механической передаче или жёсткой передаче переменного тока (при свободной тяговой турбине) тяговая характеристика как бы копирует моментную характеристику тяговой турбины. Простейшая одно- или двухступенчатая газовая турбина имеет практически линейную моментную характеристику, а следовательно, газотурбовоз с такой турбиной имеет также линейную тяговую характеристику, причём обычно ограничение по сцеплению лежит значительно выше силы тяги при частоте вращения турбины и, соответственно, скорости движения v = 0.
Рис. 1.1.3
Приближение тяговой характеристики к гиперболической осуществляется либо введением одной или нескольких ступеней скорости, либо за счёт улучшения характеристики турбины применением различных программ регулирования, в частности, поворотом лопаток. При нерегулируемых проточных частях близкую к гиперболической характеристику можно получить за счёт форсирования турбокомпрессорной части на нерасчётных режимах, увеличивая скорость вращения вала турбокомпрессора при изменении скорости тяговой турбины [3].
1.3. Сила тяги и тяговые характеристики паровозов
В последнее время интерес к казалось бы навсегда ушедшим в историю паровозам вновь возрос в связи с организацией ретро-туров для любителей паровой тяги. Кроме того, по распоряжению РЖД, в России поддерживается небольшой парк горячих паровозов в нескольких локомотивных депо (в специально выделенных для этих целей цехах). Аналогичное положение существует и на Украине.
Расчётный коэффициент сцепления для паровозов согласно ПТР определяется по формуле
ψк = 30 / (100 + v). (5)
Кроме ограничения по сцеплению, у паровозов сила тяги ограничивается паропроизводительностью котла (ограничение силы тяги по котлу) и машиной.
Сила тяги по котлу имеет следующую зависимость:
Fк= 270zмH/ (U/Nк) /v, кгс (6)
где
zм – форсировка котла, отнесённая к пару, поступающему
в машину, кг/м2/ч;
H – испаряющая поверхность нагрева котла, м2;
U/Nк – расход пара машиной, кг/лсч.
Сила тяги по машине определяется выражением
FК= Mξηм, кгс (7)
где
M = (dц2 – (dш2 – dкш2) /2) lmpк/ (2D) – модуль силы тяги;
dц – диаметр цилиндров, см;
dш, dкш – диаметр штоков и контрштоков, см;
l – ход поршней, см;
m – число цилиндров;
pк – котловое давление, кгс/см2;
D – диаметр движущих колёс, см;
ξ = pi /pк – коэффициент индикаторного давления;
pi – индикаторное давление, кгс/см2;
ηм – механический к. п. д. машины.
Рис. 1.3.1
Коэффициент индикаторного давления
