We wszystkich kolejowych pojazdach szynowych są stosowane samoczynne powietrzne cierne hamulce klockowe lub tarczowe. W wagonach osobowych do dużych prędkości jazdy (powyżej 160 km/h) jest wymagany dodatkowy elektromagnetyczny hamulec szynowy lub hamulec na prądy wirowe.
Hamulce cierne działające na koła lub osie zestawów kołowych oraz hamulce elektrodynamiczne są zależne od przyczepności kół z szynami, zaś elektromagnetyczne cierne hamulce szynowe są niezależne od przyczepności.
Ażeby hamowane zestawy kołowe o nacisku q [kN] nie wpadały w poślizg, musi być spełniony warunek:
W odniesieniu do hamulców klockowych działających na powierzchnie toczne kół zestawu kołowego:
N
1 * μ
k ≤ q * ψ
W odniesieniu do hamulców tarczowych, w których szczęki są dociskane do tarcz hamulcowych osadzonych na osiach lub na kołach zestawu kołowego:
N
1 * μ
t * r
s ≤ q * ψ * R
Ze względu na przebieg hamowania bez poślizgu kół, można przyjmować w całym zakresie prędkości ψ
s = 0,09.
q * a
s / g = q * ψ
sa
s = ψ
s * g
a
s = 0,09 * 9,81
a
s = 0,88 m/s
2Skuteczność hamowania charakteryzuje długość drogi L [m] przebytej przez pociąg lub pojazd o znanej masie Q, poruszający się z określoną prędkością v
o [km/h] w chwili uruchomienia hamulców aż do zatrzymania, bądź także wartość średnia opóźnienia hamowania a
s [m/s
2]. Związek tych wielkości wyraża znany „kolejowy” wzór:
L = v
o2 / 25,92 * a
sZe względu na przyjmowane „bezpieczne” wartości współczynnika przyczepności ψ
s, średnia wartość opóźnienia hamowania nie powinna przekraczać as = 0,88 m/s
2, skutkiem czego długości dróg hamowania są znaczne. Skrócenie długości tych dróg jest możliwe przez zastosowanie niezależnych od przyczepności elektromagnetycznych hamulców szynowych.
Elektomagnetyczny hamulec szynowy stanowi elektromagnes, dla którego zworą jest główka szyny. Elektromagnes tworzą dwa długie (ok. 1000 mm) bieguny o poprzecznym magnesowaniu złożone z segmentów, co ułatwia ich przyleganie do szyny podczas hamowania. W kolejowych pojazdach szynowych elektromagnesy są zawieszane pod ramą wózka nad szynami na wysokości ok. 150 mm. Zawieszenie stanowią dwa sterowane powietrzem pionowe cylindry pneumatyczne, w których tłoki i sprężyny służą do opuszczania i podnoszenia elektromagnesów, prowadzonych w pionowych prowadnicach przyspawanych do belek ostojnicowych ramy wózka. Cewki elektromagnesów w wagonach osobowych są zasilane prądem z oddzielnych baterii akumulatorów. Włączanie do działania i wyłączanie hamulca szynowego jest zależne od siły hamującej realizowanej przez hamulce zależnie od przyczepności.
Siły docisku jednej płozy do główki szyny leżą w granicach do 70 do 110 kN.
W obliczeniach hamulców szynowych przyjmuje się wartość współczynnika tarcia μ
m = 0,04
Przyjmując dla przykładu siłę docisku płozy P1 = 100 kN, siła tarcia H
1 = 4 kN, zaś osiągane opóźnienie hamowania dla wagonu osobowego o masie (z pasażerami) Q = 54 t, q = 135 kN,ma wartość:
a
m = H
1 * g / q
a
m = 4 * 9,81 / 135
a
m = 0,29 m/s
2Dodając wartości opóźnień hamowania przy równoczesnym działaniu hamulca powietrznego (klockowego lub tarczowego) opóźnienie hamowania:
a = a
s + a
ma = 0,88 + 0,29
a = 1,17m/s
2We wzorach tych oznaczają:
N
1 – siła tarcia pary ciernej [kN],
μ – współczynnik tarcia ślizgowego,
ψ – współczynnik przyczepności
r
s – promień średni (obliczeniowy) przyłożenia siły N
1,
R – promień koła zestawu kołowego.
q – siła nacisku na zestaw kołowy
W obliczeniach hamulców przyjmuje się r
s / R = 0,5 .
Obliczone długości dróg hamowania
| Czynny hamulec | v0 km/h | 100 | 160 | 200 | 250 | 300 |
| Klockowy lub tarczowy | Lh [m] | 440 | 1120 | 1755 | 2750 | 3950 |
| Z hamulcem elektromagnetycznym | Lhsum [m] | 335 | 885 | 1335 | 2085 | 3000 |
Źródło - Podwozia wózkowe pojazdów szynowych Rozdział 2.8
W Wiadomościach Prywatnych również obowiązuje kultura osobista. Nie zachowuj się, jakbyś pozjadał wszystkie rozumy.
Rozi