Определение потребной тормозной силы
Исходные данные:
- максимальная скорость движения поезда V = 100 км/ч;
- величина уклона 0,003;
- вес брутто 92 т.
- расчетное значение тормозного пути при ЭТ грузового поезда Sт= 1200м;
Тормозной называют искусственно регулируемую силу, которая имеет направление, противоположное направлению движения поезда, и создается тормозными средствами подвижного состава.
Согласно ПТЭ железных дорог Российской Федерации, автоматические тормоза подвижного состава должны обеспечивать тормозное нажатие, гарантирующее остановку поезда при экстренном торможении (ЭТ) на расстоянии, не более тормозного пути, определенного по расчетным данным, утвержденным МПС.
Тормозным называют путь, пройденный подвижным составом от начала торможения до полной его остановки.
Величина потребной тормозной силы зависит от вида подвижного состава, максимальной скорости движения и вида торможения и вычисляется из условия остановки поезда при ЭТ на расчетном тормозном пути .
;
где: 
- скорость движения подвижного состава, км/ч;
- эмпирические коэффициенты, зависящие от типа подвижного состава и конструкции буксового узла колесных пар. Для крытого вагона с буксами на роликовых подшипниках соответственно равны:
где: 
- масса вагона, приходящаяся на одну ось, т;
т;
Удельное ускоряющее усилие на грузовой поезд от уклона пути: ic = 10∙i.
где: i – уклон пути, принимают на подъеме со знаком <<+>>, а на спуске со знаком << - >>;
Среднее значение удельной тормозной силы по расчетной длине пути:
где: 
- время подготовки тормоза к действию при торможении поезда наравнинном участке пути, с. Для грузового поезда с пневматическим тормозом d1= 10с;
-составляющая времени подготовки тормоза к действию, при торможении поезда на уклоне,с..Для грузового поезда с пневматическим тормозом l1=15с;
- замедление поезда под действием замедляющей силы 1Н/т, принимаемое с учетом инерции вращающихся масс равным 12 грузовых и пассажирских поездов, км/ч2;
Проверка потребной тормозной силы по допустимой величине замедления.
Известно, что с учетом требований эргономики, комфорта и безопасности пассажиров и обслуживающего персонала расчетное (среднее) замедление при торможении для пассажирских, грузовых вагонов магистрального, пригородного и городского транспорта принимают в пределах 1,2÷1,3 м/с2. Перед остановкой поезда при малых скоростях движения тормозная сила фрикционных тормозов может резко возрасти, что вызвано нелинейной зависимостью коэффициента трения от скорости.
Средняя величина замедления аT [м/с2], при торможении подвижного состава с начальной скорости движения VH [км/ч], и величина действительного тормозного пути Sд , м, связанызависимостью
где: Sд - величина действительного тормозного пути.
Полученная тормозная сила обеспечивает замедление поезда в допустимых пределах и обеспечивает сохранность перевозимого груза.
1.2 Определение допускаемой тормозной силы
Для тормозов, основанных на использовании сцепления колес с рельсами, реализуемая тормозная сила должна уравновешивать силу трения колодок иначе возможно заклинивание колесных пар. Силы, действующие на колесо при торможении вагона показаны на рис.1.2.
| V+V=2V |
| В=Е-I |
| +V |
| -V |
| g1 |
| +V |
| I |
| Т |
| К |
| О |
| О2 |
| Вт |
| Вс |
Рис.1.2 Силы, действующие на колесо при торможение подвижного состава.
Условие безъюзного торможения колесной пары:
или 
где:
К- нажатие тормозной колодки,
Т- сила трения колодки,
Iв- сила инерции вращающихся масс,
В- сила сцепления колеса с рельсом,
ВТ- сила сцепления рельса с колесом, Н;
y - коэффициент сцепления колеса и рельса,
q1 - вертикальная нагрузка от колеса на рельс, Н;
V -скорость движения,
Вс- предельная величина силы сцепления рельса с колесом.
Определим среднюю допускаемую удельную тормозную силу по сцеплению для вагона цистерны.
Вес брутто 92 т, конструкционная скорость – 100 км/ч.
Расчетный коэффициент сцепления:
В новой редакции типового тормозного расчета вагонов значение функции скорости предлагается определять по следующей зависимости.
Для подвижного состава на грузовых тележках модели 18-100
Допускаемая тормозная сила:
Значения 
определяем из графика функции скорости.
Результаты расчетов 
и 
соответствующие скоростям движения вагона цистерны от 100 км/ч до полной остановки, сведем в таблицу № 1. На основании полученных данных строем графическую зависимость удельной тормозной силы от скорости движения
Расчетные значения 
и 
для цистерны
Результаты расчетов и соответствующие скоростям движения цистерны от 100 км/ч до полной остановки, сводим в таб. 1.1.
На основании полученных данных строим графическую зависимость удельной тормозной силы от скорости движения
Расчетные значения 
и 
для цистерны
Таблица 1.1
| V, км/ч | 
| 
|  , Н/т
|
| 0,564 | 0,081 | 688,5 | |
| 0,589 | 0,084 | ||
| 0,627 | 0,090 | ||
| 0,684 | 0,098 | ||
| 0,783 | 0,112 | ||
| 0,143 | 1215,5 |
Определим среднее значение допускаемой удельной тормозной силы:
Вывод:
1) Потребная тормозная сила (bтс=460,4Н/т) меньше допускаемой по сцеплению ([bтс]=1023,2 Н/т). В этом случае параметры тормозной системы следует выбирать из допускаемой тормозной силы. Целесообразно использование колодочного тормоза с пневматическим управлением.
2) При bтс=460,4 Н/т и замедление аm=0,416 м/с2 соблюдается необходимая безопасность движения цистерны в составе поезда и обеспечиваются условия сохранности груза.