Способы регулирования тормозной силы

Важной характеристикой тормоза является его способность максимально использовать коэффициент сцепления колес с рельсами. Неполное использование сцепления имеет место в процессе наполнения тормозных цилиндров, т е когда тормозная сила еще не достигла максимального значения. Поэтому при допустимых условиях по продольным динамическим усилиям в поезде и заклиниванию колесных пар стремятся к минимальному времени наполнения тормозных цилиндров.

Коэффициент сцепления уменьшается с ростом скорости движения, что вызывает необходимость регулирования тормозной силы Для тормозов грузового типа большое значение в использовании сцепления имеет соответствие между тормозной силой и весом вагона, поскольку сила сцепления зависит от нагрузки колесной пары на рельсы. Для тормозов пассажирского поезда большое значение в использовании сцепления имеет соответствие между тормозной силой и скоростью движения. Поэтому с целью исключения заклинивания колесных пар применяется весовое и скоростное регулирование тормозной силы.

Весовое регулирование. Соответствие между тормозной силой и весом вагона применяется в основном в тормозах грузовых поездов и достигается ручным переключением режимов торможения или применением на грузовых вагонах авторежимов, которые автоматически регулируют тормозное нажатие в зависимости от загрузки вагона. Воздухораспределитель грузового типа имеет три режима торможения: порожний, средний и груженый. Переключение режимов выполняется вручную в зависимости от загрузки вагона, приходящейся на ось. Каждому режиму торможения соответствует определенное давление в тормозном цилиндре.

Скоростное регулирование. Учет изменения тормозной силы при уменьшении коэффициента сцепления при высоких скоростях движения сводится к увеличению нажатия на колодку повышением давления в тормозном цилиндре. В процессе уменьшения скорости при торможении переключение с высокого нажатия (К₂) на пониженное (К₁) выполняется автоматически специальными скоростными регуляторами при достижении конкретной скорости перехода (при v = 50км/ч). Регулятор устанавливается на буксе колесной пары. Регулирование тормозной силы осуществляется в случае применения экстренного торможения. При экстренном торможении и малых скоростях движения значение тормозной силы может превысить значение силы сцепления Вс колеса с рельсом, что резко повышает вероятность заклинивания колесных пар.

1.10. Действительные и расчетные значения К и φ_к

Наличие в составе поезда разнотипных вагонов с различными значениями К делает расчет тормозной силы с использованием формул для определения коэффициентов трения весьма трудоемким. Для упрощения тормозных расчетов пользуются методом приведения, при котором действительные значения К и φк заменяются расчетными Кр и φкр, а коэффициент трения определяется при одном условно выбранном тормозном нажатии Ку, но при условии выполнения равенства:

φкК = φкрКр,

или

Значения Ку принимают: для чугунных колодок - 2,7тс, для композиционных - 1,6тс. Подставляя значения Ку в формулы получим значения расчетных коэффициентов трения соответственно для чугунных и композиционных колодок:

 

Расчетные коэффициенты трения колодок не зависят от силы нажатия, а зависят только от скорости движения.

После подстановки значений φк и φкр получим формулы для определения расчетных сил нажатия чугунных и композиционных колодок:

 

Если в поезде используются тормоза с разными типами тормозных колодок (чугунными и композиционными), то необходимо привести расчетное нажатие к одной системе нажатий. Это приведение выполняют умножением силы нажатия на соответствующий коэффициент эффективности. Коэффициенты эффективности, зависящие от скорости движения, определяют исходя из равенства длины тормозного пути при действии колодок разного типа. На железных дорогах России за основную принята система расчетных значений нажатий чугунных тормозных колодок, для которых установлены все тормозные нормативы и действующие номограммы и таблицы зависимости тормозных путей от скорости начала торможения, удельных расчетных нажатий и крутизны уклонов.