3. Оценка эффективности тормозной системы поезда
Оценка
эффективности проектируемой тормозной
системы
поезда про
изводится
по длине тормозного пути
величинам
средних замедлений
времени
торможения
.
3.1 Расчет тормозного пути поезда при полном служебном торможении.
В случае применения полного служебного торможения тормозной путь определяется по методике расчета для экстренного торможения, но значение расчетного тормозного коэффициента поезда принимается равным 0,8 его полной величины
.
Тормозным путем называется расстояние, проходимое поездом за время от момента перевода ручки крана машиниста или стоп крана в тормозное положение до полной остановки поезда.
Длина тормозного пути может быть рассчитана по формуле, вытекающей из интегрирования уравнения движения тормозящегося поезда.
Тормозной
путь поезда условно определяется как
сумма подготовительного
пути
и действительного пути торможения
,
т.е.
,
где 
,
- скорость поезда в момент начала
торможения,
км/ч;
-
время
подготовки тормозов к действию, с;
-
начальная и конечная скорости поезда
в
принятом расчетном интервале
скоростей
(принимаем этот интервал равным 10
км/ч);
- замедление поезда
под действием удельной замедляющей
силы в 1 Н/кН, км·кН/(ч2·Н)
(принимается для поездов 120);
-
удельная тормозная сила, Н/кН;
-
основное удельное сопротивление движению
поезда со средней скоростью
в каждом интервале
при следовании
тепловоза на
холостом
ходу
(выбеге),
Н/кН;
-
удельное сопротивление
от спрямленного
уклона с учетом сопротивления
в кривой, Н/кН.
Так
как
в формулу входят сложные нелинейные
функции, влияющие на процесс торможения
и зависящие от него, то расчет второго
слагаемого ведется по шагам
методом численного интегрирования. При
этом в выбранном интервале скоростей
(
=
10 км/ч),
условно
принимаются неизменными и
равными для
средней
скорости
в
данном интервале
удельные силы
.
Условно принимают, что при подготовке тормоза к действию сжатый воздух в тормозной цилиндр не поступает и поэтому скорость движения поезда за время подготовки тормоза не изменяется. Зато действительное торможение обусловлено мгновенным увеличением тормозной силы.
Время подготовки тормозов к действию в секундах определяется при экстренном торможении для пассажирских поездов на пневматических тормозах определяется по следующей формуле:
,
Удельная тормозная сила поезда находится по формуле
,
Основное удельное сопротивление движению грузового или пассажирского поезда со средней скоростью в каждом интервале при следовании локомотива на холостом ходу определяется по формуле:
,
Н/кН
тс.
Основное удельное сопротивление движению локомотива со средней скоростью в каждом интервале при следовании на холостом ходу определяется по формуле
.
Основное удельное сопротивление движению состава в Н/кН:
.
где
– основное удельное сопротивление
движению восьми-, четырехосных вагонов;
– вес соответствующей
группы вагонов.
Для спуска i = -9 ‰
Действительный
путь торможения определяется сложением
поочередно отрезков действительных
тормозных путей
для
каждого интервала скоростей начиная с
минимальной (остановочной)
и до
максимальной (начала торможения)
скоростей, и заносятся в соответствующие
столбцы таблицы.
Для спуска i = -20 ‰
Остальные
результаты подсчета тормозного пути
для двух спусков сводим в ит
оговые
таблицы 1 и 2.
По данным этих таблиц строим графики
После
построения графиков
необходимо задаться величиной
максимального тормозного пути. На
пересечении прямой максимального
тормозного пути и кривых тормозных
путей
определяем скорости для соответствующей
величины уклона,
которые заносятся в таблицу. После этого
строиться график зависимости
максимально допустимой скорости от
величины уклона
.
Таблица1- Расчёт тормозного пути i=-9‰, υp=0,3 торможение полное служебное.
Параметры |
Скорость |
||||||||||
V |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
2,5 |
φкр |
0,09 |
0,09 |
0,10 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,16 |
0,20 |
0,25 |
bm |
39,60 |
41,04 |
42,77 |
44,88 |
47,52 |
50,91 |
55,44 |
61,78 |
71,28 |
87,12 |
108,24 |
tп |
13,41 |
13,29 |
13,16 |
13,01 |
12,84 |
12,65 |
12,44 |
12,19 |
11,89 |
11,55 |
11,25 |
Sп |
372,47 |
332,24 |
292,37 |
252,93 |
214,02 |
175,72 |
138,17 |
101,54 |
66,08 |
32,08 |
7,81 |
vср |
95 |
85 |
75 |
65 |
55 |
45 |
35 |
25 |
15 |
5 |
1,25 |
φкр |
0,09 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,18 |
0,23 |
0,26 |
bm |
40,29 |
41,86 |
43,77 |
46,12 |
49,10 |
53,00 |
58,32 |
66,00 |
78,07 |
99,79 |
113,21 |
ω04ск |
2,28 |
2,08 |
1,89 |
1,72 |
1,57 |
1,44 |
1,32 |
1,23 |
1,15 |
1,10 |
1,08 |
ω04к |
2,09 |
1,88 |
1,69 |
1,51 |
1,36 |
1,22 |
1,10 |
1,01 |
0,93 |
0,86 |
0,85 |
ω04 |
2,12 |
1,91 |
1,72 |
1,54 |
1,39 |
1,25 |
1,14 |
1,04 |
0,96 |
0,900 |
0,882 |
ω08 |
1,82 |
1,66 |
1,52 |
1,40 |
1,29 |
1,20 |
1,12 |
1,06 |
1,02 |
0,99 |
0,98 |
ω0 |
1,99 |
1,80 |
1,63 |
1,48 |
1,35 |
1,23 |
1,13 |
1,05 |
0,99 |
0,94 |
0,93 |
ωх |
6,41 |
5,69 |
5,04 |
4,46 |
3,95 |
3,51 |
3,14 |
2,84 |
2,61 |
2,454 |
2,412 |
ω0х |
2,54 |
2,28 |
2,05 |
1,85 |
1,67 |
1,51 |
1,38 |
1,27 |
1,19 |
1,12 |
1,11 |
ς∙(bm+ω0х+ic) |
4058,854 |
4217,411 |
4418,622 |
4676,52193 |
5012,633 |
5461,721 |
6083,836 |
6992,405 |
8430,488 |
11030,039 |
12638,15 |
500*(vн-vк) |
950000 |
850000 |
750000 |
650000 |
550000 |
450000 |
350000 |
250000 |
150000 |
46875,000 |
3125,000 |
∆Sd |
234,06 |
201,55 |
169,74 |
138,99 |
109,72 |
82,39 |
57,53 |
35,75 |
17,79 |
4,250 |
0,247 |
Sd |
1052,02 |
817,96 |
616,41 |
446,68 |
307,69 |
197,96 |
115,57 |
58,04 |
22,29 |
4,497 |
0,247 |
St |
1424,49 |
1150,20 |
908,78 |
699,61 |
521,70 |
373,68 |
253,74 |
159,59 |
88,37 |
36,579 |
8,058 |
Таблица2 - Расчёт тормозного пути i=-20‰, υp=0,3 торможение – полное служебное.
Параметры |
|
|
Скорость |
||||||||
V |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
2,5 |
φкр(ч) |
0,09 |
0,09 |
0,10 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,16 |
0,20 |
0,25 |
φкр(к) |
0,09 |
0,09 |
0,10 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,16 |
0,20 |
0,25 |
bm |
38,88 |
40,29 |
41,99 |
44,06 |
46,66 |
49,99 |
54,43 |
60,65 |
69,98 |
85,54 |
106,27 |
tп |
17,72 |
17,45 |
17,14 |
16,81 |
16,43 |
16,00 |
15,51 |
14,95 |
14,29 |
13,51 |
12,82 |
Sп |
492,11 |
436,13 |
380,99 |
326,83 |
273,83 |
222,24 |
172,35 |
124,55 |
79,37 |
37,52 |
8,90 |
vср |
95 |
85 |
75 |
65 |
55 |
45 |
35 |
25 |
15 |
5 |
1,25 |
φкр(к) |
0,09 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,18 |
0,227 |
0,257 |
φкр(ч) |
0,09 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,18 |
0,227 |
0,257 |
bm |
39,56 |
41,10 |
42,97 |
45,28 |
48,21 |
52,04 |
57,26 |
64,80 |
76,65 |
97,98 |
111,15 |
ω04ск |
2,28 |
2,08 |
1,89 |
1,72 |
1,57 |
1,44 |
1,32 |
1,23 |
1,15 |
1,10 |
1,08 |
ω04к |
2,09 |
1,88 |
1,69 |
1,51 |
1,36 |
1,22 |
1,10 |
1,01 |
0,93 |
0,86 |
0,85 |
ω04 |
2,12 |
1,91 |
1,72 |
1,54 |
1,39 |
1,25 |
1,14 |
1,04 |
0,96 |
0,90 |
0,88 |
ω08 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
ω0 |
1,63 |
1,51 |
1,40 |
1,30 |
1,21 |
1,14 |
1,07 |
1,01 |
0,97 |
0,94 |
0,93 |
ωх |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
2,40 |
ω0х |
1,72 |
1,62 |
1,52 |
1,44 |
1,36 |
1,29 |
1,23 |
1,19 |
1,15 |
1,12 |
1,11 |
ς∙(bm+ω0х+ic) |
2553,713 |
2726,549 |
2939,557 |
3206,51696 |
3548,56 |
3999,82 |
4619,254 |
5518,23 |
6935,388 |
9491,193 |
11070,948 |
500*(vн-vк) |
950000 |
850000 |
750000 |
650000 |
550000 |
450000 |
350000 |
250000 |
150000 |
46875,000 |
3125,000 |
∆Sd |
372,01 |
311,75 |
255,14 |
202,71 |
154,99 |
112,51 |
75,77 |
45,30 |
21,63 |
4,939 |
0,282 |
Sd |
1557,03 |
1185,02 |
873,27 |
618,13 |
415,42 |
260,43 |
147,92 |
72,15 |
26,85 |
5,221 |
0,282 |
St |
2049,14 |
1621,16 |
1254,26 |
944,96 |
689,25 |
482,67 |
320,27 |
196,71 |
106,22 |
42,741 |
9,187 |