Уравнение движения поезда.

Общие сведения о тормозах. Основы теории торможения

В процессе движения поезда на него действуют силы, различные по своему характеру и направлению. Различают силы внешние (например, сила сопротивления движению от уклона) и внутренние (например, сила трения в моторно-осевых подшипниках). Внешние силы можно разделит на управляемые (сила тяги) и неуправляемые (силы сопротивления движению). В зависимости от соотношения управляемых и неуправляемых сил, поезд может двигаться ускоренно, замедленно или с равномерной скоростью.

Сила тяги – внешняя движущая сила, которая создается тяговыми электродвигателями локомотива во взаимодействии с рельсами. Она приложена к ободу колес в направлении движения. Для остановки поезда необходимо исключить действие силы тяги, т.е. отключить тяговые двигатели. Однако поезд продолжит движение по инерции за счет накопленной кинетической энергии и до полной остановки пройдет значительное расстояние. Чтобы обеспечить остановку поезда в требуемом месте или снижение скорости движения на определенном участке следования, необходимо искусственно увеличить силы сопротивления движению.

Устройства, применяемые в поездах для создания искусственного сопротивления движению, называются тормозами, а силы, создающие искусственное сопротивление движению, - тормозными силами.

Представим поезд в виде точки М и силы, которые на него действуют.

м

Fк

W

Вт

где М – поезд; Fк – сила тяги локомотива;

W – силы сопротивления движению поезда; Вт – тормозная сила.

Если поезд следует в режиме тяги, то на него действуют две силы. Это сила тяги локомотива Fк, которая придает поезду положительное ускорение и сила сопротивления движению, которая придает поезду отрицательное ускорение ( Fк – W ). При отключении силы тяги на поезд будет действовать только сила сопротивления движению поезда (W). При торможении на поезд действуют также две силы. Первая – это сила сопротивления движению поезда и вторая тормозная сила (-W – Вт). Тогда уравнение движения поезда запишется следующим образом:

Fу= Fк – W – Вт;

Тормозные силы и силы сопротивления движению гасят кинетическую энергию движущегося поезда которая зависит от веса поезда и скорости в квадрате.

Wк. =

Тормоза являются одним из основных устройств, обеспечивающих безопасность движения поездов.

ПТЭ установлено, что подвижной состав железных дорог должен быть оборудован автоматическими тормозами, а пассажирские вагоны и локомотивы, кроме того электропневматическими тормозами ЭПТ.

Грузовые и пассажирские поезда оборудуются фрикционными тормозами. Торможение осуществляется прижатием композиционных или чугунных колодок к поверхности катания колес. В настоящее время выпускаются пассажирские вагоны на осях колесных пар которых устанавливаются диски, к которым клещевым порядком прижимаются фрикционные накладки из композиционного материала. Такие тормоза называются дисковыми.