Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 1, страница 35

I 11) сокращение простоя подвижного состава, особенно в зимний пе­риод. Простой грузового вагона в зимний период от 0,5 до 1,5 ч повы­шает основное сопротивление в начале движения на 25 —30 %, ско­рость остывания букс во время стоянки поезда составляет 0,5—1,2 °С в минуту зимой и 0,3—1,0 °С летом.

Глава   6

ТОРМОЗНЫЕ СИЛЫ ПОЕЗДА

6.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Торможение производится для остановки поезда или регулирова­ния его скорости уменьшением кинетической энергии движения.

Тормозной   силой   поезда   называют внешнюю силу, создаваемую тормозными средствами поезда во взаимодействии с рель­сами и приложенную к ободам колес в направлении, противоположном движению. 90

Тормозная сила, как и сила тяги локомотива, является управляе­мой, но противоположна ей по направлению и поэтому имеет отрица­тельный знак.

Управление силами, действующими в противоположном направле­нии, при одной степени свободы поезда обеспечивает безопасность и целенаправленность движения поездов.

В поездах отечественных железных дорог применяются различные тормозные системы: фрикционные и электрические.

Фрикционные пневматические тормоза гасят кинетическую энер­гию поезда в результате трения тормозных колодок о бандажи колес. Они действуют при разрядке тормозной магистрали. При этом тормоза каждого вагона последовательно приходят в действие по мере распро­странения тормозной волны вдоль поезда, что при большой длине со­временных поездов снижает быстродействие и создает неблагоприятную продольную динамику, опасную разрывом поезда.

Система управления электропневматическими тормозами обеспечи­вает одновременное срабатывание тормозов всех вагонов поезда, что улучшает управляемость тормозами и повышает безопасность дви­жения. Электропневматическими тормозами оборудуются только пас­сажирские поезда.

В системе электрического торможения кинетическая энергия поез~ да преобразуется в электрическую энергию при работе тяговых элект­родвигателей в генераторном режиме. Реактивный момент, создавае­мый ТЭД, действует в направлении, противоположном вращению дви­жущей колесной пары локомотива, в результате чего возникает тор­мозная сила.

Применяются две системы электрического торможения: реку­перативная и реостатная.

При рекуперативном торможении электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями в генераторном режиме, поступает в контактную сеть и используется другими электровозами, работающими в режиме тяги. При реостатном торможении вырабатываемая электро­энергия гасится в резисторах локомотива. Эффективность электриче­ского торможения заключается в уменьшении износа бандажей колес­ных пар и тормозных колодок, в экономии электроэнергии при рекупе­ративном торможении, в повышении ходовой скорости движения по­ездов при регулировочном торможении благодаря автоматическому поддержанию постоянной скорости на заданном уровне. Однако приме­няют электрические тормоза, главным образх>м, для регулировочного торможения. В настоящее время ведутся исследования по использова­нию его для остановочного торможения.

Фрикционные тормоза являются основными. Режим их работы за­висит от цели торможения. Различают следующие режимы торможе­ния: экстренное, полное служебное, остановочное (служебное для оста­новки поезда на раздельных пунктах), регулировочное.

91

Экстренное торможение производится для остановки поезда в чрезвычайных случаях. При этом полностью используется тор­мозная сила поезда. Вследствие возникновения резких динамических воздействий на подвижной состав при экстренном торможении не реко­мендуется без особой надобности применять его в поездах повышенной массы и длины.

Полное служебное торможение используется для расчета расстояния расстановки постоянных сигналов. Тормозная сила при этом используется на 80 %.

Служебное торможение применяется для останов­ки поезда. Тормозная сила при этом используется на 50 %.

Регулировочное торможение применяется для поддержания скорости движения поезда на заданном уровне. Тормоз­ная сила при этом изменяется в зависимости от положения ручки крана машиниста. Если крутизна спуска, на котором требуется регу­лировочное торможение, не превышает 4°/00, то используется прямо-действующий тормоз локомотива.

При обрыве воздухопровода поезда, или при срабатывании стоп-крана автотормоза приходят в действие автоматически, как при экст­ренном торможении.

Кинетическая энергия поезда, которую гасят торможением, про­порциональна произведению приведенной массы поезда на квадрат скорости в начале торможения. Очевидно, чем больше скорость при за­данной массе поезда и тормозных средствах, тем длиннее путь, прохо­димый поездом в процессе торможения. Скорость в начале торможения и длина тормозного пути являются определяющими параметрами для расчета движения поездов в режиме торможения и потребности в тор­мозных средствах. Такие расчеты называют решением тор­мозных задач.

Тормозным путем называют расстояние, проходимое по­ездом от момента поворота ручки крана машиниста или крана экст­ренного торможения в тормозное положение до полной остановки поез­да. Нормы длины тормозного пути устанавливает МПС в зависимости от крутизны руководящего спуска, вида движения (грузовое или пассажирское) и наибольшей допустимой скорости движения поездов.

Руководящим спуском называют наибольший по кру­тизне спуск (с учетом удельного сопротивления движению от кривых), длина которого равна или больше длины тормозного пути.

Нормы начальных скоростей движения и длина тормозных путей на спусках различной крутизны приводятся в расписаниях движения поездов, предназначенных для служебного пользования. Повышенные требования к тормозам тяжеловесных и длинносоставных поездов, а также рекомендации по управлению тормозами таких поездов опреде­лены специальной инструкцией МПС.

92

6.2. МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИЛЫ

И ЗАКОН СЦЕПЛЕНИЯ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ.

КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ И СИЛА НАЖАТИЯ ТОРМОЗНОЙ КОЛОДКИ

Тормозная сила возникает при трении тормозных колодок и сцеп­лении тормозных колес с рельсами. Тормозная сила колесной пары В равна силе трения, приведенной к ободам колес. Сила В (рис. 6.1) вы­зывает реакцию Вг в буксе, и таким образом возникает внутренний момент сопротивления, создаваемый парой сил В, Вг.