3 Выбор тормозной системы

3.1 Расчет допускаемой удельной тормозной силы по условию безъюзового торможения

При выборе и проектировании тормозных систем для железнодорожного подвижного состава необходимо руководствоваться следующими требованиями:

– основным видом тормозов, которые учитываются при подсчете величины тормозной силы в поезде для аварийного торможения, являются пневматические колодочные фрикционные тормоза;

– тормозная система должна обеспечивать получение потребной тормозной силы при экстренном, регулировочном и остановочном торможениях;

– проектируемая тормозная система для подвижного состава должна допускать совместное действие с существующими тормозами.

Для тормозов, основанных на использовании сцепления колес с рельсами, реализуемая тормозная сила не должна превышать силу сцепления, т. к. иначе возможно заклинивание и повреждение колесных пар. Кроме того, при юзе возрастает тормозной путь.

Условие безъюзового торможения колесной пары

(17)

где – реализуемая тормозная сила колесной пары, Н;

–допускаемая тормозная сила по сцеплению, Н;

–статическая осевая нагрузка единицы подвижного состава, Н;

–коэффициент сцепления колеса и рельса;

–расчетный коэффициент запаса по сцеплению.

Вертикальная нагрузка от оси на рельс при движении является переменной величиной, мгновенное значение которой записывается в виде

(18)

где – максимальная разгрузка колесной пары, вызванная вертикальными динамическими колебаниями при торможении.

Точное определение величины определяется сложно, поэтому расчет допускаемой тормозной силы ведут по статической осевой нагрузке, учитывая динамическую разгрузку в величине расчетного коэффициента трения.

Значение действительного коэффициента сцепления колес с рельсами изменяются в значительных пределах (). При минимальном значении коэффициента сцепления в расчетахэффективность тормозной системы уменьшается, а при завышенных значениях может произойти заклинивание колесной пары.

3.2 Определение коэффициентов сцепления и обоснование выбора тормозной системы

Расчетный коэффициент сцепления

, (19)

где - статическая осевая нагрузка, кН;

-функция скорости, значения которой в зависимости от типа подвижного состава находят по данным графика.

Допускаемая удельная тормозная сила

, (20)

где – удельная тормозная сила, допускаемая по условиям сцепления,Н/T;

g – ускорение свободного падения, g=9.81.

Определив для диапазона скоростей вагона результаты расчетов, сведены в таблицу 1

Таблица 1 – Удельная тормозная сила , допускаемая по условию сцепления

V,км/ч	V,м/с	ψ(v)	ΨК	[bT],Н/т
140	38,89	0,6	0,094	786,8
120	33,3	0,62	0,098	813,0
100	27,8	0,63	0,099	826,1
80	22,2	0,66	0,104	865,5
60	16,7	0,69	0,109	904,8
40	11,1	0,74	0,116	970,41
20	5,55	0,82	0,129	1075,3
0	0	1	0,157	1311,3

По полученным данным строим график зависимости допускаемой тормозной силы от скорости(рисунок 1).

Рисунок 1 - График зависимости допускаемой тормозной силы от скорости

Для правильной оценки применения тормозной системы целесообразно определить среднее значение удельной допускаемой тормозной силы.

Среднее значение удельной допускаемой тормозной силы можно определить при помощи формул приближенного интегрирования.

.

Среднее значение допускаемой удельной тормозной силы

, (21)

где – величина интервалов скорости, через которые определены

значения коэффициента сцепления и значения удельной силы,;

–начальная скорость торможения, ;

– величина допускаемой удельной тормозной силы в момент остановки поезда, Н/Т;

–то же в момент начала торможения при скорости ,Н/Т;

–промежуточные значения удельной тормозной силы, Н/Т;

–число интервалов скорости.

Потребная тормозная сила, равная 786,3 Н/т, меньше допускаемой по сцеплению, равной 929,2Н/т. В этом случае параметры тормозной системы следует выбирать исходя из допускаемой тормозной силы.