Выбор воздушной части тормозной системы

В воздушную часть вагона входят воздухораспределитель, запасной резервуар, воздухопровод с арматурой и другие приборы.

При разработке воздушной части тормозной системы вагона предварительно выбирают тип воздухораспределителя. На железных дорогах России применяются следующие типы воздухораспределителей: усл. № 292-001, усл. №292М, усл. № 305-000, усл. № 483, усл. №483М и др. Тип воздухораспределителя выбирают, исходя из времени наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до 90% его максимального давления. Для пассажирского тормоза это время не должно превышать 8 с, а для грузового – 25 с. Такие величины времени наполнения тормозного цилиндра в пассажирском тормозе обеспечиваются воздухораспределителями усл. №292-001, усл. №292М, а в грузовом усл. №483, усл. №483М.

Затем в зависимости от принятого диаметра тормозного цилиндра определяют объём запасного резервуара. Этот объём должен обеспечивать максимальное давление в тормозном цилиндре при экстренном или полном служебном торможении не ниже 0,38 МПа и при ходе поршня тормозного цилиндра 180 мм. Минимальный объём запасного резервуара в см³, приходящийся на один тормозной цилиндр, определяется:

(17)

где - площадь поршня тормозного цилиндра, см².

Принимаем

1.5 Определение подачи (производительности) компрессора и объёма главных резервуаров

Питание тормозной сети поезда и различных вспомогательных пневматических механизмов локомотива сжатым воздухом обеспечивается постоянным источником сжатого воздуха – компрессором, который устанавливается на каждом локомотиве (каждой секции электровоза, тепловоза) или моторном вагоне электропоезда.

Компрессорная установка локомотива должна обеспечивать потребность поезда в сжатом воздухе при самых неблагоприятных условиях работы тормозной сети и наибольших допускаемых утечках.

Общий часовой расход воздуха, который должен подаваться компрессором при частных торможениях, в см³/ч

(18)

где - расход сжатого воздуха на торможении, см³/ч;

- расход сжатого воздуха на утечки из магистрали и приборов тормозной системы, см³/ч;

- другие расходы, см³/ч.

Первые два расхода определяются по формулам:

где - объём тормозной сети поезда или электропоезда, см³;

- снижение давления воздуха в тормозной магистрали при регулировочном торможении (0,08-0,1 МПа);

- допустимое снижение давления в тормозной магистрали в минуту за счёт утечек (в соответствии с действующими инструкциями принимается при давлении в магистрали 0,5 МПа);

- атмосферное давление воздуха, МПа (принять 0,1 МПа);

- число регулировочных торможений за 1 ч (для грузовых и пассажирских поездов - ).

Другие расходы (питание различных вспомогательных пневматических механизмов, открывание и закрывание дверей вагонов электропоезда и др.) можно принять следующее:

для электровозов и тепловозов

Объём тормозной сети поезда

где - число конкретных подвижных единиц, включены в поезд по заданию (включая локомотив и различные типы вагонов);

- объём тормозной магистрали конкретной подвижной единицы, см³ (тепловоз 2ТЭ10Л , четырёхосный полувагон , восьмиосный полувагон );

- объёма запасного резервуара конкретной подвижной единицы, см³(для четырёхосного полувагона из формулы 17, для восьмиосного полувагона );

- объём рабочих резервуаров воздухораспределителя подвижной единицы (грузовой ).

Необходимый объём главных резервуаров из условия наполнения тормозной магистрали (без питания запасных резервуаров) после торможения в см³

(19)

где - снижение давления сжатого воздуха в тормозной магистрали поезда при торможении (при экстренном торможении );

- допустимый перепад давления воздуха в главных резервуарах (при экстренном торможении );

В связи с тем, что требуемый объём главного резервуара составил 1082 см³, выбираем 2 резервуара по

Тогда

Потребная подача компрессора в см³/мин может быть определена:

(20)

где 1,3 – коэффициент, учитывающий необходимость выключения компрессора для охлаждения;

- расход сжатого воздуха на компенсирование утечек из главных резервуаров и напорной сети электровоза тепловоза, электропоезда (можно принимать );

Найденные подачу компрессора и ёмкости главных резервуаров необходимо проверить для случаев отпуска и зарядки тормозов после служебного и экстренного торможения. В основу расчёта принимаем уравнение баланса расхода сжатого воздуха в следующем виде:

где - перепад давления в рабочем резервуаре (при полном служебном и экстренном торможении с воздухораспределителем грузового типа можно принимать 0,15 МПа);

- давление в запасных резервуарах (0,53…0,55 МПа для грузового тормоза);

- снижение давления в запасных резервуарах (0,4 МПа);

- снижение давления в тормозной сети через неплотности (в соответствии с инструкциями можно принимать как максимально допустимое 0,02 МПа/мин);

- расчётное время отпуска тормозов и подзарядки запасных резервуаров до установленного зарядного давления, мин (можно принять для грузового поезда после экстренного торможения );

- объём главных резервуаров, полученный ранее по формуле (19).

Расчёты объёма главных резервуаров и подачи компрессора выполнены правильно, так как

2 РАСЧЁТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПОЕЗДА ТОРМОЗНЫМИ СРЕДСТВАМИ

2.1 Определение действительной и расчётной сил нажатия тормозных колодок вагона

Действительная сила нажатия на тормозную колодку

(21)

где было определено выше при выбранном ранее стандартном диаметре тормозного цилиндра;

Подсчитать по величинам и , соответствующим фактическим, действительным значениям, тормозную силу поезда, составленного из большого количества вагонов различных типов с различными силами нажатия, затруднительно. Поэтому её определяют методом приведения, при котором действительные величины и заменяют расчётными. При этом должно выполняться условие

(22)

где - действительная тормозная сила, реализуемая между колесом и рельсом;

- расчётная тормозная сила;

- расчётный коэффициент трения тормозной колодки;

- расчётное нажатие тормозной колодки.

Из этого равенства получим выражение расчётного тормозного нажатия

(23)

Для определения расчётных коэффициентов трения в соответствии с [2] используем формулу:

для стандартных чугунных колодок

(24)

Подставив в формулу (23) известные значения и , получим соответственно для стандартных чугунных колодок

(25)

2.2 Определение расчётного коэффициента нажатия тормозных колодок вагона

Расчётный коэффициент нажатия тормозных колодок вагона характеризует степень обеспеченности подвижной единицы тормозными средствами. Отношение суммы расчётного нажатия тормозных колодок подвижной единицы его весу называют расчётным коэффициентом нажатия тормозных колодок. Он определяется по формуле

(26)

где - суммарное расчётное нажатие тормозных колодок вагона, кН;

- учётный вес вагона, тс.

Суммарное расчётное нажатие тормозных колодок вагона

(27)

где - расчётное нажатие тормозной колодки, кН;

- число колодок рычажной передачи, действующих от одного тормозного цилиндра;

- число рычажных передач (тормозных цилиндров) вагона.

2.3 Определение расчётного тормозного коэффициента поезда

На основании Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации все отправляемые со станции поезда должны обеспечиваться автоматическими тормозами из расчёта обеспечения единого наименьшего тормозного нажатия на каждые 100 тс веса поезда.

Расчётный тормозной коэффициент поезда характеризует степень обеспеченности поезда тормозными средствами. Отношение расчётного нажатия тормозных колодок к весу поезда называют расчётным тормозным коэффициентом поезда, который определяется в общем случае по выражению

(28)