автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Особенности работы пневматических тормозов в длинносоставных тяжеловесных поездах на равнинном профиле пути (на примере Целинной железной дороги)

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ .. _ л п ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

РГБ Ой

1 г ?Ч:'Л »

На правах рукописи ДЬЯЧЕНКО Владимир Григорьевич

УДК 629.424.3

ОСОБЕННОеГИ РАБОТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ТОРМОЗОВ В ДЛИННОСОСТАВНЫХ ТЯЖЕЛОВЕСНЫХ ПОЕЗДАХ

НА РАВНИННОМ ПРОФИЛЕ ПУТИ ( НА ПРИМЕРЕ ЦЕЛИННОИ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ )

Специальность 05.22.07 -Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

АЛМАТЫ - 1994

Работа выполнена в Алматинском институте гелеэно-дороаного транспорта ( АлИИТ ).

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор ПАРАМЗИН Василий ПорФирьевич;

Научный консультант - кандидат технических наук.

Ведущее предприятие - Целинная железная дорога.

Официальные оппоненты:- доктор технических наук.

профессор ЛИСУНОВ Владимир

Николаевич:

Защита диссертации состоится "" &е*>а£е>д 1994 г. в час. О о мин, на заседании специализированного совета К 21.01.01 при Алматинском институте инженеров аелезнодорояного транспорта по адресу: 480012, г. Алматы. 12. ул. Шевченко. 97, ауд. 235. с диссертацией моено ознакомиться в библиотеке

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.

Ученый секретарь

доцент АКАТУШКИН Борис

Александрович;

кандидат технических наук, доцент ИВАНИЦКИИ Руслан

Поладиевич.

института.

.Автореферат разослан

специализированного совет кандидат технических наук профессор

3.0.БЕНЖАН0В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Повышение массы грузовых поездов является одним из основных условий увеличения провозной способности келезних дорог и снижения затрат на перевозки грузов.

Повышение массы и числа осел грузовых пооздоп вызывает ряд осложнения при их вождении, как з роаиме тяги, так и. особенно. в режиме тормогения и требует совершенно нового подхода к технологии упрвлвленнл локомотивом, а главное к безопасности движения пое.-дов. Зарубежный опыт вождения тяжеловесных длинносоставных поездов показывает значительную экономическую эффективность таких перевозок, особенно массовых грузов ( уголь, руда, нефтепродукты и т.д. ). но условия формирования таких поездов -за рубегом значительно отличаются от наших ( распределенная тяга, дистанционное управление локомотивом И пр. ).

Сосредоточенная тяга в голове тяхеловесного поезда, либо индивидуальное управление ( машинистами ) локомотивами рассредоточенными .1о длине поезда создает трудности из-за возможных недопустимых продольных усилий в поезде, приводящих к, его разрыву.

Исследование продольной динамики тяжеловесных длинносоставных поездов с тягой в голове в рехимах торможения, разработка практических рекомендаций по технической модернизации тормозной системы и методам управления тормозами определяют актуальность темы диссертации.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЬАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы является разработка методов и технических средств обеспечения бе-

зопа.снос'1 I движения тяжеловесных длинносоставных .поездов и режимах торможения. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

- исследование фактороо. вызывающих обрывы длинносоставных поезд э в режимах трогания с места и тормогения;

- выбор математической модели движущегося поезда, позволяющей расчетом определить наиболее опасные резины его движения:

- разработка и экспериментальная проверка методов управления тормозами а длинносоставных поездах;

- конструктивная разработка технических средств, обеспечивающих надежную работу тормозов в длинносоставных поездах.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. При решении постаьленных задач использован метод математического моделирования движущегося тяжеловесного длинносоставного поезда. Проведена экспериментальная проверка в ходовых поездных испытаниях теоретических результатов ( выводов 1. Практические рекомендации проверены в длительной эксплуатации тяжеловесных длинносостав ных поездов на Целинной железной дороге.

НАУЧНАЭ НОВИЗНА. Выбрана математическая модель движущегося поезда, -¡аиболее полно отражающая особенности продольной Динамики тяжеловесного длинносоставного поезда в опасных для его обрыва режимах трогания с места и торможения.

Исследованы особенности Газодинамических процессов в тормозной системе длинносоставного поезда, на базе которых, разработаны конструкции технических средств, обеспечивающих

надегную работу пневматических тормозов в длинносоставных поездах при различных резинах тормокения и снизение продольных сил в поезде.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. РАБОТЫ заклинается в выборе математической модели. позволяющей расчетным путем определить максимальные растягивающие и снимающие усилия в дригущемся поезде при различных схемах расположения тяговых средств и в любых регнмах ведения поезда.

Разработанные методы управления тормозами в тякелоаес-ных длиннисоставных поездах могут быть использованы машинистами при вождении таких поездов на всех яелезных дорогах, имеющих равнинный профиль пути.

РЕАЛИЗАЦИЯ И ОПРОБАШЯ. Методы управления тормозами в тяжеловесных длинносоставных поездах в виде дорозной инструкции по тормозам используются на Целинной железной дороге при воадении поездов массой 9000 к 12000'т.

• ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ и выезды диссертации докладывались на:

- Всесоюзной конференции "Автоматизация управления грузовыми поездами с целью повышения их массы и длины" секция яелезнодорогного транспорта КПТ АН СССР. МПС. Москва. МИИТ.

1989 Г.;

- Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства диагностирования технических средств железнодороя-ного транспорта" в омиите, 1989 г.;

- семинаре кафедр механического Факультета ОмИИТа,

1990 Г.;

- б -

- на чном семинаре НИЛ "Вес поезда" АлИИТ. 1986. - 90гг.:

- Э-еа всесоюзной научно-технической конференции " Автоматизированные системы испытаний объектов келеэнодорогного транспорта " в ОМИИТе. 1991 г.:

- научно-техническом совете Целинной ж.д..1991 г.;

- конференциях преподавателей кафедры экд (восьмой, десятой. двенадцатой, тринадцатой, четырнадцатой, шестнадцатой) АлИИТа. ( Алма-Ата,1986, 1988. 1991-94 ГГ.).

ПУБЛИКАЦИИ. Основные положения диссертации опубликованы в пяти пэчатных работах, а том числе авторское свидетельство N 1б64>>20. список которых приведен ь конце автореферата и изложены в восьми отчетах. НИР АлИИТа по х/д N 289. 349, 373. 374, 375. 381, 419, 432.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пяти раэд'-л^п и заключения, объем составлжчт 193 стр. машинописного текста, в том числе 22 рисунков, 10 таблиц и О приложений. В библиографическом списке 11?. наиненогынпп.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖА! И'.Е'ДИСС ЕРТЛ1ШИ

Во пводании обоснован пыоор теки и оснопних направлений исследования, показаны научная нопизка и практическая ценность работы, здесь же изложена цель работы.

В п<чргшв гт*з.рс! выполнен анализ исследования продольной динамики поезда в различных режимах движения : при трогаиии, движении в режимах тяги и торможений, которые нашти отражение в работах Е.П.Блохина, Н.Ф.Вериго, С.и.Всрашнског >. п.Т.Гребе-нюк . В.Г.Иноземцева. И.П.Исаева. Е.И.Кузьминой. В.А.Лазаряна,

Л.А.Нанапкина Н.А.Панькина. и др. ученых. Практика исследования продольной динамики поезда развивается по пути конкретизации моделей и повышения точности расчетов различных реаимов движения поезда.

Так а:е выполнен анализ, способов расчета продольных динамических сил поезда в резинах пневматического тормояэния.

На основании проьеденного анализа конкретизированы цель и задачи теоретических и экспериментальных исследования, выполненных в диссертации.

• Во второй гла-л исследоЕ1на матекатическоя модель длинно-составного поезда, представленного з вид-ь дискретных масс, связанных мезду собой упруго-Функциокными. в общем случае, нелинейными связями с зазорами.

Дифференциальные уравнения сил, определяемых абсолютными перемещениями j; сосредоточенных масс тi . имеют вид:

т< х, TV - - 3i ,

тг - хг - + &» ' Тг - Ws - 82 ,

rnк • Хк - Se-f 'St *Тк -Wg - вх

mi ■ '¿L - Si* Si * Ti-WL' SL L - f, 2,3r • - •, n

где: Si - сила взаимодействия между i-ft и i+l массами; 7"t - сила тяги, которая приложена к массе, соответствующей *-му расположении от локомотива:

Wi - сила основного :: дополнительных сопротивле-

НИИ ДВИ2СНИЮ 1-ОЙ массы;

В с - тормозная сила, приложенная к 1-ой массе в режиме торможения;

п - количество масс в поезде в виде вагонов и секций лок'■мотивов.

Для определения взаимных перемещений локомотивов и вагонов введны новые координаты:

^ / * -Г/ - Хг ; у г • х? - ; • • • •

• • • £ п-! - Яп- / - X/1 С 2 )

Выполнив преобразования с учетом уравнений из системы ' 1 ) . ПОЛУЧИМ: й; - + (-1 - + ) • ^ - =

= ' ^ _ 7г*» - ь^-/ -

с 3 )

* пц '

£ = г, г, з,..., (п-1]}

где: при £ Эс-/ -О; г - п- / Л'*/ =6п-0

Таким образом, уравнения для ьоордш-гт описывают продольную динамику поезда, а уравнение для з?/ -абсолютное пере-кецеииа первой сосредоточенной масон (локомотива ). Система уравнений ( 3 ) связывает задачу продольной динамики поезда с тяговыми расчетами и решается при соответствующих начальник условиях.

Для решсчия дифференциальных уравнений ( 3 ) использован алгоритм численного решения метода Рунге-Еутта 4-го порядка, который вклвчен в текст программ для ЭВМ. с использованием стандартных программ. Программы составлялась для конкретных задач: трогание с места и рг^гон поезда; торможение, в том числе экстренное и др. По этим программам просчитаны

максимальные усилия при различных вариантах распределения по• гонноп нагрузки по длине поезда ( табл. 1 ).

Таблица 1

Максимальные усилия при тормокении в поездах различная с^емы распределения массы

Схемы загрузки

закон изменения масс по длине поезда :

Ошпшшшш ошшшшш □пшшшшзш

о

111111111111111111

М - 92+0.01з1п[п(з-3)]

32+(1-4)х0.2331 М » 102-(¿-4)хО.2381

Максимальные усилия. ЫН

0.983 1.21 1.17 1.24

Определены максимальные усилия в поездах массой 9000 -- 12000 т. при различна , массах вагонов, полном ( 100% ) и частичном С 75 и 50% ) включении тормозных приборов ¡табл. 2).

Для обеспечения безопасного дзн-ения тяжеловесного длнн-носОставного поезда проведен расчет максимальных усилий ■ з ав-тосцепк&х при экстренном тормогенни поездов массой 9000 к 12000 т.. Скорость распространения тормозной волны принята 203 м/с.

Наибольшие сзимаюцие усилия ( 1,86 ИН ) возникают на одной трети длины поезда от хвоста. Эти результаты хорошо согласуются с данными, полученным» сотрудниками ДИИТа.

Увеличение массы поезда Еызывает непропорциональное увеличение продс-.ьных усилий в поезде. Так отношение массы поезда варианта 2 к варианту 1 ( см. табл. 2 ), дает увеличение в

1.3 раза, а увеличение 'растягивающих сил - в 1.81 раза, сги.л-гощих - в 1.235 раза.

Таблица 2. '

Расчетные данные экстренного торможения длинносоставных тяжеловесных поездов

Наименование параметра ! 1 ! 2 ! 3 ! 4 ! 5 1 ! '6

Масса поезда, тс. 8976 11780 9960 .2132 12132 12132

Количество вагонов . шт. 98 115 115 141 141 141

Касса вагона, тс. 100 100 84 84 84 84

Начальная скорость . км/ч. 70 70 70 70 70 70

Конечная скорость. КМ/". 1.08 3,6 3.6 3.6 3.6 З.б

Время торможения. с. 36 36,5 30.2 31.6 43.2 57.5

Тормозной путь, м. 436 456 398 118 . 543 692

Процент включения тормоз. 100 100 100 100 75 50

Растягивающие усилия, МН. 0.91 1,651 2.016 2,647 1.986 1.325 Сжимающие усилия. МН. 1.86 2.298 2.83р 4,449 3.019 1.509

Для проверки математической модели были просчитаны данные, полученные экспериментальным путем сотрудниками ВНИИЖТ МПС для того же участка и тех ге условий Целинной железной дороги. Расхождение расчетных данных с экспериментальными составило 8 % . При пт оведении опытных поездок с поездами массой 9000 и 12000 т. совпадение расчетных данных с опытными оценивалось по усилию в головной и хвостовой частях поезда ( в динамометрическом и ториоэо::спьггатбльнон вагонах ), совпадение достигнуто в пределах 5 % .

В третьей главе рассматриваются газо-динамические процес-

-lieu в тормозной магистрали поезда, проанализированы исследования на модели стозагокного поезда, проведенные Никифоровым З.Д.. Они показывают, что время и характер наполнения тормозных цилиндров з длннносостазных поездах зависят от расположения загона по длине иоезда и определяются удаленностью его' от пульта управления и зеличикой исходного давления в запасном резервуаре данного вагона.

Моменты начала наполнения тормозных цилиндров от О до 0.04 МПа распределены по длине поезда равномерно в течении 7 е., что mosho ссьяснить г.остоянной скоростью распространения воздушной волны при тормогении с учетом дополнительной разрядки тормозной магистрали кагдым воздухораспределителемвеличины конечных давлений в тормозных цилиндрах равномерно распределяются по гр/ппам вагонов: с 1 до 45 вагона с интервалом в одну секунду, а от 45 до 100 вагона - 0.24 е.. Срабатывание тормоэоз головной половины поезда вызывает набегание хвостовой части и сгатие состава с максимальной выборкой зазоров в упрягкых устройствах зсех вагокЬв. Тормозной эффект от срабатывания хвостовой половины поезда с -очень малым интер-• залом времен:! вызывает резкое замедление движения этой части поезда и приводит к ' "оттягке" с набором максимального зазора з упрязных устройствах, что приводит к значительным растягивающим силам и могет вызвать обрив поезда.

Время наполнения тормозных цилиндров определяется величиной исходного давления запасного резервуара в данном сечении поезда, поэтому в головной части оно значительно меньше Свыше исходное давление запасных резервуаров), по сравнению с хвостовой частью, где давление в запасных резервуарах на 0.05 -0.. 1 КПа. ни^-г. Разница давлений воздуха в магистрали головной

части п ззда мезду вагонами дает ( см. рис.1 ) значительна разброс времени наполнения тормозных цили;:дров, тогда как в хвостовой части поезда разброс давлений в тормозных цилиндрах по времени "наполнения значительно меньше.

Рг.ч ол

Ц5Г-

оле-

р.ы

ах-

0,3 <

МПо

Рас преде/ение ооёления ёоздухо ло ■

тормозной магистрали лр& /ыа/ямсж

—I—

5о

Рт»(ж) =Ро

к»о. оаоол

. -) К • о, ООО Об5

I

х • О. ООО О 6

,Г- 0.00007

. /со Рис. .■{■ ■■

—1-—у

¡50 *

При снижении плотности тормозной магистрали (коэффициент К увеличивается) повышается разность давления по длине поезда, что приводит к усилению продольных реакция в поезде и снижению безопасности движения.

Для практических оценок и расчетов распространения воздушной 1 тормозной полны, предлагается следующее вырада ние распределения давления воздуха вдоль тормозной магистрали поезда:

Р.Г -Ро-е

-«(¿■х-

где: Рх. -давление воздуха в тормозной магистрали поезда в рассматриваемом сечении х ;

Ро -давление воздуха в головной части тормозной магистрали. заданное редуктором крана машиниста усл. N 394;

К '-коэффициент, учитывающий плотность и сопротивление трубопровода и меЕвагонных соединений тормозной Магистрали

-длина поезда, вырагенная в единицах длины или в количестве вагонов

Х- - рассматриваемое сечение поезда, вырагенное в единицах длины или в количес ае вагонов;

Распределение давления по длине тормозной магистрали, а следовательно и в запасных резервуарах. ( при полностью за-рязенноп магистрали различной длины ) представлено кривыми на рис. 2 при 1С - 0.00003 .

Рис. г

3 $ ">ркуле ( 4 ) коэффициент К заменим произведением двух коэффициентов К1 и К2. которые характеризуют плотность и сопротивление магистрали. Эти коэффициенты получены автором опытным путем:

К1 - 0.0094- коэффициент, характеризующий плотность тормозной магистрали;

К2 = 0.0032- коэффициент, характеризующий сопротивление трубопровода тормозной магистрали поезда.

Для волны зарядки магистрали можно использовать аналогичное выражение, однако, давление вдоль магистрали со временем в этом случае не падает, а возрастает, т.е.:

С 5 )

где: Рцз1х)~ давление воздуха в сечении X тормозной магистрали поезда при зарядке н отпуске тормозов;

Р^ - давление в тормозной магистрали перед отпуском тормозов поезда.

Для срабатывания тормозов необходимо обеспечить а первув очередь снижение давления на Л Рм до заданной величины, т.е. принять:

. Рмт

отсюда, исходя из выражения (.5 ). наймом зависимость мо-

I

мента начала срабатывания тормоза, ¿«в зависимости от положения вагона в поезде X :

Рмз(хЛ) = Р0 • е Г/-е * Ц,

( б )

отсюда: Раз -К1 ¿л г. -ег • - -¿г) -

™ ( 7 )

^ окончательно:

¿.•¿■{¿.ф-Ы'-'1"'*"*'!}

Наибольшее значение £Н будет для последнего вагона, когда х - & то есть, время полного включения всех тормозов зависит только г коэффициента К/ и отношения давлений РмЗ /Ро. Второй коэффи—лент Кг влияет на распределение времени срабатывания тормозов вдоль поезда, которое зависит от исходного давления воздуха в запасных резервуарах. Так. для среднего вагона При X * У2 . ПОЛУЧИМ:

С 9 )

Оба коэффициента К/ и нетрудно найти по данный регистрации

давлений в двух или нескольких точках поезда, что и было получено прь поездных испытаниях { К1 » 0.0094. К2 - 0.0032 ).

в эт-й ае главо приведены методика и результаты поездных ни:-: испытания натурных поездов на Целинной зслезноя дороге.

С целью проверки результатов теоретических исследования проводились поездныэ испытания на участках Целинной железной дороги, где обращаются тяаелов^сные длшшосоставкые поезда -ЗК'.'.бастуэ - Целиноград - Нозокшикская. Экибастуз - Целикоград-- Тобол, Караганда - Сортировочная - Целиноград, Караганда -. Сортировочная - Чу Алма-Лпшской зкелезпоп дороги.

Для проведения ькспзрииенталышх поездок тормозное оборудование четыреуоекцнонноп системы электровозов серии ВЛ80 С подвергается стационарным испытаниям совместно с измерительными комплексами динамометрического и тормоэоиспытательного загонов. Далее проводятся стационарные испытания натурного поезда на станции Формирования угольного м»рарута - Экибастуз-2.

Стационарные испытания проводились с испольэоанием матрицы многофакторного ( б факторов. 64 опита' ) плана эксперимента, разработанной в соответствии с положениями теории планирования эксперимента.

По результатам стационарных испытаний натурного поезда определялись параметры тормозной системы и режимы управления тормозами поезда в пути следования:

зарядное давление тормозной магистрали - 0.52 - 0.53 ИПа,-давление воздуха в тормозной магистрали хвостового вагона поезда - 0,43 МПа;

• снижение давления в тормозной магистрали при первой ступени торможения - 0,06 - 0.07 ЫПа:

снижение давления в тормозной магистрали при второй и

следующих ступенях торможения - 0.03 - 0.05 ИПа;

. завышение давления в уравнительном резервуаре при отпуске тррмоэов после одной ступени торможения - до 0.56 -- 0.60 ЫПа, а после двух и более ступеней торможения - до 0.62 -0.65 МПа;

время выдержки завыпенного давления в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали ( перекрыша с питанием } после первой ступени торможения - 30 - 40 с.. а после второй и третьей ступеней торможения соответственно - 60 - 80 е.. и 100 -120 с. .

Расшифровка результатов поездных испытаний показывает(см. табл.зУ: .

эффективность действия тормозной системы вполне достаточна. тормозк _>й путь при полном служебном чорможении с начальной скор:сти 60 км/ч. на спуске с ^клоном -0.0053 не превышает 800 м.. а при экстренном торможении - 400 - 650 м..-

Таблица 3.

Результаты экспериментальных измерения величины продольных сил в поезде массой 12238 т. при торможении.

Параметры

Вид'тормогения

ист

эт

эт

эт

Координаты пути. км. Профиль пути.

198 - 5.3

1В4 2.9

174 51.4 -2.2 - 0.9

- 2,4

Начальная скорость,"км/ч. 60 45 60 50

Состояние поезда саат сггат рас1'. своб.

Величина разрядки тормозной магистрали, ИПа. 0.17 0,4 0.4 0.4

Величина тормозного пути, м. 800 320 550 430

Время работы в тормозном режиме, с. 96 24 78 54

Величина замедления поезда, м/с'с. 0.167 0,52 0,213 0.257

Продольные динамические силы. тс.

сгатия: 48 31 56 38

растязания: 23 17 28 21

замедление при экстренном тормозекии на спус::ах составляет 0,!б/ - 0,257 м/с , а на подъеме - 0,52 м/с.;

продольные реакции в хвостовой части поезда, при экстренном тормогонии достигали: на скатив - 0,56 Ш.. на растяз:ение - 0,28- НН.;

при троганни с места усилия на та тя-енпа до 0.30 ГН.;

в двигенки поезда при переломах профиля пути и выходе из кривых усилия на растягение составляют в пределах 0.20 -0,30 1Ш., причем, с увеличением скорости дзигения они увеличивайся. так на участке 773 - 775 км. при скорости движения 75 км/ч. ( на выбеге ) реакции составили 0,90 МН. сгатия и 0.70 кн. растягения.•

Четвертая глава посвящена предлогениям по модернизации тормозной системы грузовых поездов.

Плотность тормозной магистрали влияет на характер распределения давления воздуха по длине тормозной магистрали и уровень его в запасных резервуарах вагонов поезда. При повышенной утечке воздуха сникается зарядное давление в запасных резервуарах. особенно во второй половине поезда, и приводит к • снижению эффективности действия тормозов. Поэтому в длинносос-тавных поездах необходимо поддергивать разность давлений иег-ду головным и хвостовым вагонами в 'пределах от о.08 до 0.12 КПа. Плотность тормозной магистрали в грузовых поездах проверяется по интенсивности падения давления воздуха в питательной магистрали при втором положении ручки крана усл.Н 394 после окончания зарядки тормозов магистрали. Но из питательной магистрали получают, воздух электропневматические апппара-ти. количество их зависит от режима работы локомотива. Проверка является оценкой расхода воздуха-а все потребители поезда, включая локомотивное с борудование и их утечки, и производится по замеру 'снижения.давления в питательной магистрали манометром класса точности 1.5. за определенное время, однако это не дает возможности контроля или какой либо оценки объема (длины) тормозной магистрали. Для повышения точности оценки плотности и объема тормозной магистрали оезда при его Приемке ( полное

и сокращенное опробование тормозов ) и в : ути следования автором разработано "Устройство для контроля герметичности и длины тормозной магистрали поезда железнодорожного транспорта" которое обеспечивает контроль расхода воздуха из питательной магистрали только на писание тормозной системы поезда. Устройство дает V чественную и количественную оценку плотности и длины тормози Я магистрали, ' что очень важно при отключении части тормозной магистрали от поста управления различными способами ( разрыв поезда, перекрытие концевого крана вагона и др. ).

Качество работы пневматической тормозной системы оценивается по величине тормозного пути до полно; остановки поезда или при снижении скорости на Ю км/ч. При отпуске для зарядки тормозной системы длинносоставных поездов требуется боль-иве количество времени, современные тормозные приборы - воздухораспределители усл. м 483 и 483М, благодаря высокой чуве-чи-тельности на отпуск, обеспечивает- достаточно быстрый отпуск тормозов за 40 - 70 е., но процесс зарядки запасных резервуаров в длинносостаЕном поезде занимает 30 - 3о мин., т.е. при быстр"ч отпуска тормозов, система длительное время остается не готовой к последующим торионениям. Для ускорения отпуска и зарядки тормозной магистрали длинносоставных тяжеловеслы:; поездов обычно рекомендуется производить повторные завышения давления в уравнительном резервуаре до 0.б - 0,62 мпа, однако время полной зарядки тормозной магчетрали и в этом случае остается значительным (25-30 мин.). Предложено после завышения давления в уравнительном резервуаре до 0,62 - с.ез ППа. ручку крапа из первого положения перевести в четвертое ( перекрышу с питанием тормозной магистрали ) на 30 - 50 е.. За это

время осуществляется ускоренное питание тормоэноп магистрали давлением 0.62 - 0.65 МПа. достигается ускорение наполнения запасных резервуаров вагонов и время зарядки сокращается в 4- 5 раз. т.е. до 5 - б нин. По окончании выд^ргки в четзертои положении ручку крана переводят во второе поездное положение, что обеспечивает'автоматический переход на поездное давление в уравнительном резервуаре и в тормозной магистрали.

Для автоматического контроля выдерзки времени завышенного давления автором предложена конструкция модернизированного стабилизатора крана усл. Н 394 ( рис. 3 ), которая позволяет ускорить отпуск и зарядку тормозной системы во втором полока-нин, не прибегая к. дополнительной постановке ручки крана напл-кяста в четвертое положение, после завышения давления в первом положении до 0,6 - 0,65 ЫПа. машинист переводит ручку крана во второе - стабилизатор автоматически выполняет выдержку времени 60 с. с завышенним давлением, а затем, переходит г. ликвидации сверхзарядного давления ( A.C. N 1664620. ).

Схема крана машиниста ¡¡сл. с нодернизирс."оит/м

Fbr 3

Время наполнения тормозного цилиндра 1ри тормокении определяется величиной исходного давления запасного резервуара, т.е. наполнение тормозных цилиндров головных вагонов происходит за более короткое время - 25 - 30 е.. а по мере увеличения порядкового номера вагона от локомотива наполнение происходит за вр мя 60 - 70 е.. Для выравнивания времени наполнения тормозных цилиндров по длине поезда, и снигения продольных усилия в поезде при тормозении необходимо иметь одинаковое давление во всех, запасных резервуарах вагонов независимо от их располозения по длине поезда. Предложено поставить редукционный клапан вместо обратно-питательного в воздухораспределителях усл. N 270, 483.

В пятой главе дан расчет экономической эффективности результатов выполненной работы.

Процесс перевозки груза железнодорожным транспортом условно нознс' разделить на три взаимосвязанных элемента погрузка груза, перемещение и выгрузка его. По сложившейся практике в бывшем СССР нелегкие дороги осуществляли лкаь один элемент процесса, а именно перемещение груза. Всякое незавершенное производство очень трудно оцсь..ть в денежном выражении, поэтому, вырванный отдельно из всего процесса один элемент не поддается экономической оценке, так ка1 езм производственный процесс оказывается незавершен: .

На зелезиых дорогах наиболее распространенным экономическим показателем является изменение себестоимости перевозок при внедрении калих либо мероприятий и определяют себестоимость перевозки 10000 т.-;м.брутто. Сам по себе показатель тон-ио-км. уязвим с точки зрения действительных затрат на перевозки, так как монет быть получен не за счет увеличения количест-

ва груза, а за счет увеличения дальности перевозок. Определение себестоимости перевозки 10000 т.км.брутто, как части общей стоимости продукта работы транспорта, тем более запутывает действительные затраты на доставку груза.

С навей точки зрения, наиболее полным и обобщенным показателем, применимым к любому элементу всего процесса перевозки было бы: перевозка количества груза ( в тоннах ) за единицу времени ( п - о / I ). Этот показатель является обобцен-ным для оценки всего транспортного процесса и для отдельных его элементов.

По принятой на железных дорогах системе определе"ия зат-. рат рассмотрено применительно к Целинной железной дороге за период, когда внедрялись разработанные в диссертации, рекокен-; дации по модернизации элементов тормозной системы и технологии упрвления ею, а тарифы были стабильными, как изменились показатели, которые напрямую связывают с увеличением массы поезда.

Общий грузооборот по дороге принят неизменным, следовательно, использование тяжеловесных поездов сокращает количество поездов в графике движения, в 1988 году • ка станции Экибастуз ежесуточно Формировалось б поездов массой 9000 т.,. которые заменяли 9 поездов графикового веса 6000 т.. Таким образом, число поездов в графике движения ежедневно сокращалось ка три поезда.

Общий экономический эффект составил {'без учета возмогпо-го дополнительного суточного грузооборота 18000 т. ) - 447,9 тыс.руб. в случае увеличения грузооборота на 18 ¡00 т. в сутки экономический эффект составит - 126С8 тыс.руб."

Помимо снижения затрат за! счет повышения производительно-

сти транспортного конвеера. то есть "чис-.ого" дохода значительно повышается безопасность движения поездов, в частности, снижается число обрывов пе^эдов из-за уменьшения величины продольно-динамических реакция в поезде и неправильного управления тормозами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Существующие математические модели описания динамических процессов в движущемся поезде не учитывают всего многообразия факторов, влияющих на эти процессы. Так. не учитываются отклонения в массах вагонов, находящихся в рассматриваемом поезде. разброс рабочих характеристик тормсзных устройств и ударно-упряжных приборов, к тому же все модели прнложимы чаще всего к сравнительно коротким поо-здам. При расчете динамических сил п тя-эловесных длштосоставных поездах многие малозначительные для коротких поездов Факторы приобретают существенную роль, упрощение которых приводит к сущестпенному снижению безопасности движения. Известные алгоритмы и программы для расчета на ЭВМ динамических сил в поезде применительно к длинно-состаиным тяжеловесным поездам не достаточно точны.

2. Наиболее полное математическое описание динамических процессов в длинносостаынсм тяжеловесном поезде дает модель дискретных масс, соединении* упруго-фрикционкыми связями. Эта модель позволяет проаналииировать характер изменения динамических сил по длине псе да. но при определении абсолютных значений сил. как показывает натурный эксперимент, не дает достаточной точности. Для описания режима тормозения модель дискретных масс позз1*> '•яюет определить характер распределения максимальных сжимающих и растягивающих сил по длине поезда.

3. Распределение давления' воздуха по длине тормозной магистрали подчиняется закону квадратичной экспоненты, что определяет разные по длине состава величины давления воздуха в запасных резервуарах и усугубляет разброс характеристик срабатывания тормозов отдельных вагонов. В работе определены численные значения коэффициентов Kl и К2 для длинносоставных поездов. характеризующих соответственно сопротивление и плотность тормозной магистрали; определена максимально допустимая разница давлений в тормозной магистрали головной и хвостовой частей по -зда.

4. Предложены методы управления тормозами и конструкции приборов управления тормозами, позволяющие повысить качество зарядки тормозной магистрали и выравнивать давление воздуха в запасных резервуарах по длине поезда, а так же контролировать величину утечки воздуха по неплотностям и длину тормозной системы. Опытные образцы разработанных конструкций апробированы при натурных поезд-ых испытаниях длинносоставных тяжеловесных поездов на Целинной железной дороге { A.C. N 1664620)

5. Разработана методика использования комплекса аппаратуры натурных испытаний длинносоставных ( 440 - 520 осей ) тяжеловесных ( 9000 и 12000 т. ) поездов в наиболее- опасных режимах вождения. Проведена серил эксплуатационных испытаний поездов массой 9000 и 12000 т.. Резу-ьтаты испытаний показывают, что вождение таких поездов с тягой в голове возможно при существующих тормозных средствах без нарушения безопасности движения поездов. Многократные экстренные торможения указанных поездоь с различной начальной скорости С 50. 60. 70км/ч.) подтверждают безопасность такого торможения без превышения допустимых продольных сил в упр^.нйх приборах и исключают опас-

ность схода подвижного состава при сжатгч поезда. Тормозной путь при этом W& превышает 650 м.

б. Экономическая эффективность представленных разработок только от уменьшения численности локомотивных бригад составила по Целинной железной дороге в 1988 г. 144.54 тыс.руб. ( в ценах 1 38 г. ).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

/

работах :

1. Льяченко В.Г. Влияние распределения давления вдоль тормозной магистрали на эффективность тормозов в длинносостав-ных поездах. / Труды ТашИИТа. Вып. 220 . - Ташкент : ТашИИТ. 1989.

2. Парамзин В.П.. Дьяченко В.Г.. Длимбетов В.К. Продельные силь при торможении длинносоставного поезда, рассматриваемого как-- систему переменной массы. / Труды ТашИИТа. Вып. 220. - Ташкент : ТашИИТ. 1988.

3. Дьяченко В.г.. Длимбетов Б.К. Имитационное моделирование процессов торможения длинносоставных поездов. / Труды ТашИИТа. Вып.220. - Ташкент : ТашИИТ. 1989.

4. Дьяченко В.Г.. Кельбас C.B. Влияние случайных погрешностей • пневмомеханических характеристик, тормозов на динамику процесса торможения.'/ Труды ТашИИТа. Вып.220. - Ташкент : 1989.

5. Дьячен"о В.Г. Раб эта автотормозов в поездах длиной 500 осей с тягог. в голове. /Труды ТашИИТа. Вып. 211.- Ташкент: ТашИИТ. 1988.

6. A.C. N 1664620 " Край машиниста ". / Парамзин В.П.. Дьяченко В.Г., Гринман И.Г. Опубл. в Б.И. 1991. N 27.

T Y И I H I

Темарколда ауыр салмакты лойздык ayprisi-iyi онын Teseyiui-TepiH баскару ерекшвл1Г1не байланисты. Тежеу кеэанде пайда бо-латык келденен Д1нам1калык; куштерд! ¿септеу yiaiH пойыздын. ма-тематикалык; модели усынилган.

Texeyiia хел1с1кдег1 ауа у.ысымыкын. узына бойы таралуын квадратты экспонент эанымен ^ныктап, онин ког'-К'Ицченттер^н^н сандык, MeHflepiH автор Texipn&e жузхкде тапты. "ерттеу нети^е-ciHfle ауыр жэне калыпты салмак,ты попыздардьщ, пневматикалык, те-seyiuiTepiHiH жумысын вацсартаткк. £.дзстер мен кондыргылар kv-рылымынын, ясана Typi усынылган,- олар Тын тем j ржолында к.олданк-луда.

RESUME

The circulation of heavy trains on the railways has certain peculiarities in braking operations. A mathematical model of a train is given in the dissertation that gives us an opportunity to calculate more exactly longitudinal dynamic forces .

The distribution of air pressure along the length of the brake main line is subordinated to the law of sguare exponent, its numerical meanings have been obtlined by the author experimental ly.

New methods of operating brakes and the constructions of the devices making it possible to improve the operation of pneumatic brakes both in heavy long component trains and in ordinary t.ains are given.