4. Расчет потребного для поезда тормозного нажатия и ручных тормозов

Чтобы выпустить поезд на перегон без снижения скорости движения, необходимо иметь определенное соотношение расчетного фактического, рассчитанного по формуле (8), и расчетного потребного нажатия

(19)

Потребное нажатие определяют по преобразованной формуле (7) исходя из веса поезда и минимально допустимого –υ_р для поезда данной категории. Его значения в пересчете на чу­гунные тормозные колодки должны быть не менее :

• 0,33 — для состава груженого грузового и рефрижераторного поездов и скоростей движения до 90 км/ч включительно (ПТ). Допускается значение 0,32, 0,31 и 0,30 при наличии в поезде 25, 50 или 100 % вагонов, оборудованных композиционными колодками;

• 0,55 — для поезда с составом из порожних вагонов при скоростях движения до 100 км/ч включительно (ПТ);

• 0,60 — для пассажирского поезда при скоростях движения до 120 км/ч включительно (ЭПТ и чугунные, композиционные тормозные колодки);

• 0,78 — для пассажирского поезда при скоростях движения более -130 до 140 км/ч включительно (ЭПТ и композиционные тормозные колодки или накладки).

• 0,8 — для пассажирских поездов при скорости движения от 141 до 160 км/ч (ЭПТ и композиционные тормозные колодки или накладки).

При недостатке тормозного нажатия, но не ниже υ_р = 0,28 для грузовых груженых и рефрижераторных поездов, они могут следовать по перегону при условии снижения скорости от допустимой на 2 км/ч на каждую недостающую сотую долю указанного выше минимального коэффициента и округления полученной скорости в меньшую сторону с кратностью 5 км/ч.

Аналогично для пассажирских поездов эта скорость снижается на 1 км/ч для спусков до 6 %о и на 2 км/ч для более крутых. При этом допускается υ_р=0,55, для скоростей до 120 км/ч и υ_р = 0,68 при 120 < v < 160 км/ч.

Исходя из указанных рекомендаций, выполняется проверка условия (19) и делаются соответствующие выводы.

Затем определяют количество осей, оборудованных ручным тормозом и и тормозных башмаков для удержания состава на месте после его остановки на перегоне в случае порчи автотормозов. Для этого расчета используют формулу 20 и данные табл.4:

(20)

Полученное значение п_рт округляют до ближайшего целого числа в большую сторону и делают соответствующий вывод.

Табшца 4

Значения коэффициентов γ для определения количества ручных тормозов и тормозных башмаков

Количество тормозных башмаков, приходящееся на 1000 кН веса состава, находится аналогично числу осей с ручным тормозом через коэффициент табл..4 при нагрузке на ось более 100 кН, приведенный в числителе, а при меньшей чем 100 кН — в знаменателе.

5. Оценка степени использования сцепления при торможении

При разработке новых тормозных приборов, или оценке существующих, важно установить степень их совершенства, определить тормозную эффективность подвижного состава и допустимые условия его эксплуатации. Широко употребляемый в тормозной практике термин «тормозная эффективность» не имеет количественного измерения, а подразумеваемая при этом длина тормозного пути неоднозначна, так как зависит от множества дополнительных факторов: скорости торможения, уклона, типа тормозных колодок, их нажатия и т. д.

Косвенные показатели тормозной эффективности — расчетный тормозной коэффициент и удельная тормозная сила ориентированы на оценку только максимальных тормозных параметров без учета темпов их изменения и дают лишь приближенную оценку степени совершенства тормозных устройств. Например, тормозной путь грузового порожнего и пассажирского поезда, оборудованных чугунными тормозными колодками, с одинаковым расчетным тормозным коэффициентом 0,6 на площадке, при пневматическом торможении со скорости 80 км/ч составляет соответственно 520 и 430 м, различаясь таким образом на 21 %. В этой связи вводится особый интегральный показатель — коэффициент использования сцепления η_ψ. Графически он может быть представлен соотношением площадей зависимостей изменения тормозных и сил сопротивления движению поезда (или отдельного колеса) к потенциальным силам сцепления колес с рельсами в соответствии с рис.3 и выражением (21):

(21)

где B_Т(t) — процесс изменения тормозных сил поезда (колеса) за период t₁-t₂

W(t) — процесс изменения сил сопротивления движению, реализуемых между колесами и рельсами за этот же период;

F_cц(t) — процесс изменения потенциальных (табличных) сил сцепления колес за время торможения.

После ряда преобразований в обобщенном виде коэффициент использования сцепления находится через три других параметра: υ_p — расчетный тормозной коэффициент, η_υ — коэффициент темпа роста тормозного нажатия и η_φ/ψ — коэффициент отношения трения к сцеплению следующим образом:

(22)

Первый из сомножителей при наполнении тормозных цилиндров в соответствии с таблицами с достаточной точностью можно аппроксимировать экспонентой по выражению:

υ_p(t)=υ_p(1-e^-αt) (23)

где е — основание натуральный логарифм

α- показатель экспоненты.

Рис.