автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Снижение уровня продольных сил при регулировочном торможении длинносоставного поезда

ЛШНИСТЕРСТВО ПУТЕП СООБЩЕНИЯ РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОЮ ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи

УДК 629.4.077:656.222.2

ОЛЕШКО Сергей Борисович

СНИЖЕНИЕ УРОВНЯ ПРОДОЛЬНЫХ СИЛ ПРИ РЕГУЛИРОВОЧНОМ ТОРМОЖЕНИИ ДЛИННОСОСТАВНОГО ПОЕЗДА

Специальность 05.22.07 — Подвижной состав железных дорог н тяга поездов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 1992

Работа выполнена в Ростовском ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров железнодорожного транспорта.

Научный руководитель — Официальные оппоненты ■

кандидат технических наук, доцент В. Г. Козубенко.

— доктор технических паук, старший научный сотрудник П. Т. Гребешок,

кандидат технических наук, доцент В. П. Кротов.

Ведущее предприятие — Северо-Кавказская железная

дорога.

Защита диссертации состоится . 23. МйА . . 1992 г. в . . . . час. на заседании специализированного совета К.114.08.01 при Ростовском институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу: 344017, г. Ростов-на-Дону, пл. Народного Ополчения, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского института инженеров железнодорожного транспорта.

Автореферат разослан .... апреля 1992 г.

Отзыв на реферат, заверенный печатью, просим направлять в адрес специализированного совета института.

Ученый секретарь специализированного совета

к. т. н., доцент М. Л. Лившиц.

ОБЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 1'АНО'Ш

Актуальность р а 5 о т к. Увеличение игоиэгкои способности xr;/;s'jJiOAt>poxnnz магистралей - нагнетай задача народного 7.03.частг.а стгзир. Обжем-нгшано. что наиболее эМсктип/пЛ путь со репеипяг - пс-шапепле «леей грузоьых лоездоп. Но с го even касс« и длим поезда молодит,о сохранить на догистг.кон уропич (Шнаничсские нагрузки i:a подмшгогё еостли н iiíírciiCüiiirwe ri>-v:;i: tt том самык обеспечить пынолиенее па.з::ш?лего требоьдии;' - co6jikmc-шя безопасности /ш;«ош:я.

Однако, uaparyiuaime касси иоо'дия сччетгнад темпами лгнсс-ло з ОО-е год» к болг.яону числу раэг!;ьоз поезпоц, которые елллаът эффективность этаго нерош'илтил. до 30 г. pan pu иол моьздоа случается по ьрсмя торнс.хенил к связанных с пин геишоа, uro и -<нам1-гелмюп степени обусловлено иесоцериенстиом тогнозкнх устропсто i рехнноп улраслзкня тормозами.

3 связи с отнн сшиени? урсиля продояьнух С5;л в ллннпосс-:Tas!icn поезде игп регулировочной тернохешш имеет акт/алыч>е ||;аче!г.1С.

Цель работу - на основе знзльза cüpiwou лсуосцг,-!ок и работе антогорнозного ооорудосатш осослонать ранпональкуй ■риои per/.'¡ivpoi:o'»;iopo тормохснри л л > ¡ н и о с о с та с nor о иойздз.

I! « т о и к а и с с л о ;i о a a ¿i is ft лкличала оксиг,-акелтллъаче и анамгопускне г.етоли. Проводились г.Сор jí стат-тш-ссиоя осразотка скоте'.q'.íí но изгнали ноездои.. Оосдедозатше ое.тояька :cop¡ircou аитсслспок я азуоторнозгл«: приСороп. находятся и эксплуатации. Применялись ?ксп<;Г1!нс1палыто нсследопэкпя ¿Соты . пнегнатичеекм-л тормозов на иоштатсльных стам.шлл л про-ojivneil r.i)¡ia:r.::;;i дп.шпосссташитк аоездоу. При оСосноианип рзшю-тмюго ¡M'ticjííi peryr.KPCüOMHorG тожохония ¡ipiweiioio ин.ггацион-эе иеделкромилз газедютннческик пронессои с торпозиогё сети с

- s -

постаковкой гшаситеяьисго эяснеетжзита.

Ий У ч н Л 61 Я я> ti a 'J V â состоит в следукден:

- получени статисппескке Зависимости вероятности разрыва поезда от экснлуатадкошшй Факторов;

- разработана методика нормирования плотности тормозной со-•ni длшгаососташшя поездов;

- усовершенствована катенагичбская' ttsasisb неустановившегося движения воздукз в ториозной магистрали, цт нозиол.'шо кровсети исследование для случаев неравномерного раейределешд утсче!:;

- подучена количественная оценка влияния Расположения утечек в тормозной магистрали на протекание газодииаиичасгж Процессов.

Практическая п с и я о с т ь и внедрение.

Разработан к внедрен в практику поездноп работа на Северо--КавказсхоЯ железной дороге, а так-же в ряде депо других дорог раиионалышя приеи регулировочного торможения: суть которого » дпуязташюй разрядке уравнительного резервуара яри еыполпешаг дерпой степени тог-нехении и выдержке определенной паузы в положении аерекрьшк с питанием нохлу этими этдг.ами. при этом достигается cinixeniie продольник усилий в поезде, но cpaBiieinno с. обыч-tïHM торможением.

Результаты исследования соли использованы при написании пособии нйллпшету локог.отнпа. a toiczî при разработке режимно-ин-Фэрнашгсшшх кар.г, в:;одрепш»: с локочотивном депо Бгтайск.

Разработанный в ходе выполнения работы измерительной кон-плеки используется РИИЯТск при проведении ШР. епкзанпнх с продольной дик анике i4 н тормохеииеи поездов.

/.проба« и й работ Основные полохеппн диссср-тлты оСоулелн и одобрен«:

1!С£Со«Зно-.'< научио-техинческой конференцией "Пош-шнис -ЗяеРИГШЧёСКоП э^ектинаости яокьиотизоп" ¡Ростоь-Ма-Лон/. 19С6) :

г 3 -

- постоялнокойстпуго.им сгмп:аром по арозлеедм цадехпости Отделения машиностроения, механики и проиессоц упмпяеннч ЛН СССР шеекза. 19»7):

- Всесоозноп копчЧ-рердиеп "Г.робдек» механики железпоаорож-пог-о транспорта' (Дпспгспзтровск. 193Ь!;

- ¡'аучно-технической конФеркнитеи кафедр н Филиале;! РН'ихГа (Ростов-на-ЛойУ, 1909);

- Всесоюзно;'! научно-технической котиеренгыэй "Лич-онатйзацнн управлении грузоркни поездами с «ель» повышения их кассы л дли -ни"* (Носкяа. 1929):

- всссогзиэй научао-тсхкической ¡«опфесещ'.р'гй" "Нуоблени развития локопотнвостгоения" (Ворозмкошта^ ¡950);

- иагтао-теянической конФогакчиея хп^тахгп. {Хабаровск. 1591);

- па^едрэЛ "Теоретическая механика" ¡'ИШ'з (Ростои-г.л-Дэт-, 1992):

Л у 6 л и кади п. Но теио диссертанта имеется тгшад-лать печатных работ.

Объем работ ч. диссертация содержит нведояие, пять гла и, заключение с общими иниодани к список исподьзопашги?: источникоп. Состоит из ¡03 страниц нашичоиисного текста с 11 тз-'глдсийН!'. 55 рисунке« и 133 накненойзикй литер-атага. срсс-де тоц,э) я пгллс-ксакй .«кж-адот Ю страдал.,

Вс> з в с л © и ii и. ойоглспасается актуальность 'р-ййнтл покппячя иегбходи/'лсть совевденстуосзния приемов тижегения с иель» снижения уроэтя предолъниг сел а лли.чносостзеных поезда?.

В п с р в о Д г л а а э сед:?р:*нтся обзор г.гто,",огз упрл-аденля тормозам;!., работ но продольной дь'Иаиике поезда и неследо-

взнип газодинамических процессов п тормозной магистрал:: носика. Поставлен!« задачи исследовали«.

Ведуря роль п создании науки о -торможении поездов и б разработке тормозмш: сис-теи принадлежит Л, И. Па^нчкову. Н. С. Пушко-07, и. Т. гребелюкз. Б. ф. Егорчснко. В. Г. кпозенпевг, II. Казаидову. Е. и. Кззгрииору. Б. Л. Карвапкому. л. Э. Клрмкискоку, Е. В. Клыкову. Б. И. Крылову. Я. К. Матроссву и др. фундаментальному рассмотрении вопросов управления тормозами в связи с продольном динамикой поезда посвпцсна исследования К. П. Ел о кипа, С. В. Вериыиского. П. Т. Гребешг.ка, в. А. лагаряиа, п. д. Паникина и др.

Современные управляющие и распределительное устройства пневматического тормоза в основном удовлетворяет' условиям эксплуа-•гапки. однако, провелегпые э;ссиеримектапыщс- и теоретические исследования ".¡оказали, '¿то я тяжеловесных и длтшосостаопих грузовых поездах лродольше усилия ногут достигать 3 Ш и солее. Причем продольная сила большой вел^чша,- нохет развиваться не только при экстренном или полней слухеСлои ториохешш. ло и при регулировочном ври едкшоврекеаном снижении давления и уравнительном резервуаре на 0. с5.'.. о, па газ ври первой ступени чарнояепия. Ото. ведет к порче груза., развита» треяры в элемента): подвижного состава л да/.с к вылавливанию вагонов или разрыву поездов, что безусловно сньаагт безопасность дв\1женип. Поэтому требуется даль-. иаЛиое совершенствование приемов торнохепг.н длшлосостаашх поездов.

Шпвпенс также, что л теоретическом плане имеются вопроси, каспододси газолипамнческхх процессов в тормозной магистрали яи^чмосостл^иих поездов, поторие трсбим- уточнения.

в результате теорспр.еского обзора и анализа поставлена задача разработки такого реглмй гггулнроиочнего торможения длникс-состгиких тгходовеенчх поездов, ври котором продольные дииамн'к— ск^е соли г. составе имеют нилшал^кое значение.

Поставленная задача снижении уровня продольник дииатгчески;: уснл:я* в длишссоставион поезде нри регулировочном торможении репгас-тся на основе: '■

а) обследования звтоторнозного .ч авюсдезного оборудовании грузопиг ноездоч;- .

б) анализа присиоп управления автотормозами п ллшпюсостав-ннх поездах:.....

в) моделирования газодинамически:: процессов тг торнозноп сети длшпгосоставногб пйезДа:

' г) проведения чися>}пиых экспериментов;

л) эксиеринрптзлышя исследование». тор«одеи<ш длинцосостав- •.

пыу; г.оездоп на торнозеиепкта-гелъпнз станция* и пеяосгедствсшю в. эксплуатации.

3 т о р а я г л а в а содержа пядяаз работа апгоспеп-нпк приборов. в пор!зс» разделе приводятся результата обследования состояния антоснонок. выполненного в 19013 г. непосредственно в поездах. нрохолиелч* обработку на стзтши Кзтапск СёпЕРс-КоП-к.'лзскоГ! ж. д.. Всего было проверено около 5 тасяч лр.тссие.чок. Надо. отмстить, что при осмотра неиосрядстй-лш'? п поездах доступными для оснотрн является голова аптосдевки и тллько част:. я);осто-вика, подтелу нгиведешше данные лат ие сс-псеи поли?» картину состояния автоснелзыя приборов и относятся только у. видимой час -ш автос ненки.

продстаиленн данные о доле аетосдепек разл1паи~ зазодсп-из-/"УГовптелеУ;. дъмнгасл изречения ооцюпкчшя числа окспяу.тгпруо--1НК затоспопок различных з а поло и -из гото пит^л к по годам выпуска. ¿<ша.чика ндрлстг.чкя пропента поероэлсг.ннк лзтоспеяок в Зйьиашо-;ти от срока службы и результаты двукСакторпоге ачнлчза собрчн-тг данник.

Пияклено. что около чоу. эксплуатируема: автоспепок икеет тегачнн (си. табл. П. Снижение количества зкоплупгируггнкг апто-

- е -

снеиок каждого нз заводов-изготовителей совпадает по времени со стабилизацией доли пот-еждешшх автосцепок вследствие иитенснв-пой ик выбраковки*

Та б липа I.

1 место расположения 1 тгещилы Свежая шт. Заваренная шт. Повторная шт. Всего шт.

Верхняя на переходе 1! . 16 17Ьб 5 1779

I Нижняя па переходе 5 • ' 7 690 1 090

!! По большому зубу ■ И 23 30

| По малому зубу ! . г 0 1 3.

! от отверстия сиги. Флажка 10 19 16

1 в зеве * ■ 0 0 4. '1

1 продольная в голове 1 3 5 9

Поперечная в голове 0 В 6

1 итого I ■ - - - 49 2676 57 2702 I --¡1

Подавляющее большинство дефектов (96, £/■) расиопохс-ш на переходе от гояови к гвостовкку. однако, если учитывать только по-вторние и свежие треиуты. то карткпа резко меняется (табл. £).

Повреждаемость автосиепок дряно зависит от степени нагруже-иия ударно-тяговых цриборов. При наличии следов удара средний процент автосцепок, имеющих хотя бы один дефект, составляет 55/. а два де4окта - 27*. против ¿чу. и 1Ч'/. соответственно для автосцепок баз следов удара, причем, начиная с зазора 120 им (нсжду головой автосцепки и ударной розеткой) вероятность удара практически линейно возрастает от нуля почти до !00у. при зазоре 50 ми.

Таллина г.

Вс г го,|!

100/21.7 \ ¡1

100/7. 5 Й

100/32, 1 Й

|

100/2.0 ¡}

й

100/2'!. 5 Н 100/3.8 Я

II

100/5.7 I;

Ь

100/ ы» 100/100 |

Примечание: знаменатель - процент от суммы по столбцу, числитель - процент от сункн но строке.

Тек не немее, зозор менее 7о ни. по удовлетворяйся усложни работа пн одного из стшествух^их иоглсщгюэдай аппаратом, имеет 1 а и автоспепок. а здзсгр менее 90 ш; (код наиболее распространенного псглош.агхцего зпиарата 3-2-3! - 5П"-. Это отгииатслыш сказывается На Кродолыюм дкнанкке. так как зазор менее свободного хода ааиарата резко снижает его иоглогдакргю способность. 3 частности, гмепьпеиие зазора с 90 як до 70 1И ври аппарате а-г-В в «а» рапа ухудшает амортизацию удара.

Результат« обслелосалия говорят о тон. что автоенгпкв грузовые загонов работает в весьма иапрпхеппои режиме. Около 40* экеплгатнрусник автосцепок ;иеот треарпт. в ток числе и в«заоа-

рсш1кс.

Второй раздел поср.ящен статистическому анализу разрньов но-

| но с то расположения тр.ещтш Свежая. 7- Повторная, у-

Верхняя на перезгоде 70, 3/35, в 21. 7/0. 6

Нижняя на лерекоде 87, 5/1-'}. 3 12. 5/1, 7

По болъяоиу зубу 32.1/22, 0- ЪТ.О/ЧО.<1

По малому зубу 60. 7/'ь 1 33. 3/1.7

От отверстая сита. Флажка 30, 5/20.-Ч 61.5/20. 1

В зеве 0/0 100/7,0

| Продольная в голове 16. т/г. 0 оз, з/о. а

! Поперечная в голове О/О 100/3,5

! итого '¡0.2/100 53, Й/100

сздов. с этой мс-лыо был собран обширный материал по осей сети дорог. Обработке подверглось более ззоо случаев, произошедших в аеркол 1900... 19В6 гг.

Сзязь разрывов поездов с различными Факторами с учетом выполняемого об'еиа работы отражена в таблицах.и диаграммах.

По риле локоиотишшх бригад происходит около 25>. всех случаев разрывов поездов. Большинство разрывов поездов случается « ночные или утре.ипие часы, что соответствует периодам низкой работоспособности человека, а также наиболее колодноиу времени су- . ток. выпадеаир ро£ы к тумана, способствующих боксовашю локомотивов. С целой по сети дорог за 1907 г. при ведепют поезда одшш . локоиотивой о^СРвано 69у. автосцепок, но системе - 13Х, при состыкованных поездах - 5*. при двойной тяге или с толкачом - 13*. По отдельным дорогам и годам эти цифры насколько отличаются.

Большое влияние на вероятность разрыва поезда оказывает наличие и площадь старой трещины в корпусе автосцепки, разрушение "по живому" составляет только 12И веек обрывов, причем в этом случае при тепловозной тяге автосцепки^рвутся в 1,3 газа чаще, чей при электрической.

Распределение озрасои автосцепок по режимам движения представлено в табл. 3,

Наибольшая частота разрывов поездов приходится на период с ноября по март из-за шиадения влаги и замерзания калиброванных отверстии в тормозных приборзк и возрастания хрупкости металла при больших морозах. При отрицательной температуре нгоизоюло около 00'/. всех случаев. Расчет статистической негоятиости обры-ион аитосиепок за 1954- и 19С5 годы в записииости от класса машиниста показал, что эта вероятность возрастает нримсвцо иропор-чиенальнс. классу, то ость бкгскласснне мзалшисть ('( класса) - в 1 раза, машиниста 3 классу - и 3 раза- класса - в г раза чяпе допускают рлэрьш поезда, чем нгивкнигты f класса.

таблица 3.

Режш движения 7. Зона паиболыпеЛ вероятности обгмпа i i

Трогалие на сташтни Режим тягл Торможение отпуск торнозоп Троraime после торможения Набор скорости' Внбег ■ ;lle установленные ?.9 й9 £0 5 9 1 5 . í Первая четверть, середина, начало ! последней четверти ' 1 Первая и последняя четверть, середгам | inoran половила ¡ i вторая половина с увеличением к хвост*^ Первая греть ' ? * л ftayní>ft ттчт>. начало лсслсднсй трсти í. л Cepemiiia# хиосюааи часть Г ? - .*

С-Учетом того, что в гол происходит ООО.., 700 случаев i>a.v рнва поездов, сбпая сэтма потерь-па сети дорог полет бить онемела примерно » 600... 650 тислч рублей е.чегопмо (в «елак на начали 1991 года).

Третья г лава посвящена рассмотрении иго-х^и управления тормозами поезда ялино'п солее 350 осей, внедрение в практику поездов попилепиоп нассн х ллини породило ряд повчя проблем в теории к практике подлепил поездов. Одном из ггих является работа автотормозов ллишюсоставнзго поезда. Около 30'/ об-рнвои автосцепок непосредственно связаны с работой автотормозов.

Тормозная эффективность зависит от величина давления и ско-*ч>сти наполнения торнозпнх•' нялинлроп'" (Til). Конечное лаплслио м кик.'в своп очередь, зависит от глубипи разрядки тогиозпои магистрали (Til), л также от величина эарчлпого давления п точке расположения воздухораспределителя пяч п пе может бить олнпакопнн.

iîo-iiopdhx. потону что зарядное даплоние н магистрали при наличии

утечек ноздука убинает по мере удаления от права jasehswcts. Во-

-HTOPuz, пубппа разрядки ти не исегда par,па ць^г^ску из у?г£ни»

телыюго резерпуара <УР). причем, пей дальше от лскопотина, тен

больше может Сыть расхождение этих двух величин, п длинносостап-

UU2 поездах неравномерность расг.редепня даидепня в ти становился .i

явно шрааеннон.

Анализ CKOPOCTC-ÍIOPHLJX лент с записью экстгешшх торможений (ОТ) длинносостапинх-груженых цоездоп показал, что в стличие от норохнякоиы« поездом'нк тормозная эмсктионость при от недостаточна. выяснилось, что болшую часть тормозного пути от поезд проходит при давлении и тц хиостопоП части состава ниже номинального, поскольку максимальное наполнение то здесь происходит через 35... 'Í0 с от начала тормохеш-ш. Отчетливо прослеживается тенденция снижения тактического тормозного нажатая с уменьшением начальной скорости торможения.

Одним из осиоиних различий и условиях работы Е»? с галопо в уносте поезда является' разное зарядное давление в Til f.aroucc. В головных нагонах оно практически panno зарядному ддплему^ уста-Ноолаииому ккшои маишшсто, а и хвостовых пагонах - со ряд? ля от си в еличипо!! у те чек и тормозной сети и длиной поезда. При снижении давления в ТН позкохен зачшпой отпуск хпостоиой части поезда за счет сакопдоизиольиого перехода BP па горний реа.ии работы из-за запирания клапана пере|£лачатели режимов.

Обследование ториозпи;-: приборов. находящихся п эксплуатации показало, что ноу. 7)р переходит на горпик гелии при давлении и рабочей камере О, '12 МЛ а и uume. у. только ЗОх прибором имеют точку перехода ннле о. 31 Hila. Это означает, что при лапленни О. i г. KTîa воздухораспределители самоп|>оизк<олы1о перекедят на гор-iiUM гожим т. вероятностью в ;>_оу., а при снижении даниення до 0,35 ttm вероятность такого перехода состарит 70*.

- и -

Плотность тормозной соти моезла является наиболее просто контролируемым показателен исправности антотогмогюи. Ее уронен!, но многой определяет их работоспособность, поэтому проверка плотности тормозной сети - взхшш элемент подготовки поезда к отправление. Представляет интерес разделение влияния па обилую плотность утечек воздуха на локомотиве и утечек в тормозной сети состава (для определения оТвотственвости' при неУдовлстно1чп;ель-Hoi'i общей плотности г.оездл). для отпета на этот ьопгос выведена Формула позволкга:;ля определять плотность тогчюэной сети поезда при нормальной плотности состава и увеличении:-: утечках на локонотиве. Для практически?, работников разработаны соотнетствус^не таблицы. приведешше о приложении. ...

Рассмотрено влияние утцчук i>; та на расход электроэнергии, определена методика его опенки. Обработка маршрутов .показала, что доля электроэнергии, расходуемой на пополнение утечек в тор-' иопиой сети поезда, составляет 2. Ту. (при КжсимУне 7,17'/ и минимуме Tas'им образом, уменьшение показателя плотное!!! тормозной сети поезда (ухудкеиие плотности) на 10'/ приводит к увеличении удельного расхода электроэнергии примерно на о, 'J.

Расчет распределения -зарядного давления для Дл.пшосоставных поездок приобретает особо пахиое значение, так. \сак перепад давления в ni от головы к яиосту поезда достигает значении, паг.одя-пнхея на грани нормальной работы автотормозов. Это распределение для равномерных утечек рассчитывается по зкепоиенннальпой зависимости ' •

р,=^^г {- [е5 - CÍ - Х ÜlgjA у ;.

Эта Формула не позволяет тссчип.'вать давление d ТЯ при переменной плотности. СУоестпггХапи для этого метод очень громоздкий н не имеет четкой Физической ипторигетаппи. ,

Предлагается второй способ - с использованием формулы для установившегося.движения воздуха при транзитном расходе

V, 0 - Р

В отон случае производится рааонение магистрали [ на эле-livHTarime отрезки ДХ< для каждого нз которых применяется Формула 121 • разрешенная относительно р„ ( рк- давлс-ние п конце упастка). при условии, что расход воздуха через неплотности на каждой эленентарном отрезке расчитывается в предположении его сосредоточения в конце участка

Рй

ЛХ .

(3)

Таким образом, на протяжении кахдого элементарного участка сяце-

Ч А .

ствует только транзитный расход, который равен

ттр = £ пЧ , и)

где К - номер элементарного участка, соответствующего сечепию ; П - ойш.ее число элементарный участков при разбиении.

Р« Рк ■ + (| 1 АX3 . '

Расчет но Формуле (5) выполняется нетодон итераций.

Сравнение расчетов для равноиерних утечек двумя способами показало расхождение результатов, причен давление в хвосте поезда. рассчитанное по формул? (1), оказывается заниженным. Выяснилось, что погрешность распетой по этой -Юрг.уло связала с допуще-ием. что расход воздуха за сечение»! происходит при давлении, соответствующем зтому сечения- к растет но мере увеличения перепада давления и длины поезда. Дня длшшосоставних поездов эта по-ГРиииость составляет до 0.025 ШТа н хвосте поезда. С учетом того, что в этой части поезда аптотормозше приборы работает па пределе номинального значения давления, такая поггешюсть является существенной.

Цгииецение данной методики иоэполило рассчитать зарядное давление, усталавдлпаемоэ на доконотиис,. для обеспечения необходимого лашения и жввсгсрог« изгоиэ. Показано. что давление

О,ьг Ша на локомотиве должно обесценивать о. 15 Ы1а а квосте грузового поезда длиной до '¡во осей.

Применение распределения зарядного давления в длипносостав-пон поезде, рассчитанного по Фопгуле (5), в качестве иачалышх условий в мзтенатичс-ския моделях, позволяет уточнить решение и. кроме того, исследовать вткгсю неравномерно распределенных утечек на протекание газолнпаиическшс пропессоа н тормозной сети таких поездов.

для исследования влияния утечек воздуха на работу автотормозов длтпюсоставного поезда в качестве базовой принята натена-тическая модель, где за исходное взято дифференциальное уравиэ-пне учитывают,ее дополнительную разрядку ».) и утечки О(х)

1? - -ам-^сЖ)..

01 О* . (0)

Член 0(х). зависит от способа выгажепия начальных условий

асо = Со -^г— - «т,

Вторая производная распределения давления вдоль ТПрассчи-тивалась по точкам из выражения (5).

Еили проведо™ расчеты для разных схем расположения утечек. Варианты распределения неплотности были взяти в перлом приближении в предположении. что имеется два участка с разним, но равномерным распределенной утечек в пределах данного участка, величину распределенной неплотности ^ брались таким образом, чтобн ее среднее значение било равно норме (2.о» ю и /м). осталыше па-раметри оставались нсмзнешшни. Па гис. 1 представлепи результата расчетов по вариантам. Днаграмни изменения давления ТИ для большей наглядности совмепу?1Ш по исходной величине давления.

Поскольку при предложенной методике расчета распределения давления п та определяется раскол воздуха, она позволила по новому подойти к нормированию плотности тормозной сети длшшосо-

и

5"

la

rs

2o t.C

O

OfiZ

o.o-í

0,0G\

0,03 ■ Nfla\

\

Piro. 1. Результата расчета нзнопения давлении u Til стоиа-гонного поозда: a - VI1, б - на удаленна 1 /-i длины наезда от локомотива, в - и середине. г - и хвосте поезда (при утечка к. сметенных к голове поезда. - 1, равномерно распределенные - г, смсшеиш.ч к хвосту - 3)

ставник поездов.

Суи;сствушее нормирование исходит из постоянства утечки го л/шш воздуха из тормозной сети каждого вагона. Существенном недостатком действующей методики является неучет распределения зарядного давлении в тормозной магистрали поезда и зависимости от длины. Поскольку массовый раскол поздуха при истечении через отверстие пропорционален давление, то в длинносостапных поездах, ииедакх значительный перепад давления, это приводит к завышению' допустимого отверстии. Расчеты показывает, что для поездом длиной свыше 450 осей эквивалентное распределенное отверстие может быть более чем и полтора раза больше нормы.

Учет падения давления вдоль ТН поезда позволил рассчитать новые» более жесткие, нории плотности тормозной сети для грузо-dm.'í гаездоп. Например, для поезда длиной 180 осей и электровоза Г5ЛЗО nonufi показатель плотности составляет 25 с (вместо 19 с).

Ч е т в е р т л я г д а в а содержит теоретическое и экспериментальное обосновнше, а такие оыОор параметров рационального режима регулировочного торможения.

Качественный анализ тормозные процессов позволяет представить тстмозпои 34-Фект каждого вагона 8 виде двух составляидих. Первая - это одинаковый по всему поезду -"'Тскт за счет скачкообразного наполнения ТО от дополнительной разрядки ТК. Втерт -- это тормозной З'Нект, получаемый от дальнеГсг-ей разрядки, тк. определяемой выпуском из 'Л'. длиной поезда и плотностью тогчюз-uort сети. Темп и глубина зтоИ разрядки изменяется и зпачитеп.нчм пределах от головы к хпосту поезда.

Первая соетааАЯ№1|3» стабильна, она не изменяется не только адзд.ь пеггздз при кяккротион тогкохении, по остается постоянной для различны* (по рззг-лдке, выполняемых крапом ислтннст.а) тогио-scc^ií^i Х>тор?.л составляйся. наоборот, величина нерсиеннли, ч.ши-сг:цзя от r-vjGww разрядки, длины поезда, расстояния от к:омл ил-r-Vd^.cta, На r.w.^Mtiiv.' поезда нояие влиять за счет второй ссстлг,-дяк^ея, поскольку волна дополнительной разрядки тк неизбежно возникает при срабатывании хот-.; гы одного пг и гзспрост^лшется вдоль поезда автснзтичоски.

Неводя из этого, можно С'!ори;'.пигог;.т"ь оледугапс- чреботжия

к р.эппоналыюку режиму торможении длшшосоставгюго поезда. Обеспечение наилучшей динам,пси регулировочного торможения длинносо-стлрнего поезда рохет быть достигнуто при оп'-иниченпи тормозного 3í tг'кта в 1ычлльло;1 стадии торкохенпя на ¡!',н!1!!1<-.л1,!'& ГюЗнъчнс.н уровне (0,07. ..1.1 ИПа в 7H) по всем составе, дальнеик!?»: ¡ымс-танке тормозного эффекта в поезде • доллно происходите Росле >о': *

иространеииа торможения по всему поезду.

Добиться осуществления этих требования можно за счет лвухэ-таимого выполнения первой ступени торможения. Выбор величины выпуска из VI' на первом этапе определяется следующими обстоятельствами. Во-первых, она не должна нрепинать глубину разрядки тн, получавшейся в результате самоторможения <то есть определяемой способностью вр к дополнительной разрядке). в противном случае не будет обеспечено одинаковое наполнение ТЦ. Во-вторых, она не должна бить меньше некоторого критического значения, когда из-за подпитки краном машиниста будет происходить самопроизвольный отпуск в голове поезда, а в хвостовик вагонах - из-за натекапия воздуха при релаксации давления » магистрали.

Экспериментально установлено, что в хвосте стоваровного поезда снижение давления в Т» при небольшие (и пределах до 0. í tilia) в.мпускак из УР составляет постоянную величину (0,05. ..и, 06 !Ша). разрядка ТН в хвосте поезда остается такой же и при выпуская из vp меньше мииинзлмшя. рекомендуемых инструкцией по тормозам. и даже при самоторможения:-:, вызванных постановкой крана машиниста в иоложенис "перекрыта без питания". Такое свойство автотормозов дает возможность уравнять начальный тормозной эффект вдоль поезда, если сразу после срабатывания тормозов сделать задержку дальнейшей разрядки Til на определенное время.

С использованием этого свойства автотормозов н рамкак комплексно« программ:* СКЖД и rinixra "Тяхеловескид клиииосоставиий поезд" сил разработан раиионалышй способ торможения, позволивший сжать поезд без применения прямодействуюшего тормоза локомотива. Это в сво» очередь снижает продольные динамические силы в длипносоставнон поезде при торможении. Его сущность заключается в двуг.этаином выполнении разрядки УР с <;ккс»грог,анноя паузой между ними. Рис. 2 иллюстрпруст реализации такого режима. Питан положением крана машиниста производится выпуск из VP на величи-

uy dp,. затеи кран переводится в перекришу с питанием на вгемя. необходимое для распространения ТОРМОЗНОЙ волны почти по всему поезду, после чего снова пятом положением крана делается новая разрядка до величины. необходимой по условиям ведения поезда.

Первое снижение давления должно быть достаточном для срабатывания хотя бы одного из В? в головной часта поезда. Это обеспечит устойчивое распространение тормозной волны до хвостового вагона за счет дополнительной разрядки ТИ каждый срабатывании BP. Выдержка времени в течение лТ позволяет развиться процессу торможения по поезду. По сути дела этот нронесс протекает как самоторможение, вызванное, иаоппшстом. При этой по мере прохождения тормозной волны поезд сжинается при наименьшем наполнении тн, а следовательно, и наименьших силах взаимодействия, давление з пилипдрах по всему поезду устанавливается практически одинаковое поскольку определяется только полной дополнительной разрядки глубиной о, 05... о, 05 una. Второе снижение давления на величину лр, позволяет получить необходимый тормозной эффект.

Экспериментально установлены параметры первого этапа такого пг-иема Разрядка должна составлять 0.03 НПя. о время перекрыии с питанием - 5...б с на каждые too вагонов длины поезда.

Лля опенки разработанного приема торможения eu.no пынолкено сравнение его с традиционными приемами с вомешыо численного :j;:c-перимента на математической модели. Результаты расчетов для l--вагонного поезда (начальная скорость 50 км/ч) показали, что

йТ.

QJ

й 41

45

а «С

лР

Время

Рис. 2, Разрядка УР при двухэтапНом (1! и обычном (1) приемах торможения

- ю -

применение двухэтапного торнохешш позволяет снизить наксиналь-хше усилия и поезде за весь период торможении с г. 05 1Д1 до 1.70 КН. то есть на 35Х.

П я т а я глава посвящепа эксплуатационной проверке и внедрения результатоп исслелоеания. Приводится описание эксплуатационных испытаний на Северо-Кавказской ж. д. на участке Гудермес - Лиц. Води п их результаты, а также результата сравнительных тормохенчй н экспериментальны): поездах.

Эксплуатационная проверка двухэтапного приема выполнения первой ступеш! регулировочного тормохення подчтзердила возможность его применения в ялшшососташмх поездах. При этом достигается снижение урошш продольных динамических сил на величину 20... ЗОИ. Алгоритм разработанного приема тор.чолспия вот,ел составной часть» в нормативные документы Сепсро-КавказскоИ и Кемеровской ж. д. и применяется п ряде депо 'других дорог.

Результаты пронедешшЕ исследований положены в основу серии пособии машинисту локомотива {пять выпусков), которые внедрены на Сесеро-Каикпзског; х. д. и в некоторых депо других дорог при обучении и повышений квалификации машинистоп. а такхс учтены при составлении гехшшо-инФорнациогшкх карт внедренных. в лококог.ш-лом депо Катайск {СКЖДГ па участках Батанск - Нлоезйск - Патанск и ВатаНск -Лихая - Батален

в этой же главе црноодлтея определение экономической эффективности проведешшк исследований.

осношае РЕЗУЛЬТАТЫ и шводы

1. Интенсификация неревозочного процесса обусловила большую нагруженность ударио-тягевне приборов. в иастояшзе время не не-иее 402 автосцепок эксплуатируются с трешшани (свехики. заБа-репнимл или повториими), пр.гчен с иезаларенныни (свехимн и по-

вторнини) работает не менее ЗУ. упряа>шх приборов, На сети дорог каждый пятый разрыв поезда происходит в реигме торможения. Экономический ущерб составляет 01С0Л0 650 тыс.' рублей в год (в пенах на начало 1991 года).

Р.. Исследование утечс-к воздуха из тормозной сети в качестве эксплуатационного Фактора позволило Составить таблицы определения показателя плотности тормозной сети поезда при увеличешшх утечкзх на локомотиве, разработать методику определения и рассчитать расход (около ЗУ.) энергетических ресурсов на поддержание давления в тормозной магистрали, предложит!» рекомендации, направленные на обеспечение необходимого зарядного давлетш р хвосте длиппосостаг.пого поезда при нтшнальнон порылении давления редуктором крапа машиниста. ' .

3. Применение нотодикх!. расчета давления п торкозлой магистрали при транзитной расходе воздуха ' для задач с заглушённой магистраль« позволило уточнить их рэценне для дтптбсостпшгах поездов. Использование этой нетодшси р. математической модели газодинамических процессов в тормозпой сс-ти длинно составного поезда дало возможность исследовать влияние распределения уточек вдоль состава на тормозные процессы.' ' ' •

' '1. Исследование , на математической модели газодинамических процессов в тормозной магистрали длниносоставиого поезда при неравномерно распределенных утечках с уточненными начальными условиями показало, что при смещении основных утечек к хвосту поезда увеличивается глубина разрядки торнозной магистрали на всей протяженности поезда. При установившемся режине перепад давления вдоль магистрали тем больше, чей дальше утечки снещенн в кпост поезда.

5. Существующее нормирование плотпости длюшососташплк поездов не учитывает значительного падения давления эдоль тормозной магистрали. Разработана методика и рассчитаны нормативы плотно-

\ -го-

сти, основанные не на постоянстве расхода воздуха па каждом вагоне. а на постоянство эквивалентного распределенного отверстии, через которое происходит утечка воздуха.

6. разработан рациональный прием регулировочного торможения дтшносоставпого поезда! . заключаипийся в раз пол снял первой ступени торможении на два этапа. На первой этапе разрядкой уравнительного резервуара на о. оз ипа вызывается волна срабатывания воздухораспределителей. После перекгыии с питапиен в течение 5... е с на каждые сто. вагонов выполняется .второй этап: уравнительный резервуар разряжается на величину, необходим?» по. '/словила ведения поезда. При выполнении первого этапа происходит,автоматическое сжатие состава тормозными средствами поезда при минимальном наполнении тормозных цилиндров. Расчеты, проведенные на математической модели для регулировочного торможения длинно-составного поезда показал!;, что продольные динамические силы при даухэташюи торможении на 25,.. 30* ниже, чем при обычном. Причем это касается как сре/шпх. так и максимальны?; значений. Эксплуатационная проверка двухзтгышого приема выполнения первой ступени регулировочного' торножсиия.подтвердила возможность его применения в ллшшосоставикз поездах.

ï. длгоритм разработанного приема торможения вошел составной частью в нормативные документы Северо-Кавказской и Кемеровской железный дорог к применяется в ряде депо других дорог. î?u-

пущени пособия паивнисту с разработанными рс-комепдаччямя,- л таг--

i

хе реж)шио-;ш'4орнациои1ше карга ;<л>! ' участков Еагайск •• Иловайск »¡ Катайск - Лм;:ая.

3. Годовой экономический Э'Кект от внедрения результатов исследований составил на Севсро-Еавказсхои железной дороге за счет увеличения массы и длины поездов более Oí тыс. рублей ín nenas 1990 гог.а). Расчетный экономический з<Некг от .»¡недрония рехинио-шгёогнаииошшх карт по депо Ь'атаиск составил около 70

тис. рублей и год fB пенах 1991 гола). Расчетный экономический эффект от снижения количества рззрнпоп поеэдоп при пнедреши дп/хлтапного приенл торможения ил сети дорог составляет около 7!; тис. рублен и год (в иенах 1990 года). Технико-экономический эФФект от внедрения рекомендаций пк»чает в себя повышение безопасности дпиэения. а также снижение поБрех/ьаемостм под,видного состава и грузов.

Основные положения диссертации опубликованы л следукаик работах

1. Козубопкс Е. Г., Олсско С. В;. Охотником ' л. в. Лпухэташшп' 'истод торможения длипиососташшх грузоечх поздоп. : в сб. "Современные направления и пегспектиои развития ачтоторнозной техники железных дорог СССР". II. ; Транспорт, 1991. - С. 121-125.

С. Олеи/ко С, Б. Уточненная Разоди'лакическая модель торнозной сети грузопого поезда при торнохснии. : .в с с. "Совершенствование конструкции, технического обслуживания и ремонта подшшюго состава". - Ростоп-и-л: РИПХТ. 1991.

3. Управление ' поездом // Реконендашп! машинисту » диспетчеру по обеспеченно б'езопаспости двихення. - Ростоп-н-Л: РШС£Т, 1990. - 134 с.

4. Предупреждение обрипоц аатосцепок п поездах: Рекомендации машинисту локомотива. - Ростоп-и-л: ГИ!Ш\ 1957. - '!П с.

о: Опытные поездки с грухепими поездами длиной до SGO oceff/ Верескун П. Л., КозуСепко в. Г.. Иеняй'ло С.)!., Олешко С. В,, Охот-шнеоп А. В. . кепченхо К. Л.. И/льпш С. Л,. 'leringft а С. : Ь сб. "Повышение г-'Нектшшости окенлуатации локомотивом и совегаенство-г<аш:е их конструкции". - Ростом- »1-Я: РННГГ. 19<3в. - С. ТО-71.

б. Экспериментальное нсслодомзкип регулировочного торможения длнннссосташшх поездом на групповой тормозной сташьш / Ко-лубемко в. г.. iîchhi'wo с. я.. Олежко С в.. Охотников а. В..: в сб.

- -

'Совершенствование нетодэя кссяеловаиия. технологии ремонта тормозных устройств и шоковой част вагонов". - Свердловск: УЗНИИТ. 199р. - С. 136-129.

Т. Козубенко в.г., КеияЛяэ с.П., Олецко с.Б. Обследование грузовых поездов в эксалузтагаш.: О сб. "совершенствование истодов исследовашя. технолога! ремонта тормозных устройств и кодовой части вагонов". - Сеердлозск: у^шит. 1990. - с. 90-92.

о, Рекомендации иаадкискг «язс-мотива зхо обеспеченно эффективности управляющей деятеямдаскт в усьситх. интенсификации перевозочного процесса. - Ростов-«-Л; ЯКЕЕТ. - Ал с.

9. Система ЛШУШСТ-ИОЕЗЛ аВогроса и ,от&ет<а) // Рекоменда-ши машинисту локомотива. - Ростоб-с-Д; РйЗШГ. 1903. - 53 с.

10. Ошибки машиниста в обеспечокии. С<езвяда«м:т движения. -Ростов-п-Д: ГНИХТ. 1900. - .с.

П. Козубенко В. Г., Неиийло С. к.. Ойгеако СБ йсгккуоаадио плотности тормозной сети длиш1осо.ст<5;га:иа; яэезяов // Тй;ч;*си докладов XXXVIТ «аучно-технической коифезйеащ®. - У-абл-нет. 1991. - С. 267-269.

1Е. Ганаоаов В. Г.. УозгбмУсо В. Г.*.. олошхэ С. В. Плотность тормозной сети поезда как -факт»? расход» элгктр&элсргии. (зел. цншггэп кпс. 19оа. гасо-й}.

13. гамаонов а Г-« ^озубеаке 3. сягаисо СБ. оценка «даяния увеличенных утечек »оздука а53. локомотиве и& плотность гс?-нозной сети поезда"* в -сб, "Вопросы исследования тяговпк ¡м джм-намических качеств подцплянх -единиц". - Ростов-а-Д: Тямсг.

- с. 39-42. <деа. шиштэи тс. 1звг

3/4334),.