4 Оценка эффективности тормозной системы поезда

Оценка эффективности проектируемой тормозной системы поезда производится по длине тормозного пути , величинам средних замедлений , времени торможения .

4.1 Расчет тормозного пути поезда при экстренном торможении

Тормозным путем называется расстояние, проходимое поездом за время от момента перевода ручки крана машиниста или стоп крана в тормозное положение до полной остановки поезда.

Длина тормозного пути может быть рассчитана по формуле, вытекающей из интегрирования уравнения движения тормозящегося поезда [1,3].

Тормозной путь поезда условно определяется как сумма подготовительного пути и действительного пути торможения , т.е.

, (39)

где – скорость поезда в момент начала торможения, км/ч;

– время подготовки тормозов к действию, с;

– начальная и конечная скорости поезда в принятом расчетном интервале скоростей (рекомендуется принимать этот интервал равным не более 10 км/ч):

– замедление поезда под действием удельной замедляющей силы в 1 Н/кН, км·кН/(ч²·Н) (принимается для грузовых и пассажирских поездов 120, одиночно следующих пассажирских тепловозов - 118, грузовых тепловозов - 112, электровозов – 107 и электропоездов – 119);

– удельная тормозная сила, Н/кН;

– основное удельное сопротивление движению поезда сосредней скоростью в каждом интервале при следовании электровоза, тепловоза или электропоезда на холостом ходу (выбеге), Н/кН;

– удельное сопротивление от спрямленного уклона с учетом сопротивления в кривой, Н/кН.

Так как в формулу (39) входят сложные нелинейные функции, влияющие на процесс торможения и зависящие от него, то расчет второго слагаемого ведется по шагам методом численного интегрирования. При этом в выбранном интервале скоростей для ручного счета обычно км/ч, на ПЭВМкм/ч) условно принимаются неизменными и равными для средней скоростив данном интервале удельные силы,,.

Условно принимают, что при подготовке тормоза к действию сжатый воздух в тормозной цилиндр не поступает и поэтому скорость движения поезда за время подготовки тормозане изменяется. Зато действительное торможение обусловлено мгновенным увеличением тормозной силы.

Время подготовки тормозов к действию в секундах определяется при экстренном и полном служебном торможении по следующим формулам:

для грузовых поездов длиной 200 осей и менее

; (40)

для грузовых поездов длиной более 200 осей (до 300 осей)

; (41)

для грузовых поездов длиной более 300 осей

; (42)

для пассажирских поездов и электропоездов на пневматических тормозах

; (43)

для пассажирских поездов и электропоездов на электропневматических тормозах

. (44)

Удельная тормозная сила поезда находиться по формуле:

, (45)

где определяется по формулам (29) - (30).

Основное удельное сопротивление движению грузового или пассажирского поезда со средней скоростью в каждом интервале при следовании электровоза, тепловоза на холостом ходу (выбеге) определяется по следующим выражениям

, Н/кН, (46)

где – основное удельное сопротивление движению состава, Н/кН;

– удельное сопротивление движению электровоза, тепловоза на холостом ходу (выбеге), Н/кН.

Удельное сопротивление движению электровоза, тепловоза в Н/кН на холостом ходу (выбеге)

на звеньевом пути

; (47)

на бесстыковом пути

. (48)

Основное удельное сопротивление движению грузового состава в Н/кН определяется по формуле

, (49)

где – основное удельное сопротивление движению восьми-, четырехосных и других типов вагонов, Н/кН;

– вес соответствующей группы вагонов, тс.

Основное удельное сопротивление движению четырехосных вагонов в составе на различных буксовых подшипниках в Н/кН определяется по формуле

, (50)

где - основное удельное сопротивление движению четырехосных вагонов на подшипниках скольжения и качения соответственно, н/кН;

- доли в составе четырехосных вагонов на подшипниках скольжения и качения соответственно, (берется из задания;).

Основное удельное сопротивление движению груженых четырехосных вагонов в Н/кН на подшипниках скольжения (> 6 тс):

на звеньевом пути

; (51)

на бесстыковом пути

, (52)

где – нагрузка, передаваемая от колесной пары на рельсы четырехосного вагона, тс.

Основное удельное сопротивление движению груженых четырехосных вагонов и вагонов рефрижераторных поездов в Н/кН на роликовых подшипниках (> 6 тс):

на звеньевом пути

; (53)

на бесстыковом пути

. (54)

Основное удельное сопротивление движению груженых восьмиосных вагонов в Н/кН на роликовых подшипниках (> 6 тс):

на звеньевом пути

; (55)

на бесстыковом пути

, (56)

где – нагрузка, передаваемая от колесной пары на рельсы восьмиосного вагона, тс.

Основное удельное сопротивление движению порожних четырехосных вагонов в Н/кН на подшипниках скольжения (< 6 тс):

на звеньевом пути

; (57)

на бесстыковом пути

. (58)

Основное удельное сопротивление движению порожних четырехосных и восьмиосных вагонов в Н/кН на роликовых подшипниках (< 6 тс):

на звеньевом пути

; (59)

на бесстыковом пути

. (60)

Основное удельное сопротивление движению пассажирского состава в Н/кН определяется по формуле

, (61)

где – основное удельное сопротивление движению купейных и плацкартных вагонов, Н/кН;

– вес соответствующей группы купейных и плацкартных вагонов, тс.

Основное удельное сопротивление пассажирских вагонов в Н/кН

на звеньевом пути

; (62)

на бесстыковом пути

, (63)

где – нагрузка, передаваемая от колесной пары на рельсы купейного или плацкартного пассажирского вагона, тс.

Основное удельное сопротивление движению электропоездов со средней скоростью в каждом интервале при следовании на холостом ходу (выбеге) определяется по следующим выражениям

на звеньевом пути

– для электропоездов ЭР1, ЭР2 и ЭР9

; (64)

– для электропоезда ЭР22

; (65)

– для электропоездов других серий

; (66)

на бесстыковом пути

– для электропоездов ЭР1, ЭР2 и ЭР9

; (67)

– для электропоезда ЭР22

; (68)

– для электропоездов других серий

. (69)

Результаты подсчета тормозного пути для двух уклонов (спусков) рекомендуется сводить в итоговые таблицы (прил.3). Действительный путь торможения определяется сложением поочередно отрезков действительных тормозных путей для каждого интервала скоростей начиная с минимальной (остановочной) и до максимальной (начала торможения) скоростей, и заносятся в соответствующие столбцы таблицы. Затем, складываются действительные тормозные пути с подготовительными для данной скорости движения, получают величину тормозного пути. По данным этих таблиц строятся графики.

Подсчитанный по формуле (39) тормозной путь должен соответствовать величине, указанной в табл. 13.

Таблица 13

Тормозные пути

Поезда	Скорость , км/ч	Тормозной путь, м, на участках при руководящих спусках
		≤-6‰		-6‰<≤-10‰
		Полное служебное торможение	Экстренное торможение	Полное служебное торможение	Экстренное торможение
Грузовые	80<≤120	1450	1200	1550	1300
Пассажирские и электропоезда	≤100 120<≤140 140<≤160	1200 1450 1920	1000 1200 1600	1400 1550 2050	1200 1300 1700

После построения графиков необходимо задаться величиной максимального тормозного пути (величина уточняется у преподавателя). На пересечении прямой максимального тормозного пути и кривых тормозных путейопределяются скорости для соответствующей величины уклона, которые заносятся в таблицу. После этого строиться график зависимости максимально допустимой скорости от величины уклона, пример построения приведен в прил.4, данные по скоростям движения в зависимости от величины уклона сводятся в таблицу прил.4.