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. Р_М=Р_ЗР. В конце каждой ступени торможения магистральный поршень находится в равновесии: Р_ЗРi=Р_Мi=Р_М - ∆ Р_Мi=Р_ЗР - ∆Р_ЗРi.

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, Р_зр=Р_м=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;

Р_Ш – усилие по штоку тормозного цилиндра, p_Ш = 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;

∑K_pi – суммарное расчетное нажатие колодок данного типа в поезде, кН;

Р_Л – учетная масса локомотива, для тепловоза ТЭП-10 Р_Л = 129 т;

∑Q – масса состава, т.

Суммарное расчетное нажатие всех колодок на вагонах определяется по формуле

, (4.13)

где N_В – количество вагонов в поезде, N_В =16;

m – количество колодок на один вагон (от одного тормозного цилиндра), m=16;

кН.

Суммарное расчетное нажатие всех колодок на локомотиве

, (4.14)

где ∑K_РО – величина нажатия тормозных колодок на ось, ∑K_РО = 112,8 кН;

n_Р – количество осей локомотива, n_Р = 6;

кН.

Массу всех вагонов можно рассчитать по формуле

, (4.15)

где N_В – количество вагонов в составе, N_В = 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 b_T = f(V) (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1– График зависимости b_T=f(V)