Определение допускаемой томозной силы по условиям безъюзового торможения и Выбор тормозной системы

Пассажирские вагоны локомотивной тяги оборудуются колодочными тормозами с комбинированным пневматическим и электропневматическим управлением.

При выборе и проектировании тормозных систем для железнодорожного подвижного состава необходимо руководствоваться следующими соображениями:

– основным видом тормозов, которые учитываются при подсчете величины тормозной силы в поезде для аварийного торможения, являются пневматические фрикционные тормоза;

– проектируемая тормозная система для подвижного состава общего пользования должна допускать совместное действие с существующими тормозами;

– тормозная система должна обеспечивать получение потребной тормозной силы при экстренном, остановочном и регулировочном торможениях.

Для тормозов, основанных на использовании сцепления колес с рельсами, реализуемая тормозная сила не должна превышать силу сцепления, так как иначе возможно заклинивание и повреждение колесных пар. Кроме того, при юзе возрастает тормозной путь.

Условие безъюзового торможения колесной пары

(14)

где – реализуемая тормозная сила колесной пары, Н;

– допускаемая тормозная сила по сцеплению, Н;

– статическая осевая нагрузка единицы подвижного состава, Н;

– коэффициент сцепления колеса и рельса;

– расчетный коэффициент запаса по сцеплению, =0,85;

В общем случае величина суммарной тормозной силы должна включать долю основного сопротивления движению вагона , создающую тормозной момент на оси колесной поры (трение в подшипниках, сопротивление подвагонного генератора). Величину уменьшает инерционная сила вращающейся колесной пары и связанных с нею масс (якорей тяговых электродвигателей). В инженерных расчетах принимают, что и взаимно уравновешиваются.

Вертикальная нагрузка от оси на рельс при движении является переменной величиной. Точное определение ее мгновенного значения сложно, поэтому расчет допускаемой тормозной силы ведут по статической осевой нагрузке, учитывая динамическую разгрузку в величине расчетного коэффициента трения .

Значение действительного коэффициента сцепления колес с рельсами изменяются в значительных пределах ( =0,04…0,30) в зависимости от состояния и загрязненности пути, условий погоды, типа тормозной системы и т.д. Если в расчетах допускаемой тормозной силы принимать минимальное значение

коэффициента сцепления, то эффективность тормозной системы уменьшается, а при завышенных расчетных значениях может произойти заклинивание колесной пары.

Расчетный коэффициент сцепления для дорог с шириной колеи 1520 мм определяется по формуле

(15)

где q – статическая осевая нагрузка, кН;

– функция скорости, значение которой зависит от типа подвижного состава.

(16)

где Т – тара вагона, Т =60 т;

– ускорение свободного падения, = 9,81 м/с²;

z – число осей одного вагона, z =4.

Для пассажирских и рефрижераторных вагоновфункция скорости

(17)

где v –скорость движения подвижного состава, км/ч.

Определим для начальной скорости торможения (120 км/ч),

Определим коэффициент сцепления для скорости движения 120км/ч,

Из формулы (15) значение удельной тормозной силы

(18)

где – удельная тормозная сила, допускаемая по условиям сцепления, Н/т.

Определим для начальной скорости торможения

Расчет значений удельной тормозной силы для диапазона скоростей от 0 км/ч до 120 км/ч с интервалом 10 км/ч производится аналогично. Результат расчетов сводим в таблицу 1.

Таблица 1 – Расчет удельной тормозной силы

v, км/ч	v, м/с	Ψ(v)	Ψк	[bт], Н/т
120	33,33	0,659	0,1024	854
110	30,56	0,675	0,1049	875
100	27,78	0,693	0,1077	898
90	25,00	0,712	0,1106	922
80	22,22	0,732	0,1138	949
70	19,44	0,755	0,1173	978
60	16,67	0,779	0,1211	1010
50	13,89	0,807	0,1254	1046
40	11,11	0,837	0,1301	1085
30	8,33	0,871	0,1353	1128
20	5,56	0,909	0,1412	1177
10	2,78	0,951	0,1479	1233
0	0	1	0,1554	1296