Электровозы ВЛОсновные сведения о продольно-динамических усилиях в поезде при торможении
При торможении поезда в результате неодновременноети действия тормозов в начальный период и неравномерности удельных тормозных усилий различных вагонов в процессе установившегося торможения возникают продольно-динамические усилия, которые называют сокращенно продольными усилиями. Согласно методике, разработанной проф. Б. Л. Карвацким, развитие тормозной силы в поезде характеризуется четырьмя фазами (рис. 271).
Первая фаза - тормоза начинают последовательно вступать в действие и тормозная волна достигает конца поезда в течение времени В этой фазе происходит распространение торможения и сжатие поезда, так как к моменту начала действия хвостовых тормозов головные вагоны будут частично заторможены. Вследствие разных зазоров в автосцепных устройствах и неодинаковых тормозных усилий в процессе сжатия могут образоваться группы вагонов, накатывающиеся на идущую впереди уже сжатую группу с большими от-
Рис 271. Диаграммы наполнения тормозных цилиндров и фазы распространения торможения по поезду, состоящему из 75 четырехосных полувагонов
носительными скоростями, что приводит к возникновению усилий ударного характера, действующих по направлению движения поезда.
Вторая фаза - во всех тормозных цилиндрах давления равномерно возрастают и поезд остается сжатым. Если давление в точке Рг тормозных цилиндров головных вагонов установится около 90% максимального, а в цилиндрах хвостовых давление в точке Ра, еще не превышает 25% максимального, происходит короткий, но резкий удар и оттяжка хвостовой части поезда; при давлении в хвостовых вагонах 30-40% максимального удар уменьшается и оттяжки не наблюдается. Эта фаза характеризуется наибольшими набеганиями хвостовых вагонов и реакциями в поезде. Разность тормозных усилий головной и хвостовой частей поезда на рис. 271 обозначена площадью А, Р\, Р2, Р3, Р*, Рь, Б.
Третья фаза - выравнивание давления в тормозных цилиндрах. Тормозные силы становятся максимальными и одинаковыми по всему поезду. Набегание хвостовых вагонов прекращается. Сжатые до этого ударно-тяговые приборы производят отдачу - происходит оттяжка или подергивание.
Четвертая фаза - торможение с максимальной силой. Если в головной части поезда будет избыток тормозных сил по сравнению с хвостовой частью, ударно-тяговые приборы сначала сжимаются (поезд
как бы укорачивается), а затем, когда сила сжатия ударно-тяговых приборов головной части станет больше тормозной силы хвостовой части, произойдет растяжение, т. е. оттяжка хвостовых вагонов. Такие же усилия возникают и между группами вагонов при неравномерном распределении тормозных сил.
В автосцепном устройстве подвижного состава имеются зазоры, допускающие перемещение сцепленных вагонов без сжатия их поглощающих аппаратов. Поэтому в момент торможения состав может находиться в растянутом или сжатом состоянии. Продольные усилия в растянутом поезде примерно в 3 раза превосходят усилия при аналогичных условиях в сжатом поезде.
Максимальные продольные усилия в растянутом поезде приходятся на хвостовую часть (последнюю треть состава), а в сжатом - примерно на среднюю. Зазоры в автосцепных устройствах сильно отражаются на величинах продольных усилий. Эти усилия приблизительно пропорциональны корню квадратному из величины зазоров в автосцепных устройствах.
Продольные усилия возрастают вследствие разности величин замедляющих усилий отдельных вагонов или групп вагонов особенно в длинносоставных и тяжеловесных поездах. Резкое возрастание продольных усилий в большегрузных составах может происходить вследствие недостаточной эффективности поглощающих аппаратов. В этом случае удар передается жестко на раму вагона Состояние автосцепок и аппаратов сильно влияет на величину продольных усилий. Возникающие силы отдачи зависят главным образом от степени сжатия поезда в период торможения и степени поглощения энергии в поглощающих аппаратах.
Большое влияние на величину продольных усилий оказывают форма диаграммы и время наполнения
тормозного цилиндра, а также скорость (м/с) эффективной тормозной волны
где /.--длина тормозной магистрали от локомотива до концевого крана последнего вагона, м; /,ф - время, замеряемое между давлениями 0,04-0,06 МПа в тормозных цилиндрах головного и хвостового вагонов, при которых происходит прижатие колодок к колесам и появление тормозных сил, с.
Можно считать, что продольные усилия в поезде в процессе торможения в равной степени зависят от
зазоров в автосцепных устройствах, состояния и конструкции поглощающих аппаратов, распространения торможения по поезду, характера наполнения тормозных цилиндров и скорости поезда. При увеличении времени наполнения тормозных цилиндров или скорости тормозной волны продольные усилия, возникающие при торможении, значительно уменьшаются.
По условиям прочности подвижного состава продольные усилия не должны превышать 2500 кН, а при соударении на скорости 5 км/ч - не более 2000 кН.