4.2 Расчёт давления в тормозных цилиндрах при ступенях торможения и пст

Грузовой подвижной состав оборудуется пневматическими тормозами с воздухораспределителем 483, который работает на основе изменения давления в трех объемах – тормозной магистрали, рабочей камере и тормозном цилиндре.

Давление в тормозном цилиндре зависит от соотношения площадей поршней (диафрагм), жесткости режимных пружин и взаимного перемещения главного и уравнительного поршней. Главный поршень перемещается в тормозное положение под избыточным давлением со стороны рабочей камеры через магистральную часть. Перемещение уравнительного поршня пропорционально давлению в тормозном цилиндре.

Примем следующие обозначения:

–абсолютные давления в тормозной магистрали, золотниковой камере и рабочей камере, Па;

–соответствующие давления в при i-ступени торможения, Па;

–давление в тормозном цилиндре при i-й ступени торможения, Па;

–атмосферное давление, ;

–объем рабочей камеры, ;

–площадь штока главного поршня, м²;

–площадь главного поршня, м²;

–площадь уравнительного поршня, м²;

–усилие предварительного сжатия пружины главного поршня,;

–усилие предварительного сжатия пружины главного поршня,

–суммарная жесткость пружины главного поршня,;

–суммарная жесткость режимных пружин, Н/м;

–жесткость малой и большой режимных пружин,;

–перемещение главного поршня для получения скачка давления в тормозном цилиндре; после i-й ступени торможения; после полного служебного торможения, м, ;

–теоретическая величина перемещения главного поршня при i-ступени торможения, м;

–перемещение уравнительного поршня после i-й ступени торможения и после полного служебного торможения, м;

R – сопротивление перемещению главного поршня за счет давления в тормозной камере (тормозном цилиндре), Н;

Определим площади поршней:

где – соответственно диаметры штока поршня, главного поршня и уравнительного поршня.

В конце зарядки давление в тормозной магистрали равно давлению в запасном резервуаре и давлению в рабочей камере, т. е. В конце каждой ступени торможения устанавливается равновесие поршней (диафрагм), поэтому можно записать: Величина снижения давления принимается равной 0,05 МПа, поэтому

Из условия равновесия уравнительного поршня

Из условия равновесия главного поршня (при отсутствии сопротивления перемещению главного поршня за счет давления в тормозной камере)

где – давление в рабочей камере при i-й ступени торможения, Па;

Давление в рабочей камере после ступени торможения связано с перемещением главного поршня соотношением

Приняв , и решая совместно уравнения относительно, получим квадратное уравнение типа

где

Определим коэффициенты и решим уравнение:

Принимаем

Фактическое перемещение главного поршня при ступени торможения

где – механический КПД, учитывающий силы трения при перемещениях рабочих органов воздухораспределителя. Для воздухораспределителя 483 принимается

Перемещение уравнительного поршня

Давление в тормозном цилиндре при ступени торможения

Жесткость режимных пружин зависит от установленного режима. Для груженого

Из уравнений можно определить также оптимальное пониженное давление в тормозной магистрали для получения полного служебного торможения

Давление в тормозном цилиндре при полном служебном и экстренном торможении