УДК 629.4.015

 

Смагулова Айзада Маликовна, преподаватель, КУПС

 

Исследование ускорений при электропневматических торможениях длинносоставных пассажир­ских поездов

 

Как показано в работе [1], при пневматическом торможении пассажир­ских поездов длиною более 25 вагонов с установкой локомотивов только в голове и работе воздухораспределителей на длинносостав­ном режиме наибольшие продольные ускорения превышают уровень 0,7g. Поэтому рассмотрим торможение длинносоставных пассажир­ских поездов при использовании электропневматических тормозов.

Функции изменений давлений в тормозных цилиндрах  раз­личных вагонов поезда с учетом случайного разброса характеристик электровоздухораспределителей получены по опытным данным [2]. Для этого были обработаны опытные данные о параметрах автотормозов, полученные в трех различных длинносоставных пассажирских поездах, относящиеся к различным этапам испытаний. В опытные по­езда были включены вагоны различного типа, разных лет и заводов постройки. Рассматривались поезда, состоящие из 20, 28, 36 и 42 экипажей, причем для поезда каждой длины обрабатывались от 5 до 10 опытов электропневматических торможений (рис. 1).

 

 

Рисунок 1 – Зависимость длин тормозных путей от скорости движения                              для различной эффективности

 

Для всех полученных параметров автотормозов были найдены наибольшие продольные ускорения с помощью ЭВМ. Обработка резуль­татов расчетов торможений поезда на участке пути прямолинейного профиля с использованием найденных выборок позволило определить для поездов разной длины наиболее неблагоприятную (по уровню продольных ускорений), которая и была принята для дальнейших расчетов.

В результате расчетов были получены осциллограммы продоль­ных, ускорений, распределение максимальных ускорений по длине по­езда, зависимости наибольших ускорений от момента времени, отсчитанного от начала переходного процесса, длины поезда и скоро­сти движения.

Рассматривались поезда длиною 850,  1050 и 1250м,  состояние из 32, 40 и 48 цельнометаллических вагонов.

На рисунке 2 приведена зависимость наибольших продольных ускорений от длины поезда при торможении с начальной скорости V0=10км/ч. Линия 1 соответствует торможению ступенью, при котором давление в тормозных цилиндрах составляло примерно 0,1 МПа, линия 2 - экстренному торможению, при этом давление со­ставляло примерно 0,35МПа. Как видно, наибольший уровень про­дольных ускорений не превышал 0,6g.

На рис. 3 изображена зависимость наибольших ускорений от начальной скорости движения. Здесь линия 1 соответствует поезду длиною L=850м, линия   2 – L=1050м, линия 3 – L=1250м.

 

Рисунок 2 – Зависимость наибольших продольных ускорений от длины

поезда при электропневматическом торможении

Рисунок 3 - Зависимость наибольших продольных ускорений  от начальной скорости движения

 

 

Как следует из рисунка, уровень наибольших ускорений начи­нает снижаться с увеличением скорости движения и уменьшением длины поезда. Для подвижного состава, предназначенного эксплуа­тировать высокоскоростную специализированную пассажирскую маги­страль Астана-Алматы со скоростями движения до 300км/ч предусматри­валось сочетание электропневматического тормоза с электромагнит­ным. Зависимость тормозной силы, развиваемой одним башмаком пер­спективного электромагнитного тормоза, бралась в соответствии с [3]. При этом случайный разброс в срабатывании электромагнитного тормоза принимался таким же как и для электро­пневматического.

В качестве примера на рисунке 4 показана диаграмма макси­мальных ускорений по длине поезда,  состоящего из 38 вагонов, движущегося со скоростью V0=300км/ч,  полученная для наибо­лее неблагоприятных параметров автотормозов.

Рисунок 4 – Диаграмма распределения максимальных ускорений по длине поезда, состоящего из 38 вагонов, движущегося со ско­ростью     Vо =300км/ч

 

На рис. 5 приведены значения наибольших в поезде уско­рений в данный момент, отсчитанные по времени от начала пере­ходного процесса для случая, описанного выше.

Как видно, наибольшие ускорения возникают в хвостовой ча­сти поезда и к концу переходного процесса и не превышают уров­ня 0,3g. 

Следует отметить,  что проведенные расчеты выполнялись при условии срабатывания всех электровоздухораспределителей поезда. В этом случае наибольшие продольные ускорения не превышали 0,6g. Однако в случае несрабатывания электровоздухораспределителей хвостовых вагонов продольные ускорения достигают опасных значе­ний [4]. Для того, чтобы обеспечить надежное действие тормоз­ных приборов всего поезда,  необходимо напряжение источника по­стоянного тока    в режиме торможения повысить до 90В.

 

Рисунок 5 – Наибольшие ускорения  вагонов данный момент времени

для поезда, состоящего из 38 вагонов, движущегося  со скоростью V0=350км/ч

 

Данные расчетов подтвердили сделанные по результатам натурных опытов выводы о допустимых длинах поездов для различных способов управления и разных режимов работы воздухораспределите­лей, а также выработаны рекомендации по созданию необходимых устройств управления.

Проведенные расчеты также показали, что:

-  при необходимости вождения пассажирских поездов длиною до 40 вагонов необходимо уменьшать тормозную эффективность в два раза при использовании пневматических тормозов;

-  использование электропневматических тормозов позволяет эксплуатировать поезда длиною до 50 вагонов.

 

Литература

1. Испытания в эксплуатационных условиях устройств управления пневматическими тормозами сдвоенного объединенного поезда /Е.П. Блохин, В.Н. Захаров, М.Е. Итин, В.В. Клюевский, Е.Л. Стамблер, Е.В. Юспина // Проблемы динамики и прочности железнодорожного подвижного состава: межвуз. сб. науч. тр. - Днепропетровск, 2001. - С. 14-18.

2. Лазарян В.А., Блохин Е.П. К вопросу проектирования про­дольного профиля железных дорог //Исследования колебаний под­вижного состава:  сб. науч. тр., вып. 490. -Днепропетровск, 1987. - С. 71-73.

3. Некоторые результаты опытов с длинносоставными пасса­жирскими поездами / Е.П. Блохин,  Б.Н. Захаров, С.Г. Крюков, Е.Л. Стамблер // Динамика, нагруженность и надежность подвижного состава: межвуз, сб. науч. тр. - Днепропетровск, 1985. - С. 3-8.

  4. Блохин Е.П. Вычисление с помощью ЭВМ усилий, возникаю­щих при пуске в ход неоднородных поездов весом 10-20 тыс. тонн // Вопросы динамики подвижного состава и применение математичес­ких машин: сб. науч. тр., вып. 128. -Днепропетровск, 2002. – С. 31-36.