Оценка тяговых качеств тепловозов с электропередачей с учетом воздействия электрического тока на зоны контакта колес с рельсами

• Автор: Петраков, Дмитрий Иванович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Актуальность проблемы
1.2. Обзор работ в области исследований сцепных свойств колеса локомотива с рельсом
1.2.1. Влияние промежуточной среды на фрикционные свойства
пары трения «колесо-рельс»
1.2.2. Способы повышения физического коэффициента сцепления
1.2.3. Влияние электрического тока на пару трения «колесо-рельс»
1.3. Постановка задач диссертации
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЯГОВЫХ КАЧЕСТВ ЛОКОМОТИВОВ
2.1. Обоснование и основные требования к экспериментальному стенду
2.2. Общее устройство стенда
2.3. Основные устройства и системы стенда
2.3.1. Устройство вертикального нагружения колеса
2.3.2. Система подачи электрического тока в зону контакта колеса
с рельсом
2.3.3. Система регистрации касательной силы тяги
2.3.4. Тарировочное устройство
2.3.5. Устройство для обработки резанием поверхности катания
колеса
2.4. Принцип действия и основные возможности стенда
Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ТЯГОВЫХ КАЧЕСТВ ЛОКОМОТИВОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ НА ЗОНЫ

КОНТАКТА КОЛЕС С РЕЛЬСАМИ
3 Л. Основные задачи и общая методика исследований
3.2. Результаты исследований на экспериментальном стенде
3.2.1. Программа и методика проведения экспериментов
3.2.2. Обоснование диапазона варьирования исследуемых внешних факторов
3.2.3. Планирование и проведение эксперимента
3.3. Испытания натурного тепловоза с электрической передачей мощности
3.3.1. Объект испытаний
3.3.2. Задачи и методика проведения испытаний
3.3.3. Результаты испытаний при отсутствии явных загрязнений рабочих поверхностей колес и рельсов
3.3.4. Результаты испытаний при загрязнении рабочих
поверхностей рельсов машинным маслом
Выводы
ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ТРОГАНИЯ С МЕСТА И РАЗГОНА ТЕПЛОВОЗА ПРИ
УВЕЛИЧЕНИИ ПРЕДЕЛЬНОГО КОЭФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ
4.1. Теоретическое обоснование методов и среды моделирования
4.2. Компьютерная модель тепловоза
4.3. Результаты компьютерного моделирования процессов в
тяговом приводе тепловоза
4.4. Основные технические требования к системе повышения
тяговых качеств тепловозов
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Одна из главных задач современного развития железнодорожного транспорта России заключается в обновлении изношенного парка локомотивов. Решение этой проблемы требует разработки и создания перспективного тягового подвижного состава и глубокой модернизации значительного числа

существующих локомотивов.
Для достижения высокой эффективности перевозочного процесса необходимо внедрять на локомотивах передовые технические решения, направленные на повышение энергетических показателей, надежности и экологичности, улучшающие общую культуру эксплуатации.
Основным назначением локомотива является реализация силы тяги, позволяющей трогать с места и транспортировать железнодорожный состав в различных погодных и географических условиях, при наличии загрязнений ходовой части и пути. Тяговые качества локомотива непосредственно зависят от его сцепных свойств, которые определяются коэффициентом сцепления колес с рельсами. Для определенной конструкции локомотива при существующих ограничениях по нагрузке ведущих колесных пар на рельсы нельзя значительно повысить его силу тяги без внешнего воздействия на зоны контакта колес с рельсами, увеличивающего коэффициент сцепления. В настоящее время применяются и предложены методы повышения сцепления, связанные с подачей песка в указанные зоны, а также чисткой рельсов от загрязнений и другие, которые имеют существенные недостатки и не удовлетворяют сложившимся требованиям.
Увеличения коэффициента сцепления и, следовательно, силы тяги можно достичь путем подачи электрического тока в пятна контакта колес с рельсами. По этому вопросу были проведены начальные исследования [12, 13]. Однако их результаты оказались недостаточными для практического применения полученного эффекта на локомотивах, что обусловило необходимость дальнейшего изучения проблемы. Как показали исследования, реа-

15 14

ч\чч

Рис. 2.1. Принципиальная схема экспериментального стенда

Рис. 2.2. Общий вид стенда