- •1 Определение потребной тормозной силы
- •2 Определение допускаемой тормозной силы по условиям безъюзового торможения и обоснование выбора тормозной системы
- •3 Проектирование и расчет механической части тормоза
- •3.1 Выбор схемы тормозного нажатия
- •3.2 Определение потребной величины тормозного нажатия
- •3.3 Определение параметров механической части тормоза
- •4 Проектирование принципиальной пневматической части тормозов
- •4.1 Описание устройства и действия пневматической части тормозной системы
- •4.2 Расчет давления в тормозных цилиндрах при ступенях торможения и пст
- •4.3 Определение действительного и расчетного тормозного нажатия
- •4.4 Расчет удельной тормозной силы
- •5 Тормозные расчеты для заданного поезда
- •5.1 Определение длины тормозного пути, времени торможения и замедления при торможении
- •5.2 Расчет продольно-динамических усилий в поезде
- •6 Расчет подачи компрессора
4.2 Расчет давления в тормозных цилиндрах при ступенях торможения и пст
Пассажирский подвижной состав оборудуется электропневматическими тормозами с резервным воздухораспределителем №292, который работает по принципу изменения давления в двух объемах – в тормозной магистрали и запасном резервуаре. Величина давления в тормозном цилиндре зависит от величины разрядки тормозной магистрали и от соотношения объемов запасного резервуара и рабочей полости тормозного цилиндра.
При расчете принимаются следующие допущения:
– сила трения рабочих органов воздухораспределителя равна нулю;
– изменение состояния сжатого воздуха происходит по изотермическому закону PV=const.
С учетом принятых допущений полагаем, что в конце зарядки давление в тормозной магистрали равно давлению в запасном резервуаре, т.е. РМ=РЗР. В конце каждой ступени торможения магистральный поршень находится в равновесии: РЗРi=РМi=РМ - ∆ РМi=РЗР - ∆РЗРi.
По закону парциальных давлений
, (4.1)
Тогда давление в тормозном цилиндре для i-й ступени торможения
, (4.2)
где – давление в тормозном цилиндре при i-той ступени торможения;
–объем рабочего пространства тормозного цилиндра, м3;
–объем запасного резервуара, м3.
Тогда
МПа,
МПа.
Давление в тормозном цилиндре при полном служебном и экстренном торможении без учета «мертвого» пространства тормозного цилиндра
, (4.3)
где – зарядное давление в тормозной системе пассажирского поезда, Рзр=Рм=0,60 МПа.
МПа.
Минимальная величина снижения давления в тормозной магистрали для получения полного служебного торможения.
, (4.4)
МПа.
Определим зависимость между временем возбуждения катушек тормозного и отпускного вентилей электровоздухораспределителя и давлением в тормозном цилиндре для электровоздухораспределителя усл. №305.
Определим время возбуждения катушки тормозного вентиля, необходимое для получения в рабочей камере критического давления.
, (4.5)
МПа;
м3 ;
.
, (4.6)
с
Разбиваем на 2 ступени c, с
, 2,7=2,7
Тогда
. (4.7)
Рассчитаем давление в тормозных цилиндрах для двух ступеней
МПа
МПа
Оптимальное время возбуждения катушки тормозного вентиля для получения полного служебного торможения
, (4.8)
, (4.9)
где – время наполнения рабочей камеры от критического давления до давления, соответствующего полному служебному торможению .
,
,
с,
с.
4.3 Определение действительного и расчетного тормозного нажатия
Действительное нажатие тормозной колодки на колесо определяется по формуле
, (4.10)
где n – передаточное число тормозной рычажной передачи, n = 14;
РШ – усилие по штоку тормозного цилиндра, pШ = 33,245 кН;
–механический КПД рычажной передачи, =0,95[1];
m – число пар колодок, действующих от одного тормозного цилиндра, m=8;
кН.
Расчётное тормозное нажатие для композиционных колодок определяется по формуле
, (4.11)
кН.
4.4 Расчет удельной тормозной силы
Для упрощения расчёта удельной тормозной силы учитываем её зависимость от величины тормозного нажатия и наличия тормозных колодок различных типов
, (4.12)
где – расчётный коэффициент трения колодок данного типа;
∑Kpi – суммарное расчетное нажатие колодок данного типа в поезде, кН;
РЛ – учетная масса локомотива, для тепловоза ТЭП-10 РЛ = 129 т;
∑Q – масса состава, т.
Суммарное расчетное нажатие всех колодок на вагонах определяется по формуле
, (4.13)
где NВ – количество вагонов в поезде, NВ =16;
m – количество колодок на один вагон (от одного тормозного цилиндра), m=16;
кН.
Суммарное расчетное нажатие всех колодок на локомотиве
, (4.14)
где ∑KРО – величина нажатия тормозных колодок на ось, ∑KРО = 112,8 кН;
nР – количество осей локомотива, nР = 6;
кН.
Массу всех вагонов можно рассчитать по формуле
, (4.15)
где NВ – количество вагонов в составе, NВ = 16;
–масса тары вагона, =56,7 т;
–населенность, =38чел;
т;
, (4.17)
Расчетный коэффициент трения для чугунных колодок
, (4.18)
Расчетный коэффициент трения для композиционных колодок 328-303
, (4.19)
Для скорости V=27,8 м/с
Н/м.
Аналогично определяем удельную тормозную силу для остальных скоростей заданного диапазона. Результаты расчёта сводим в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 – Расчёт удельной тормозной силы
V, км/ч |
V, м/с |
|
|
, Н/м |
0 |
0 |
0,27 |
0,36 |
2153,6 |
10 |
2,8 |
0,198 |
0,327 |
1928,8 |
20 |
5,55 |
0,162 |
0,303 |
1772,6 |
30 |
8,3 |
0,140 |
0,284 |
1655,9 |
40 |
11,1 |
0,126 |
0,269 |
1564,7 |
50 |
13,9 |
0,116 |
0,257 |
1491,4 |
60 |
16,7 |
0,108 |
0,247 |
1431,0 |
70 |
19,4 |
0,102 |
0,239 |
1380,4 |
80 |
22,2 |
0,097 |
0,231 |
1337,3 |
90 |
25 |
0,093 |
0,225 |
1300,2 |
100 |
27,8 |
0,09 |
0,2197 |
1267,9 |
По результатам расчёта строим график зависимости удельной тормозной силы поезда от скорости движения bT = f(V) (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1– График зависимости bT=f(V)