Н. Н. ЛЯПУШКИН, А. Н. САВОСЬКИН, А. А. ЧУЧИН. Моделирование процесса сцепления колеса локомотива с рельсом: текстовая версия

На рис. 1 приведена схема шунтирования обмоток якоря ТЭД. При вклю ченных контактах КМ1 и КМ4 и вык люченных контактах КМ2 и КМ3 она представляет собой мостовую схему активных сопротивлений последова тельно включенных с обмотками воз буждения ТЭД. В одну диагональ этой схемы включен источник питания, а в другую сопротивление r3. В отсут ствие буксования сопротивления плеч схемы равны и токи первого и второго якоря ТЭД одинаковы: Iя1= = Iя2 =.Iя , так же как и токи шунтов: Iш1 = Iш2 = Iш. Величина тока якоря рав на разности тока возбуждения и тока шунта: Iя = Iв — Iш. При буксовании колес одной или обеих осей равновесие мостовой схе мы нарушается вследствие действия э. д. с. буксующих двигателей. На рис. 2 приведена осциллограмма процесса буксования [1], сопровожда ющегося уменьшением тока возбужде ния (тока якоря) ТЭД. Как видно из это го рисунка, буксование начинается при t=3 с и заканчивается при t= 8 с, Iв и Iя резко уменьшаются в результате сброса позиций контроллера машинистом ло комотива. Следующее за этим незначи тельное возрастание Iв при t= 8–9 с оз начает прекращение буксования и вос становление сцепления колес локомотива с рельсом без изменения положения контроллера. Затем маши нист сбросил еще три позиции и начал набор позиций, не приводящих к бук сованию колес Рассмотренную осциллограмму, можно получить аналитически, с по мощью модели сцепления, основанной на трансляционном пластическом те чении поверхностей колеса и рельса. Основные принципы построения мо дели следующие [2]:

сцепление колеса с рельсом опре деляет микропроцесс на контактной площадке, представляющий собой вза имодействие группы атомов колеса и рельса (захват), которое осуществляет ся в результате образования активных центров на поверхностях колеса и рельса вследствие выхода дислокаций при пластической деформации под действием нормального и тангенци ального давления; окисная пленка, имеющаяся на по верхности рельса с нанесенными на ней загрязнениями, в процессе сколь жения колеса по рельсу разрушается в силу разности величин коэффициен тов теплового и объемного расшире ния рельса и окисла; величина силы сцепления опреде ляется силой разрушения захватов, имеющихся в данный момент на кон тактной площадке. Отметим, что согласно этим прин ципам разрушение окисной пленки с загрязнениями на поверхности рель са в пятне контакта, влияющее на ве личину сцепления, происходит вслед ствие скольжения колеса по рельсу. Модель сцепления, рассмотренная в [2], была уточнена.