Введение к работе
Актуальность темы. Перед железнодорожным транспортом в текущей пятилетке стоит задача полного удовлетворенпл потребностей народного хозяйства и населения страны в перевозках. Разрабатывается Программа технического перевооружения и модернизации гчадозных дорог СССР v. 1991-2000 годах. Однш из направления программы является создайте и реализация интенсивных комплексных технологий перевозочного процесса на основе повышения среднего веса поезда и скоростей движения.
При существующем автотормозном и автосцепном оборудовании предатьняя длина состава из груженых вагонов с тягой с головы поезда ограничивается 100 четырехосными вагона и массой 9 -- 10 тыс. тонн. На ряде участков железных дорог с цель?) увеличения длины поездов, снижения продольных усилий, исходя из условий формирования,практикуется вождение грузовых поездов с рассредоточенные по длине локомотивами. В данных условиях необходимо рассматривать особенности использования для поездов действующих методов тормозных расчетов, при этом должны быть учтены условия, связанные с обеспечением безопасности движения таких поездов.
Особое место долнно быть отведено исследованиям факторов, влиятнх кя расположение по поезду локомотивов с позиций уменьшения продольных усилил как по создаваемой в кеядом из соединенных поездоз удельно:: тормозной силе, так и по условиям газодинамических процессор, характерных для тормозной магистрали с распределенными па раметрамл.
Приборы управления тормозами подеикного состава должны обладать свойства::л восприятия дистанционно передаваемых команд
с ведущего локомотива и преобразования их в соответствующие уровни а темпы повышения или понижения давления в тормозной магистрали, что необходимо при синхронизации управления тормозами соединенного поезда, состоящего из составов с сообщенными или разобщенными тормозными магистралями. Синхронизация работы приборов управления при рассредоточении локомотивов является гарантией безопасности движения поездов в тормозных рейсах.
Широкая эксплуатация соединенных поездов с автоматизированной системой дистанционного управления решает следующие задачи: сокращение локомотивных бригад и высвобождение секций локомотивов ; увеличение участковых скоростей движения грузовых поездов на грузонапрякенных двухпутных и всех однопутных линиях; повышение ходовых скоростей пассаяирских поездов; обеспечение условий устойчивого выполнения перевозок при регулярном машинном техническом обслуживании постоянных путевых устройств; снижение капитальных затрат как на путевое развитие станций, так и на сооружение дополнительных главных путей.
При определении значений массы и дайны поезда долины учитываться факторы неистощимости тормозов, величин динамических усилий и тормозной атхВектпвностя с учетом степени плотности тормозной сети. Вопросы плотности тормозной сети рассматриваются исходя из равномерного распределения потребителей сжатого воздуха в сочетании с местными неплотностями и сопротивлениями. Факторами, влияпщиш на тормозную эффективность, ятіляются: скорость распространения тормозной воліч:, величины делений е тормозных цилиндрах, фрикцмо;шые характеристики тормозных колодок, количество выключенных воздухораспределителей, выходы штоков тормоз-;::": зтилкндроз и состояние рычажной передачи. Тормозная эффектив-яосїч. зависит от времени подзарядки горнозпой сети до давления,
обеспечивающего нормальную величину давления в тормозных цилиндрах. С целью повышения плотности воздухопроводов проводятся мероприятия по использовании сворной тормозной магистрали, рукавов повышенной прочности, уплотнителей на основе мастик "гер-метик". В неблагоприятных ре-.иглах торможения в тоездах могут возникать продольно-динамические усилия, величины которых не должны превышать допускаемых по условиям прочности подвижного состава л сохранности груза. В эксплуатации может возникать необходимость Сформирования и введения грузовых поездов большей массы и длины, чем это позволяют рассмотренные выше условия. Для этого в тормозную систе?лу поезда вводится еще один источник питания и разрядки. Управление кранами машиниста при этом должно осуществляться по радио с дополнительной передачей информации о тормозных ппцессах через тормозную магистраль. Такой подход к решению проблемы увеличения массы и длины поездов представляется оправданным.
В развитие науки о торможении поездов и создание тормозной техники большой вклад внесли Ь.П.Петров, В.Ф.Егорченко, Б.Л.Кар-ванкий, В.М.Казаринов, Д.Э.Кэр.шнский, В.Г.Иноземцев, П.Т.Гребе-нюк, В.Ф.Ясенцев, Ф.П.Казанцев, И.КЛ.!атросов, В.И.Крылов, Е.В. Клыков.
Наибольшее развитие на,ука о динамике поезда получила благодаря работам Н.Е.Жуковского, В.А.Лазаряна. Их идеи нашли отражение в исследованиях, выполненных С.В.Вертинским, Е.П.Блохияым, Н.А.Нянькиным. П.Т.Гребензоком, С.В.Дуваляном, Л.АЛанашкияым, Ю.МЛеркашияым, Г.В.Костиным, Е.Л.Стамблером и др.учеными.
Вопросами разработки устройств и методов управления тормозами в области организации движения соединенных поездов занима-лись Н.А.Албегов, В.П.Терещенко, Г.Н.Завьялов, М.Д.Фокин, З.ЇЇ.
- є -
Фомченков, И.Г.Левин, А.Ф.Горин, В.В.Крнлов, Л.В.Козшлн, Н.С.Буїшков, В.П.Цицаркин, Д.И.Моховиков, Е.И.Кузьмина, Ю.В.Зыков, М.Е.Итин, В.Н.Захаров, А.В.Казаршшв, В.Е.Попов, В.Н.Мур-тазин, Е.И.Жироухов и другие специалисты и ученые.
Цель таботы. Исходя из актуальности задачи целью диссертационной работы является исследование и разработка приборов и методов управления тормозами в соединенных поездах. Эта цель достигается исследованием факторов, влияющих на месторасположение локомотивов .по длине поезда и включает в себя разработку методики определения рациональных величин ступеней торможения в соединенном поезде при различных уклонах пути, скоростях, типах тормозных колодок, теоретическое исследование газодинамических процессов в тормозной магистрали с распределенными параметрами при наличии в поезде дополнительных источников сяатого воздуха, совершенствование, методики определения тормозных нормативов и разработку и экспериментальные исследования новых приборов управления тормозами в соединенных поездах.
Методика исследования. При рассмотрении теоретических вопросов и решениях задач с использованием уравнений для вязкой снимаемой жидкости в цилиндрической трубе применялись методы математического анализа и вычислительная техника. В экспериментальных исследованиях использовалась групповая испытательная станция с пневматической тормозной сетью поездов массой до 16,0-18 тыс.т и длиной до 2700 м, экспериментальное кольцо ВН/ШТ, эксплуатационные участки сети келезных дорог и парк локомотивов и вагонов.
Научная новизна. На основе проведенных исследований и анализа отечественных и ззрубекных устройств управления тормозами соединенных грузовых поездов определены принципы построения и
сформулированы технические требования к кранам машиниста дистанционного типа, отвечающим условиям эксплуатации. Исследования переходных режимов при синхронизации и расскнхронизации процессов управления тормозам! в соединенном поезде позволили выработать логические узлы для различных схем стыковки устройств передачи информации и кранов машиниста №408, #446 и блока #046 с обес -печением замезеш:я сигналов телеуправления по тормозной магистрали. Рассмотрены процессы газовой динамики пневматической сети с распределенными параметрами, учитывающие дополнительные источники питания в составе поезда, рациональное расположение которых определяет выравнивание темпов изменения давления по длино магистрали соединенного поезда. Построены номограммы для определения рекима торможения второго поезда из условия равенства тормозных коэффициентов соединенных поездов с учетом профиля пути, скорости и типа колодок. Разработана методика определения времени подготовки тормозов к действию при наличии в поезде рассредоточенных локомотивов. Разработаны устройства, обеспечивающие автоматическую корректировку величины выдержки сверхзарядного давления в тормозной магистрали в зависимости от величины снижения давления при торможении, что обеспечивает ускоренный отпуск тормозов в хвостовой части длияносоставного поезда.
Практическая ценность и реализация работы. Полученные в работе данные яеились основой для комплексного решения проблемы совершенствования управления тормозами соединенных поездов с использованием кранов машиниста в системе CMETP. Научные положения подтверждены практическими исследованиями, выявившими преимущества цистанцпонного управления локомотивами в тормозных режимах при зинхрокном управлении. Результаты работы использованы при разработке инструкций по организации обращения соединенных поездов.
рекомендаций по корректировке методики тор.:озных расчетов, инструкций по эксплуатации тормозов подвижного состава, ряда проектов промышленности на приборы управления тормозами, а также проектов ШС на модернизацию различных типов локомотивов. Разработанные устройства эксплуатируются на ряде железных дорог, а также используются на п/о Трансмаш Минтяжаша. Ояидаемый экономический эффект от внедрения блока дистанционного управления на полигоне вождения поездов повышенного веса составляет 1,6 тыс.руб. на один локомотив.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены и обсукдены на научно-техническом совете отделения автотормозного хозяйства BHJfrET; сетевой школе "Организация движения соединенных поездов" (Ртищево, IS7I г.); межвузовской конференции "Разработка и исследование автоматических и дистанционных уст -ройств управления подвижным составом" (Свердловск, УрЗЛИИТ, 1975г.) ; технико-экономическом совете Восточно-Сибирской жел.дор.(Иркутск, 1973 г.); сетевой школе "Обмен передовыми методами вождения тяжеловесных и длинносоставных поездов" (Лянгасово, 1984г.) ; сетевой школе "Изучение опыта повышения провозной способности линий за счет увеличения среднего веса грузового поезда" (Челябинск,1987г) ; технико-экономическом совете Целинной яел.дор. (Целиноград,1990г),
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ и получено 16 авторских свидетельств. Список важнейших работ прилагается.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения, Основная часть работы содеркит 151 страницу машинописного текста и 70 страниц иллюстраций. Список литературы включает 118 наименований. В приложе-
шія приведены документы об использовании выполненных разработок.
