Ограничения тормозной силы

Дисковые тормоза позволяют избежать образования термических трещин на поверхности катания колеса.
Однако при таких тормозах поверхность катания колес не очищается от грязи, масляных пленок, что приводит к ухудшению сцепления колес с рельсами, а следовательно, и к юзу (заклиниванию) колеса с образованием ползуна при высоких удельных тормозных силах. Поэтому для предотвращения юза колеса на скоростном подвижном составе применяются противогазные устройства (инерционно-механические и электронные), которые при появлении определенного проскальзывания колеса по рельсу и замедлении вращения колесной пары обеспечивают на период повышенного скольжения колеса уменьшение момента тормозных сил, действующих на соответствующую колесную пару. При действии противоюзного устройства длина тормозного пути несколько увеличивается.
Юз колеса может вызвать серьезную угрозу безопасности движения, например, при осевой нагрузке 160 кН при движении заклиненного колеса со скоростью 200 км/ч на расстоянии 1 км глубина ползуна достигает 3—3,5 мм.

53.Назначение,устройство и действие магниторельсового тормоза. Достоинство и недостатки магниторельсового тормоза. Тормозная сила магниторельсового тормоза. Факторы, влияющие на тормозную силу магниторельсового тормоза.

Магниторельсовый тормоз (Электромагнитный рельсовый тормоз) — железнодорожный тормоз, тормозной эффект которого создаётся за счёт взаимодействия тормозной колодки непосредственно с рельсом; тормозное нажатие при этом образуется за счёт магнитного поля, создаваемого электромагнитами и притягивающего тормозную колодку и рельс друг к другу. Магниторельсовый тормоз часто выделяют как разновидность магнитного тормоза.

Магниторельсовый тормоз состоит из двух (по одному с каждой стороны) башмаков (изготавливаются часто из серого чугуна), подвешенных на пружинах на расстоянии до 140—150 мм от рельсов (во избежание повреждения элементов тормоза и пути). Каждый башмак конструкционно представляет собой стальную балку, на которой установлены катушки индуктивности, а вместе они образуют электромагнит.

При торможении в специальные пневматические цилиндры подвески башмаков поступает сжатый воздух, таким образом преодолевается сопротивление пружин подвески и башмаки прижимаются к рельсам. Одновременно с этим на катушки индуктивности с аккумуляторной батареи подаётся электрический ток, и вокруг башмаков образуется магнитный поток, направление которого поперечно оси рельса. В результате за счет сил самоиндукции происходит прижатие каждого тормозного башмака к рельсам. Сила их прижатия через силу трения преобразуется в тормозную силу, которая через башмаки и специальные упорные кронштейны передаётся на тележку вагона или локомотива, и далее всему поезду.

Достоинства магниторельсового тормоза:

1)Хорошие тормозные показатели на средних и высоких скоростях.(тормозной коэффициент при средних скоростях может достигать 140 %, а при использовании постоянных магнитов — до 172 %. При скоростях выше 160 км/ч тормозной коэффициент может превышать 200 %).

2)При использовании магниторельсового тормоза с обычными колодочными тормозами тормозной путь сокращается на 30—40 %.

3)Магниторельсовый тормоз относительно прост и, компактен, так как в основном занимает лишь место между колёсами.(Последнее позволяет совместно с магниторельсовым применять на подвижном составе, тормоза которые занимают относительно много места: дисковые и вихретоковые.)

4)Магниторельсовые тормоза повышают шероховатость поверхности катания рельсов и даже очищают их поверхность от грязи, что улучшает сцепление колёс с рельсами.

Недостатки магниторельсового тормоза:

1)Для работы необходимо электрическое питание (до 6 кВт на вагон), что значительно ограничивает его применение на автономном подвижном составе (тепловозы, дизель-поезда), так как в этом случае приходится увеличивать ёмкость аккумуляторных батарей, что ведёт к увеличению веса и стоимости подвижного состава.

2)Для экономии электроэнергии магниторельсовые тормоза нередко отключаются при скорости ниже 20 км/ч.(По сравнению с другими тормозами, тормозная сила магниторельсовых тормозов практически не поддаётся регулировке, из-за чего при малых скоростях тормозной эффект высок настолько, что может вызвать серьёзный дискомфорт у пассажиров. Поэтому в ряде стран начали применяться магниторельсовые тормоза, выполненные с использованием постоянных магнитов, которые позволяют не только экономить электроэнергию, но и в некоторой возможности регулировать тормозной коэффициент.)

Тормозная сила магниторельсового тормоза.

Величина тормозной силы магниторельсового тормоза зависит от магнитного сопротивления магнитной цепи,(т.е. геометрии и проницаемости), от создаваемой током намагничивающей силы, от коэффициента трения между магнитным башмаком и рельсом, а также от состояния рельса.

По конструкции различают два вида тормозных магнитов.

1) В первой форме выполнения магнитный сердечник состоит из двух стальных пластин, прочно привинченных с обеих сторон к каркасу катушки.

2)В качестве альтернативы можно выполнить тормозной магнит в виде звенного магнита. У подобной формы выполнения магнитный сердечник разделен на два концевых отрезка и несколько промежуточных звеньев. Концевые отрезки прочно свинчены с каркасом катушки, а звенья могут свободно перемещаться в отверстии кожуха катушки и повторять неровности рельса.

При токах в катушках тормозного башмака от 250 до 500 А тормозная сила находится в пределах 2,5—8,0 кН.