Повышение эффективности тормозных средств грузовых поездов при оптимальном использовании сцепления колес с рельсами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Казаринов, Александр Валентинович

• Казаринов, Александр Валентинович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Казаринов, Александр Валентинович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛЙЯЩИЕ НА. НЕОБХОДИМ УРОВЕНЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЗНЫХ СРЕДСТВ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГРУЗОВЫХ ПОЕЗДОВ.

1.1. Определение уровня максимальных скоростей и осевых нагрузок грузовых поездов на перспективу.

1.2. Определение требуемых расчетных тормозных коэффициентов и удельных тормозных сил грузового подвижного состава.

1.3. Зависимость показателей тормозной эффективности от параметров тормозного оборудования.

1.4. Пути повышения эффективности тормозных средств грузовых вагонов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности тормозных средств грузовых поездов при оптимальном использовании сцепления колес с рельсами»

Создание материально-технической базы коммунизма связано с неуклонным ростом производства продуктов промышленности и сельского хозяйства. Быстрый рост строительства, производства промышленной продукции, а также продуктов сельского хозяйства приводит к непрерывному увеличению объема грузов, подлежащих перевозке. Так, например, грузооборот по всем видам транспорта увеличился в 1980 году по сравнению с 1976 годом с 4958,8 млрд, ткм до 5864,0 млрд, ткм. При этом на долю железнодорожного транспорта падает более 58 % перевозимых транспортом СССР грузов [1.2] . В связи же с освоением новых районов страны и вводом в эксплуатацию Байкало-Амурской магистрали следует ожидать еще более интенсивного увеличения как грузовых, так и пассажирских перевозок.

В настоящее время повышение грузооборота железных дорог СССР более чем наполовину осуществляется за счет роста размеров движения и веса (массы) грузовых поездов. Пропускная способность и размеры движения в значительной степени зависят от величины максимальной допустимой скорости на участках и направлениях железных дорог в целом.

На железных дорогах СССР допускается обращение грузовых поездов с максимальными скоростями движения до 90 км/ч. С максимальной скоростью до 100 км/ч следуют поезда, сформированные из порожних вагонов. Однако, этот уровень уже сейчас является недостаточным. Как показали исследования [ 3 ] , на ряде линий в перспективе целесообразно еще выше поднять скорость следования грузовых поездов, что практически можно обеспечить только при максимальной скорости движения порядка 100-120 км/ч. Те же исследования доказали экономическую целесообразность выделения особой группы грузовых поездов - скоростных, а на более отдаленную перспективу - грузовых экспрессов с максимальной скоростью движения до 140 км/ч. Выполненные во ВНИИЖТе совместно с Гипротранс-ТЭИ исследования [4 J позволили установить эксплуатационную и экономическую эффективность повышения максимально допустимой скорости движения грузовых поездов на сети железных дорог в условиях, близких к прогнозируемым на перспективу.

Решению задачи повышения грузоборота железных дорог в значительной степени способствует увеличение веса (массы) грузовых поездов. На практике это осуществляется как при росте длины поезда, так и при повышении его погонной нагрузки на железнодорожный путь. Оба варианта требуют достаточно серьезных технических и организационных решений, однако при удачном осуществлении их оказываются достаточно эффективными. Проведенные во ВНИИЖТе теоретические исследования, подтвержденные многочисленными испытаниями на Московской, Приволжской, Целинной, Западно-Сибирской и других дорогах, показали возможность и целесообразность эксплуатации грузовых поездов повышенной длины и веса.

За 1982 год только на Московской железной дороге проведено к более 2,5 тысяч грузовых поездов массой до 10 тыс. тонн. Годовой экономический эффект на дороге от пропуска таких поездов составляет около 42,7 млн.руб. [б].

Увеличение погонной нагрузки поезда модет быть достигнуто путем расширения сферы применения большегрузных вагонов (например, 8-ми осных) а также повышением допустимой осевой нагрузки, то есть, загрузки нетто эксплуатируемых в настоящее время обычных четырехосных грузовых вагонов.

В свете постановлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР, обеспечивающих развитие железнодорожного транспорта, а также ряда распоряжений МПС, одной из важнейших задач, стоящих перед транспортом в настоящее время и на перспективу, является повышение безопасности движения поездов, обеспечение которой в значительной степени зависит оФ автотормозов и автотормозного х-ва.

Тормозной путь поезда при прочих равных условиях пропорционален движущейся массе и квадрату начальной скорости торможения, С целью обеспечения безопасности движения поездов, особенно при увеличенной их массе и скорости движения, желательно иметь возможно меньшие величины тормозных путей, что означает необходимость повышения мощности их тормозных средств (тормозной эффективности), Проблема повышения эффективности тормозных средств подвижного состава находилась в центре внимания специалистов практически в течение всей истории развития железнодорожного транспорта. На решение этой проблемы были направлены исследования в области создания новых тормозных приборов и фрикционных узлов, совершенствования механического тормозного оборудования, разработки устройств автоматического действия, контролирующих работу тормозов и величину тормозной силы в зависимости от изменения внешних условий. Прежде всего следует остановиться на фундаментальных теоретических исследованиях отечественных ученых: В.Ф.Егорченко, Б.Л.Карвацкого, В.М.Казаринова, Д.Э.Карминского, Б.Г.Иноземцева. Значительный вклад в развитие эффективного и быстродействующего тормоза подвижного состава внесли Ф.П.Казанцев, И.П.Матросов, Н.А.Албегов, М.Д.Фокин, В.Ф.Ясенцев, Е.В.Клыков, В.И.Крылов. Всесторонние исследования и широкое внедрение получиж композиционные тормозные колодки, разработанные под руководством В.Г.Иноземцева и Л.А.Вуколова. Теоретические и практические исследования методов вождения тяжеловесных поездов с учетом возникновения продольных усилий при торможении выполнены

В.А.Лазаряном и П.Т.Гребенгоком.

За последние десятилетия большой вклад в развитие тормозной техники внесли Ростовский, Хабаровский, Ленинградский, Днепропетровский и Московский институты инженеров железнодорожного транспорта, Московский и Первомайский заводы "Трансмаш".

Научно-технический прогресс в последнее время особенно заметен и в автотормозном хозяйстве. Техническое его перевооружение идет буквально по всем параметрам. Широкое применение получает электрическое торможение локомотивов, однако основным тормозом, обеспечивающим безопасность движения поездов, по-прежнему является фрикционный тормоз, использующий для создания тормозного эффекта силу сцепления колес с рельсами. Таким образом, именно сцепление и уровень его использования (по отношению к максимально возможному для данных условий) являются основными факторами, определяющими тормозную эффективность поезда.

Условия сцепления колес подвижного состава с рельсами были исследованы в целом ряде работ отечественных и зарубежных авторов. Еще в XIX веке Л.Пуаре, Д.Гальтоном были получены опытные зависимости силы сцепления от скорости и состояния поверхности рельсов. Позднее Г.Фаулер, Метцков, Л.К.Силкокс и др. уточнили и расширили представление о сцеплении. Обширные исследования были выполнены Е.Куртиусом и А.Книффлером в 1950 г., а также несколько позднее I,Мюллером, Эндрюсом, Е.Г.Краф-том, Г.Вебером. В 60-е годы вопросами сцепления колес с рельсами занимаются Ф.Т.Варвелл, Тросс, К.Крафт, А.Колжнз, К.Прит-чард и другие ученые.

В отечественных трудах проблема сцепления разрабатывалась В.Ф.Егорченко, Б.Л.Карвацким, В.М.Казариновым, Д.Э.Карминским,

Л.А.Вуколовым, Л.М.Пыжевичем. В последние годы интенсивные исследования в этом направлении ведутся МИИТом (И.П.Исаев, Ю.М.Лужяов), РИИЖТом, ВНИЙЖТом и другими организациями.

Многочисленные исследования процесса сцепления колес с рельсами преследовали две основные цели: установить физическую картину явления и практически оценить величину коэффициента сцепления применительно к Данным условиям. Ведущее место занимало определение зависимости максимальных, минимальных или средних значений коэффициента сцепления от скорости движения, осевой нагрузки и других параметров. Детерминированные зависимости, в которых были представлены результаты многолетних исследований, послужили основой для определения тяговых и тормозных характеристик при эксплуатации подвижного состава. До тех пор, пока возможная сила сцепления колеса с рельсом использовалась не полностью, полученные зависимости в значительной мере отражали сущность происходящих между колесом и рельсом явлений. Применение их в практике расчета и проектирования подвижного состава было вполне оправдано. Однако, с появлением новых, более мощных тормозных средств, и, в особенности, тормозных колодок с повышенным коэффициентом трения возникла необходимость изыскания способов наиболее полного использования возможной силы сцепления колес с рельсами.

В силу физической природы процесса создания тормозной силы устройствами, использующими сцепление колеса с рельсом, на практике всегда имеет место определенная величина проскальзывания колеса относительно поверхности рельса. Учитывая возможное загрязнение головки рельса, а также естественные характеристики пар трения ( зависимость тормозной силы от величины проскальзывания), это создает определенную вероятность перехода проскальзывания в устойчивое скольжение, т.е. заклинивания колеса. Поэтому при анализе возможностей повышения эффективности тормозных средств подвижного состава необходимо учитывать также и связанное с ним увеличение вероятности заклинивания колесных пар при торможении.

С учетом рекомендуемой на основе всесторонних исследований величины этой вероятности определяются оптимальные условия сцепления колес с рельсами для перспективных условий. Для выявления оптимальных условий сцепления надо найти достаточно простые и надежные критерии оценки оптимальности; кроме того, одновременно необходимо разработать мероприятия, обеспечивающие создание этих условий в эксплуатации.

Так как на процесс сцепления влияют независимо друг от друга многочисленные факторы, для исследования его целесообразно использовать методы теории вероятности, которые компенсируют недостаточное знание характера процессов и невозможность строгого учета конкретных законов изменения каждого фактора закономерностями их массового проявления.

Основой для применения такого метода должен являться достаточно большой объем экспериментальных данных по измерению коэффициента сцепления колес с рельсами в режимах торможения непосредственно в условиях эксплуатации. Это позволит оценить состояние поверхности рельсов и закономерности распределения участков с номижеяным сцеплением; выявить причины такого понижения и принять соответствующие меры для его стабилизации; определить степень использования максимально возможного коэффициента сцепления, а также, с учетом возможной вероятности заклинивания, найти оптимальный уровень реализуемого коэффициента сцепления. Для перспективного подвижного состава различного назначения проведение указанных мероприятий позволит дать рекомендации об оптимальной величине расчетного коэффициента сцепления, а также научно обосновать исходные нормы нажатия тормозных колодок и режимов наполнения тормозных цилиндров вагонов.

Окончательная оценка рекомендуемых мероприятий по повышению эффективности тормозных средств с учетом оптимального использования сцепления должна выполняться путем проведения технико-экономических расчетов рассматриваемых вариантов.

Целью данной работы является:

- определение требуемых характеристик тормозного оборудования вагонов для перспективных грузовых поездов, обеспечивающих их повышенную тормозную эффективность на основе оптимального в условиях эксплуатации использования сцепления колес с рельсами при торможении.

Для этого необходимо:

- установить перспективный уровень повышения весовых и скоростных характеристик грузовых поездов и определить необходимую для его обеспечения эффективность тормозных средств;

- оценить связь расчетных и действительных показателей эффективности тормозных средств перспективных грузовых поездов с реализуемым при экстренном торможении уровнем сцепления и вероятностью возникновения юза колесных пар вагонов в эксплуатации.

- выбрать количественные критерии и разработать методику оценки фактических условий сцепления колес с рельсами в режиме торможения на участках железных дорог, определить их оптимальные для различных условий эксплуатации значения и необходимые меры обеспечения на участках и сети железных дорог в целом;

- определить расчетные параметры тормозного оборудования подвижного состава и условия его эксплуатации на сети дорог обеспечивающие оптимальное соотношение степени реализации расчетного сцепления колес с рельсами и показетелей тормозной эффективности;

- провести технико-экономическую оценку предлагаемых организационных и технических решений.

Такой принцип определения выходных параметров тормозной системы позволят по-новому подойти как к проектированию строящегося, так и к модернизации существующего тормозного оборудования подвижного состава. Они в значительной степени позволят учесть многоовразие встречающихся в эксплуатации факторов. На этой основе также можно предложить законченные комплексы тормозного оборудования для специализированных и универсальных грузовых вагонов, предназначенных для перспективных условий эксплуатации.

I. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЩИЕ НА НЕОБХОДИМЫЙ УРОВЕНЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЗНЫХ СРЕДСТВ ПЕРСПЕКТИВНЫХ

ГРУЗОВЫХ ПОЕЗДОВ

Многолетний ошт эксплуатации железных дорог, а также исследования транспортной науки показали, что необходимый уровень эффективности тормозных средств грузовых поездов зависит от ряда конкретных факторов. В первую очередь, как уже упоминалось, это - скорость движения и масса поезда, с которыми величина тормозного пути связана определенными аналитическими зависимостями. Наряду с этим возможный уровень используемых тормозных сил зависит от принятой системы тормозных нормативов, обеспечивающих безопасность движения поездов. В рамках принятых нормативов необходимая тормозная эффективность должна определяться с учетом различных особенностей эксплуатации, и, в первую очередь - с учетом влияния степени использования возможного сцепления колес с рельсами при торможении на допустимый уровень тормозных сил.

Рассмотрим характер воздействия перечисленных факторов на тормозную эффективность грузовых поездов.

I.I. Определение уровня максимальных скоростей движения и осевых нагрузок грузовых поездов на перспективу

Анализируя динамику роста скорости движения грузовых поездов на дорогах СССР, можно отметить период нарастания средней технической и участковой скоростей движения [ 6 J • Особенно высокие темпы роста этих показателей наблюдались в 50-е-60-е годы. Именно в это время различные меры по улучшению организации движения поездов сочетались с введением новых прогрессивных видов тяги, внедрением мощных локомотивов, завершением оснащения вагонов автосцепкой и т.д. За последние же 10-15 лет рост скорости весьма незначителен, а за период 1975-1980 гг. произошло даже снижение участковой и технической скоростей движения (табл.1.1).

Таблица I.I

Скорости движения грузовых поездов на железных дорогах СССР

1 i i ; Величина показателя, км/ч !-1-1-1-!

Наименование показателя

Средняя техническая скорость Участковая скорость

1955 J I960

37,1 40,4 24,7 28,3 j 1965 i1970 j 1975 i 1980 •

45,3 46,4 46,6 43,6 33,4 33,5 33,4 30,6

В первую очередь это объясняется тем, что в последние годы . достигнутый ранее уровень максимальных скоростей движения поездов остается практически неизменным и рост средней скорости движения (как технической, так и участковой) осуществлялся исключительно за счет улучшения организационной работы на линии. Между тем, даже при существующих условиях эксплуатации железных дорог, только увеличение допускаемой максимальной скорости движения грузовых поездов до 100 км/ч обеспечит повышение технической и участковой скоростей до 50 и 36 км/ч соответственно [4] .

Сравнивая отчетные статистические данные по грузовым перевозкам развитых капиталистических стран с соответствующими показателями перевозок по отечественным железным дорогам [7] , можно заметить, что даже при существенно меньшей средней дальности перевозок, техническая и максимальная скорости движения грузовых поездов во многих странах выше, чем на отечественных железных дорогах. Так средняя техническая скорость на дорогах Франции, ФРГ, Италии, Швеции, США., Бразилии, АРЕ и некоторых других стран достигает 45-50 км/ч. Кроме того, в таких странах как Великобритания, Франция, США, ФРГ, Япония в широких масштабах организовано регулярное скоростное движение специальных грузовых поездов с максимальной скоростью движения до 120 км/ч. И тем не менне, задача повышения скорости грузовых поездов в этих странах еще не считается полностью решенной. Оценивая перспективы увеличения максимальной скорости, железнодорожные администрации находят приемлемыми следующие величины максимальной скорости движения:

- для обычных грузовых поездов - 100 км/ч,

- для скоростных грузовых и специальных поездов - 120 -140 км/ч.

В настоящее время как в СССР, так и за рубежом [в. 9^) наблюдается тенденция к расширению использования специализированных вагонов - изотермических, контейнерных, живорыбных, вагонов для перевозки автомобилей и т.д. Обобщая накопленный опыт перевозок этим подвижным составом, можно отметить несколь; ко характерных особенностей их эксплуатации:

- меньшая, по сравнению со средней на сети дорог, загрузка вагонов и незначительные колебания ве как в сторону увеличения, так и уменьшения;

- значительно более высокая стоимость грузов перевозимых специализированными вагонами (как правило, она в 5-7 раз превышает среднесетевую);

- значительная удаленность мест погрузки и выгрузки (для рефрижераторного подвижного состава, например, средняя дальность перевозрк в 2,2 раза превышает среднесетевую);

- лучшее, по сравнению с грузовыми вагонами общего назначения техническое состояние тормозного оборудования.

Таким образом,очевидно наиболее целесообразным является сокращение времени нахождения в пути следования именно этой категории вагонов. Повышение скорости их движения требует сравнительно простых технических решений и дает наиболее существенный экономический эффект от сокращения сроков доставки грузов. Именно из этих вагонов предусматривается формирование скорых (ускоренных) грузовых поездов. Кроме специализированных грузовых вагонов в ускоренные поезда целесообразно включать обычные, содержащие однако ценные, следующие на большие расстояния грузы. В этом случае увеличение времени простоя вагонов под накоплением компенсируется экономией времени в пути следования.

Исследования [ю] показывают, что уровень экономически целесообразных среднеходовых скоростей для двух и однопутных линий примерно одинаков и зависит только от мощности локомотива, профиля пути и массы состава. Расчеты, проведенные в ИКТП [il] для 15 типов профиля пути и удельной мощности локомотива в пределах 1-2 л.с./т, позволили найти наиболее выгодную среднеходовую скорость, которая составила для обычных грузовых поездов - 60-70 км/ч, а для ускоренных - 85-95 км/ч.

Следует отметить, что в решении задачи увеличения грузооборота наряду с повышением, скорости движения грузовых поездов, существенное значение имеет повышение массы и длины поезда. Положительный опыт вождения составов повышенной массы и длины накоплен в настоящее время при участии ВНИИЖТ МПС на Московской, Приволжской, Приднепровской, Северной и других железных дорогах. Анализ этого опыта позволил определить два основных направления повышения массы поезда в эксплуатации -увеличение погонной нагрузки на путь и повышение длины поезда при формировании. Последний путь более прост, однако он связан с необходимостью существенного совершенствования эксплуатационной работы дорог, особенно в части формирования, подготовки и пропуска грузовых поездов повышенной длины и веса в условиях недостаточной протяженности станционных путей, некоторым снижением управляемости автотормозов из-за понижения плотности тормозной магистрали, а также с увеличением ожидаемого уровня продольных усилий. Как показал опыт вождения поездов повышенной длины и веса в условиях Московской, Восточно-Сибирской, Октябрьской и других железных дорог, этот путь дает возможность в кратчайшие сроки «и без существенных дополнительных затрат значительно повысить провозную способность грузонапряжеяяых участков и направлений в целом. Однако, решая задачи не только сегодняшнего дня, а оценивая дальнейшие перспективы, необходимо отметить актуальность работ по повышению веса (массы) поезда путем увеличения его цогонной нагрузки,

Повышение погонной нагрузки поезда возможно путем формирования его из большегрузных вагонов, а также увеличением максимально-допустимой осевой нагрузки обычных четырехосных вагонов. Повышение допустимой загрузки вагонов способствует не только значительной экономии подвижного состава, но и существенно влияет на длину формируемого поезда при заданной весовой норме (или обратно - на его массу при заданной длине). Так, например, увеличение максимальной осевой нагрузки грузовых вагонов до 25 тс позволяет при полном использовании грузоподъемности вагонов сократить длину поезда почти на 20 %, что имеет благоприятное значение для решения задач формирования и вовдения тяжеловесных поездов.

Эксплуатация поездов повышенного веса позволит в полной мере использовать имеющиеся особенности специализированного подвижного состава (характеризуемого, как указывалось выше, несколько заниженной по сравнению с вагонами общего назначения загрузкой). Повышение на сети дорог массы и длины обычных грузовых поездов позволит без дополнительных затрат выделить категорию "грузовых ускоренных", из их числа в случае необходимости на перспективу - особую группу контейнерных и рефрижераторных поездов с максимальной скоростью движения до 140 км/ч.

Таким образом, анализ отечественных исследований, а также обзор зарубежных источников информации позволяет принять на перспективу следующие исходные даяные (табл.1.2) для грузовых поездов железных дорог страны.

Таблица 1.2

Ожидаемые эксплуатационные показатели по грузовым поездам

Ожидаемые п-1-. Величины показателей для поездов типа: показатели грузовой(обычный j и повышенного веса)} грузовой ускоренный ;контейнерный |рефрижераторный

Максимальная ско- рость движения, км/ч 100 120 140

Осевая нагрузка, тс 23 - 25 22 22

В соответствии с принятыми на перспективу уровнями максимальной скорости и осевой нагрузки следует определить необходимые нормативы тормозной эффективности грузовых поездов, обеспечивающие безопасность движения в существующих и перепективных условиях эксплуатации, изыскать способы их практического осуществления, т.е. дать рабочие рекомендации по требуемым характеристикам тормозного оборудования грузовых поездов. При этом поставленную задачу необходимо решить не только для перспективного подвижного состава, но также и для существующих типов вагонов, наметить не только общие пути, но и дать конкретные рекомендации по соответствующей модернизации их тормозного оборудования.

Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Казаринов, Александр Валентинович

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Повышение пропускной и провозной способности железных дорог СССР, увеличение скоростей движения, допустимых осевых нагрузок и массы грузовых поездов требует соответствующего повышения эффективности тормозных средств грузового подвижного состава при условии оптимального использования возможного сцепления колес с рельсами в режимах торможения.

2. На основе анализа эксплуатационных факторов и аналитического решения уравнения движения поезда определен минимальный по условиям безопасности движения расчетный коэффициент тормозного нажатия для перспективных грузовых поездов:

- 0,16-0,17 - для грузовых поездов с максимальной скоростью движения до 100 км/ч и осевой нагрузкой до 250 кН;

- 0,20-0,21 - для грузовых поездов с максимальной скоростью движения до 120 км/ч и осевой нагрузкой до 220 кН;

- 0,26-0,28 - для скоростных (специализированных) грузовых поездов с максимальной скоростью до 140 км/ч (осевая нагрузка до 220 кН.

Применение ускоренного (6-8 с) наполнения тормозных цилиндров с целью повышения надежности сцепления колес с рельсами в тормозных режимах для скоростных грузовых поездов позволяет уменьшить рекомендованные величины нажатия. Необходимая величина расчетного коэффициента тормозного нажатия в этом случае составляет:

- 0,17 - для поездов с максимальной скоростью движения до 120 км/ч;

- 0,23 - для скоростных поездов (специализированных) с максимальной скоростью движения до 140 км/ч.

3. Теоретические и экспериментальные исследования процесса сцепления колес с рельсами при торможении позволили установить, что соотношение нормативных тормозных сил вагонов и фактического состояния поверхности рельсов на сети железных дорог характеризуется вероятностью заклинивания Рд колесных пар при экстренном и полном служебном торможениях. Величина этой вероятности для вагонов в настоящее время составляет ps=O,I.

4. На основании результатов широких эксплуатационных испытаний разработана методика и создана аппаратура для объективной оценки состояния поверхности рельсов на участках сети железных дорог с использованием дорожных тормозоизмерительных вагонов, а также рекомендован эффективный способ обработки загрязненных рельсов с целью повышения реализуемого коэффициента сцепления колес с рельсами.

5. Методика проведения тормозных испытаний, основанная на сравнении условий реализации максимальной силы сцепления колес с рельсами испытуемой единицы подвижного состава и тормозоиз-мерительного вагона позволяет определять искомые показатели эффективности тормозных средств с учетом воздействия эксплуатационных факторов. Применение разработанной методики при испытании вагонов с дисковыми тормозами позволило рекомендовать оптимальные режимы их эксплуатации в случае оборудования композиционными накладками из материала типа 140-42 с высокими фрикционными свойствами.

6. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что при оптимальной реализации возможного сцепления колес с рельсами в режимах торможения необходимая эффективность тормозных средств обеспечивается:

- для вагонов с увеличенной осевой нагрузкой и скоростью движения до 100 км/ч - путем использования композиционных тормозных колодок и трех режимов включения воздухораспределителей (груженый режим торможения включается при осевой нагрузке 200 кН и выше);

- для вагонов с осевой нагрузкой до 220 кН и скоростью движения до 120 и 140 км/ч (преимущественно специализированных)

- применением композиционных тормозных колодок и двух режимов торможения - порожнего и среднего (при осевой нагрузке 160 кН и выше) в сочетании с ускоренным наполнением тормозных цилиндров и использованием увеличенного передаточного отношения тормозной рычажной передачи предназначенного в существующей рычажной передаче для чугунных тормозных колодок.

Разработанные предложения позволяют осуществить указание ГШС о повышении допустимых осевых нагрузок магистральных грузовых вагонов и максимальной скорости движения рефрижераторного подвижного состава без каких-либо ухудшений их эксплуатационных характеристик.

При этом условии суммарный экономический эффект от повышения максимальной скорости движения специализированных (рефрижераторных) вагонов до 140 км/ч составляет 5,61 руб. на вагон.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Казаринов, Александр Валентинович, 1984 год

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС.-М.: Политиздат, 1981.-222с.

2. Железнодорожный транспорт в СССР и за рубежом. Обзор ЦНИИТЭИ МПС, вып. 12, I98I.M. 171 с.

3. Черномордик Г.И. Повышение скоростей движения поездом. М.: Транспорт, 1964.- 202 с.

4. Колодяжный Н.В. Повышение скоростей движения и весов грузовых поездов. ж.-д. транспорт, 1971, Jfc 9, с.5-10.

5. Паристый И.Л., Черепашенец Р.Г. Вождение поездов повышенного веса и длины.- М.: Транспорт. 1983. -239 с.

6. Пейсахзон В.Э. Вес и скорость грузовых поездов.-М.: Трансжедцориздат, 1957.- 202 с. Тр. ВШШТ.Вып.141.

7. Веса и скорость грузовых поездов на ряде зарубежных дорог. ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. Железнодорожный транспорт за рубежом. 2, 1973 г.

8. Манева К., Барберян Т. Перспективы повышения скоростей движения на период 1972-1990 г. -Железопътен транспорт, 1972 г., $ 4, с. 10-12.

9. Маханько М.Г., Сапожников С.А., Штейнберг Л.Д. и др. Некоторые итоги развития рефрижераторного подвижного состава в СССР и основные направления его дальнейшего совершенствования. В кн.: Холод на транспорте. М.: 1975, с.3-21.

10. Колодяжный Н.В. Основные задачи повышения скоростей движения.- ж.-д. транспорт, 1963, № 9, с.6-11.

11. Баранов A.M., Фельдман Э.Д. Эксплуатационно-экономическая эффективность повышения максимально допустимой скорости движения грузовых поездов.- Вестн. ВНИИ ж.-д. трансс 1976, № 4, с.1-5 с ил.

12. Иноземцев В.Г., Казарияов В.М., Ясенцев В.Ф. Автоматические тормоза.- М.: Транспорт, 1981, 463 с.

13. Правила технической эксплуатации железных дорог Союза ССР: ЦНТС 13800 Утв. Министерством путей сообщения. 05.01.79.- М.: Транспорт, 1980. 166 с.

14. Инструкция по сигнализации на железных дорогах Союза ССР: Утв. Министерством путей сообщения 05.07.79 -М.: Транспорт, 1981. 123 с.

15. Казаринов В.М. Автотормоза. М. Транспорт, 1974 - 239 с.

16. Правила тяговых расчетов для поездной работы. Утв. ИМ 1968, М.: Транспорт, 1969, 319 с.

17. Бабичев A.M., 1урский П.А., Новиков А.П. Тяга поездов и тяговые расчеты.-М.: Транспорт, 1971.- 269 с.

18. Вертинский С.В. Кондратов В.М., Гридюшко В.И. Поездам из порожних вагонов скорость 100 км/ч. ж.д. трансп* .1974, В 3. с. 39-42.

19. Колодяжный Н.Н. Перспективы повышения скоростей движения грузовых поездов, ж.д. транспорт, № 4, I976;c.5-II.

20. Иноземцев В.Г., Кузьмина Е.И., Гребенюк П.Г. Тормозные нормативы для повышенных скоростей движения грузовых поездов.ж.-д. трансп. 1976, JG8, с.65-68.

21. Вертинский С.В., Грачева Л.О., Коган А.Я. и др. О возможности повышения максимально допустимой скорости груженых четырехосных вагонов на старотипных тележках. -Вестник ВНИИ ж.-д. трансп. 1977, № 2, с.28-32.

22. Золотарский А.Ф., Вертинский С.В. Железнодорожный путь и подвижной состав для высоких скоростей движения.-М.: Транспорт, 1964, 271 с.

23. Гребеяюк П.Т. О требованиях к тормозам подвижного состава для высокой скорости движения.- Тр. ДНИТ, 1977,195/24. Проблемы механики наземного транспорта,C¥l07-I08.

24. Инструкция по ремонту тормозного оборудования вагонов ЦВ 4024 Утв. Министерством путей сообщения 17.II.81 М.: Транспорт. 1982. - 128 с.

25. Иноземцев В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава.- М.: Транспорт, 1979, 424 с.

26. Боядаренко Н.В. О перспективах повышения тормозной эффективности грузовых вагонов, оборудованных авторежимом.-Вестн. ВНИИЖТ, 1981, № 2, с.49-52.

27. Бондаренко Н.В. Исследование вопросов автоматического регулирования тормозной силы на подвижном составе.

28. Тр. ВНИИЖТ, 1978, вып. 593, Исследования в области подвижного состава и пути, с. 89-93.

29. Козюлин Л.В., Демушкин П.Т., Кузьмина Е.И. и др. Пути повышения тормозной эффективности рефрежераторных вагонов.- Труды ВНИИВ, 1974, вып.24. с.3-13.

30. Казаринов А.В. Повышение скорости движения рефрежераторных поездовг Тр. ВНИИЖТ, 1975, вып. 529. Конструкция и эксплуатация тормозов тяжеловесных грузовых поездов, c.II8-I2J

31. Киницкая А.П. Тормозные испытания новой платформы, ж.-д. трансп. 1982, № 8, с. 72.

32. Албегов Н.А., Иноземцев В.Г., Казаринов В.М. и др. Этапы внедрения электропневматических тормозов в грузовых поездах, ж.-д. трансп., 1971, № с. 65-68.

33. Merkow.; Unt ersuchung. :der H&f tungverhai t nie а e>.v: n zwischen~ Rad "lund Schiene beim Bremsvorgang. Organ fur die Fortschritte des Eisenbahnwesens , 1934,v,89,Hov13,s.23-31.

34. Силкокс JT. К. Влияние повышения веса и скорости поезда на подвижной состав. М.: Трансжелдориздат, 1947.255 с.

35. Muiler' Й1. Kraftwiakurigen an einem zweiachsigen Triebgestell bei Antrieb der Radsatze durch Grelenkwellen. Glasers Annalen,196l,Ho.6,s.211-214.

36. Кащеев H.T., Спицын M.A. Заклинивание колесных пар и меры его предупреждения.- М.: Транспорт, 1964.- 176 с.

37. Казаринов В.М., Вуколов Л.А. Коэффициенты сцепления колес с рельсами при торможении. Труды ВНИИЖТ, 1961, вып.212, с. 5-38. Исследование автотормозной техники на железных дорогах СССР.

38. Andreus Ц. S. ; Theж contact between-a locomotive driving yiheeГ and the rail. Wear, 1958-1959,v.2,p. 14-21.

39. Исаев И.П. Случайные факторы и коэффициент сцепления. М.: Транспорт, 1970.- 182 с.

40. Tross A. Der Kraftschluss zwischen Rad untl Schiene. Glasers Annalen, 1969, v. 93, Ho. 10,8.310-3.1,9. ; 4 .

41. Kraft K. Die Haftreibung. Elektrische Bahnen,

42. J-96B, jo. s .,142.-150, Ho. 7, s . 161 -170, Ho. 8, s. 190-198, Ho. 9, s. 214,

43. Muller C. Th. iKraftvrilrk\i^©i,tfm i.eun.en ZWgiig^^KSPja ITriebgestell'bei Antrieb der:Radsatze durch Gelenkwellen. Elektrischer .Bahnen,.1961, Ho. 7, s. 181 -187.

44. Weber я. H« Unijersuchimgen uhd ^kerintisse uber das Adhas itms-verhalten elektrischer Lokomotiven. KLeS-trische: ^ahnen, 1966, v ,37, Ho. 8, s, 181-190.

45. Глаголев Н.И. Исследование взаимодействия колес и рельсов и некоторых, связанных с ним явлений. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1947.

46. Muller А.Ё. ReibungQverh£ltnisse bei Grossldbo-^-»motiven. Elektrotechnische Zeischrift,1928,s.63-66." • • • ~ •

47. Беляев H.M. Применение теории Греца к расчетам местных напряжений в точке соприкасания колеса и рельса. Труды по теории упругости и пластичности. М., Гостехиздат, 1957, 632 с.

48. Вербек Г. Современное представление о сцеплении и его использовании.- ж.-д. мира, 1974, II 4, с.23-53.

49. Хлебников В.Н. Исследование фрикционного взаимодействия колес с рельсами. Железнодорожный транспорт за рубежом. Реферативный сб. ЦНИЙТЭИ МПС, 1976, № 3, с.3-23.

50. Исаев И.П. Условие максимального использования силы сцепления колес с рельсами подвижного состава.- В кн.: Некоторые задачи механики скоростного рельсового транспорта.-Киев: Наукова «Я^шка, 1973, с. 17-26.

51. Гребенюк П.Г., Клыков Е.В. Тормозные расчеты подвижного состава. М. Тарннспорт, 1969, 71 с.

52. Казаринов В.М., Иноземцев В.Г., Ясенцев В.Ф. Теоретические основы проектирования и эксплуатации автотормозов.- М.: Транспорт, 1968.- 400 сс.

53. Иноземцев В.Г. Тепловые расчеты при проектировании и эксплуатации тормозов. М.: Транспорт, 1966. - 39 с.

54. Иноземцев В.Г. Развитие теории торможения поездов с учетом перспективных скоростей и весовых норм. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. ВНИИЖТ, М., 1970. - 37 с.

55. Карвацкий Б.Л. Автотормоза. ч.П Трансжелездориздат, 1938, 290 с.

56. Яковлев В.Ф., Семенов И.И. Взаимодействие пути и подвижного состава при совпадении неровностей на колесе и рельсе. Вестн. ВНИИЖТ, IS68, № 2, с.12-16.

57. Липовский Р.С., Щульман З.А. Экспериментальное исследование вертикальных сил взаимодействия между колесом и рельсом. Тр. ДИИТ, 1974, вып. 151, с. 65-70.транспорта. 1977, & 571, с. 22-25.

58. Вуколов Л.А., Спицын М.А. Исследование коэффициента сцепления колесных пар с рельсами при торможении. Вестн. ВНИИЖТ, 1958, J® 8, с.14-37. ■

59. Бондарев A.M., Манашкин Л.А. Статистические характеристики продольных сил, действующих на вагоны при экстренных и полных служебных торможениях грузовых поездов. Днепропетровск. Рукопись деп. в ЦНИИТЭИ МПС № 396, 1976, 8с.

60. Лазарян В.А., Барбас Н.Г., Львов А.А. и др. Экспериментальные исследования усилий, возникающих в тяжеловесных поездах при торможении. Тр. ДИИТ, 1961, вып. 35, с. 148-215.

61. Влияние контактных напряжений на сцепление колеса с рельсом. Тр. Моск. ин-та инж. ж.-д^

62. Заездный A.M. Основы расчета по статистической радиотехнике.- М.: Связь, 1969, 447 с.

63. Костенко Н.А., Никольский Л.Н. Статистическое распределение продольных сил, действующих на подвижной состав через автосцепку и методы их определения. Труды БИТМ, 1971, вып.25. с. 69-82.

64. Гребенюк П.Т. Динамика торможения тяжеловесных поездов. Тр. ВНИИЖТ, 1977, № 585, Автоматизация управления сортировочными станциями (методы решения задач) с. 152с.

65. Жариков И.Г., Никольский Л.Н. Статистические закономерности распределения эксцентричности приложенных сил, действующих на автосцепку в грузовых поездах.- Тр. БИТМ, 1971, вып. 24, с.32-40.

66. Иноземцев В.Г., Фокин М.Д., Казаринов А.В. и др. Тормозное оборудование вагона. Авторское свидетельство

67. Jfc 412043 по заявке № 1789550 с приоритетом от 29.05.72 Б.И. № 3, 25.01.74.

68. Фокин М.Д., Казаринов А.В. Испытание тормозов с помощью тормозоизмерительных вагонов. Труды ВНИИЖТ, 1979, вып.604. Автотормоза скоростных и тяжеловесных поездов.с.I36-I4I.

69. Казаринов А.В. Реализация сцепления колес с рельсами при дисковых тормозах.- Вестн. ВНИИЖТ, 1979, № 4,с.34^-37.

70. Казаринов А.В. Сравнительная оценка эффективности тормозных средств. Вестн. ВНИИЖТ, 1979, & I, с.38-41.

71. Казаринов А.В. Повышение сцепления колес с рельсами в режимах торможения . Труды ВНИИЖ Т, 1979, вып. 604. Автотормоза скоростных и пассажирских поездов, с.129-135.

72. Погребинский М.Г., Кузьмина Е.И., Терещенко В.П.и др. Тормозная эффективность грузовых вагонов с различными выходами штоков тормозных цилиндров.- Вестн. ВНИИЖТ, 1980, & 2, с. 37-39.

73. Наперник Я. Ползуны и навары на поверхности катаний колес. Эй/ВИНИТИ. Техн. эксплуатация подвижного состава и тяга поездов. 1975, вып.24, реф. 163, с. 12-13.

74. Машнев М.М. Пути уменьшения количества повреждений железнодорожных колес и повышении надежности и долговечности. -Тр. ЛИИЖТ, 1976, вып. 402. Исследование конструкций надежности и организации ремонта, с. 8-21.

75. Казаринов А.В. Повышение тормозной эффективности грузовых поездов с учетом вероятности заклинивания колес.-Вестн. ВНИИЖТ, 1977, № I, с.17-20.

76. Кеглин Б.Г., Киницкая А.П. Эксплуатационная наг-руженность тормозов грузового вагона.- Вестн. ВНИИЖТ, 1978, № 4, с.30-32.

77. Косиков С.И. Причины появления ледяной пленки на рельсах и возможные меры борьбы с ней ж.-д. гтрансп., 1956, й 2, с. 68-71.

78. Лужнов Ю.М., Косиков С.И. Об одной причине боксо-вания локомотивов, Электрическая и тепловозная тяга, 1963, J£ 4, с. 44-47.

79. Лужнов Ю.М. О влиянии относительной влажности воздуха на трение твердых тел.- В кн.: Исследования в области поверхностных сил. М., Наука, 1967, с. 134 145.

80. Лужнов Ю.М., Русакова Н.В., Черепашенец Р.Г. Загрязнение поверхностей рельсов и колес подвижного состава.-Вестн. ВНИИЖТ, 1972, № 4, с. 38-40.

81. Лужнов Ю.М. Особенности трения на рельсах в зимних условиях.- Труды МШТ, 1973, вып. 445, Особенности трения на рельсах в зимних условиях, с. 130-137.

82. Хлебников В.Н. Исследование способов увеличения коэффициента сцепления колес с рельсами. Зарубеж. опыт, ж.-д. трансп. за рубежом. ЦНИИТЭИ МПС, 1976, J6 4, с.18-34.

83. Atfdreua W.S. Chemical.nrethod.of improv^fig jeail. -.adhesion; "Convention on Adhesion, ШЕ,London,1963, Nov. :.p.222-225. /, : "

84. Косиков С.И. Фрикционные свойства железнодорожных рельсов.- М.: Наука, 1967, II с.

85. Глушко М.И. Реализация тангенциальных сил в зоне контакта колеса с рельсами и повышение коэффициента сцепления. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. ВНИИЖТ, М., 1965, с. 165.

86. Разработка способов повышения сцепления. Железные дороги мира, 1976: № 6, с.21-32.

87. Ав tle-Pl etxShei: M.W* ■r Me chanic al met ho a gf. improving rail:adhesion. ' Convention on Adhesion, ШЕ,London, 19No v .'p »226-228.

88. Дядин Г.А. Предупреждение юза колесных пар вагонов, -ж.-д. трансп. 1974, № 9, с. 48-497

89. Кузьмина Е.И., Морозов A.M. Методика экспериментального определения тормозных характеристик вагонов. Вести. ВШШТ, 1975, & 3, с. 17-23.

90. Гребенюк П.Т., Успенский В.К. Расчеты и испытания дисковых тормозов. Труды ВНИИЖТ, 1970, вып.413, Совершенствование автоматических тормозов, с.17-30.

91. Иноземцев В.Г., Колесниченко А.И. Выбор нажатий комбинированного колодочно-дискового тормоза. Вестн. ВНИИЖТ 1976, JS 6, с. 20-22.

92. Иноземцев В.Г., Фокин М.Д., Ясенцев В.Ф. и др. Новая тормозная техника. Результаты испытаний опытных конструкций. Электрическая и тепловозная тяга. 1970, № 7,с. 26-28.

93. Браун Э.Д., Гнездилова Г.В., ЗТущин Я.П. и др. Выбор оптимальной композиции накладок для дискового тормоза скоростного пассажирского вагона.- В кн.: Оптимальное использование фрикционных материалов в узлах трения машин. М., 1973, с. 52-63.

94. Казаринов А.В. Выбор оптимального расчетного коэффициента сцепления колес с рельсами для вагонов с дисковым тормозом. Труды ВНИИЖТ, 1981, вып. 629, Вопросы эксплуатации тормозов в тяжеловесных поездах, с. 77-82, 1981.

95. Кузьмина Е.И., Казаринов А.В. Тормозная эффективность грузовых вагонов с повышенной осевой нагрузкой. Труды ВНИИЖТ, 1981, вып. 629, Вопросы эксплуатации тормозов в тяжеловесных поездах, с. 72-77.

96. Методика (Основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. "Экономическая газета", № 10, 1977. Приложение.

97. Методические указания по определению экономической эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений на железнодорожном транспорте. М., 1978,с. 216 с.

98. Методические указания по расчету парка локомотивов. Ротапринт, Министерство путей сообщения. М., 1975,64 с.

99. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений. МПС, 1973, 199 с.