Способы регулирования тормозной силы кратко

Обновлено: 30.06.2024

Режим ведения и тормозные системы поезда. Локомотивная бригада при движении поезда осуществляет постоянное регулирование силы тяги и скорости движения. Необходимость в этом вызывается непрерывным изменением профиля и плана пути, а значит, сопротивления движению, различным уровнем допускаемых скоростей, остановкой поездов на раздельных пунктах.

Реализовать такой режим, используя лишь силу тяги и силу сопротивления движению, невозможно, для этого необходима создаваемая по мере надобности и изменяемая машинистом тормозная сила поезда. Именно с ее помощью осуществляют остановку поезда и снижение его скорости путем изменения кинетической энергии движущегося поезда.

Тормозной называют внешнюю силу, создаваемую тормозными средствами поезда во взаимодействии с рельсовым путем, регулируемую машинистом и направленную против движения. Тормозная сила имеет большое значение для обеспечения нормального и безопасного движения поездов, во всяком случае не меньшее, чем сила тяги. Поскольку при торможении необходимо на небольшом расстоянии погасить кинетическую энергию движущегося поезда, тормозная сила по величине значительно превосходит силу тяги.

Применяются различные системы создания тормозной силы, которые могут быть объединены в две основные группы: фрикционные и электрические. При фрикционных тормозных системах сила торможения образуется вследствие трения тормозных колодок о поверхность катания колесных пар. Прижатие колодок и тормозной эффект возникают при разрядке магистрали. Тормоза каждого вагона последовательно приходят в действие по мере распространения тормозной волны вдоль поезда. При большой длине современных поездов проходит значительное время между началом срабатывания тормозов в головной и хвостовой частях, что влечет за собой отрицательные последствия в виде динамических реакций в составе, угрожающих безопасности движения и могущих привести к разрыву поезда. Этих недостатков лишена система электропневматических тормозов, обеспечивающая одновременность срабатывания тормозов в поезде, однако такая система применяется лишь в пассажирских и пригородных поездах.

В системах электрического торможения тяговые электродвигатели переводятся в тормозной режим и работают в качестве генераторов, преобразующих кинетическую и потенциальную энергию поезда в электрическую. Выработанная электрическая энергия при рекуперативном торможении поступает в контактную сеть, при реостатном гасится в резисторах тягового подвижного состава. Однако электрические тормоза применяются, главным образом, для регулировочных торможений.

Основным же в поезде является фрикционный пневматический колодочный тормоз, обеспечивающий гашение кинетической энергии поезда путем прижатия тормозных колодок к поверхности катания колес и трения об эту поверхность. Кроме того, часть подвижного состава оборудована ручным тормозом, позволяющим удерживать поезд при отказе автоматического тормоза.

В зависимости от назначения различают следующие режимы работы автоматических тормозов: экстренное, полное служебное и регулировочное торможение.

Образование тормозной силы. При поступлении сжатого воздуха в тормозной цилиндр усилие от его штока через систему рычагов передается на тормозную колодку, которая с определенной силой (силой нажатия К) прижимается к поверхности катания колеса. В результате возникает сила трения, пропорциональная коэффициенту трения Автор: Celsy на 10:37

Важной характеристикой тормоза является его способность максимально использовать коэффициент сцепления колес с рельсами. Неполное использование сцепления имеет место в процессе наполнения тормозных цилиндров, то есть когда тормозная сила еще не достигла максимальной величины. Поэтому при допустимых условиях по величинам продольных динамических усилий в поезде и заклиниванию колесных пар стремятся к минимальному времени наполнения тормозных цилиндров.

Коэффициент сцепления уменьшается с ростом скорости движения, что вызывает необходимость изменения тормозной силы (в первую очередь для подвижного состава, оборудованного чугунными тормозными колодками). Для грузовых тормозов большое значение в использовании сцепления имеет соответствие между величиной тормозной силы и весом вагона, поскольку сила сцепления зависит от нагрузки от колесной пары на рельс. Поэтому с целью исключения заклинивания колесных пар применяется весовое и скоростное регулирование величины тормозной силы.

Весовое регулирование. Соответствие между величиной тормозной силы и весом вагона в тормозах грузового типа достигается ручным переключением режимов торможения или применением на грузовых вагонах авторежимов, которые автоматически регулируют тормозное нажатие в зависимости от загрузки вагона. Воздухораспределитель грузового типа имеет три режима торможения: порожний, средний и груженный. Переключение режимов выполняется вручную в зависимости от загрузки вагона, приходящейся на ось.

Каждому режиму торможения соответствует определенное давление в тормозном цилиндре. (Табл. 5.1).

Автоматический регулятор режимов торможения (авторежим) позволяет избежать ошибки при установке требуемого режима торможения.

Корпус авторежима крепится к подрессоренной хребтовой балке вагона, а упор соприкасается с плитой, укрепленной на необрессоренной части тележки. По мере загрузки вагона расстояние между корпусом авторежима и опорной плитой уменьшается вследствие прогиба рессор вагона. Колебания кузова вагона не сказываются на давлении в тормозном цилиндре, так как демпфирующие пружины и дроссельное отверстие гасят колебания подвижной части авторежима (Подробнее об устройстве и работе авторежима см. главу 5).

Загрузку вагона можно оценить по положению клина амортизатора относительно фрикционной планки рессорного подвешивания вагона. Вагон считается порожним, если верхняя плоскость клина амортизатора находится выше фрикционной планки.

Скоростное регулирование тормозной силы. Изменение тормозной силы при уменьшении коэффициента сцепления при высоких скоростях движения сводится к увеличению нажатия на колодку за счет повышения давления в тормозном цилиндре. (Рис.1.5).

В процессе уменьшения скорости при торможении переключение с высокого нажатия (К2) на пониженное (К1) выполняется автоматически специальными скоростными регуляторами при достижении конкретной скорости перехода (например, при V=50 км/ч). Регулятор устанавливается на буксе колесной пары тележки. Регулирование тормозной силы осуществляется в случае применения полного торможения. При полных торможениях и малых скоростях движения величина тормозной силы может превысить значение силы может превысить значение силы сцепления В_с колеса с рельсом, что резко повышает вероятность заклинивания колесных пар.

Наличие в составе поезда разнотипных вагонов с различными значениями К делает расчет тормозной сипы с использованием формул 1.1. и 1.2. для определения коэффициентов трения весьма трудоемким. Для упрощения тормозных расчетов пользуются методом приведения, при котором действительные значения К и φ_к заменяются расчетными значениями К и φ_кр, а коэффициент трения определяется при одном, условно выбранном тормозном нажатии К_у, но при этом обеспечивалось бы равенство:

А – дополнит-я сила по сцеплению; Б – реализуемая сила на подвижном составе (п.с.); В – при одноступенчатом регулировании; Г – при многоступенчатом.

Применяют 2 способа регулирования силы нажатия торм. колодок в зависимости от загрузки вагона:

1) изменением давления в тормозном цилиндре (ТЦ);

2) изменением передаточного числа тормозной рычажной передачи (ТРП).

1-й способ наиболее распространен. Этот способ может быть ручным и автоматическим. При ручном способе воздухораспределитель (ВР) переключается на порожний, средний и груженый режимы. При выборе режима вручную возможна ошибка, т.к. загрузка вагона смотрится на глаз по прогибу рессорного подвешивания. Последнее время большое распр-е получило автоматич-е регулирование силы нажатия колодок. Для этого применяют авторежимы. на груз. вагонах применяют автореж. №265 и его модификации. Автореж. устан-ся на хребтовой балке рамы вагона вблизи пятника. Он соединен трубами с ВР и ТЦ. Подвижной частью автореж. опирается на балку, закрепленную на тележке. Принцип работы основан на изменении прогиба рессор. подвешивания и регулировании давления в ТЦ. При установке авторежима на вагон, ВР включают на груженый режим при чугунных колодках и на средний режим – при композиционных. Недостатки автореж.:

- постоянный контакт подвижной части авторежима с опорной планкой + при вписывании вагона в кривые это приводит к возникновению изгибающих усилий, действующих на вилку авторежима;

- в точке опоры рычага возникают высокие контактные давления до 400 МПа;

- надежность работы авторежима невысока.

4.2 Чтобы полностью использовать запас по сцеплению при чугунных колодках необходимо регулировать силу нажатия от max при высокой скорости до min – в момент остановки (рис.2) (А). Технически это сложно сделать. Поэтому силу нажатия приним. постоянной во всем интервале скоростей, при этом расчет доп-й силы нажатия производят при расчетной скорости 20-40 км/ч (Б). В этом случае при скорости выше 20-40 км/ч запас по сцеплению использ-ся не полностью и имеет большие резервы по повышению тормозной эффективности. До наст. времени испол-ся одноступенчатое скоростное регулирование (В). эта система обеспечивает повышенную силу нажатия колодок при V>70-80 км/ч. При более низкой скорости – переход на пониженное давление. В качестве регулятора здесь используется центробежный датчик скорости, кот-й. расположен на торце шейки оси.

Более эффективной явл. сис-ма многоступенчатого скоростного регулирования (Г). Повышенную силу нажатия можно получить след. путями:

Воспитывающая: Формирование внимательности, чувства ответственности. Тип урока: закрепления материала Формы работы: индивидуальная, фронтальная Метод: по источнику получения знаний – наглядный, практический; по характеру познавательной деятельности – репродуктивный, частично-поисковый.МТО: Компьютер, мультимедийный проектор, слайд. Раздаточный материал. Конспект

1.Организационный момент.

1. Отметить отсутствующих студентов и сделать запись в журнале.

2. Фронтальная работа студентов по выполнению практической работы

2.1 Работа по вариантам.

Пояснения к проведению практической работы по двум вариантам.

Ответить на контрольные вопросы:

1.Что называется тормозами?

1.Какие существуют способы создания замедления движения?

2.От каких факторов зависит коэффициент сцепления колес с рельсами?

2.От каких факторов зависит коэффициент трения тормозных колодок?

3.Какие основные факторы влияют на тормозной путь?

3.В чем заключается условие безъюзового торможения?

4.Тормозной путь. Дать характеристику.

4.Какие имеются способы для регулирования тормозной силы?

5. Классификация тормозов и их технические характеристики.

5. Классификация тормозов и их основные свойства.

1.Что называется тормозами?

Устройство которые создают искусственные силы сопротивления, необходимые как для регулирование скорости так и для остановки подвижного состава.

2.От каких факторов зависит коэффициент сцепления колес с рельсами?

1. Механические свойства материала бандажа колес и рельс (твердость, упругость, пластичность).

2. Состояние поверхностей колес и рельсов.

3. Равномерность нагрузок от колесных пар на рельсы. Наибольшую силу тяги локомотива можно

4. Колебания надрессоренной части локомотива

5. Расхождение характеристик тяговых электродвигателей и диаметров колесных пар.

6. Тип тягового привода.

7. Жесткость характеристик тяговых электродвигателей и схемы включения двигателей.

8. Проскальзывание колес.

9. Скорость движения локомотива

3.Какие основные факторы влияют на тормозной путь?

1.На тормозной путь основное влияние оказывают следующие факторы:

2.скорость поезда в начале торможения;

4.состояние пути и погодные условия;

5. масса и длина поезда;

6.обеспечение поезда тормозами и тип тормозной системы;

4.Тормозной путь. Дать характеристику.

Тормозным путем называется расстояние, проходимое поездом с момента постановки ручки КрМ (или стоп крана) в тормозное положение и до полной остановки. Измеряется при экстренном положении.

На тормозной путь основное влияние оказывают следующие факторы:

· скорость поезда в начале торможения;

· профиль пути;

· состояние пути и погодные условия;

· масса и длина поезда;

· обеспечение поезда тормозами и тип тормозной системы;

· режим торможения.

При расчетах тормозной путь условно делят на две части:

1) Подготовительный тормозной путь. Принимается, что за время прохождения подготовительного пути тормоза в действие еще не пришли.

2) Действительный тормозной путь. Принимается, что все тормоза состава начинают действовать одновременно и с максимальной силой.

Для ускорения расчетов составлены номограммы (или таблицы) тормозных путей пассажирских и грузовых поездов при экстренных торможениях с разных скоростей движения для спусков разной крутизны в зависимости от расчетного тормозного коэффициента.

5. Классификация тормозов и их технические характеристики.

Классификация тормозов

На подвижном составе железных дорог применяется пять типов тормозов: стояночные (ручные), пневматические, электропневматические, электрические и магнитно-рельсовые.

Стояночными тормозами оборудованы локомотивы, пассажирские вагоны и примерно 10 % грузовых вагонов.

Пневматическими тормозами оснащен весь подвижной состав железных дорог с использованием сжатого воздуха давлением до 0,9 МПа на локомотивах и 0,45- 0,62 МПа на вагонах.

Электропневматическими тормозами (ЭПТ) оборудованы пассажирские локомотивы и вагоны, электро- и дизель-поезда.

Стояночные, пневматические и электропневматические тормоза относятся к разряду фрикционных тормозов, у которых сила трения создается непосредственно на поверхности колеса либо на специальных дисках,

жестко связанных с колесными парами.

Электрическими тормозами, которые часто называют динамическими или реверсивными (вследствие перевода тяговых двигателей в режим электрических генераторов), оборудованы отдельные серии электровозов, тепловозов и электропоездов.

Магнитно-рельсовыми тормозами оборудованы высокоскоростные поезда ЭР200 и РТ200 Данные тормоза применяются как дополнительные (резервные или аварийные) к электропневматическим и электрическим тормозам.

Основным тормозом на подвижном составе является пневматический.

Каждый тип тормоза в свою очередь делится на группы, подгруппы и по назначению на пассажирские, грузовые и высокоскоростные.

Классификация тормозов, применяемых на подвижном составе железных дорог, приведена на рис. 12.

Рис 12. Схема классификации тормозов

1.Какие существуют способы создания замедления движения?

Фрикционный способ, реверсивный способ, электромагнитный (магниторельсовый) .

2.От каких факторов зависит коэффициент трения тормозных колодок?

Основными факторами, влияющими на значение коэффициентов трения являются скорость движения, удельная сила нажатия колодки на колесо, а также материал колодки.

3.В чем заключается условие безъюзового торможения?

Во избежание юза максимальное тормозное нажатие принимают таким, чтобы тормозная сила не превышала силу сцепления колеса с рельсом. Для этого должно выполняться правило: Коэффициент трения не должен превышать коэффициент сцепление в точки колеса с рельсом.

4.Какие имеются способы для регулирования тормозной силы?

Важной характеристикой тормоза является его способность максимально использовать коэффициент сцепления колес с рельсами. Неполное использование сцепления имеет место в процессе наполнения тормозных цилиндров, т е когда тормозная сила еще не достигла максимального значения. Поэтому при допустимых условиях по продольным динамическим усилиям в поезде и заклиниванию колесных пар стремятся к минимальному времени наполнения тормозных цилиндров.

Коэффициент сцепления уменьшается с ростом скорости движения, что вызывает необходимость регулирования тормозной силы Для тормозов грузового типа большое значение в использовании сцепления имеет соответствие между тормозной силой и весом вагона, поскольку сила сцепления зависит от нагрузки колесной пары на рельсы. Для тормозов пассажирского поезда большое значение в использовании сцепления имеет соответствие между тормозной силой и скоростью движения. Поэтому с целью исключения заклинивания колесных пар применяется весовое и скоростное регулирование тормозной силы.

Весовое регулирование. Соответствие между тормозной силой и весом вагона применяется в основном в тормозах грузовых поездов и достигается ручным переключением режимов торможения или применением на грузовых вагонах авторежимов, которые автоматически регулируют тормозное нажатие в зависимости от загрузки вагона. Воздухораспределитель грузового типа имеет три режима торможения: порожний, средний и груженый. Переключение режимов выполняется вручную в зависимости от загрузки вагона, приходящейся на ось. Каждому режиму торможения соответствует определенное давление в тормозном цилиндре.

Скоростное регулирование. Учет изменения тормозной силы при уменьшении коэффициента сцепления при высоких скоростях движения сводится к увеличению нажатия на колодку повышением давления в тормозном цилиндре. В процессе уменьшения скорости при торможении переключение с высокого нажатия (К₂) на пониженное (К₁) выполняется автоматически специальными скоростными регуляторами при достижении конкретной скорости перехода (при v = 50км/ч). Регулятор устанавливается на буксе колесной пары. Регулирование тормозной силы осуществляется в случае применения экстренного торможения. При экстренном торможении и малых скоростях движения значение тормозной силы может превысить значение силы сцепления Вс колеса с рельсом, что резко повышает вероятность заклинивания колесных пар.

В настоящее время существует три метода тормозных расчетов:

аналитический метод Правил тяговых расчетов;

метод численного интегрирования уравнения движения поезда по интервалам времени;

С помощью аналитического метода ПТР решают задачи, в которых реализуется полная тормозная сила:

при определении расстояния ограждения мест препятствий движению поезда – экстренное торможение;

при выборе расстояния между постоянными сигналами - полное служебное торможение;

при проверке расчета выбора расстояния между постоянными сигналами – автостопное торможение.

Тормозной путь при полном служебном торможении рассчитывается так же как при экстренном торможении, но значение тормозного коэффициента принимается равным 0.8 от его полного значения.

В практике часто возникает необходимость точного расчета тормозного пути или скорости движения поезда при ступенчатых торможениях, во время безостановочного следования по переломному не спрямляемому профилю пути и при других разнообразных условиях торможения. В таких случаях тормозные задачи решают численным интегрированием уравнения движения поезда не по интервалам скорости, а по интервалам времени.

5. Классификация тормозов и их основные свойства.

Стояночными тормозами оборудованы локомотивы, пассажирские вагоны и примерно 10 % грузовых вагонов.

жестко связанных с колесными парами.

Основным тормозом на подвижном составе является пневматический.

Классификация тормозов, применяемых на подвижном составе железных дорог, приведена на рис. 12.

Рис 12. Схема классификации тормозов

3. Подведение итога урока.

3.1.Сбор работ на проверку

3.2. Домашнее задание.

Читайте также: