автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Тяга и торможение длинносоставных поездов-апатитовозов

№

ргб од

— ДЕК ШЫ

На правах рукописи ЛЕЙКО НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

ТЯГА И ТОРМОЖЕНИЕ ДЛИННОСССТАЗКЫХ ПОЕЗДОВ-АПАТИТ0В030В

05. 22. 07 - Подвижной состав железных лорог и тяг 1 поездов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени канлилата технических наук

ГСОСКЗА - 1998 г.

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта и Октябрьской железной до-. роге. >"

Научный руководитель - Главный научный сотрудник ВНИИЖГ*.

доктор технических наук Гребенюк Петр Тимофеевич

Официальные оппоненты - Заведующий к?Федрой ПИИТ.

доктор технических наук, профессор Амисимов Петр Степанович, ведущий научный сотрудник ВНИНЖТа, кандидат технических наук Терещенко Валерий Петрович

Ведущее предприятие -Департамент локомотивного хозяйстеэ • МПС РФ

1993 г. в ¿1 часов на засевании Диссертационного совета Д 114.01.02 при йсрроссийскоп научно-исследовательской институте железнодорожного транспорта по адресу: г. Москва. И-164. ул. Мытищинская, д. 10, конФерени-зал института.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан. ^¿^¿,0.199? г.

Отзывы на. автореферат в. двух , экземпляра;-:, заверенные печатью. просим направлять в адрес института.

Зашита состоится

Ученый секретарь Диссертационного Совето, доктор технических наук

П. Т. Гребенюк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тепы. Перевозки массовых народно-хозяйственных грузов являются . основным источником доходов железнодорожного транспорта. Технология Формирования состава, масса грузового поезда и р*жим ведения определяют эксплуатационные расходы дорог. Вождение тяжеловесных грузовых поездов экономически выгодно и в настоящее время при спаде объема! перевозок, когда особо . актуальны 'ресурсосберегающие технологии эксплуатации подвижного состава.

Одним из эффективных путей повышения безопасности движения и экономии электроэнергии, является использование рациональных и экономичных режимов управления поездом. Необходимо строго определенная технология управления тягой локомотивов и тормозами состава для недопущения критических продольных динамических усилий при взятии с места и ведения поезда, особенно на участках со сложным профилем пути.

Теоретические и экспериментальные исследования ВНИИЖТа. ДИИТа. МИИТа. РНИОТа и опыт эксплуатации показывают, что е длин-носоставных грузовых поездах большие продольные усилия могут привести к порче груза, повреждению состава, обрыву поезда.

В грузовых перевозках на Октябрьской дороге значительную долю составляют минеральные удобрения, в частности апатитовый концентрат. часть которого полается в Мурманск для погрузки на морские суда, часть направляется в сторону Вслховстроя. Для перевозки минеральных удобрений используются вагоны-хопперы бункерного типа. Механическое тормсзнсе оборудование вагонов имеет сложную . конструкцию с дополнительными рычагаии и валами, что затрудняет регулировку рычажной передачи и может снизить тормозную эффективность поезда. Горныя участки дороги характеризуются сломшм профилем и планом путч с большим числом чередующихся спусков и

подъемов крутизной 0.014 и кривыми до 350 м.

Цель и задачи и тследования. Возникла необходимость совершенствования технологии вождения поездов-апатитовозов. выбора рациональных схем Формирования составов, разработки режимов тяги и торможения, обеслечизаших наименьшие эксплуатационные расходы при допустимом уровне продольных динамических усилий и тормозных путей. При . разработке ресурсосберегающей технологии вождения длинносоставных поездов-апатитовозов были поставлены следующие задачи:

- анализ работы тормозов и обрывов автосцепок в грузовых поездах с учетом режима'тяги, торможения, профиля пути, климатических условий, технического состояния подвижного состава;

- анализ пневматического и механического тормозного оборудования вагонов для пе'ревозки минеральных удобрений?

- расчет тормоза вагона.с несимметричной рычажной передачей и разработка нормативов по торможению поездов-апатитовозов;

- тормозные испытания длинносоставных грузовых поездов с измерением продольных сил в автосцепках, оценка сопротивления движению и анализ износа гребней колес локомотива;

- теоретическое исследование продольных сил в поездах массой 5. .. 8 тыс.т с . учетом реальных тормозных характеристик, полученных в опытных поездках;

- рекомендации по режимам ведения поездов, скоростям движения, управляемости тормозов на крутых спусках с учетом нормативов отпуска тормозов, продольных сил и тормозных путей;

- выбор схем Формирования составов и разработка режимных карт по управлению тягой и тормозами длинносоставных поеэдов-апэ-

п'.тобозов.

исследования. В работе использовались теоретические и экспериментальные петель: исследования. На основании анализа г.слученкыу решений осуществлялся поиск путей снижения уровне

- о -

продольных динамических усилий в поездах при различных режимах тяги и торможения.

Результаты теоретических исследований сопоставлялись с результатами -экспериментов в реальных условиях вождения длинносоч-тав-ных поездов-апатитовозов.

Для экспериментальных исследований использовалась групповая тормозная стакиия ВНИИЖТа, индивидуальные тормозные стенды локомотивного депо Кандалакша Октябрьской дороги, тормозные и дина' мометрические загоны-лаборатории ВНИЮТа и дороги.

Научная новизна. В результате» выполнен!'. • работы решена задача по совершенствованию технологии управления тягой и тормозами длинносостзв.чых грузовых поездов-апатиговозов на сложном профиле пути в суровых климатических условиях!

- разработаны рекомендации по управлению тягой двухсекционного электровоза серии 8/115 при вогмении 1,оэздов повысенного веса и длины:

- выполнен анализ обрывов грузовых поездов и установлены причины разрывов автосцепок на горном профиле пути;

- обоснованы схемы Формирования длинносоставных поездов-апа-титовозоз из специализированных вагонов-хопперсв бункерного типа и думпкаров;

- теорэтнчески и экспериментально проверены продольные усилия и тормозные пути в длинносоставных пооздах-апатитовозах;

- разработаны расчетные нормативы и номограммы регулировочных тсрможений и составлены режимные карты вождения поездов на участках с крутыми уклонами и Э-образными кривыми.

- уточнены нормативы по режиму отписка и обслуживанию тормозов а зимних условиях при низких температурах, снегопадах и метелях.

Г^яктич^ск.тя ценность и гр.-,ли?вция работы. Усовершенствованная технология формирования поеглов. управления тягой и тормоза-

ии использована на дороге для организации постоянного обращения длинносоставных поездов-апатитовозов.

Нормативы по тяге, торможению и отпуску тормозов включены в

>

Местную инструкцию.

Технология управления поездами повышенной массы и длины включена в режимные карты.

Перевозка минеральных удобрений в замкнутых маршрутах высвобождает значительную часть вагонов, облегчает содержание подвижного состава, улучшает использование локомотивов, ускоряет доставку грузов на большие расстояния.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на:

- научно-техническом. Совете Октябрьской дороги, 1996 г. >

- Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта", МИИТ, 1996 г.:

- научной конференции; посвященной 650-летию г. Москвь;, МИИТ. 1997 г.;'

- научной конференции, посвященной Дню науки, МИИТ, 1998 г. ;

- расширенном научно-техническом Совещании отделений Автотормозного, Вагонного, Локомотивного хозяйства и отдела Весов поездов ЬНИИХТ, 1998 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ и составлено 3 научно-технических отчета.

Список основных печатных работ прилагается.

05>ев работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы 81 наименования. Основная члсть работы содержит 171 стр. машинописного текста, б г. ч. рис. 33, табл. 17.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении вь>брен объект исследования, отмечено состояние вопроса, поставлена задача и цель исследования.

В первой и второй главам сделан обзор работ по методам вождения поездов повышенной массы и длины с учетом продольной динамики при тяге и торможении, рассмотрена работа тормозов в эксплуатации. выполнен анализ обрывов автосцепок в грузовых поездах. •■'■-'.'•'

Большую роль в создании тормозных систем подвижного состава сыграли В. Ф. Егорченко. Б. Л. Карваикий, И. И. Матросов, В. М. Казари-мов, Ф. П. Кззаниее. В. Г. Иноземцев. П, Т. Гребенюк. Тягой и торможением поездов занимались Л. Лисицын. Л. А. Мугинштейч, 8. П. Терещенко, С. В. Вертинский. Е. П. Блохин, Н. А. Паньхин, В, Г. Козубенко и др.

Исследования неустановившихся тормозных процессов з поездах проводили В. В, Крылов. П. С. Анисимов, ю; М. Черкашин. Г.В.Костин, Б. Г. Максимов. М. Г. ПогребинскиЯ. 1\ Б. Никитин, А. В. Казаринов, Л. А. Вуголоь, Г. В. Гогричиани. А. Ф. Горин, В. К. Вррхотуров, А. Ф. Голиков, И. В. Абашкин. В. А. Агаренко. Л. В. Балон. А. В. Охотников ч др.

Тормозные устройства состоят из множества элементов, имевших сложную Форму, требующих высокой точности изготовления и специальных материалов. Наличие подвижных деталей, работающих под давлением, определяет повышенный износ взаимодействующих поверхностей. В условиях ммнусоеых температур. хар«ктерных для многих железных дорог, е эксплуатации наблюдается случаи отказа устройств. так как даже при высокой степени осушки воздуха перепад дазлесий воздуха вызывает интенсивное выделение влаги, примерзание подвижных деталей.

Анализ технического состояния тормозов на Северо-Казказской. Октябрьской и Забайкальской дорогах показывает; непосредственно на отпуск тормозоч расходуется около 12'/■ схат^гс воздуха, зарабатываемого компрессорами локомотива; около 13'/. уходит на обслужи-

вание пневмопотребителей локомотива; остальные 70/ расходуются на пополнение утечек. Поэтому так важна реализация технических мероприятий, направленных на снижение уровня зарядного давления к .повышение плотности соединений тормозных сетей. Последнее способствует не только снижению энергетических затрат на ведение поезда и повышению срока службы компрессоров, но главное - повышению управляемости тормозными средствами поезда, которая играет важнейшую роль в обе печении безопасности движения.

При обследовании в эксплуатации грузовых вагонов наибольшее число утечек выявлено! на ответвлении тормозной магистрали к воздухораспределителю; в соединении кониевого крана с соединительным рукавом; в соединении подводяшей трубки с рабочей камерой воздухораспределителя; в соединении подводяшей трубки с запасным резервуаром. .Почти 80/. вагонов имело от одной до трех утечек и около 20/. - от трех до семи утечек. Интенсивный рост количества утечек по резьбовым соединениям тормозной сети ; наблюдается через 7 месяцев эксплуатации вагона после постройки или ремонта, т.е. когда сурик или сказка разрушаются, а при эксплуатации более года подавляющее количество соединений имеет неплотности, которые в растянуто« груженой поезде в процессе движения могут снизить плотность тормозной сети почти на. 20/.

Проведенные исследования показывают.) также, чю в поездах имеются тормозе, с закупоренными кристаллами льда или грязеиасля-ной пульпой калиброванными отверстиями плунжера магистральной части воздухораспределителя. Среди поступивших в ремонт воздухораспределителей в осенне-зимний и зимне-весенний периоды число таких. приборов может составить 20/. Естественно, при этом значительно увеличивается время отпуска и ухудшается управляемость тормозов.

Дополнительные трудности по управлению тормозами возможны прч вождении составов с вагонами бункерного типа. Ка большом чис-

л? специализированных вагонов разгрузочные устройства не позволяют разместить тормозные цилиндры и воздухораспределители на раме в середине вагона. Тормозная рычажная передача расположена несимметрично относительно теле-«?*. Для подключения, передачи к тормозному цилиндру используются промежуточные рычаги и валы. Это уменьшает КПД передачи, затрудняет ее регулировку и может привести к снижению тормозной эффективности состава, ухудшению плавности торможения. В поездах из бункерных вагонов возможно снижение устойчивости от выжимания продольными силами при торможении или тяге, особенно в кривых.

В результате обследования технического состояния тормозного оборудования вагонов-хопперов установлены основные неисправности: это неправильнее включение грузовых режимов, отсутствие подводя-ией трубы или опорной плиты авторежима, отсутствие привода авторегулятора, недопустимый завал вертикальных рычагов тележки, повреждение горизонтального вала промежуточного механизма.

При анализе обрывов грузовых поездов выявлены закономерности и причины разрыва автосцепок: резкое приложение силы тяги при трогании состава и ведении поезда по пути сложного проОиля и плана; ухудшение управляемости автотормозами при увеличении времени отпуска воздухораспределителей ил-за больших чтечек воздуха из тормозьой сети; значительное снижение прочности автосцепок и уменешение энергоемкости поглощающих аппаратов в процессе эксплуатации. Разрывы происходят, если после регулировочного торможения не выдерживается необходимое сремя отпуска, т.е. набирается силе тяги до окончания переходного процесса в составе, который определяется: длиной и массой поезда, эффективностью работы тормозных средств, скоростью движения, состоянием поезда перед торможением, глубиной разрядки тормозной пагис^'рали. утечками в торгозной системе, зарядный давлением в тормозной сети, а также планом и профилем пути, подвижностью груза и его распр^ат-ленч^п

по поезду.

Выделены три опасные зоны распределения обрывов по длине поезда; в головной части поезда разрывы происходят в оезультате резкого приложения большого тягового усилия! в середине состава разрывы связаны с оттяжками и понижением энергоемкости поглощающих аппаратов автосцепки! в хвосте поезда - с увеличением времени отпуска автотормозов при больших утечках воздуха из тормозной сети. Концентрация большой тяговой мощности в голове поезда при объединении секций локомотивов приводит к увеличению количества разрывов автосцепок, особенно на путях с низким сцеплением колес с рельсами, в кривых и на подъемах.

На рис.1 показано распределение обрывов автосцепок по временам ;ода и суток. Количество обрывов увеличивается а холодное время года. На зимние месяцы (декабрь-Февраль) приходится треть обрывов, на летние - примерно 10'/.. Максимум обрывов превышает среднегодовое значение почти в 2 раза. Этому способствуют увеличение сопротивления движению поезда в результате загустевания смазок в экипажной части подвижного состава, снижение прочности металла при низких температурах, большие утечки сжатого воздуха, образование ледяных пробок в тормозной сети. Максимум частоты обрывов автосцепок, превышающий среднесуточное значение примерно в 1.5 раза, отмечается около 4ч утра. Предутренние часы характеризуются повышенной относительной влажностью воздуха, выпадением росы, образованием инея.

На рис.2 показано типичное для горных участков с малыми кривыми и крутыми затяжными спусками распределение количества обрывов автосцепок по режимам ведения поезда. Наибольшее количество обрывов относится к тяге на попгеме в кривой. Третья часть обры-вое промзоыла при торможении 'Л отпуске тормозов. Прм рассмотрении количества обрывов автосиег.ок на горных Участках в период 1556...1955 гг. отмечается тенденция уменьшения количества обры-

Рис. I.

о/о

40

■ 20

t

ката

12 . ' 15' • .■;';•■. 18-• ..• 21 нюнь 'сентябрь

'Раслраделгниз .обрызрэ -поездов:"

I—no aacicssM года; 2-по ласой суток; 3-ло суточному изменению относительной влажности воздуха

суток декабоь

. Раз:ам 'дадевяя

Piíc.2. -. Распределение обркэоз азтосцаг.сн по-разика".«.'' еэзэния поезда в %

1-тяк»; 2-торы;оЕэияз; З-очпус?. тормозов; 4-тяга л тормогение соезвнввянх погкдоз

I

2

вов относительно 1988 г.(рис.3). Анализ обрывов автосцепок в гру-зоеых поездах за 199?. ., 1988 гг. по депо Кандалакша подтверждает установленные закономерности.

Р третьей г чая«? отмечены особенности тяги поездов-апатитово-зов на горных участках дороги в суровых климатических условиях. В зимнее- время в Заполярье часто бывают большие снегопады, снежные метели и заносы пути выше головок рельсов, температура воздуха нередко опускаетс ■ до минус 40" С. когда у металла автосцепок появляется хрупкость и прочность автосцепки на разрыв снижается почти в 2 раза. В неблагоприятных погодных условиях, метелях или туманах, плохой видимости пита и сигналов, большой эмоциональной нагрузке машиниста трудно правильно выбрать, необходимую величину си.лы тяги и ее продолжительность. Высокая влажность воздуха в условиях вечной мерзлоты и морского климата, снег или иней на головках рельсов, гряземасляная пленка от утечек смазки и перевозимых минеральных удобрений приеодят к снижению силы сцепления колес с рельсами. При влажном воздухе грязем.асляная пленка на поверхности головок рельсов вбирает влагу и разжижается, происходит резкое уменьшение коэффициента сцепления. Длительные, глубокие пробоксовки колесных пар уже не могут быть предотвращены сколь угодно, продолжительной и интенсивной подачей песка и могут привести к обрыву поезда, При'следовании по перевалистому профилю и толчках в составе происходит высыпание апатитового концентрата из вагонов, что приводит к большой запыленности воздуха и отрицательно сказывается на работе тягового оборудования локомотивов. Особенно сложно управлять поездом-апатитовозом с громоздкой. трудно регулируемой механической тормозной системой вагонов бункерного типа, создающей дополнительное сопротивление пви-жаник' при трении тормозных колодок о колеса в режиме тяги.

Рассмотрено влияние на режим тяги дополнительного сопротивления от 5-пбразных кривых. Сопротивление движению длинносостав-

80

60

40

20

\

. 1956 1986 1990 1992 1994 Года Рдо. 3. Ойрыгы поазлон на горном профалэ путл

к ручному тормозу

к. авторегулятору и

2Т0р0Й ТвЛв.-ККв

Рис. 4. Схема передои тормозных усилий на -тележку вагона-хоппера

ных поездов в сложных и длинных Э-образных кривых увеличивается из-за роста сил трения в шкворнях и опорах боковых скользунов. в подшипниках вагонов, в поглощающих аппаратах автосцепок, из-за трения колес о рельсы при повороте тележек, виляния и вписывания экипажей в несколько кривых разного направления и кривизны. Установлено, что дополнительное сопротивление движению в Э-образных кривых по сравнению с обычными кривыми увеличивается примерно на 25/. а при трогани' - на ЗОХ. что следует учитывать при вождении длинносоставных поездов-апатитовозов.

Проанализировано условие безгребневого вписывания локомотивов в кривые с минимальным износом колес. Практика эксплуатации поездов-апатитовозов и замеры, выполненные в депо Кандалакша, показаны, что на участках с кривыми малого радиуса происходит гребневое взаимодействие .колесной пары к рельсч.. При этом плоскость, в которой лежит максимальный износ бандажа, так называемый прокат. сдвинута от плоскости круга катания на 15... 20 ми в сторону гребня. Для нормальной реализации силы тяг.и электровозов на горном профиле пути крайне важно ограничить поперечное скольжение колесных пар. которое снижает силу тяги, затрудняет Еписывание и вызывает интенсивный износ гребней.

В четвертой главе приведены результаты расчетов и испытаний длинносоставных поездов-апатитовозов. Расчет тормоза вагона-хоппера выполнялся по Типовой методике с учетом особенности передачи тормозных усилий в несимметричной рычажной передаче с дополнительными рычагами и валами С рис.4). Определялись следующие величины-- передаточное число рычажной передачи, действительная и расчетная силы нажатия колодок, коэффициент расчетных нажагий, удельное давление на колодку, расчетный коэффициент сцепления и возможность юза нагона при различных скоростях движения. Передаточное число несимметричной тормозной рычажной передачи с проме-м-уточкыг механизмом определялось по соотношению плеч ведущих и

- ТЕ -

ведомых рычагов и проверялось с учетом длительного следования поезда по спуску

п . ц . . в . ■ ( О

б г е

В результате установлено, что у вагонов для перевозки минеральных удобрений при таре 19. ..22 т и загрузке 62. .. 64 т тормозной коэффициент составляет 0,33 при чугуньых колодках и 0,20 при композиционных на среднем режиме воздухораспределителей -0.14). что соответствует принятым норкам. Во ВНИИЖТе и КИИТе при участии специалистов Октябрьской дороги разработана и испытана усовершенствованная тормозная рычажная передача с размещением авторегулятора б затяжке промежуточна;; рычагов. Модернизация вагонов по усовершенствованной схеме механической части торноза проводится в вагонном депо Петрозаводск и дает положительные результаты а эксплуатации на Октябрьской дороге.

Теоретическое исследование продольных динамических усилий и тормозных путей для алинносоставного поезда-апатитовоза проведено по методике ВНИЮСГ с использованием математической повагонной подели. Состав рассматривался как система дискретных пасс с упруго-вязкими связями и зазорами в мэжзагонных соединениях.

Движение поезда как системы дискретных масс, связанных упру-го-вязлими соединениями, описызается системой нелинейных дифференциальных уравнений. Для вагона с номером 1 С рис.5) уравнение имеет вид:

¡т^х ■ = N.Сх^., -х ; ) * М«.., -х I ) -

- Иг (х; ) - N.. Сх; - 8£ Сх£ <Х

где л

- масса вагона;

- зависимость силы от деформации двух-последо-

Bi

Si

Ai-<

L +4

14

/с Xi-A

Рас. 5. Расчетная чоезль ззахмоадйстгая газонов при тотилсзкная поззла

а, »/с

25 О

200

150

100

50

10 .20 30 40 50 00 , 70 80 20 п

Ряс. 6...Раопространзкаь-;уя£$ис>й -волны; е"порожнем.(I) z л^'адязншг"-.'(2)". поезда-прп ;тор:чоябнаи ' .,

вательно сседчненных межвагонных аппаратов?

" 1 " зависимость силм от относительной скорости св;х последовательна соединенных вагонов: В^Сх^ ^-''¡"Ч - зависимость тормозной силы вагона от абсолютной скорости и времени Ь: , 'и - момент времени, в который происходит срабаты-

вание тормоза на вагоне. 3 процессе численного р-гшения системы дифференциальных уравнений на ЭВМ продольные усилия определяются относительными перемещениями. а. торнозкые п'.'тк абсолютными перемещениями вагснов. Результаты расчетов приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Расчетные продольные усилия и тормозные пути грудного поезда-апатитозоза из 100 вагонов при полном торможении

1 | Скорость, | км/ч 1 | Нклон 1 г—.......г | Состояние| | состава | | | 1 Продольное | усилие. МН | 1 1 Тормозной . I путь, м ■ |

| 30 ! 0 1 1 1 | сжат 1 | растянут | 0.90 ' 1 1.40 : | | 200 |

1 I 0.015 1 1 I | сжат I (растянут | 0.80 | 1.30 ! I 300 . ■■ - ■ |

| 60 1, 1 ! о 1 1 1 1 | сжат ! I растянут | | 1 0,75 I 1.20 1 700 |

1 I 0.015 1 1 I 1 ! сжат I I растянут ! 1 1 0,70 | 1.20 | | 1100 | i

- le -

При теоретическом анализе торможения поезда установлено отличие процессов распространения ударной волны в порожнем и груженом составе Срис.6). Скорость распространения болны ударое в порожнем поезде составляет 290 м'с, е груженом - 150 м/с. а время распространения ьолны ударов ас хвостового вагона соответственно ? с и 12 с. Это должно учитываться при ведении поезда.

Экспериментальные исследования процессов тяги и торможения тяжеловесных поездов-апатитовсзоз выполнялись на Мурманском отделении Октябрьской дороги. Опыты проводили с одинарными и соединенными поездами, сформированными из однородных, полностью загруженных вагонов, а также состоящих из гру;кеного и порожнего составов (рис.?). Фори'ирозание поездов по таким cxtsan определялось структурой поезаопотока и технологией работы участка Апатиты-Лоу-хи. В процессе опытных поездок предстояло определить требования к Формированию составов, нагрузочную способность системы тягового электроснабжения, режим следования по участку и способы управления тяговыми и тормозными средствами.

В испытаниях использовались динамометрический и тормозоиспы-тательный вагоны Октябрьской дороги, а также загоны-лаборатории ВНИИЖГа. Были подготовлены электровозы, позволявшие Фиксировать необходимые тяговые параметры. При следовании опытных поездов регистрировались сила тяги, продольные динамические усилия в Mexsa-гонных соединениях, тормозные расстояния, скорость движения, давление в магистрали и тормозных цилиндрах локомотива v. хвостового вагона. Установлено, что з одинарных поездах массой до еосо т. сформированных из специализированных апатитовозов. указанные характеристики находятся в пределах допускаемых норм, В поезде из 87 груженых вагонов обеспечивалась управляемость автотормозов. При полных остановочных торможениях продольные усилия составляли примерно 1.О МН. а тормозные пути не превышали 1000... 1100 м.

Существенным условием надежной работы автотормозов является

устранение ут=чек в тормозной сети поезда. В экспериментальном поезде массой 8000 i пги отправлении зарядное давление составляло на локомотиве 0. 5-1 ЧПа. а в хвостовом вагоне - 0.45 КПэ. Б пу-tvi следовзнид установившееся лэрление в тормозной магистрали хвостового загона было 0.435-МЛ». По мере продвижения по участку в поезде появились утечки воздуха. Как следствие, установившееся зарядное давление в тормозной магистрали хвостового вагона через 150 км следования от станции отправления понизилось до 0,425 ИПа.

/

а через 210 км - до 0.415 МПа. В пути на крутом затяжной спуске * выполнено торпожение до полной остановки. Состав пришел в движе- . ние через 3.5 мин с не полностью заряженной тормозной магистралью хвостовой части. При втором торможении давление в тормозной магистрали хвостового вагона через небольшой промежуток времени начало резко понижаться, что замедлило отпуск автотормозов.

При испытании соединенного поезда обшей массой 11 тыс. т. сформированного из двух обычных составов, сплотки из двух электровозов ВЛ23 устанавливались в голову исередину поезда. Тормозные магистрали обоих.составов объединяли, а локомотивы оборудовали сигнализаторами обрыва с датчиком N 4,10. Уже в . первых поездках выявили ряд отрицательных явлений. Ка некоторых участках не обеспечивалась необходимая мощность системы электроснабжения; В ' результате напряжение в контактной сети устанавливалось ниже допускаемых норм. На других участках зафиксировали случаи горения стыковых соединителей в рельсовых цепях.

При следовании по перевалистону профилю возникали продольные усилия между вагонами. Динамические, реакции вызывали появление дополнительных источников высыпания апатитового концентрата из вагонов, что приводило к большой запыленности воздуха и отрицательно влияло ка работу тягового оборудования электровозов.

Значительные продольные динамические в агинносостэв-

ном поезде наблюдали в режиме зыбега и тяги.

Применяли различные синхронные и несинхронные режимы тяги с одинаковой и неодинаковой силой тяги нэ ведущем и ведсмом локомотивах. Опытные поездки показали, что мощности двух сплоток из двух электровозов ВЯЛЗ не хватает для того. чтобы вести сдвоенный поезд в растянутом состоянии. При следовании состава по переаалистому профилю продольные динамические реакции неизбежны. Уже спуск протяженность*) 100 м вызывает набегание хвостовой части, а такой же длины подъем приводит к оттяжке. Трудности возникали и ь работе автотормозов. При рывках и голчках происходило самопроизвольное срабатывание воздухораспределителей'. особекко во втором составе, где продольные динамические усилия проявлялись наиболее значительно.

По результатам экспериментальных исследований установлена предельная весовая норма одинарных поездов - 0000 т и разработана технология перевозки минеральных удобрений по замкнутый маршрутам в .составах из специальных вагонов-апатитсвозсв. которые обслуживают работники вагонного депо Мурманск. Тяга обеспечивается двухселционньии электровоза«!' серии 8Л15 локомотивного депо Кандалакша. -Резерв по силе тяги создается для следования маршрутов .при 'неблагоприятных погодных условиях: осадках в висе мокрого снеге, с ао!едеи. сильных морозах до - 30 С. снежных закосэх. снижающих силу сиеплбн>!я колес с рельсами.

Что касается соединенных лоеэлов. то признано целесообразным формировать их из трудного и порожнего составов с обшей массой до 6000 т. Такое соеликеиие «неет преимущества, которые становятся особенно ощутимыми в период длительных окон для ремонта пути и других сооружений, когда возникает необходимость пропуска поездов па неправильному пути. Сдваивание поездов выгодно и тог-де, когда локомотиву работают по аварийной схеме. Этим исключается возвращение их в депо регервом из пункта обооота. Кроме того.

С х е и к опытных и графиковых поаздов

1. ОпянаршП поезд 8000 г

ЗВЛ23 87 вагонов

__,___й, ._, __,

СО СО СО СП--_____□

ДянамомзтрччэсхаЯ вагон .Тормозной вагон

2. Соэдгламшй поезд

2Е723 2ВЛ23

й й - - - - - йй--

3. Замкнутый г/аршрут ЕЛ15

_Л 7100 < 81 Еагон ) .

4. Соединенный до 6000 ? :

Ш5 3115

(грунэный состав) '.порожялд;

5. Укдэядярованны^ по тягз ВЛ15

л <2. 52 СО т

й о — - - --------

--до 5400 т

Рис. 1.

в соединенных груженом и порожьем поездах в меньшей степени наблюдаются продольные динамические реакции, а значит, самопроизвольно не срабатывают тормоза, сберегается электроэнергия и дизельное топливо.

Правила тягосых расчетов для поездной p?6otdI определяют порядок расчета тормозных путей экстренного и полного служебного торможения, используемы:! для установления расстояний ограждения мест препятствия движению и выСор» расстояний между постоянными сигналами. В эксплуатации наиболее часто применяют регулировочные торможения. При следовании поезда по крутым затяжным спускам торможения выполняются с наложением одной ступени на другую с последующем ослаблением тормозной силы, либо добавлением вплоть до полного служебного торможения и останозки поезда. При этом степень торможения и тормозные расстояния определяются опытным путем. Для составления режимных карт ведения длигшосоставных поездов-апатитовозов по участкам с крутчми спусками разработаны расчетные ноиограипы регулировочных торножевий,

Для расчета тормозных путей регулировочного торможения сила нажатия тормозных колодок груженого состава принималась разной: на первой ступени ЗОЯ. второй ступени 50Z. третьей ступени VOZ от полной величины. Подготовительный тормозной путь определялся с учетом времени подготовки тормозов к действию-

t.

где ^с' - ускоряющая сила на спуске; в,т - замедляющая тормозная сила.

В результате расчетов и экспериментальных исследований разработаны нормативы и режимные карты по управлению тягой и тормозами длинносоставных поездов-апатьточезов маисой 6...8 тыс.т. включенные в Местные инструкции. Нормативы учитывамт суровее кли-

магические условия Заполярья, сложный профиль и план пути, недостатки пневматического и механического тормозного оборудования вагонов бункерного типа. Установлены места, скорость движения и контрольные расстоями-! при проверке действия автотормозов грузовых поездов на перегонах в пути следования. Уточнены нормативы отпуска. С целью предотвращения обрывов поездов машинистом локомотивов в зимний период времени запрещается производить отпуск тормозов в грузовом поезде до истечения минимально необходимого времени выдержки крана машиниста в 4-м положении, т. е. до эффективного срабатывания тормозов хвостовых вагонов С табл. 2). При ступени торможения более 0,09 МПа данное время следует увеличить на 'О'/., а при температуре ниже -30 С также увеличить на 10Х. Ограничивающая линия в таблице указывает, ниже какой скорости иа-кикисту запрещается производить отпуск тормозов до полной остановки лоездз.

При эксплуатации тяжеловесных поездов-апатитовозов учитываются особенности тормозов вагонов и технинеское состояние локомотивов. проводятся мероприятия по снижению износа гребней колес,

I

изложенные в пятой глае°. Установлено, что наличие на локомотиве автоматического гребнесмазывателя оказывает некоторое влияние на снижение интенсивности износа гребней колесны>; пар. Кроме известной технологии внесения в зону контакта гребня и рельса графитовой смазки - рельсовой пасты, проверена возможность ее нанесения на гребни колес с помощью стационарных смазочных желобов, установленных на выходе из пункта технического осмотра, локакотивов ст. Кандалакша. Для оценхи эффективности стационарного смазочного желоба проводятся опытные выезды локомотива не линию со снятием слепков с гребней колесных пар. Паста сохраняется на всю псездку. Количество электровозов, требующих обточки колес по износу гребней. снизилось.

Таблиц* 2.

Зависимость пути, пройденного поездом за время выдержки ручки крана пашимчста в 4-ом положении, от длины поезда и его скорости

Г - -------- ' " — ----------г I Скорость, 1 Длина поезда С число . ...-, осей) |

1 V' м / .] !

1 кп/Ч 1 1 1 1

1 ! | | ?с0 | ! 300 35Q ! 40G | 1 i

■ ! К • 80 | 1 360 | 431 500 1 57$ !

1 70 | 314 | 376 436 | .496 |

1 60 | 271 | 324 376 1 430 |

! 50 ! 225 | 270 313 1 347 |

1 45 ! 202 . | 242 231 | 320 |

1 40 ! 180 | 215 250 1 285 I

1 35 ! 157 Г 188 210 ! 248 1

1 30 1 134 1 161 18? 1 213 |

! 25 Г 112 ( 134 155 1 176 |

| 20 I 89 | 107 124 1 141 I

1 15 Г 68 | 81 94 1 107 |

| 10 1 1 1 45 | 54 63 1 ?2 |

1 1 jBpewa до эФФекти- | 1 1 i

|вного срабггыса- I ! !

|НИЯ ТОРМОЗОВ 5СВО- | 1 I i

|стовых вагонов | 16.2 I 19.4 22.5 | 25.7 |

L__:--.-1— ! i i

выгоды

1. Решена научно-техническая задача по совершенствованию реумов тяги и торио«13ния при божсении грузовых поездов повышенной лассы и длины.

2. Разработана ресурсосберегающая технология управления поездом при перевозке минеральных удобрений-эпатитов в постоянно действующих замкнутых маршрутах специального Формирования из загонов-хопперов и думпкаров.

3. По условиям движения длинносоставных поездов-апатитово-зов по наиболее тяжелому участку пути принят» наибольшая масса состава 7000...8000 т при унифицированной по тяго электровоза серии ВЛ15 весовой норме 5200. . . 6000 т.

4. Опытными поездками проверены продольные усилия и торпоз-ные пути поезлов-апдтитовозоз, разработаны режимные керти управления тягой и тормозами, учитывавшие дополнительное сопротивление в 5-образных кривых, установлены наиболее опасные обрызные песта участков пути. ' -

5. При соблюдении предложенной технологии управления тягой двухсекционного электровоза серии ВЛ15 усилия по длине состава не превышают на ломаном профиле пути О, 5. ..'0. С ПИ. Иикимальный тяговый режим 0.3. ..0.4 F.H улучшает плавность взятия с места и разгон поезда.

6. Расчеты продольных усилий и тормозных путей, выполненные во ВНИИЖТе для конкретного участка пути следования поезда-апати-товоза. по спуску 0.015. показали достаточную сходимость с данными эксперимента.

7. Разработаны расчетные номограммы тормозных путей при различных ступенях регулировочного торможения длинносоставных лоез-дов-апатитоаозов на спусках 0,010.. 0.015.

8. Дополнены и зклячекы в Кесгнуя инстоукцию нормативы по режиму отпуска и обслуживанию тормозов в зи-них условиях при н>:з-

ких температурах, снегопадах и метелях.

9. Проводятся мероприятия по снижению износа колесных пар локомотивов. Внедрение стационарных и передвижных рельсосмазыва-телей и гребнесмазывателей ЙРС-Т, АГС позволило уменьшить износ гребней колесных пар в депо Кандалакша в 2 раза.

10. Технология вождения поездов-апатиюсозов в замкнутых маршрутах массой 7-8 тыс. т из специализированных вагонов облегчает содержание подвижного состава и автотормозов в исправном состоянии, улучшает использование локомотивного парка, ускоряет доставку груза.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Гребенюк П, Т. , Лейко H.H. Тяга и торможение тяжеловесных поездов-апатитовозов//Вестник ВНИИЖТ. 19SS, N 2. с. 19-24.

2. ЛейкоН. Н. , Черепанов А. Н. Проблемы управления тормозами составов специального Формирования//Электрическая и тепловозная тяга, 1988, N 1. с. 20-21. • ■

3. Быстрое й. И. , Лейко H.H. Особенности управления автотормозами на сложном проФиле/^Электоцчесхая и тепловозная тяга. 198?. N 2. с. 9-10.

4. Гребенюк Н. П. , Лейко Н. Н Снижение износа гребней локомотивных колес: Тезисы докладов 2-й Международной научно-технической конференции, МИИТ. 1996. с. 112-113.

5. Гребенюк Н. П., Лейко H.H. Движения колесных пар локомотивов на участках пути с переменной кривизной и снижение износа гребней: Тезисы докладов Научной конференции. МИИТ, 199? г.

6. Гребенюк М. П. , Лейко К. Н. Математические модели при разработке мероприятий по снижению износа колесных пар локомотивов! Тезисы докладов Научной конференции. МИИТ. 19S8 г.

?. Гребенюк П. Т. , Горин А. Ф., Лейко H.H. Оптимальное время налолнения тормозных цилиндров грузовых, вагонов / ВНИИЖТ, ЭКАУ-Уральск,. 199?. ? с. Дег. в 1ШИИТЭИ МПС N6üSb - ж. Д. S7.

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦМИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА.

На правах рукописи ЛЕЙКО НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

ТЯГА И ТОРМОЖЕНИЕ ДЛИННОСОСТАВНЫХ ПОЕЗДОВ-АПАТИТОВОЗОВ

05.22.О? - Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководите ль:

доктор технических наук ГРЕБЕНЮК ПЕТР ТИМОФЕЕВИЧ

Москва - 1998 г.

О Г Л А В Л Е И И Е

ВВЕДЕНИЕ, СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ,. ,............4

1. АНАЛИЗ РАБОТЫ ТОРМОЗОВ С УЧЕТОМ ДИНАМИКИ ПОЕЗДА..... ?

1.1. Управление тормозами длинносоставных грузовых поездов ............ ........................ . . , . 7

1.2, Обзор теоретических исследований продольной динамики поезда, ................................................ 12

1. 3. Анализ обрывов автосцепок. ...........................19

2. ТОРМОЗА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВАГОНОВ. .......................30

2. 1. Пневматическое и механическое тормозное оборудование...................................................... . 30

2.2. Анализ технического состояния тормозов в эксплуатации. ...........................................................41

. - »

2.3. Управляемость автотормозов ддинноооот#«нв^ поездов. ............................................................................45

3. ОСОБЕННОСТИ ТЯГИ ДЛИННОСОСТАВНЫХ АПАТИТ0В030В ...... 52

3.1. Условия эксплуатации ....................................................52

3.2. Сопротивление движению поезда в сложных кривых ... 56

3.3. Вписывание локомотива в кривые и износ колес ..... 62

4. РАСЧЕТЫ И ИСПЫТАНИЯ ПОЕЗДОВ-АПАТИТ0В030В ........... 76

4.1. Расчет тормоза вагона ............................ 76

4.2. Расчет продольных сил в порожних и груженых поездах .............................................................82

4.3. Испытания одинарных и соединенных поездов ...............91

4.4. Расчетные тормозные нормативы .................... 98

4. 5. Рациональные режимы управления тягой и тормозами . ИМ

5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ИЗНОСА КОЛЕСНЫХ ПАР ЛОКОМОТИВОВ ............................................................126

5,1. Анализ износа гребней колесных пар локомотивов в депо Кандалакша в 1995-1998 гг. ............................ 126

5, 2. Совершенствование профиля поверхности катания колес . ........................................................ 136

5.3. Внесение в зону контакта гребня колеса и рельса смазки . . . . ................................................. 140

5.4. Модернизация и повышение качества ремонта экипажной части локомотива .............................................151

5. 5. Улучшение Физико-механических свойств металла бандажей ....... 158

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ........................... 161

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................164

ВВЕДЕНИЕ, СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1. Сос тоя ние в о п р о с а. Перевозки массовых народно-хозяйственных грузов являются основным источником доходов железнодорожного транспорта. Технология Формирования состава, масса грузового поезда и режим ведения определяют эксплуатационные расходы дорог. Вождение тяжеловесных грузовых поездов экономически выгодно и в настоящее время при спаде объема перевозок, когда особо актуальны ресурсосберегающие технологии эксплуатации подвижного состава.

Одним из эффективных путей повышения безопасности движения и экономии электроэнергии является использование рациональных и экономичных режимов управления поездом. Необходимо строго определенная технология управления тягой локомотивов и тормозами состава для недопущения критических продольных динамических усилий при взятии с места и ведении поезда, особенно на участках со сложным профилем пути.

Вождение грузовых поездов повышенной массы и длины на сети железных дорог стало возможным после исследований ВНИИЖТа, ДИИТа, МИИТа, РИИЖТа и опыта эксплуатации Московской» Северо-Кавказской, Приднепровской, Забайкальской, Во с точно-Сиб и рекой, Даль не во сточной, Приволжской, Южно-Уральской дорог С5,10,21, 22, 27,28,36,37, 38, 43, 48, 50., 51, 53, 55, 56, 64, 66, 71, 73]. Разработаны Инструктивные Указания по содержанию подвижного состава и тормозных систем и режимам ведения поездов повышенного веса и длины на участках дорог с руководящими спусками до 0,008 и 0,012 [45].

Большую роль в организации движения тяжеловесных и длинно-составных грузовых поездов сыграли теоретические работы А. Л. Лисицына , В. Г. Иноземцева, П. Т. Гребенюка, Е, П. Блохина, Н. А. Паньки-на, Л. А, Мугинштейна, В. П. Терещенко и др.

В грузовых перевозках на Октябрьской дороге значительную долю составляют минеральные удобрения, в частности апатитовый кон-

центрат, часть которого подается в Мурманск для погрузки на. морские суда, часть направляется в сторону Волховстроя. Для перевозки минеральных удобрений используются вагоны-хопперы бункерного типа. Механическое тормозное оборудование вагонов имеет сложную конструкцию с дополнительными рычагами и валами., что затрудняет регулировку рычажной передачи и может снизить тормозную эффективность поезда. Горные участки дороги характеризуются сложным профилем и планом пути с большим числом чередующихся спусков и подъемов крутизной 0,015 и кривыми до 350 м.

Возникла необходимость совершенствования технологии вождения поездов-апатитовозов, выбора рациональных схем Формирования составов., разработки режимов тяги и торможения, обеспечивающих наименьшие эксплуатационные расходы при допустимом уровне продольных динамических усилий и тормозных путей.

2. Постановка задачи. При разработке ресурсосберегающей технологии вождения длинносоставных поездов-апатитовозов были поставлены и решены следующие задачи:

- анализ работы тормозов и обрывов автосцепок в грузовых поездах с учетом режима тяги, торможения, профиля пути, климатических условий, технического состояния подвижного состава?

- анализ пневматического и механического тормозного оборудования вагонов для перевозки минеральных удобрений;

- расчет тормоза вагона с несимметричной рычажной передачей, разработка нормативов по торможению поездов-апатитовозов;

- тормозные испытания длинносоставных грузовых поездов с измерением продольных сил в автосцепках,, оценка сопротивления движению и. анализ износа гребней колес локомотива;

- теоретические исследования продольных сил в поездах массой 5-8 тыс.т с учетом реальных тормозных характеристик, полученных в опытных поездках;

- рекомендации по режимам ведения поездов, скоростям движения, управляемости тормозов на крутых спусках с учетом нормативов

отпуске, тормозов, продольным сил и тормозных путей;

- выбор схем Формирования составов и разработка, режимных карт по управлению тягой и тормозами длинносоставных поездов-апа-

титовозое,

При выполнении поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследования. Расчеты и испытания длинносоставных поездов-апатитовозов проводились по методикам и программам, разработанным во ВНИИЖТе, Использовала.сь измерительно-вычислительная аппаратура вагонов-лабораторий института и дороги, Решена, задача по совершенствованию технологии управления поездом. Получены результаты, имеющие научную новизну и практическую полезность. Разработаны рекомендации по управлению тягой двухсекционного электровоза серии ВЛ15 при вождении поездов повышенной массы и длины. Обоснованы схемы Формирования длинносоставных поездов-апатитовозов из специализированных вагонов-хопперов бункерного типа. Разработаны и включены в Местную инструкцию расчетные нормативы и режимные карты по тяге, торможению и отпуску тормозов с учетом зимних условий, низких температур, снегопадов и метелей.

Вождение длинносоставных поездов на затяжных спусках с переключением воздухораспределителей головной части состава на. горный режим снизило число обрывов автосцепок.

Технология перевозки минеральных удобрений в замкнутых маршрутах облегчает содержание подвижного состава, и освобождает значительную часть вагонов.

1. АНАЛИЗ РАБОТЫ ТОРМОЗОВ С УЧЕТОМ ДИНАМИКИ ПОЕЗДА

1.1. Управление тормозами длинносоставных грузовых • поездов

Используемые в настоящее время в грузовых поездах приборы управления и торможения удовлетворяют условиям эксплуатации при вождении грузовых тяжеловесных и длинносоставных поездов как на равнинном., так и на горном профиле пути,

Большую роль в создании тормозных систем подвижного состава, сыграли В. Ф. Егорченко, Б. Л, Карвацкий, И. К. Матросов, В, М. Казари-нов, Ф. П. Казанцев. В, Г, Иноземцев, П. Т. Гребенюк и др.

Важные исследования неустановившихся тормозных процессов в поездах проводили В, В, Крылов, В. П. Терещенко, И], М. Черкашин, Г. В, Костин, Б. Г. Максимов, Л Г. Погребинский, Г. Б. Никитин, А. В, Ка-заринов, Л. А. Вуколов, Г. В. Гогричиани и др.

Существующие тормозные устройства состоят из множества элементов, имеющих сложную форму, требующих высокой точности изготовления и специальных материалов. Наличие подвижных деталей (поршней, золотников, клапанов, диафрагм), работающих под давлением до 1,0 МПа,, определяет их довольно значительные размеры и массу, а также повышенный износ взаимодействующих поверхностей. В условиях минусовых температур, характерных для многих железных дорог, в эксплуатации наблюдаются случаи отказа устройств, так как даже при высокой степени осушки воздуха перепад давлений воздуха в несколько десятых долей МПа вызывает интенсивное выделение влаги, замерзание ее в калиброванных отверстиях и примерза-н и е п одвижных дет але й.

Концентрация большой тяговой мощности в голове поезда за. счет объединения секций локомотивов при резком неумелом использовании сил тяги приводит к увеличению числа, разрывов автосцепок,

особенно не. путяк с низким сцеплением колес с рельсами, в .кривых и на подъемах. Обрывы в головной части поезда увеличиваются в холодное время года, что объясняется увеличением сопротивления движению.

Сложившийся за предыдущие годы опыт управления тормозами сориентирован на устаревшие воздухораспределители типов 320, 135, 270-002 с магистральной частью поршневого типа, при которой скорость распространения тормозной волны по поезду не превышала .180-200 м/с. Эти воздухораспределители при торможении требовали выполнения первой ступени торможения снижением давления в тормозной магистрали не менее чем на 0,07-0,08 МПа. К тому же применяемые ранее тормозные колодки из чугуна вызывали необходимость переключать воздухораспределители на груженый режим при загрузке четырехосного вагона, более 24 т. При этом давление воздуха, в тормозном цилиндре достигало 0,40-0,45 МПа при полном служебном или экстренном тормо жениях,

С началом применения композиционных тормозных колодок отпала необходимость установки груженого режима воздухораспределителей и давление воздуха в тормозном цилиндре на среднем режиме уменьшилось до 0,32 МПа, Это привело к уменьшению расхода сжатого воздуха, повысило эффективность и устойчивость торможения, особенно при следовании грузового поезда, по участку крутого затяжного спуска. Расчетное тормозное нажатие в. грузовом поезде при применении чугунных тормозных колодок и установке воздухораспределителя на груженый режим и при применении композиционных тормозных колодок и установке воздухораспределителя на средний режим одинаковое 0,07 М.Н на ось при экстренном торможении, а расход сжатого воздуха во втором случае на 257. меньше.

Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования, проведенные ВНЙЙЖТом и рядом институтов железнодорожного транспорта, с участием специалистов дорог, показали, что перевод подвижного состава, на современные воздухораспределители типа 483.»

увеличение скорости распространения тормозной волны до 300 м/с оказывают существенное влияние на возможности дальнейшего повышения веса и длины грузовых поездов. Увеличению среднего веса грузового поезда отводится ведущее место в проводимых на железнодорожном транспорте научно-технических программах. Вместе с тем, повышение веса поезда - это сложная научно-техническая проблема.

Одной из основных сложностей в этом вопросе является проблемна управления тягой, особенно электровозов переменного тока в трех или четырех секционном исполнении.

Обращение грузовых поездов повышенного веса, и длины разрешено в настоящее время на. участках железных дорог, не имеющих затяжных спусков более 0,012.

В конкретных условиях с крутизной профиля более 0,012 ввод в обращение поездов повышенного веса и длины может быть разрешен МПС, если результаты опытных поездок подтвердят безопасность движения по условиям управляемости автотормозами, тягового обеспечения, работы радиосвязи и допустимого уровня продольных сжимающих и растягивающих усилий по длине состава.

На основании положительных результатов тягово-тормозных испытаний, проведенных на Читинском отделении Забайкальской дороги с крутым затяжным спуском Яблонового перевала 0,01?, МПС РФ разрешено на. всем Восточном полигоне от станции Слюдянка Восточно-Сибирской дороги движение одинарных и соединенных поездов массой до 8000 т.

Для регулирования скорости движения поезда, или его остановки с помощью пневматических автотормозов машинист применяет регулировочное ступенчатое и полное служебное торможение в один или несколько ступеней. В соответствии с нормами допустимое снижение давления по манометру уравнительного резервуара принимается: в грузовых поездах груженых - 0,06-0,0? МПа, порожних - 0, 05-0,06 МПа, и на крутых затяжных спусках - 0,07-0,03 МПа.

Во время торможения на подвижной состав действуют значи-

те-льные продольные усилия, которые возникают из-за неравенства удельный тормозных сил вагонов поезда в процессе наполнения и опорожнения тормозных цилиндров и при установившемся в них давлении.

Различают два основных режима движения поезда; установившееся и неустановившееся, Установившийся режим характеризуется равномерным или равномерно ускоренным (замедленным) движением поезда под действием внешних постоянных или медленно изменяющихся сил. Поезд представляют в виде единого жесткого тела, а в сцепных устройствах вагонов при этом действуют продольные усилия, вызывающиеся указанными внешними силами и силами инерции поезда.

При резком изменении силы тяги при ведении поезда- во время переходных процессов торможения и следовании по спуску, наблюдается неустановившееся движение, сопровождающееся соударением вагонов. Относительные перемещения вагонов и удары между ними наряду с внешними силами определяют продольные динамические усилия в поезде.

Медленно изменяющиеся и действующие не-менее 2с усилия С квазистатические усилия) примерно одинаковы в смежной группе вагонов, Длительно действующие квазистатические усилия опасны по условиям устойчивости вагонов от выжимания из состава поезда. Квазистатические продольные усилия возникают при тяге, а также при продолжительном торможении вспомогательным тормозом локомотива или при электрическом (реостатном) торможении на участках затяжного спуска;

Ударное С динамическое) продольное усилие действует в течение короткого промежутка времени, Приложенное к одному концу вагона, оно уравновешивается силами инерции массы транспортного средства и является опасным по условиям прочности подвижного состава.

Фундаментальному рассмотрению вопросов продольной динамики поезда в неразрывной связи с управлеием пневматическими тормозами

посвящены работы видных ученых В. А. Лазаряна. С, В. Вертинского, П. Т, Гребенюка, Е- П. Блохина. Для выбора рациональных режимов торможения большое значение имеют работы по исследованию продольной динамики вагонов и улучшению характеристик поглощающих аппаратов автосцепки, выполняемые Ю. М. Черкашиным, Г. В. Костиным и другими.

Проведенные экспериментальные и теоретические исследования учеными ВНИИЖТа, МИИТа, ДИИТа, РИИЖТа, специалистами других организаций и дорог показали, что в тяжеловесных и длинносоставных грузовых поездах продольные усилия могут достигать 3,О МН и более. Причем значительные усилия развиваются не только при экстренном или полном служебном торможении, но и при регулировочном с одноэтапным снижением давления на. величину 0,08-0,08 МПа. Все это ведет к отказам подвижного состава, порче груза, и снижению безопасности движения. Поэтому разработаны требования к вновь проектируемым тормозным системам, обеспечивающим допустимый уровень продольных сил.

В соответствии с этими требованиями в поездах массой до 10000 т продольные усилия при самых неблагоприятных режимах экстренного торможения не должны превышать 2, 5 МН, При регулировочных торможениях в однородном поезде наибольшие усилия не должны превышать 1,2-1,5 МН в зависимости от скорости движения.

Анализ обрыва автосцепок по сети дорог показал, что до 20И из них приходится на начало отпуска после торможения. В этой связи актуальной является задача разработки приема наиболее часто применяемого регулировочного торможения, не вызывающего появления значительных продольных динамических усилий в поезде, при его следовании по участку. Обоснование приема торможения дол�