazowy- prąd stały (wariant II). Współpraca generatora prądu z elektrycznymi silnikami trakcyjnymi prądu stałego sterowanymi impulsowo.................130

5. Przekładnia elektryczna prąd trójfazowy -prąd trójfazowy (wariant III)...............................................................................................130

6. Przekładnia elektryczna prąd stały - prąd trójfazowy (wariant IV)..............................................................................................131

Załącznik: Techniczno - eksploatacyjna charakterystyka lokomotyw..........132

Literatura.........................................................................................................133

---