Гальмівним шляхом називається відстань, яку проходить поїзд з моменту постановки ручки КРМ (або стоп крана) в гальмівне положення і до повної зупинки. Вимірюється при екстреному становищі.
На гальмівний шлях основний вплив роблять наступні фактори:
· Швидкість поїзда на початку гальмування;
· Стан колії та погодні умови;
· Маса і довжина поїзда;
· Забезпечення поїзда гальмами і тип гальмівної системи;
При розрахунках гальмівний шлях умовно ділять на дві частини:
1) Підготовчий гальмівний шлях. Приймається, що за час проходження підготовчого шляху гальма в дію ще не прийшли.
2) Дійсний гальмівний шлях. Приймається, що все гальма складу починають діяти одночасно і з максимальною силою.
Для прискорення розрахунків складені номограми (або таблиці) гальмівних шляхів пасажирських і вантажних поїздів при екстрених гальмуваннях з різних швидкостей руху для спусків різної крутості залежно від розрахункового гальмівного коефіцієнта.
Залежність між дійсною і розрахункової силами натискання ТК.
Між дійсною силою натискання ТК і розрахункової існує певна залежність. Щоб підрахувати величину розрахункової сили натискання, по якій визначається забезпеченість поїзда гальмами, необхідно знати дійсну силу натиснення.
Дійсна сила натискання визначається розміром ТЦ, тиском повітря в ньому, зусиллям відпускної пружини, передавальним числом ТРП.
Щоб за наявним значенням дійсної сили натискання ТК знайти розрахункову силу, можна скористатися готовими формулами. У ряді випадків зручніше користуватися графіками, складеними за цими формулами.
Для експлуатованого рухомого складу з автоматичними гальмами прийняті певні розрахункові сили натискання ТК (в перерахунку на чавунні) на вісь пасажирських і вантажних вагонів (наведені в Інструкції ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ / 277).
Щоб здійснити гальмування необхідно знизити тиск в ТМ на задану величину певним темпом.
Розрізняють такі темпи зниження тиску в магістралі:
1) Темп м'якості - зниження тиску з 0,5 до 0,4 МПа відбувається за час 120 - 300 з темпом 0,02 - 0,05 МПа за 60 сек. При такому темпі гальма в дію приходити не повинні.
2) Темп службового гальмування - зниження тиску з 0,5 до 0,4 МПа відбувається за 2,5 - 10 с, темпом при 0,01 - 0,04 МПа / с. Застосовується для регулювання швидкості руху поїзда і зупинки його в певному місці.
3) Темп екстреного гальмування - зниження тиску з 0,5 до 0,4 МПа відбувається не більше, ніж за 1,2 с, темпом 0,08 МПа / с і вище. Застосовується, якщо потрібно негайно зупинити поїзд.
Для управління гальмами використовується три види хвиль:
1) Повітряна хвиля - являє собою імпульс початку руху частинок газу в трубопроводі після того, як буде відкрито повідомлення ТМ з атмосферою.
Часом гальмівної хвилі tв називається час з моменту постановки ручки КРМ в гальмівне положення до початку надходження повітря в ТЦ останнього вагона. Швидкість гальмівної хвилі - це частка від ділення довжини ТМ L на час t в.
Швидкість гальмівної хвилі в значній мірі впливає на поздовжні зусилля в поїзді при гальмуванні.
Швидкість поширення гальмівний хвилі залежить від:
· Чутливості і конструкції ВР;
· Аеродинамічного опору ТМ;
· Температури навколишнього повітря.
Часом відпускної хвилі називається час з моменту постановки ручки КРМ в відпускний положення до початку випуску повітря з ТЦ останнього вагона.
Швидкість поширення відпускної хвилі залежить від:
· Зарядного тиск в ГР при відпустці;
· Розміру прохідного перетину в КРМ;
· Часу повідомлення ГР з ТМ;
· Величини опору повітропроводу;
· Величини витоків з магістралі і ТЦ;
· Темпу підзарядки ЗР при відпустці.
Керованість гальма - це його маневреність, здатність швидко і чітко здійснювати всі гальмівні процеси.
Плавність гальмування залежить від часу і характеру наповнення ТЦ, швидкості поширення гальмівний хвилі, жорсткості поглинаючих апаратів автозчеплення, правильності управління гальмами і т.п.
1) Фрикційне - сили тертя створюються безпосередньо на поверхні кочення коліс рухомого складу або на спеціальних дисках, жорстко пов'язаних з колісними парами: колодкові і дисковий (рисунок 1.3).
а - колодкові; б - дисковий.
Малюнок 1.3 - Види фрикційного гальмування
2) Електричне (реверсивний) - здійснюється перемиканням тягових двигунів на режим генераторів: рекуперативного і реостатне (рисунок 1.4).
Малюнок 1.4 - Освіта гальмівної сили при електричному гальмуванні
3) Магніторельсовое - досягається впливом черевиків з електромагнітами на рейки; застосовується на трамваях і високошвидкісних складах (рисунок 1.5).
Малюнок 1.5 - Магнітно-рейковий гальмо для високошвидкісного складу
Типи гальмівних колодок:
· Чавунні стандартні (локомотиви, пасажирські вагони);
· Композиційні (вантажні вагони; пасажирські вагони при швидкостях 120 - 160 км / ч);
· Металокерамічні (розроблені, але не застосовуються);
Особливості чавунних фосфористих ТК (в порівнянні з чавунними стандартними ТК):
- більш високі значення коефіцієнта тертя;
- приблизно вдвічі підвищена зносостійкість;
- мають підвищену крихкість.
Особливості композиційних ТК (в порівнянні з чавунними стандартними ТК):
- мають приблизно в 3 рази більшою зносостійкістю;
- збільшена робота сил тертя;
- мають гіршу теплопровідність.
Схема класифікації гальм представлена на малюнку 1.6.
Малюнок 1.6 - Схема класифікації гальм
Стоянкового гальма обладнані локомотиви, пасажирські вагони і частина вантажних вагонів. Застосовуються для утримання рухомого складу на місці під час стоянки.
Пневматичними гальмами оснащений весь рухомий склад залізниць з використанням стисненого повітря. Є основним видом гальма.
ЕПГ обладнані пасажирські локомотиви і вагони, а також електропоїзди, дизель-поїзди і дизель-електропоїзда.
Електромагнітні гальма застосовуються на залізничному транспорті як допоміжні до електропневматичним і електричним гальмах.
Електричним гальмом (реверсивним) обладнані електровози, електропоїзди та інші види рухомого складу.
Основним гальмом на залізничному рухомому складі є пневматичний.
1) По реакції на розрив магістралі:
· Автоматичні - спрацьовують на гальмування при розриві поїзда і зупиняють се його розірвалися частини без долі машиніста;
· Неавтоматичні - при розриві поїзда не гальмують, а будучи в загальмованому стані дають відпустку.
2) За здатністю заповнювати витоку в ТЦ і ЗР:
· Прямодействующий (невичерпний) - при перекриші зв'язок ГР і ЗР, а також ТЦ на кожній рухомий одиниці не рвуться і все витоку заповнюються;
· Непрямодействующій (істощімих) - зв'язок ГР з ЗР і ТЦ при перекриші порушена і зниження тиску в ЗР, а також не компенсується з ГР.
3) За характеристикою дії:
· Нежорсткі (м'які) гальма. Працюють з будь-якого зарядного тиску і не вимагають спеціальної настройки під рівень усталеного поїзного тиску, яке залежить від довжини ТМ і витоків в ній. На темп м'якості не реагують, володіючи певною нечутливістю до природних коливань тиску в ТМ. Для повного відпустки гальма досить підвищити тиск в ТМ після гальмування на 0,02 - 0,03 МПа. Така відпустка називають «легким». Їм мають всі пасажирські ВР і вантажні на «рівнинному» режимі роботи.
· Напівжорсткі. Мають ті ж властивості, що й нежорсткі, але кожної величиною зростання тиску в ТМ відповідає певна ступінь відпустки в ТЦ. Повний же відпустку настає практично при відновленні зарядного (поїзного) тиску. Така відпустка називають «важким» або «ступінчастим». Їм мають вантажні ВР на «гірському» режимі роботи.
· Жорсткі. Налаштовуються на певний рівень зарядного і поїзного тиску в ТМ. При зміні тиску в ТМ будь-яким темпом встановлюють відповідний тиск в ТЦ. Застосовуються на кар'єрному транспорті (при спусках понад 40 ‰).
Робота автоматичних гальм розділяється на наступні процеси:
1) Зарядка - магістраль і ЗР під кожною одиницею рухомого складу заповнюються стисненим повітрям.
2) Гальмування - проводиться зниження тиску повітря в магістралі вагона або всього поїзда для приведення в дію ВР і повітря з ЗР надходить в ТЦ. Останні пускають у хід ТРП, яка притискає колодки до коліс.
3) перекришу - після зробленого гальмування тиск у магістралі і ТЦ не змінюється.
4) Відпустка - тиск в магістралі підвищується, внаслідок чого ВР випускають повітря з ТЦ в атмосферу, одночасно проводиться підзарядка ЗР шляхом повідомлення їх з ТМ.
На малюнку 1.7 представлені процеси, що протікають в ТМ і ТЦ вантажного поїзда.
Малюнок 1.7 - Зміна тиску в різних режимах роботи автоматичних гальм