Длина тормозного пути и ее расчет. Номограммы тормозных путей поездов

При торможении поезда силы, влияющие на него, существенно изменяются и зависят от процесса потери скорости и профиля пути. Определить заранее их изменение во времени не представляется возможным и, поэтому, расчеты ведутся путем численного интегрирования уравнения движения (2.1) по интервалам скорости или времени.

В первом случае, чтобы упростить расчеты, тормозной путь 5Т разбивают условно на два: подготовительный 5П и действительный 5Д в соответствии с выражением

V -«? + 9 ,^500(К„2+1-К„2)

3,6 М;(АТ + соох-ис) (2.27)

где ¥0 - скорость поезда перед торможением, км/ч; - время подготовки тормозов к действию, с;

К - границы выбранного диапазона скоростей (для ручного расчета диапазон не более 10 км/ч), км/ч;

шох - основное удельное сопротивление движению поезда на холостом ходу локомотива, Н/кН.

Условно считается, что в период времени г„ тормоза в поезде не работают, а по его истечении мгновенно увеличивают тормозное нажатие до максимального. При этом /„ рассчитывается так, чтобы длина тормозного пути в реальном случае и при указанном допущении была одинакова. Если предположить, что работа сил трения соответствует

Рис 2.10. К расчету времени одготовки тормозов к действию

площади под диаграммами наполнения тормозных цилиндров, то выбрав среднюю из них для поезда и заменив на скачкообразную с равенством площадей 51=52 можно найти время *п, как показано на рис. 2.10.

Из рисунка видно, что при удлинении поезда гп увеличивается, а при росте темпов наполнения тормозных цилиндров, например, заменяя пневматические тормоза на электропневматические, гп уменьшается где£> и С- коэффициенты, зависящие от длины поезда и быстродействия тормозной системы [3].

Из выражения (2.27) следует, что для расчета 5П использована формула, предполагающая равномерное движение, которое возможно лишь при равенстве шох=|-/с|. Поэтому учет изменения скорости поезда от уклона на этом отрезке пути сделан за счет корректировки ?п.

Расчет действительного тормозного пути выполняется по частям в каждом диапазоне скоростей от ¥0 до нуля с их последующим суммированием. При этом значения удельных сил в знаменателе вычисляются всякий раз для средней в диапазоне скорости и считаются в нем условно неизменными в соответствии с выражениями

где сох, оо0", ш„х - основное удельное сопротивление движению локомотива, состава и поезда, Н/кН; а, В, 7 - коэффициенты [3];

ыо8", шы", («)от" - основное удельное сопротивление движению восьми,четырехосных и других вагонов, Н/кН;

<2%, £>4, - вес восьми-, четырехосных и других групп вагонов в поезде, кН,

/, г,р - коэффициенты [3].

Получив для каждого интервала скоростей отрезки действительных тормозных путей Д5Д, сложив их поочередно от минимальной до максимальной скорости и добавив к результату длину подготовительного пути, получают полное значение тормозного пути. Результаты расчетов при этом целесообразно заносить в таблицу, аналогичную таблице 2 2с данными для грузового поезда.

Таблица 2.2. Результаты расчета длины тормозного пути поезда по интервалам скорости

В связи с заменой реальной диаграммы наполнения тормозных цилиндров на скачкообразную указанный метод дает удовлетворительную точность расчетов при скоростях до 40 км/ч и на спусках до 20 %о. Если остановка поезда происходит до наполнения тормозных цилиндров, то указанная замена диаграмм их наполнения приводит к ошибочному увеличению тормозного пути.

Более точным и универсальным способом расчета длины тормозного пути является метод интегрирования уравнения движения поезда по интервалам времени. В нем изменение скорости ДКв заданном интервале Л1 определяется по выражению

Зная предыдущую расчетному шагу скорость движения У„, и получив среднюю, находят приращение длины тормозного пути Д5, в интервале А1

Расчет шох для средней скорости ведут по выражениям (2.30)-(2.33), как показано выше, а Ь, по формуле (2.29), в которой изменение расчетного тормозного коэффициента во времени для различных видов подвижного состава и способов торможения приведено в таблицах [3].

Полученные таким образом отрезки Д5Т последовательно суммируют для определения полного тормозного пути. Результаты расчетов целесообразно заносить в таблицу, аналогичную таблице 2.3 сданными для пассажирского поезда [3].

Таблица 2.3. Результаты расчета длины тормозного пути поезда по интервалам времени

Рис 2.11 Номограмма тормозного пути грузового поезда при композиционных колодках на спуске 10 %о

Известны еще три отечественных метода расчета тормозного пути: аналитический метод расчета интегрированием уравнения движения поезда при установившемся торможении, графический метод и метод расчета по номограммам. Первый из перечисленных является наиболее сложным и требует дополнительных вычислений подготовительного пути 5„. Второй применяется для построения графиков движения поездов.

По третьему методу номограммы предварительно рассчитываются на ЭВМ. Полученные таким образом номограммы позволяют графически решать ряд следующих тормозных задач в соответствии с рис. 2.11:

- определение длины тормозного пути по известным значениям тормозного расчетного коэффициента и скорости движения;

- определение необходимого тормозного расчетного коэффициента по заданным длине тормозного пути и скорости движения;

- определение допустимой скорости движения по установленным длине тормозного пути и тормозному расчетному коэффициенту.

В связи с большим количеством отличий в условиях торможения, таких, например, как категория поезда, типы используемых тормозных колодок, вид применяемых тормозов, величина уклона и т.д., полный набор номограмм для всех случаев подготовить проблематично. Это ограничивает возможности их применения.

Доступность и высокий уровень развития вычислительной техники в настоящее время позволяют по разработанным программам

расчета тормозного пути - численным интегрированием по интервалам времени легко решить любую тормозную задачу. Ранее этот метод применялся как контрольный и наиболее универсальный для проверки точности расчета другими методами.