Торможение подвижного состава Системы торможения

Сущность и значение торможения. Торможение при­меняется для остановки подвижного состава и ограниче­ния его скорости на спусках, перед кривыми участками и соответствующими путевыми знаками. По характеру ис­пользования тормозной силы различают служебное торможение и экстренное. Служебное торможение применя­ется в нормальных условиях работы, экстренное - для предупреждения несчастных случаев и аварий. Оно обеспе­чивает наибольшее замедление и наименьший тормозной путь, поэтому машинист должен использовать наибольшую тормозную силу.

Процесс торможения определяется тормозными харак­теристиками, т. е. зависимостями тормозной силы подвиж­ного состава от его скорости В (v). Для проведения тяго­вых расчетов удобнее пользоваться характеристиками удельной тормозной силы b(v), где b = В/(mg), H/кH.

При торможении на подвижной состав действует тор­мозная сила В, сила основного сопротивления движению W_o и сила сопротивления от уклона mgi. Поэтому действующая замед­ляющая сила В_д будет равна сумме этих сил:

B_д = B + W₀ ± mgi (1)

или в удельных величинах

, (2)

з нак «+» относится к подъемам, а « - » - к спускам.

На рис. 1 изображены зависимости удельных действующих тормозных сил b(v); w_o(v) и . Чтобы получить замедляющую силу, нужно относительно зависимости сдвинуть ось абсцисс па величи­ну i вниз при подъеме и вверх при спуске, как это показано на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость удельных действующих тормозных сил

Системы торможения. По способу создания тормоз­ной силы различают системы механического и электричес­кого торможения. При механическом торможении тормозная сила создается в результате сил трения между соприкасающимися взаимно скользящими поверхностями.

По роду трущихся поверхностей различают вращательно-фрикционные и рельсовые механические тормоза.

У вращательно-фрикционных тормозов сила трения создается на поверхностях вращающихся частей колесных или движущих систем подвижного состава.

К этой группе относится колесно-колодочный тормоз, дисковые и барабанные тормоза со специальными вращающимися поверхностями трения, связанными либо с колесными парами, либо с валами редукторов или тяго­вых двигателей. У рельсовых тормозов сила создается за счет трения между рельсом и прижимаемым к нему специальным тормозным башмаком.

При электрическом торможении тяговые двигатели пе­реводятся в генераторный режим. Момент, который требу­ется для вращения генератора, реализуется на ободе дви­жущего колеса в виде тормозной силы. Различают электри­ческое рекуперативное и реостатное торможения.

Как при механическом, так и при реостатном торможе­нии кинетическая или потенциальная энергия подвижного состава преобразуется в тепловую энергию. При механи­ческом торможении тепловая энергия выделяется непос­редственно в месте трущихся поверхностей, что приводит к их чрезмерному нагреву и возникает задача охлаждения этих поверхностей. При реостатном торможении кинети­ческая или потенциальная энергия превращается сначала в электрическую и далее в тормозных реостатах - в тепло­вую, т. е. тепловая энергия выделяется в специальных предназначенных для этого аппаратах.

При рекуперативном торможении полученная электри­ческая энергия отдается в тяговую сеть и может быть по­лезно использована другим подвижным составом.

Процесс торможения должен быть очень надежным, т.к. если своевременно не остановить подвижной сос­тав, произойдет авария. Поэтому каждый тип подвиж­ного состава, в том числе и электрический, оборудует­ся, как минимум, двумя независимыми друг от друга системами тормозов. На электроподвижном составе городского транспорта это электрическое торможение, которое используется как рабочее, и механическое тор­можение, которое используется и как аварийное, и как рабочее (для торможения при низких скоростях дви­жения, когда электрическое торможение становится неэффективным).