Masa hamująca

[youBy]

Od lat w kręgach miłośników kolei przytrafiają się dyskusje nt. masy hamującej (czasami zwanej ciężarem hamującym, co bardziej odpowiada angielskiemu odpowiednikowi i zaszłościom historycznym). Często też padają wtedy mniej lub bardziej prawdziwe sformułowania i definicje. Przy okazji prac nad hamulcami zmierzyłem się z tym tematem. Nie było to proste, gdyż podawane informacje wymagały weryfikacji. Zamieszczam tutaj wnioski z przeprowadzonych analiz i poszukiwań. Nie będzie tutaj wyjaśnień na temat stosowania tego parametru, gdyż od tego są odpowiednie instrukcje.

Masa hamująca jest pewnym umownym parametrem bez jednoznacznego sensu fizycznego (np. dla osi obliczeniowej jest to długość). Najbliższym odpowiednikiem może być tutaj średnia siła hamowania (dla pojazdów o szybkości maksymalnej powyżej 200 km/h faktycznie tak się dzieje). Unormowania dotyczące masy hamującej pochodzą z lat czterdziestych ubiegłego wieku i zawierają one dwa sposoby jej wyznaczania. Pierwszy z nich to teoretyczne obliczenia (przeliczenie nacisku) przy użyciu różnych współczynników. Mogą być one stosowane wyłącznie do pojazdów wyposażonych w żeliwne wstawki hamulcowe przy nastawieniu osobowym (P) albo towarowym (G). Metoda ta jest dozwolona przede wszystkim do obliczeń wstępnych (wymaga weryfikacji) i dla kolei/pojazdów z prędkością maksymalną niższą niż 100 km/h. Druga metoda polega na doświadczalnym zmierzeniu drogi hamowania nagłego w trybie szybko działającym. W tym wypadku przyjęto arbitralnie pewien wzorzec i wg niego wyliczono inne wartości. Posługuje się przy tym pojęciem procentu masy hamującej (stosunku masy hamującej do masy pojazdu/pojazdów). I tak oto kilka najważniejszych:

• 100% — wartość podstawowa, wymagana dla wagonów towarowych próżnych
  
  • 100 km/h — ok. 480 m
  • 120 km/h — ok. 700 m
  • 140 km/h — ok. 1000 m
  • 160 km/h — ok. 1350 m
• 65% — wartość wymagana dla wagonów towarowych S (do 100 km/h) załadowanych całkowicie
  
  • 100 km/h — ok. 700 m
  • 120 km/h — ok. 1000 m
• 150% — najczęściej wagony pasażerskie z hamulcem wysokiej mocy <R>
  
  • 120 km/h — ok. 500 m
  • 140 km/h — ok. 700 m
  • 160 km/h — ok. 950 m

Obecnie przyjmuje się, że masa hamująca wagonów towarowych jest taka sama w przypadku nastawienia towarowego i osobowego.
Masa hamująca hamulca ręcznego to odpowiednio przeliczony nacisk wstawek uzyskiwany przy jego zakręceniu.

Na koniec kilka ciekawostek. Pojazdy mające 100% masy hamującej osiągają z prędkości 100÷120 km/h opóźnienie rzędu 0,9 m/s². Masa hamująca wagonów pasażerskich powinna być podawana dla pojazdów włączonych do składu długości 300 metrów, zaś wagonów towarowych — 500 metrów. Stąd w instrukcji Cw-1 pojawił się współczynnik korekcyjny dla składów dłuższych (do 700 metrów).

[EU40]

Umowne wyrażanie masy hamującej w tonach ma jak najbardziej sens, gdyż stanowi porównanie minimalnej siły potrzebnej do zahamowania w stosunku do ciężaru wagonu a najłatwiejszym sposobem jest właśnie wyrażenie tych dwóch wartości w tonach. Np wagon o ciężarze całkowitym 45t będzie miał masę hamującą w położeniu "pospieszny" - R 60t, natomiast masa hamująca w położeniu "osobowy" - P będzie wynosiła już ok. 52t (nie wyliczyłem, tylko strzeliłem "na pałę"). Ważna jest teraz istota sprawy: dla zapewnienia bezpieczeństwa tzw. masa hamująca musi być zawsze większa od ciężaru całkowitego pojazdu o co najmniej 10t.
Oczywiście istnieją z tym problemy w przypadku lokomotyw EU07/EP08 czy też EP05, co jest związane z błędami konstrukcyjnymi tych loków.

[youBy]

Umowne wyrażanie masy hamującej w tonach ma jak najbardziej sens, gdyż stanowi porównanie minimalnej siły potrzebnej do zahamowania w stosunku do ciężaru wagonu a najłatwiejszym sposobem jest właśnie wyrażenie tych dwóch wartości w tonach.

Jakiego zahamowania? Poza tym masa hamująca pojazdu określa to, czym pojazd dysponuje, a nie to, co jest w stosunku do niego potrzebne — wg. Twojej wypowiedzi wynika, że pojazdy o niskiej masie hamującej jest łątwiej zahamować.

Np wagon o ciężarze całkowitym 45t będzie miał masę hamującą w położeniu "pospieszny" - R 60t, natomiast masa hamująca w położeniu "osobowy" - P będzie wynosiła już ok. 52t (nie wyliczyłem, tylko strzeliłem "na pałę").

Polski Y O-R 60t? W papierach należy przyjąć masę własną, zaś faktycznie mają taką jak Bautzeny — 43.

Ważna jest teraz istota sprawy: dla zapewnienia bezpieczeństwa tzw. masa hamująca musi być zawsze większa od ciężaru całkowitego pojazdu o co najmniej 10t.

Nie ma wagonu towarowego, który ma masę hamującą większą o 10 ton od własnej. Sammsy (największe, jakie znam) ważą 30 ton przy masie hamującej na próżno 36. Standardowy hamulec UIC zapewnia 52 tony w położeniu ładowny przy przestawczej 44. Lokomotywy (poza przeznaczonymi do jazd 160) wypadają jeszcze gorzej. Wagony pasażerskie — różnie. Bonanzy na klockach pojedynczych na R mają około 10 ton więcej. Bohuny, Bipy, EZT — nie spełniają tego wymogu.

[libertyn89]

Wagony pasażerskie — różnie. Bonanzy na klockach pojedynczych na R mają około 10 ton więcej. Bohuny, Bipy, EZT — nie spełniają tego wymogu.

Jako ciekawostkę można podać wagony WLAB. Niektóre z nich mają na G 53t, czyli 1 tonę więcej niż wynosi masa wagonu ładownego (53t/52t daje 101% masy hamującej (na G!), co zaskoczyło nawet @youBy :). Są też takie, które mają dokładnie 100% (52t/52t).

[EU40]

pojazdy o niskiej masie hamującej jest łątwiej zahamować.

Hmm..chyba źle mnie zrozumiałeś, chyba,że chodzi Ci o ciężar wagonu a nie jego masę hamującą.

Polski Y O-R 60t? W papierach należy przyjąć masę własną, zaś faktycznie mają taką jak Bautzeny — 43.

Akurat miałem na myśli 111A :) W papierach pisze się 60t a w wyjątkowych sytuacjach masę własną wagonu bez obciążenia, czyli wg zasady 6t obciążenia dla 2-giej klasy będzie to ok. 39-40t w przypadku awarii R.
Co do ostatniego - mówię z doświadczenia pod względem przewozów pasażerskich.

[youBy]

pojazdy o niskiej masie hamującej jest łątwiej zahamować.

Hmm..chyba źle mnie zrozumiałeś, chyba,że chodzi Ci o ciężar wagonu a nie jego masę hamującą.

Możliwe, że użyłeś jakiegoś skrótu myślowego, przez co nie do końca napisałeś to, co chciałeś. Pozwolę sobie zmodyfikować Twoją wypowiedź.

Umowne wyrażanie masy hamującej w tonach ma jak najbardziej sens, gdyż stosuje się ją, by porównać minimalną siłę potrzebną do bezpiecznego zahamowania z ciężarem wagonu, a najłatwiejszym sposobem jest właśnie wyrażenie tych dwóch wartości w tonach.

Myślę, że o to chodziło :)

Polski Y O-R 60t? W papierach należy przyjąć masę własną, zaś faktycznie mają taką jak Bautzeny — 43.

Akurat miałem na myśli 111A :) W papierach pisze się 60t a w wyjątkowych sytuacjach masę własną wagonu bez obciążenia, czyli wg zasady 6t obciążenia dla 2-giej klasy będzie to ok. 39-40t w przypadku awarii R.
Co do ostatniego - mówię z doświadczenia pod względem przewozów pasażerskich.

111A również należy do standardu Y i ma hamulec O-R 60t :P Pisałem o tylko nastawieniu P w razie konieczności/awarii i pewniej rozbieżności w stosunku do stanu faktycznego ;)

Co do ostatniego - mówię z doświadczenia pod względem przewozów pasażerskich.

Mógłbyś to rozwinąć, np. do jakich sytuacji to się dokładnie odnosi? Chciałbym uniknąć nieścisłości.

[EU40]

Dokładnie o to mi chodziło youby. Tak to już jest, gdy w jednym zdaniu chce się wypowiedzieć tysiące rzeczy..

Co do różnicy 10t pomiędzy masą hamującą a ciężarem wagonu pasażerskiego: wynika to po prostu z zapewnienia warunku bezpiecznego prowadzenia pociągu w przypadku hamulca szybkodziałającego, bo jak tu zatrzymać "kolosa" o masie np. 650t z prędkości 120 km/h (do tej prędkości może być zastosowane położenie P) na drodze hamowania 700m i to jeszcze przy większym spadku? W przypadku większych prędkości musimy mieć zapewnioną rezerwę siły hamującej.
W przypadku wagonów towarowych, gdzie mamy do czynienia z hamulcem wolnodziałającym nie wskazane jest zastosowanie hamulca o dużej mocy z prostego powodu: każde mocne szarpnięcie takiego wagonu może spowodować wykolejenie pociągu.
W poniedziałek podeślę Ci na pw wzór na podstawie którego wylicza się masę hamującą dla wagonu pasażerskiego :)

Pozdrawiam!

[youBy]

W przypadku wagonów towarowych czasem mamy do czynienia z hamulcem wolno działającym, a czasem szybko działającym — Cargo przeszło już na nastawę „osobowy”, prywatni przewoźnicy chyba też niedługo to zrobią (kopiując instrukcję).

Co do różnicy 10t pomiędzy masą hamującą a ciężarem wagonu pasażerskiego: wynika to po prostu z zapewnienia warunku bezpiecznego prowadzenia pociągu w przypadku hamulca szybkodziałającego, bo jak tu zatrzymać "kolosa" o masie np. 650t z prędkości 120 km/h (do tej prędkości może być zastosowane położenie P) na drodze hamowania 700m i to jeszcze przy większym spadku?

Czyli tak, jak się spodziewałem — jest to pewne uproszczenie wynikające z praktyki. Jednak czym innym jest 10 ton dla lekkiej (o ile tak można nazwać ważący 38 ton wagon) jedynki, a czym innym dla ciężkiego Z1. Czy ta wartość jest jakoś wymagana przepisami czy tak się przyjęło?