Динамометрический вагон — это вагон для обслуживания железнодорожных путей , используемый для измерения различных аспектов производительности локомотива . Измерения включают тяговое усилие (силу тяги), мощность, максимальную скорость и т. д.
Первый динамометрический вагон, вероятно, был построен около 1838 года «отцом вычислений» Чарльзом Бэббиджем . [1] [2] [3] Работая на Great Western Railway в Великобритании , он оборудовал пассажирский вагон, который помещался между двигателем и поездом, и записывал данные на непрерывно движущемся рулоне бумаги. Записанные данные включали тяговую силу двигателя, график пути вагона и вертикальную тряску вагона. Работа была предпринята, чтобы помочь поддержать позицию Great Western Railway в споре о стандартизации британской колеи .
В Соединенных Штатах Пенсильванская железная дорога начала использовать динамометрические вагоны в 1860-х годах. [4] Первый современный динамометрический вагон в Соединенных Штатах был построен в 1874 году П. Х. Дадли для Нью-Йоркской центральной железной дороги.
В ранних вагонах использовалась система пружин и механических связей для эффективного использования передней сцепки вагона в качестве весов и непосредственного измерения силы на сцепке. В вагоне также имелось средство для измерения скорости поезда. В более поздних версиях использовались гидравлический цилиндр и линия для передачи силы на записывающее устройство.
Современные динамометрические стенды обычно используют электронные твердотельные измерительные приборы и приборы, такие как тензодатчики .
Вагон-динамометр LNER использовался для записи рекорда скорости № 4468 Mallard в 1938 году и сохранился в Национальном железнодорожном музее в Йорке , Англия. Он также использовался для испытаний локомотивов British Railways 1948 года вместе с двумя другими вагонами-динамометрами, оба из которых также сохранились.
Вагон, изначально принадлежавший железной дороге Чикаго, Берлингтон и Куинси , хранится в Национальном железнодорожном музее, расположенном в Грин-Бей, штат Висконсин . Вагон, построенный для железной дороги Чикаго, Милуоки, Сент-Пол и Пасифик, хранится в Иллинойском железнодорожном музее . [5]
Хотя основной целью динамометрического вагона было измерение выходной мощности локомотива, обычно собирались и другие данные, такие как данные дымовой коробки, настройки дроссельной заслонки и отключения клапанов, скорость сжигания топлива и расход воды, чтобы определить общую производительность и эффективность локомотива.
Данные обычно записывались на индексированных по времени непрерывных бумажных рулонах для записи тяги и скорости. Мощность позже вручную рассчитывалась на основе этих данных на ранних автомобилях. Некоторые более поздние автомобили были оснащены механическим интегратором для прямой записи мощности. [4]
Отдельным применением вагона было тестирование конкретного железнодорожного маршрута для оценки его грузоподъемности на основе пробега с динамометрическим вагоном и регистрации влияния уклонов и кривизны на пропускную способность и результирующие требования к мощности для этой линии. [4]
Принцип работы динамометрического автомобиля основан на основном уравнении мощности , равном произведению силы на расстояние во времени.
Это уравнение можно свести к силе, умноженной на скорость:
Другими словами, мгновенную выходную мощность локомотива можно рассчитать, измерив тягу на сцепке и умножив ее на текущую скорость.
Преобразование в лошадиные силы дает:
