4.4 Расчет удельной тормозной силы

Для упрощения расчета удельной тормозной силы учитываем ее зависимость от величины тормозного нажатия и наличия тормозных колодок различных типов. Для колодок ТИИР-300

, (4.14)

Для чугунных колодок

, (4.15)

Для композиционных колодок

,

,

где n_л - количество осей в локомотиве, n_л = 18;

К_{л гр} - нажатие тормозных колодок локомотива на груженом режиме,

К_{л гр} = 117,7 кН.

Тогда для локомотива 2ТЭ116

кН, Расчетное нажатие колодок всех вагов

, (4.16)

где m – число колодок, действующих от одного ТЦ, m =4;

–расчетное нажатие одной колодки, кН,

N_в – количество вагонов в составе, N_в = 70.

кН.

Масса состава

, (4.17)

где n_в – количество осей в вагоне, n_в =4;

q₀ – осевая нагрузка, q₀ =230 т/ось;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/c².

т.

По формуле (4.15) определим коэффициент трения при скорости км/ч

.

.

Тогда удельная тормозная сила

Н/т;

Аналогично определяем удельную тормозную силу для остальных скоростей заданного диапазона. Результаты расчета сводим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Расчет удельной тормозной силы

По результатам расчета строим график зависимости удельной тормозной силы поезда от скорости движения (рисунок 4.2)

Рисунок 4.2 – График зависимости

5 ТОРМОЗНЫЕ РАСЧЕТЫ ДЛЯ ЗАДАННОГО ПОЕЗДА

5.1 Определение длины тормозного пути, времени торможения и замедления при торможении

Тормозной путь – это расстояние, проходимое поездом с момента перевода ручки крана машиниста в тормозное положение до полной остановки поезда.

Движение тормозящегося поезда рассматривается как движение массы, сосредоточенной в центре тяжести. Полагают, что тормозная сила приложена в центре тяжести поезда. Возрастание тормозной силы в период наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом условно заменяют мгновенным скачком до максимальной величины по истечении времениподготовки тормозов к действию. В соответствии с этим тормозной путьпоезда при экстренном торможении подразделяется на путь, проходимый за время подготовки тормозови действительный тормозной путь

. (5.1)

Величина учитывает путь, проходимый поездом с момента приведения тормозов в действие до развития полной тормозной силы за время подготовки секунд. Предполагается, что в это время поезд продолжает двигаться с начальной скоростью, м/с,

. (5.2)

Время для экстренного торможения грузового поезда длиной более 200 осей

, (5.3)

где – уклон пути,i = -12%;

–удельная тормозная сила поезда, Н/т.

Величина действительного тормозного пути , м, определяется методом численного интегрирования по интервалам скорости

(5.4)

–длина тормозного пути на заданном интервала, м;

, (5.5)

где – замедление поезда, м/с², под действием замедляющей силы в 1 Н/т. Для грузового груженого состава

, (5.6)

, (5.7)

–основное удельное сопротивление движению локомотива, Н/т,

, (5.8)

–то же для вагона данного типа с учетом их фактической загрузки, Н/т,

, (5.9)

–часть массы состава, приходящаяся на вагоны данного типа и загрузки, т;

–учетная масса локомотива, т.

Рассчитаем тормозной путь поезда при начальной скорости движения м/с.

Замедление поезда под действием замедляющей силы

;

м;

Н/т;

Н/т;

Н/т;

м;

м

м.

Аналогично определяем длину тормозного пути при остальных скоростях движения. Результаты расчета заносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Результаты расчета тормозного пути поезда

Используя результаты расчета длины тормозного пути (таблица 5.1), определим время торможения и замедление поезда при торможении.

Время торможения определяется по формуле

, (5.10)

где − время экстренного торможения, с (из таблицы 5.1);

−действительное время торможения,

, (5.11)

где − действительное время, за которое поезд проходит при торможении со скорости до скорости ,

, (5.12)

где – средняя скорость поезда наi-ом интервале скорости, м/с;

–длина тормозного пути i-го интервала, м.

Замедление поезда, м/с², определяется по формуле

.

Произведем расчет для интервала скоростей [90;80] км/ч:

с;

;

;

.

Расчет для остальных интервалов приведен в таблице 5.1

Таблица 5.1 − Результаты расчета времени торможения и замедления поезда

На основе полученных данных построим графики зависимостей S =f(v), t = f(v), j = f(v).

Рисунок 5.1 – График зависимости

Рисунок 5.2 – График зависимости .

Рисунок 5.3 – График зависимости

5.2 Расчет продольно-динамических усилий в поезде

Из-за неодновременного наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом в начальный период торможения тормозные силы в головной части поезда значительно превышают тормозные силы хвостовой части, что приводит к сжатию поезда. В этом периоде в поезде возникают максимальные продольно-динамические усилия.

Максимальные усилия, испытываемые автосцепкой в области наибольших реакций по длине поезда, определяются по формуле

, (5.13)

, (5.14)

–число вагонов в поезде, ;

–длина вагона по осям автосцепок, м;

м;

–скорость распространения тормозной волны, при экстренном торможении м/с;

–время наполнения тормозного цилиндра при экстренном торможении, с.

Продольно-динамические усилия в поезде при торможении:

– сжатого поезда при v = 90 км/ч

кН;

кН;

при v = 20 км/ч

кН;

кН;

– растянутого поезда при v = 90 км/ч

кН;

при v = 20 км/ч

кН.