Буйских В.А. полный (1231186), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Эти значения подставляютсяв выражение и вычисляются соответствующие им максимально допустимые поусловиям коммутации значения . 30 Далее полученные значения токовподставляем в уравнение, после чего определяются значения ограничениятормозной силы тепловоза по коммутации. 30 Результаты расчетов сводятся втаблицу 2.3. Данная зависимость представлена кривой 3 на рисунке 2.4.Расчет ограничения тормозной силы по коммутации приведен в таблице 2.3Таблица 2.3 – Расчет ограничения тормозной силы по коммутацииV, км/ч 126 120 110 100 90 80Nкт, Н 3325,00 3300,00 3086,11 3027,78 3125,00 3222,22, А 369,44 385,00 392,78 423,89 486,11 563,89Вн, Н19425,1422150,15 25149,98 32221,11 47083,10 71274,40V, км/ч 70,00 60,00 50,00 40,00 35,42 Nкт, Н 3013,89 3000,00 3055,56 3000,00 3246,83 , А 602,78 700,00 855,56 1050,00 1283,33 Вн, Н93079,26146447,28262520,31494259,57 833809,57 Далее строиться ограничение тормозной характеристики тепловоза поусловию сцепления колес с рельсами ( 30 кривая 4 на рисунке 2.4).
Результатырасчета сводятся в таблицу 2.4.Расчет ограничения тормозной характеристики 30 по условию сцепления колес с 3050рельсами 30 приведен в таблице 2.4Таблица 2.4 – Расчет ограничения тормозной характеристики 30 по условиюсцепления колес с рельсамиV, км 30 /ч 10 20 30 40 50 60 70ψ 0,26 0,23 0,22 0,20 0,20 0,19 0,18Вн, Н 482084,53 436746,00 406776,47 385493,76 369599,08 357276,23 347442,85Производиться расчет зависимости мощности ВУ от скорости движениятепловоза ( 30 таблица 2.5). Данная зависимость представлена кривой 5 на рисунке2.4.Расчет зависимости мощности ТГ от скорости движения приведен в таблице2.5Таблица 2.5 – Расчет зависимости мощности ТГ от скорости движенияV, км/ч 35,42 40 50 60 70 80 90 100 110 120 126n, с-1 10,50 11,86 14,8217,7820,7523,7126,6829,6432,6035,5737,35E/n,Вс/об49,08 43,46 34,7728,9724,8421,7319,3217,3815,8014,4913,80Iв, А 860 740 480 340 260 220 200 190 160 150 140Р, кВт 287,56 212,91 89,5844,9526,2818,8215,5514,049,95 8,757,6251Рисунок 2.4 – Предельные тормозные характеристики тепловоза3 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ3.1 Ограниченность использования электродинамического тормозалокомотиваИзвестные на сегодняшний день примеры совместного примененияпневматического и электродинамического (рекуперативного или реостатного)торможений позволяют использовать:- полной силы электродинамического торможения (ЭДТ) совместно сограниченной силой пневматического тормоза локомотива;- либо действие полной силы пневматического тормоза локомотива безвозможности действия ЭДТ.52Такое положение объясняется опасениями возникновения чрезмерноготормозного усилия, которое может вызвать заклинивание колесных парлокомотива.
4 Колесная пара при этом не совершает вращательные движения, аперемещается юзом. Поэтому в режиме ЭДТ возбуждается катушкаэлектроблокировочного клапана ( 4 ЭБК), который перекрывает воздухопровод 4 отмагистрали вспомогательного тормоза (МВТ) к магистрали тормозныхцилиндров (МТЦ) локомотива, одновременно сообщая (МТЦ) с атмосферой.При этом исключается возможность действия пневматического тормозалокомотива, но сохраняется возможность подтормаживания состава поезда засчет служебных разрядок 4 тормозной магистрали (ТМ) с помощью кранамашиниста (КМ). На тепловозе ТЭП 70 установлен датчик-реле давления РДТЗпредназначен для сбора схемы 55 электродинамического тормоза иодновременного блокирования автоматического пневматического тормоза приэкстренном торможении и падении давления в ТМ ниже 3,0 кгс/см2.В 55 то же время действие ЭДТ полностью прекращается при снижениидавления в ТМ ниже 0,29-0,27 МПа, происходящем при разрыве поезда,разъединении концевых рукавов (открытии концевого крана), срыве стоп-кранаили экстренном торможении.
Вместе с тем, в условиях низкой эффективностипневматического тормоза создается угроза безопасности движения, которая, впринципе, могла бы быть предотвращена, как продолжением действия ЭДТ 4локомотива, так и возможностью своевременного его включения. 4Упомянутая низкая эффективность пневматического тормоза можетвозникать в эксплуатации, например:- из-за перекрытия в поезде концевых кранов ТМ. Примером можетслужить крушение с человеческими жертвами на станции Ермал в 2011 году.
Вэтой сложившейся ситуации отказал тормозной компрессор (произошла утечкавоздуха), а подставленные тормозные башмаки выбросило из-под колес вагонови локомотива;- при повышенных утечках сжатого воздуха по ТЦ вагонов в условияхнизких температур (снижение эластичности уплотнительных манжет) и так53далее, заставляющих машиниста применить экстренное торможение, (как этоимело место, например, по станции Каменской в 1987 г., Гурская 2012 г., –перекрытие машинистом комбинированного трехходового крана в режимдвойной тяги.
Причем крушение не предотвратили комплексное локомотивноеустройство безопасности (КЛУБ–7). Так же столкновение электропоезда вгрузовой поезд 2017 г.Кроме того, резкое прекращение действия ЭДТ, например, из-за экстреннойразрядки ТМ вызывает нежелательные продольно-динамические реакции всоставе поезда. Особенно в составах с 240 и более осей.До последнего времени, за исключением опытного тепловоза 2ТЭ121никаких технических решений, направленных на устранение отмеченныхнегативных факторов, не предлагалось.Проведенный анализ имеющихся технических предложений по локализациипоследствий возникновения рассмотренной нештатной ситуации, вызывающихвозможность появления срывов безопасности движения за счет снижениятормозной эффективности локомотива (поезда) свидетельствует о том, что ихиспользование не обеспечивает, в должной мере, рациональности решений,либо требуют существенных материальных затрат.3.2 Положение об эффективного торможенияРяд эксплуатируемых серий магистральных локомотивов, помимопневматических тормозов – автоматического (АТ) и вспомогательного (ВТ),оснащен и электродинамическим тормозом (ЭДТ) – рекуперативным илиреостатным.Использующийся алгоритм действия отмеченных тормозныхсредств предусматривает возможность их реализации в следующих вариантах:- индивидуальное действие АТ и ВТ, порознь или совместно;- автоматическое действие ЭДТ;- совместное действие ЭДТ и ВТ при условии ограничения давления в ТЦлокомотива уровнем, не превышающим 0,15 МПа;- совместное действие ЭДТ и АТ при условии сохранения остаточного54уровня давления в ТМ не ниже 0,29-0,27 МПа при снижении давления темпоммягкости.
То есть необходимость срабатывания тормозов в данном диапазонедавлений и недопущении дальнейшего истощения пневматической системы;- прекращение действия ЭДТ и 4 невозможность его приведения в действие в 4случаях снижения давления в ТМ 0,29-0,27 МПа или наличия давления в ТЦлокомотива свыше 0,15 МПа.Такие ограничения действия ЭДТ объясняют опасениями возникновениячрезмерного тормозного усилия, которое может вызвать заклинивание колесныхпар локомотива – юз.
4Вместе с тем, из-за низкой эффективности АТ (например, из-за перекрытияконцевых кранов ТМ, при повышенных утечках сжатого воздуха по ТЦ вусловиях низких температур и т.п.) может создаваться угроза безопасностидвижения, которая, в принципе, могла бы быть предотвращена 4 либопродолжением действия ЭДТ, 4 либо возможностью своевременного еговключения.
Иными словами, имеет место недоиспользование имеющегосяуровня тормозооснащенности 4 магистральных локомотивов.3.3 Повышение эффективности тормозов локомотиваПредлагаемая система объединенного действия электродинамического ипневматического тормозов обеспечивает полное использование имеющегосяуровня тормозооснащенности магистральных локомотивов без повышениявероятности возникновения юза колесных пар. Работы объединенной системыпредусматривает:- продолжение действия или возможность приведения в действие ЭДТсовместно с АТ вне зависимости от уровня давления в ТМ;- продолжение действия или возможность приведения в действие ЭДТограниченной мощности в случае повышения давления в ТЦ локомотива свыше0,15 МПа.Целесообразность использования объединённых тормозов может бытьоценена сравнением эффективности действия имеющихся тормозных средств 455локомотива при 4 реализации использующегося и предлагаемого алгоритмов.Тормозная сила локомотива при действии пневматического тормоза можетбыть подсчитана по выражению:Впт=1000NКд кд кгс ; (3.1)Kд=10-3Y рп(0,785PтцDтц2тц-Fпр)mк ; (3.2)Fпр=Fпс-zh.
(3.3)Для чугунных тормозных колодоккд=0,6(16Kд+100)(v+100)/[80Kд+100)(5v+100)], (3.4)где N – число тормозных колодок, шт;Kд – действительное нажатие на тормозную колодку, тс;Y – передаточное отношение тормозной рычажной передачи одного ТЦ;рп – коэффициент потерь на трение в рычажной передаче;Pтц – давление в ТЦ, кгс/см2;Dтц – диаметр ТЦ, см;тц – КПД тормозного цилиндра;Fпр – усилие оттормаживающей пружины ТЦ, кгс; 57Fпс – усилие предварительного сжатия отпускной пружины ТЦ, кгс;z – 57 жесткость отпускной пружины ТЦ, 37 кгс/ 57 см;h – средний ход штока тормозного цилиндра при торможении, см;mк – количество тормозных колодок, действующих от одного 96 ТЦ;кд – действительный коэффициент трения тормозных колодок;v – скорость движения, км/ч.В свою очередь, тормозная сила при действии ЭДТ может быть определенапо его характеристикам, представленным в Правилах тяговых расчетов илируководстве по эксплуатации конкретного локомотива.
Представленные (вкачестве примера) в таблице 4.1 величины тормозных сил электровоза серии56ВЛ80 получены для условий:- действия пневматического автоматического тормоза при давлениях втормозных цилиндрах и следующих исходных данных: N=32; Y=7,13;рп=0,85; Dтц=25,4 см; тц=0,98; Fпс=51 кгс; z=3,2 кгс/см; h=8 см; mк=4;- действия электрического тормоза полной мощности определенного поимеющимся тормозным характеристикам [4,6,11];- действия рекуперативного тормоза ограниченной мощности 10 тс, котораясоответствует позиции «ПТ» («Предварительное торможение») тормозного вала(переключателя) контроллера машиниста.Построенные на основе данных таблиц 3.1, 3.2 тормозные характеристикиэлектровоза серии ВЛ80 при раздельном и объедененном действиипневматического и электродинамическим тормозов (рисунок 3.1-3.3).Значение тормозной силы электровоза ВЛ80 при действии пневматическоготормоза приведено в таблице 3.157Таблица 3.1 – Значение тормозной силы электровоза ВЛ80 при действиипневматического тормозаV,км/чТормозная сила (Впт), кгсДавление в ТЦ (Ртц), кгс/см21,5 2,5 4,05 10234 15129 2058910 9038 13208 1797515 8101 11836 1610720 7397 10806 1470725 6849 10006 1361730 6411 9366 1274635 6052 8842 1203340 5753 8405 1143845 5500 8036 1093650 5283 7719 1050455 5096 7444 1013160 4931 7204 980465 4786 6992 951670 4657 6804 926075 4542 6636 903080 4438 6484 8824Тормозные силы при рекуперативном и объединенном тормозе приведены втаблице 3.2Таблица 3.2 - Тормозные силы при рекуперативном и объединенном тормозеV, км/ч РекуперациямаксимальнаВртмак, кгсРекуперацияминимальнаяВртмин, кгсОбъединенныетормозаВртмак+Впт1.5,кгсОбъединенныетормозаВртмин+Впт4.0,кгс123455 6300 10200 16534 3058910 22381 10200 31419 2797515 14323 10200 40244 2610720 41905 10200 49302 247075859Окончание таблицы 3.225 40476 10200 47325 2361730 39318 10200 45729 227461234535 38182 10200 44234 2203340 37273 10200 43026 2143845 36363 10200 41863 2093650 35568 10200 40851 2050455 34886 10200 39982 2013160 34091 10200 39022 1980465 33636 102000 38422 1951670 31932 10200 36589 1926075 29773 10200 34315 1903080 27907 10200 32345 18824По данным таблиц 3.1-3.2 строим три графика зависимостей: Вт=f(V) длявыполнения анализа эффективности и безопасности (юз) объединённыхтормозов (рисунок 3.1-3.2).Рисунок 3.1 – Зависимость тормозной силы локомотива от уровня давления воздуха в ТЦ60Рисунок 3.2 – Зависимость тормозной силы при рекуперации от скоростиРисунок 3.3 – Зависимость тормозной силы объединенных тормозов от скоростиАнализ полученных данных рисунка 3.1 позволяет сделать вывод:- предельная тормозная сила электровоза при действии 4 пневматическоготормоза с максимальным уровнем давления в 4 тормозных цилиндрах 4,0 кгс/см2при 37 скоростях движения более 9 км/ч существенно меньше максимальной 461тормозной силы 4 рекуперативного тормоза (рисунок 3.2) имеющее место присуществующем 4 порядке действия 4 тормозных средств электровоза 4 ВЛ80.Прекращение действия рекуперативного тормоза в режиме экстренноготорможения, нерационально, так как ведет к снижению уровня использованияимеющейся тормозооснащенности электровоза.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
