ТОРМОЗ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ТОРМОЗНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИМИ С РЕЛЬСАМИ
RAILWAY BRAKES WITH BRAKING ELEMENTS INTERACTING WITH RAILS

Тормоз транспортного средства относится к транспорту, а именно к узлам экипажа, взаимодействующего с рельсами.
Известны тормоза рельсового транспортного средства, содержащие башмак и механизмы подъема и опускания его на рельс [1].
Недостатком указанного тормоза является зависимость коэффициента трения между башмаком и рельсом от состояния поверхностей последних и скорости движения.
Известен тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий башмак и механизмы подъема и опускания его на рельс [2].
Недостатком указанного тормоза является то, что коэффициент трения меняется в широких пределах - от 0,15 до 0,04 при движении со скоростью от 25 до 160 км/ч [2], а также невозможность регулирования силы трения [3].
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран магниторельсовый тормоз тележки пассажирского вагона 68-4076 [4]. Указанный тормоз содержит башмак, механизмы подъема и опускания его на рельс и прижатия башмака к рельсу.
Этот тормоз имеет следующие недостатки:
- при наличии на поверхности рельса влаги или масляных пятен коэффициент трения между башмаком и рельсом снижается. Кроме того, даже максимальные его значения невелики, что требует увеличения усилия прижатия башмака до 100 кН;
- сложность конструкции электромагнитной катушки (ЭКМ);
- высокая стоимость;
- невозможность регулирования силы трения.
Известно [5], что коэффициент трения (сцепления) колеса и рельса зависит от плотности тока в пятне контакта и может быть повышен до значений 0,6 и более.
Для более детального исследования влияния электрического тока на коэффициент трения системы «металл-металл» были проведены испытания на специальных установках [6]. Результаты испытаний показали, что для исследуемых моделей колеса и рельса при прохождении тока в зоне их контакта возможно повышение коэффициента сцепления более чем в два раза.
Задачей изобретения является увеличение коэффициента трения рельсового транспорта, работающего в режиме торможения, независимо от состояния поверхности рельса и башмака, что достигается регулированием величины тока в зоне их контакта.
Указанная задача достигается в тормозе транспортного средства с тормозными элементами, взаимодействующими с рельсами, содержащем токопроводящие башмаки, механизмы подъема и опускания их на рельс, прижатия их к рельсу, отличающемся тем, что тормоз имеет источник тока, соединенный через токопроводящие элементы соответственно с одним башмаком и через регулятор тока (РТ) с другим, башмаки соединены с механизмами подъема и опускания их на рельс через изоляторы, а между башмаками установлена токоизолирующая прокладка, при этом величина тормозной силы независимо от условий контакта башмака и рельса регулируется подчиненной системой регулирования, состоящей из РТ, сигнал на который поступает с выхода сумматора Σ, сравнивающего сигнал задания на величину ускорения торможения рельсового транспорта, поступающего с блока уставки ускорения торможения У, и действительный сигнал ускорения торможения с датчика ускорения торможения ДУ. Контакт, соединяющий источник тока с рельсом, выполнен в виде нескольких башмаков. В качестве источника тока применена аккумуляторная батарея.
На чертеже показана общая схема тормоза.
Тормоз содержит токопроводящие башмаки 1 и 5, механизмы подъема 2 и опускания их на рельс 6, прижатия их к рельсу 6, источник тока 3, соединенный через токопроводящие элементы 4 соответственно с башмаком 1 и через регулятор тока (РТ) с башмаком 5. При этом башмаки 1 и 5 соединены с механизмами 2 подъема и опускания их на рельс 6 через изоляторы 7, а между башмаками 1 и 5 установлена токоизолирующая прокладка 8. Кроме этого, тормоз может содержать несколько башмаков 1 и 5.
Для регулирования величины тормозной силы независимо от условий контакта применяется подчиненная система регулирования 11, состоящая из РТ, сигнал на который поступает с выхода сумматора Σ, сравнивающего сигнал задания на величину ускорения торможения рельсового транспорта, поступающего с блока уставки ускорения торможения У, и действительный сигнал ускорения торможения с датчика ускорения торможения ДУ.
Тормоз работает следующим образом.
При опускании электропроводящих башмаков 1 и 5 на рельс 6 замыкается цепь источника тока 3, что приводит к значительному увеличению силы трения в контакте между рельсом 6 и башмаком 1 и 5 за счет прохождения тока через указанный контакт по пути 10. Величина тока регулируется за счет использования регулятора тока (РТ), обеспечивающего значение величины тока, которое позволяет поддерживать оптимальную величину ускорения торможения, вплоть до экстренной.
Предлагаемое изобретение обеспечивает получение следующего технического результата. Увеличение коэффициента трения между башмаком и рельсом ведет к сокращению тормозного пути и повышению безопасности движения.
Источники информации
1. В.И.Балон. Электромагнитные рельсовые тормоза. Куйбышев, «Волская коммуна», 1980. - C.3-24.
2. В.И.Крылов, Е.В.Клыков, В.Ф.Ясенцев. Тормоза подвижного состава. М., «Транспорт», 1980. - C.206.
3. А.А.Камаев, Н.Г.Апанович, В.А.Камаев и др. Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. М., «Машиностроение», 1981. - C.112.
4. Б.В.Быков. Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагонов. М., «Маршрут», 2004. - С.35.
5. В.П.Ткаченко. Кинематическое сопротивление движению рельсовых экипажей/монография. - Луганск: издательство Восточно-украинского государственного университета, 1996. - 200 с.
6. В.П.Тихомиров, В.И.Воробьев, Д.В.Воробьев, Г.В.Багров, М.И.Борзенков, И.А.Бутрин. Моделирование сцепления колеса с рельсом/монография. - Орел, ОрелГТУ, 2007. - С.95-101.