Расчет тормозного пути по интервалам скорости

/ Литература / Автоматические тормоза подвижного состава / Расчет тормозного пути по интервалам скорости

Наиболее распространенным при практическом использовании является аналитический метод расчета длины тормозного пути, опирающийся на численное интегрирование уравнения движения поезда (2.4) по интервалам скорости. При этом тормозной путь 5Т для упрощения расчетов разбивается на два участка: подготовительный 5П и действительный 5Д.

Условно считается, что при прохождении поездом участка 5П тормоза не работают, а на участке 5Д они действуют с максимальным и неизменным давлением в ТЦ, которое возникает скачкообразно. Участок 5П и время 1п, за которое его проходит поезд, рассчитываются таким образом, чтобы путь 5Т, полученный указанным способом, соответствовал вычисляемому с учетом реального нарастания давления в ТЦ.

Расчет длины тормозного пути выполняется по следующей формуле где - скорость поезда перед торможением, км/ч;

Ун, Ук - начальная и конечная скорости поезда в выбранном интервале скоростей, км/ч;

£ - замедление поезда под действием единичной удельной силы, кмкН/(ч2Н) (для вагонов составляет 120, тепловозов - 114, электровозов - 107, электропоездов - 119), а при расчетах для грузовых и пассажирских поездов принимается £ = 120; Ьт - удельная тормозная сила, Н/кН;

<о0х - основное удельное сопротивление движению поезда, Н/кН; 1с - удельное сопротивление от спрямленного уклона с учетом сопротивления в кривой, %о.

Так как в (9.9) входят сложные нелинейные функции, характеризующие процесс торможения и одновременно зависящие от него, то расчет второго слагаемого ведется пошагово методом численного интегрирования. При этом в выбранном интервале скоростей (для счета вручную обычно Д V = 10 км/ч, на ПЭВМ Д V = 5 км/ч) удельные силы Ьт, (о$х, 1с условно принимаются неизменными и равными для средней скорости в данном интервале. После чего рассчитывается часть длины действительного тормозного пути 5Д. Последовательно суммируя эти части от минимальной скорости до выбранной и прибавляя к ним соответствующие значения 5П можно получить зависимость длины тормозного пути данного поезда от скорости его торможения 5Т =ЛУ). Результаты расчетов удобно записывать в форме таблицы, аналогичной табл. 9.2 (для ориентировки в ней приведены данные, соответствующие характеристикам груженого грузового поезда).

Как видно из (9.9), для расчета 5П использована формула, предполагающая равномерное движение поезда, которое возможно лишь при условии со0д. = [-у. Поэтому учет изменения скорости поезда в зависимости от уклона на этом отрезке пути сделан за счет корректировки *п. Кроме того, на это время влияют длина поезда, время наполнения ТЦ и значение Ьт Таблица 9.2

Результаты расчетов длины тормозного пути поезда весом А", кН, на спуске У, %с

V, км ч

Н кН

с

5П, м

Уф, км ч

Н кН

Н кН

Н кН

Шип Н кН

Н кН

Д5Д, м

2>я-/.и м

5„ м

80

0,097

32,9

15,8

352

75

0,100

33,6

1,64

52

1,69

282

221

801

1153

70

0,102

34,6

15,6

304

65

0,105

35,6

1,48

4,6

1,54

30,1

180

580

884

60

0,108

36,6

15,4

257

55

0,112

38,0

135

4,1

1,40

32Д

142

400

657

0,198

67,1

13,9

39

5

0227

74,6

0,%

2^

1,01

68,5

6

6

45

Обобщенная формула для расчета времени подготовки тормозов к действию имеет вид

(9.Ю)

Коэффициенты А и Р для грузовых поездов с количеством осей 200 соответственно равны 7 и 10; от 200 до 300 - 10 и 15; более 300 осей - 12 и 18; для пассажирских поездов и одиночно следующих локомотивов с пневматическими тормозами - 4 и 5; для пассажирских поездов с ЭПТ - 2 и 3. При автостопном торможении рассчитанное время 1п увеличивается на 14 с. В формулах (9.5), (9.6) значение 1с принимается для спусков со знаком минус, для подъемов со знаком плюс.

Таким образом, последовательно применяя формулы (3.12), (3.11), (3.10), (3.13) и (9.10), определяют *п. Из (9.9) находят 5П, занося в табл. 9.2 соответствующие значения рассчитанных параметров. Для расчета действительного тормозного пути в выбранном интервале скоростей определяют среднюю и для нее рассчитывают Ьт (как показано выше по формуле (3.13) и основное удельное сопротивление движению щх.

Основным сопротивление движению называют потому, что оно присутствует на подвижном составе всегда и проявляется в виде сил трения между колесами и рельсами, в буксовых узлах и набегающей воздушной среде. К дополнительному сопротивлению относятся, например, сопротивление, возникающее при подъеме, в кривом участке пути, при ветре и низкой температуре, при работе подвагонного генератора, при трогании с места и ряд других, которые могут возникать на подвижном составе в процессе его эксплуатации.

Поскольку сопротивление движению в соответствии с молеку-лярно-механической природой сил трения существенно зависит от приложенной нагрузки, то для расчетов используют его удельное значение, приходящееся на единицу веса транспортного средства. Таким образом, несмотря на то что удельное сопротивление движению, например, порожнего вагона больше, чем груженого, полное сопротивление последнего будет, конечно, выше. Это объясняется тем, что темп падения удельного сопротивления с ростом нагрузки оказывается меньше, чем скорость ее увеличения,

Сопротивление перевозке единицы груза в груженом вагоне меньше, чем сопротивление в порожнем. Значит, энергозатраты на проведение по участку загруженного и порожнего поездов одинакового веса при прочих равных условиях для последнего оказываются больше. Важным практическим выводом при этом является то, что эксплуатация порожних или недогруженных поездов является невыгодной.

Анализируя молекулярную составляющую основного сопротивления движению, необходимо отметить, что она также снижается с ростом скорости, однако существенно быстрее при этом увеличивается аэродинамическое сопротивление подвижного состава, которое и оказывается определяющим в этом процессе.

Выражение для основного удельного сопротивления движению локомотива не имеет знаменателя в связи с тем, что его нагрузка практически не изменяется и, как правило, известна, что и учитывается соответствующими коэффициентами. Таким образом, основное удельное сопротивление движению поезда на холостом ходу локомотива шох находится по следующим выражениям [24]

где а)* - основное удельное сопротивление движению состава, Н/кН; шх - удельное сопротивление движению локомотива на холостом ходу, Н/кН где шо8>ш^4»й)о„ - основное удельное сопротивление движению восьми,

четырехосных и других типов вагонов, Н/кН; б8, б4, би - вес соответствующей группы вагонов, кН.

Формулы для расчета со* вагонов различных категорий на звеньевом пути приведены ниже:

- грузовые четырехосные на подшипниках скольжения и шести-осные на роликовых подшипниках в груженом состоянии

- грузовые четырехосные с роликовыми подшипниками в груженом состоянии и вагоны рефрижераторных поездов

- грузовые груженые восьмиосные на роликовых подшипниках

- пассажирские цельнометаллические на роликовых подшипниках Получив для каждого интервала скоростей величины действительных тормозных путей Д5Д и сложив их последовательно от соответствующего минимальной (остановочной) до максимальной (или требуемой для построения графика), заносят в соответствующую графу 5Д табл. 9.2. Наконец, складывая эти значения с ранее рассчитанным для данной скорости движения 5П, получают величину 5Т.

⇐ | Расчет длины тормозного пути | | Автоматические тормоза подвижного состава | | Расчет тормозного пути по интервалам времени | ⇒