3.3 Расчет тормозных параметров подвижного состава

при регулировании сил нажатия колодок

Для повышения эффективности тормоза путем увеличения уровня реали-

зуемого сцепления колес с рельсами были созданы вначале двух- затем трех-

режимные грузовые воздухораспределители, автоматические регуляторы гру-

зовых режимов торможения (авторежимы), устройства скоростного регулиро-

вания тормозного нажатия (на электровозах серии ЧС) и противоюзные устрой-

ства (для скоростных пассажирских поездов).

Авторежим устанавливается над одной из тележек вагона, соединяется трубами

с воздухораспределителем и тормозным цилиндром и корректирует давление в нем

в соответствии с загрузкой вагона. Последняя измеряется косвенным образом – по

статическому прогибу рессорного подвешивания. В связи с различным соотноше-

нием веса порожнего и груженого вагонов необходимо производить предваритель-

ную настройку авторежима путем подъема опорной плиты. Рабочий ход штока ав-

торежима составляет 0,04 м.

На пассажирском подвижном составе авторежимные устройства устанавли-

ваются, если отношение веса брутто при расчетной загрузке к весу тары более 1,25.

28

Из нескольких модификаций этих устройств для различных видов подвижного со-

става наибольшее распространение получили авторежимы для грузовых вагонов №

265А-1. Анализ характеристик этих устройств, как правило, осуществляют по дей-

ствительному δили расчетномуδркоэффициентам нажатия тормозных колодок. Их

предельно-возможные по условиям сцепления колес с рельсами значения можно

найти из следующих выражений:

2

m (

[ dq y -m c) + (dq y -m c) + 4bq ym ]

c

1

0 k

v

0 k

v

0 k v

d

=

пр

,

(3.9)

2 bm q

v 0

Y ( fV +e)

k

d

=

,

рпр

(3.10)

h(V +e)

где h– коэффициент, равный 0,27, 0,30 и 0,36 соответственно для стандарт-

ной чугунной, чугунной с повышенным содержанием фосфора и композиционных

тормозных колодок.

Предельно - возможное давление в тормозном цилиндре Рцпр(МПа), при ко-

тором достигаются соответствующие значения δ приδрпрнаходится по формуле

2

[( dq y -c)+ (dq y -c) +bq

4

y

c]+ ,

2 0( F +F )

h

i

m

0

v

m

k

0

v

m

k

0

v

m

k

1

2

v

nbm

Р

=

ц

. (3.11)

пр

500

h h

v

nbm

ц

F

ц

Для наилучшего использования сил сцепления колес с рельсами при ав-

томатическом регулировании тормозной силы в зависимости от веса или скоро-

сти транспортного средства целесообразно изменять тормозное нажатие в соот-

ветствии с выражениями (3.9, 3.10, 3.11), оставляя запас около 15-20 % на от-

сутствие юза.

Избыточное давление Рци предварительный подъем опорной плитыfпрдля

авторежимов грузовых вагонов и рефрижераторных поездов (секций)

№ 265А-1 определяется по формулам /7/:

0 ,

(

482 0 , 027 +f

+ f )

пр

i

Ρц =

, МПа

(3.12)

i

0 , 106( 0, 027 +f

+ f )

пр

i

0 , 079Р

0 ,

цпор

013

f

=

, м

пр

(3.13)

Р

+ 0 ,

цпор

482

где fпр - предварительный подъем опорной плиты авторежима для полу- че-

ния требуемого давления Р

в тормозном цилиндре порожнего

цпор

грузового вагона (принять Рцпор = 0,2 МПа);

29

fi - статический прогиб центрального рессорного подвешивания

вагона при загрузке

i

Q (кН).

Последний параметр находится следующим образом:

f =Q f , м

(3.14)

i

i 0

где Q - вес груза, (кН),

i

f - гибкость рессорного подвешивания вагона, (принять для грузовых

0

вагонов 6,225 х 10-5 м/кН , а пассажирских 3,35х10-4м/кН).

На грузовом вагоне, оборудованном авторежимом, воздухораспределитель

должен быть постоянно включен на груженый режим - при чугунных колодках и

на средний - при композиционных (давление в ТЦ соответственно

= ,

0

МПа

вгр

P

43

и

=

МПа

вср

P

3

,

0

).

Для авторежимов пассажирского типа № 265В соответствующие формулы

имеют следующий вид:

,

0 282 Р ( ,

0 036 + f

+ f )

в

пр

i

R =

ц

, МПа

(3.15)

i

126

,

0

- ( 036

,

0

+ f

+ fi)

пр

162

,

0

Р

- 102

,

0

Р

цпор

в

f

=

, м

пр

(3.16)

82

,

2

Р -Р

в

цпор

где в

P - давление, подаваемое от воздухораспределителя (принять 0,4 МПа),

R цпор - давление в ТЦ порожнего пассажирского вагона (принять 0,3 МПа).

Проверка возможности заклинивания (юза) колесных пар для тормозных сис-

тем с авторежимами осуществляется по максимальному расчетному коэффициенту

нажатия колодок d р, полученному при давлении в тормозном цилиндре грузового

груженого вагона - 0,43 МПа и пассажирского - 0,4 МПа.

В соответствии с приведенными выражениями по варианту 2-го раздела

самостоятельно изменяя загрузку вагона (грузового в пределах заданных в таб-

лице 2.4., а пассажирского на 25% от веса тары при скоростях соответствен-

но 100 км/ч и 40 км/ч) выполняются расчеты, результаты которых сводятся в

таблицы, и

строятся

графики

следующих

зависимостей:

d

,d

,d , Р

, Р

= f (q )

пр

рпр

цпр

ц

. Для грузовых вагонов необходимо также постро-

i

0

ить зависимость d =f (q ) при существующем трехрежимном тормозе с уче-

0

том следующих данных: переключение на порожний (q £

0

60 кН/ось), средний

30

(60 < q £

0

150 кН/ось) и груженый (q0 > 150 кН/ось) режимы торможения обес-

печивает давление в ТЦ соответственно 0,16, 0,30 и 0,43 МПа. После чего де-

лаются выводы о степени использования сцепления при авторежимах и опти-

мальности их регулировочных характеристик.

Для локомотивов с чугунными тормозными колодками и неизменной на-

грузкой

на

колесную

пару

рассчитываются

зависимости

d

,d

,d , Р

= f (V )(до

пр

рпр

цпр

120 км/ч). При этом для грузовых электровозов коэф-

фициент нажатия d вычисляется для порожнего, среднего и груженого ре-

жимов с давлением в ТЦ, приведенным выше для грузовых вагонов. У пассажир-

ских электровозов ЧС этот коэффициент рассчитывается для двух состояний,

определяемых работой скоростного регулятора: до скорости 80 км/ч давление в

ТЦ соответственно равно 0,4 МПа, а при большей – 0,65 МПа.

В заключение раздела выполняют анализ эффективности регулиро-

вания тормозного нажатия посредством переключателей грузовых режи-

мов на воздухораспределителях, с помощью авторежимов скоростных регу-

ляторов тормозного нажатия в соответствии с проведенными расчета-

ми.