6 Расчет продольно-динамических усилий в поезде при торможении

Поскольку скорость тормозной волны в современных пневматических тормо-

зах не превышает 300 м/с, то из-за поочередного (от головы к хвосту поезда) сраба-

тывания тормозов вагонов происходит их набегание друг на друга и возникают про-

дольно-динамические реакции, иногда ударного характера. При этом весь период

торможения, согласно разработанной проф. Карвацким Б.Л. методике, разделяется

на 4 фазы. Первые три определяют неустановившийся, а четвертая, последняя, ус-

тановившийся режим торможения.

Первая фаза длится с момента поворота ручки крана машиниста в тормозное

положение до начала наполнения тормозного цилиндра последнего в поезде вагона.

Вторая начинается с конца первой и заканчивается максимальным наполнением

тормозного цилиндра первого вагона. Третья фаза возникает с конца второй и длит-

59

ся до наибольшего давления в тормозном цилиндре последнего вагона. Четвертая

фаза длится до конца торможения.

Расчеты и экспериментальные исследования показывают, что наибольшие

усилия в автосцепках появляются в период неустановившегося режима торможения

в его первой фазе и, как правило, в последней трети поезда. Величину этих мгно-

венных усилий находят по выражению

n

Lп

R =A åk j

, кН,

(6.1)

p kp V

t

i = 1

mв ц

где

А - коэффициент, зависящий от конструкции воздухораспределителя,

состояния поезда перед торможением (растянут - А = 0,65; сжат -А= 0,4) и износа

автосцепок;

Lп - длина поезда, м;

Vmв - скорость тормозной волны, м/с;

t– время наполнения тормозных цилиндров, с.

В связи с небольшой длиной пассажирских поездов, характеристиками их

межвагонных упругих соединений и частым применением ЭПТ, вызывающим од-

новременное срабатывание тормозов по составу, продольно-динамические усилия в

них невелики. В то же время в грузовых, особенно длинносоставных поездах, нахо-

дящихся перед торможением в растянутом состоянии, эти усилия могут достигать

опасных, предельных по условиям прочности автосцепки значений - 2000 - 2500 кН.

Длительно действующее продольное усилие в поездах, в том числе соединен-

ных, не должно превышать 500 кН при наличии порожних или мало загруженных

вагонов (до 100 кН/ось) по условиям их схода, особенно в кривых участках пути, и

1000 кН при грузовых загруженных вагонах. Для расчета этих реакций в грузовых

соединенных поездах, если первый из них тормозит, а второй нет, используется сле-

дующая формула /5/:

,

0 27bJ ( V +

)

100 Q Q

Р

1 2

R =

, кН

(6.2)

( Q +Q

5

)( V +

)

100

1

2

где

b – коэффициент использования тормозного нажатия (при ПСТ или ЭТ

принять равным 1);

Q1, Q2 Ñ вес первого и второго поездов.

Кратковременно действующие продольно-динамические усилия, превы-

шающие установленные нормы, приводят в основном к обрыву или повреждению

автосцепок, а длительно действующие - к сходу порожних или мало загруженных

вагонов.

Длина вагонов по осям автосцепок составляет: восьмиосных - 20,2 м; четы-

рехосных полувагонов - 13,9 м; четырехосных крытых - 14,7 м; четырехосных реф-

рижераторных -22,1 м.

Расчеты по выражению (6.1) в соответствии с заданием (таблица 6.1)

выполняют для оценки мгновенных усилий в автосцепках грузовых поездов (А =

60