Теміржолдың ең қиын көтерілімі – локомотив қуатын анықтайтын фактор. Көкденең жолдарда көмекші локомотивтердің маңызы, экономикалық тиімділік туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Билік ететін баурай термині көбінесе теміржолдың екі нүктесі арасындағы "ең тік өрлеу" синонимі ретінде қолданылады. Тұжырымдамасы бойынша, ең тік баурайға көтерілу үшін қозғаушы күштің қаншалықты қуатты болуы керек (немесе пойыздың қаншалықты жеңіл болуы керек) анықталады. Егер жолдың 99% -ы аз қуатты (және арзан) локомотивпен жүргізілуге мүмкіндік берсе де, егер жолдың бір бөлігіндегі баурай мұндай пойыздың көтере алмайтыннан тік болса, онда осы баурай "билік етеді" және қалған бөлігіне қарағанда артық қуатты локомотивті пайдалану қажеттігін көрсетеді. Сондықтан, көбінесе басқаша айтқанда, тік баурайларға жақын жерлерде арнайы "көмекші локомотивтер" (сондай-ақ "банкерлер" деп те аталады) орналастырылады. Бұл, әсіресе бірнеше пойыз күніне жолмен өтетін болса, бүкіл жол бойына тым қуатты локомотивті жүргізуден арзанға түседі (көмекші операцияның тұрақты күнделікті шығындарын ақтауға көмектесу үшін). 1953 жылғы "Теміржол инженерлігі" басылымында Уильям Х. Хей былай деді: "Билік ететін баурай – бір локомотивпен тасымалданатын тоннаждық пойызға арналған ең жоғары градиент ретінде анықталады. Билік ететін баурай, бөлімшедегі ең жоғары градиент болуы міндетті емес. Импульстік баурайлар, итеру баурайлары немесе тоннаждық пойыздармен үнемі екі еселенетін баурайлар ауыр болуы мүмкін". Бұл, егер басқару теміржолды басқаша пайдалануды шешсе, "билік ететін баурай" өзгеруі мүмкін дегенді білдіреді.
The term ruling grade is usually used as a synonym for "steepest climb" between two points on a railroad. More simply, the steepest grade to be climbed dictates how powerful the motive power (or how light the train) must be in order for the run to be made without assistance. Even if 99% of the line could be run with a low powered (and inexpensive) locomotive, if at some point on the line there is a steeper gradient than such train would be able to climb, this gradient "rules" that a more powerful locomotive must be used, in spite of it being far too powerful for the rest of the line. This is why special "helper engines" (also dubbed "Bankers") are often stationed near steep grades on otherwise mild tracks. It is cheaper than running a too powerful locomotive over the entire track mileage just in order to make the grade, especially when multiple trains run over the line each day (to help justify the fixed daily cost of the helper operation). In the 1953 edition of Railway Engineering William H. Hay says "The ruling grade may be defined as the maximum gradient over which a tonnage train can be hauled with one locomotive The ruling grade does not necessarily have the maximum gradient on the division. Momentum grades, pusher grades, or those that must regularly be doubled by tonnage trains may be heavier." This means the "ruling grade" may change if the management chooses to operate the railroad differently.
Бұрылуды өтеу
Басқа жағдайлар тең болса, пойызды қисық жолмен тарту тура жолмен салыстырғанда қиын, себебі вагондар, әсіресе боги (екі осьті) вагондар, қисықтың доғасын емес, хордасын (кіндігін) ұстануға тырысады. Бұны өтеу үшін, қисықтың өткірлігі арта түссе, градиент сәл төмендеу болуы керек; қажетті градиенттің төмендеуі "қисық дәрежесіне" 0,04 проценттей қарапайым формуламен есептелінеді, бұл көрсеткіш АҚШ-та қисықтың өткірлігін өлшеу үшін қолданылады. Мысалы, 10 градустық қисықта (радиусы 573,7 фут) градиент тура жолға қарағанда 0,4%-ға төмен болуы тиіс.
Other things being equal, a train is harder to pull around a curve than it is on straight track because the wagons – especially bogie (2 axle) wagons – try to follow the chord of the curve and not the arc. To compensate for this, the gradient should be a little less steep the sharper the curve is; the necessary grade reduction is assumed to be given by a simple formula such as 0.04 per cent per "degree of curve", the latter being a measure of curve sharpness used in the United States. On a 10 degree curve (radius 573.7 feet) the grade would thus need to be 0.4% less than the grade on straight track.
Туннельдегі ауытқуларды өтеу
Тік еңістегі туннельдер ауамен тыныс алатын локомотивтер үшін, мысалы, бу локомотивтері мен дизель локомотивтері үшін мәселе тудыруы мүмкін. Ұзын немесе тар туннельдердегі нашар желдету локомотивтің қуатын жеткіліксіз етуі мүмкін. Шешім қисықтыққа түзету жасауға ұқсас және туннельдегі еңіс пен екі жақтағы белгілі бір қашықтықтағы еңіс, бақылау еңісімен салыстырғанда айтарлықтай төмендетілуі керек. Өкінішке орай, еңіске қажетті түзету қарапайым теңдеу емес, ол сынақ пен қате арқылы іздеу процесі. Қайсысы жақсы екенін анықтау үшін бірнеше туннель салу мүмкін болмағандықтан, тік еңісті туннельдерді зерттеу пайдалы. Сонымен қатар, шығарындар мен серіппелерден пайда болатын ылғал рельстерді сырғалтады, сондықтан оны да ескеру қажет.
Tunnels on steep gradients can present problems for air breathing locomotives, such as steam locomotives and diesel locomotives. Poor ventilation in long or narrow tunnels can starve the locomotive of power. The solution is analogous to compensation for curvature and requires the gradient in the tunnel and for some distance on either side to be greatly reduced compared to the ruling grade. Unfortunately, the necessary compensation for gradient is not a simple equation, but is rather a trial and error process. Since one cannot build several tunnels to find out which one is best, it is useful to study existing tunnels with steep gradients. Moisture from exhausts and springs can also make the rails slippery, and allowance may need to be taken for that as well.
Солтүстік Америкадағы жалпы жағдай
Булы күндері Оңтүстік Тынық мұхитының пойыздары Невада және Юта штаттары арқылы шығысқа қарай Спаркс пен Огден арасындағы 531 мильдік қашықтықта 0,43%-тан аспайтын тік көлбеуге тап болды, Веллстен шығысқа қарайғы бірнеше мильдік 1,4% көлбеуді есептемегенде. Пойыздар Спаркстен 0,43% көлбеуді басқаруға жеткілікті қуатты қозғалтқышпен (мысалы, 2-10-2 локомотиві 5500 тонналық пойызбен) шығарып жіберіп, Веллсте қосымша локомотивтер алып қоятын. Спаркс пен Огден арасындағы "басқарушы көлбеу" 0,43% деп есептелуі мүмкін. Бірақ қазіргі уақытта теміржол Веллсте қосымша локомотивтерді орналастырмайды, сондықтан пойыздар 1,4% көлбеуді жеңу үшін жеткілікті қуатпен Спаркстен шығуы керек, бұл бөлімнің басқарушы көлбеуіне айналады. Осылайша, терминнің мағынасы шала болуы мүмкін, ал егер басқарушы көлбеуге инерцияның әсері қосылса, одан да түсініксіз болады. Сакраменто, Калифорниядан Оклендке қарай жүретін Overland Route пойыздары дәстүрлі батыс бағытындағы 1-ші жолмен 0,5%-тан аспайтын көлбеуге тап болады, бірақ қазіргі уақытта олар Бенисия көпіріне 2-ші жолмен жақындауы мүмкін, онда басқа жағдайда тегіс болатын жол 0,7 мильге 1,9% көлбеуге ие. Осы мысалға сүйенсек, "басқарушы көлбеуді" анықтауда бірнеше мәселе туындайды. Бір мәселе – пойыздың бастапқы жылдамдығын ескеру керек пе және егер керек болса, қандай жылдамдықпен есептеу керек. Тағы бір мәселе – пойыздың ұзындығын ескеру қажет, өйткені кейбір пойыздардың ұзындығы қарастырылып отырған төбеден асып кетеді. Егер белгілі бір жылдамдықпен бастапқы жылдамдық ескерілсе, онда әртүрлі қуатты және жылдамдық сипаттамалары бар локомотивтер үшін есептелген "басқарушы көлбеу" әртүрлі болады. АҚШ-та Конгресс 1850 жылдары субсидиялар мен гранттарға ие болуға лайықты теміржолдар үшін стандартты көлбеуді белгіледі. Олар бұл стандартты Камберленд – Уиллинг теміржолы қабылдаған стандартты негізге алды, ол бір мильге 116 фут (2,2%) көлбеуді құрады. Кейін Канададағы Канадалық Тынық мұхиты теміржолы мен АҚШ-тағы Одақ Тынық мұхиты теміржолының жарғылары жасалғанда, ұлттық үкіметтер екі желіге де стандартты басқарушы көлбеуді таңдады, өйткені екеуі де федералдық көмек пен реттеу алды. (Вэнс, Дж.Е. кіші, 1995)
In steam days Southern Pacific trains eastward across Nevada and Utah faced nothing steeper than 0.43% in the 531 miles from Sparks to Ogden—except for a few miles of 1.4% east of Wells. Trains would leave Sparks with enough engine to manage the 0.43% grade (e. g. a 2 10 2 with a 5500 ton train) and would get helper engines at Wells; the "ruling grade" from Sparks to Ogden could be considered 0.43%. But nowadays the railroad doesn't base helper engines at Wells so trains must leave Sparks with enough power to climb the 1.4%, making that the division's ruling grade. As such, the term can be ambiguous; and is even more ambiguous if the ruling grade is impacted by the effect of a momentum grade. Overland Route trains from Sacramento, California to Oakland face nothing steeper than 0.5% on Track 1, the traditional westward track, but nowadays they might need to approach the Benicia bridge on Track 2, which includes 0.7 miles at about 1.9% on otherwise near level track. Using this as an example, several issues arise on defining "ruling grade". One issue is whether a running start should be assumed and, if yes, the speed to assume. Another issue is the train length to assume, given that certain lengths exceed the length of the hill in question. And if a running start at some arbitrary speed is assumed, the calculated "ruling grade" will be different for locomotives having different power vs speed characteristics. In the United States, Congress set the Standard Grade for railroads eligible for subsidies and grants in the 1850s. They took as that standard the one adopted by the Cumberland – Wheeling Railway, that grade being 116 feet per mile (2.2%). Later when charters were drawn up for the Canadian Pacific Railway in Canada and for the Union Pacific Railroad, the national governments imposed the Standard Ruling Grade on the two lines because each received federal assistance and regulation. (Vance, JE Jr.,1995)
Саммиттер
Билік деңгейі көбінесе шыңға қарайғы ұзақ көтерілісте кездеседі. Ең жақсысы, шыңдағы кесілу мүмкіндігінше терең болуы керек, мысалы, Шаптағыдай, себебі бұл көтерілуді және еңістің тіктеп тұруын азайтуға көмектеседі. Балама ретінде, Ардглендегідей, шыңға тоннель жасау қажет.
A ruling grade is often found at a long climb up to a summit. Ideally, the cutting at the summit should be as deep as possible, such as at Shap, as this helps reduce the amount of climb and the steepness of the gradient. Alternately, a summit tunnel should be provided, such as at Ardglen.
Көгеріш және градиент кітаптары
Australian Rail Track Corporation – Transport Asset Holding Entity желілерін, сондай-ақ пайдаланылмаған ауылдық желілерді есепке алмайды.
Australian Rail Track Corporation – excludes Transport Asset Holding Entity lines, and non operational country lines.