Тормозные и тягово-энергетические испытания

Основной целью тормозных испытаний является проверка тормозной эффективности вагона при движении с различными скоростями в порожнем и груженом состоянии. По результатам тормозных испытаний оценивают условия безопасности движения вагонов и допустимые скорости их движения. Тормозным ис­пытаниям подвергают все вновь строящиеся вагоны, у которых имеются отличительные конструктивные особенности тормозного оборудования. В общем случае тормозные испытания можно разделить на два вида испытаний: стационарные и поездные (динамические).

При стационарных испытаниях обычно определяют и прове­ряют следующее: плотность воздухопроводов тормозной системы; особенности кинематики рычажной передачи при имитации новых и изношенных тормозных колодок и колес; время наполнения

тормозных цилиндров; время отпуска тормозов; выход штока тормозных цилиндров; давления воздуха в тормозном цилиндре, резервуарах и тормозной магистрали; стабильность работы регу­лятора рычажной передачи, авторежима, стояночного или руч­ного тормоза; КПД рычажной передачи и т. д.

При наличии в тормозных системах вагонов электромехани­ческих и других специальных устройств (электромагнитного тормоза, электровоздухораспределителя, соленоидного тормоза, срывного клапана и т. п.) при стационарных испытаниях опре­деляют их работоспособность, силу тока и напряжение или дру­гие параметры, при которых обеспечивается нормальная работа этих устройств. После стационарных испытаний, установивших удовлетворительную работоспособность тормозов, проводят по­ездные испытания, главная задача которых — оценка тормоз­ной эффективности и надежности тормозного оборудования при движении вагона. Экспериментально длины тормозных путей несамоходных вагонов определяют методом «бросания» или при испытаниях их в сцепе.

В первом случае разогнанный до заданной скорости испытуе­мый вагон в момент начала торможения автоматически отцепляют от локомотива, и вагон продолжает самостоятельное движение до остановки. Длина пути, пройденного вагоном от момента отцепки до полной остановки, и будет фактическим тормозным путем. В тех случаях, когда метод «бросания» неосуществим, так как требует специального участка пути, испытуемый вагон ставят в опытный сцеп из локомотива, опытного вагона и вагона-лаборатории, а затем проводят торможение сцепа с заданной ско­рости тормозными средствами только испытуемого вагона без его отцепки. При этом замеряют тормозной путь сцепа, а по соот­ношению весов испытуемого вагона и всего сцепа определяют пересчетом тормозной путь опытного вагона.

При динамических тормозных испытаниях самоходных ва­гонов последние самостоятельно разгоняются до заданной ско­рости и тормозят до остановки. Тормозной путь равен длине пути, пройденного вагоном (поездом) с момента начала торможе­ния до полной остановки. Для повышения точности эксперимента и исключения случайных факторов при динамических тормозных ис­пытаниях необходимо использовать не один опытный вагон, а нес­колько вагонов одного типа. Это обеспечивает осреднение фактиче­ских величин коэффициента трения тормозных колодок и основ­ного удельного сопротивления. Коэффициенты трения зависят от скорости, поэтому динамические тормозные испытания ваго­нов проводят для всего диапазона скоростей движения испытуе­мого вагона, повторяя каждый опыт не менее 3 раз. При наличии в вагоне нескольких видов тормозов (пневматического, электри­ческого и электромагнитного) длину тормозного пути определяют при действии каждого тормоза отдельно, а затем при их совмест­ном действии.

В процессе динамических тормозных испытаний определяют следующие параметры: время и путь подготовки тормозов от подачи сигнала торможения до появления тормозного эффекта; время и путь торможения, при которых действует тормозное уси­лие; полный тормозной путь от момента подачи сигнала тормо­жения до полной остановки; давления воздуха в тормозном ци­линдре, запасном резервуаре и тормозной магистрали; усилия в элементах рычажной передачи; выход штока тормозного цилиндра; силы тока и напряжения питания электрических тормозных устройств; моменты срабатывания противогазных устройств и др.

Динамические тормозные испытания обычно проводят на пря­мых горизонтальных участках пути с порожними и гружеными вагонами, выполняя режимы служебного и экстренного тормо­жения. Эффективность электрического торможения как реостат­ного, так и рекуперативного, обычно проверяют одновременно с тягово-энергетическими испытаниями моторных вагонов.

Для вагонов электроподвижного состава (вагонов метропо­литена, трамвая и электропоездов) большое значение имеет опре­деление и проверка в натурных условиях их тягово-энергетиче-ских характеристик, скоростных и тормозных параметров, вре­мени сборки электрических схем и срабатывания аппаратов, их коммутационных свойств, нагрева и устойчивости работы эле­ментов тягового оборудования и других параметров.

В общем случае при тягово-энергетических испытаниях ва­гонов электроподвижного состава определяют следующие пара­метры:

установившуюся скорость движения вагона или поезда в по­рожнем состоянии и с максимальной нагрузкой на горизонталь­ном участке пути при всех ходовых позициях контроллера;

наибольшую скорость при максимальной нагрузке на расчет­ном подъеме;

время и длину пути разгона до максимальной скорости на характерных профилях при максимальной и номинальной нагруз­ках, а также скорости выхода вагона (поезда) в режим работы по автоматической характеристике тяговых электродвигателей;

ускорения при разгоне на горизонтальном пути с момента включения тяговых двигателей до выхода на автоматическую характеристику, а также при каждой ступени ослабления магнит­ного поля двигателей и среднее значение от момента пуска до достижения конструкционной или заданной скорости движения;

напряжения и силы тока, потребляемого тяговыми электро­двигателями при различных схемах их соединения, различных ходовых позициях и пуске порожнего и груженого вагонов;

расход электроэнергии при тяговом режиме порожнего и груженого вагонов;

длины тормозных путей порожнего и груженого вагонов, начиная с различной скорости начала торможения при экстрен­ном и служебном торможении;

замедления (максимальные и средние) при всех видах тормо­жения на горизонтальном участке для порожнего и груженого вагонов;

влияние изменения напряжения в контактной сети, а также пульсации тока в контактной сети и цепи тяговых двигателей на тяговые и тормозные параметры вагона при различных режи­мах разгона и торможения;

класс коммутации тяговых электродвигателей при максималь­ных нагрузках в режимах ослабленного и полного магнитного поля, а также при переходных процессах в период пуска и тор­можения вагонов;

температуру нагрева элементов тягового и вспомогательного электрооборудования (обмоток и коллекторов тяговых двигателей, индуктивных шунтов, резисторов и т. п.) при часовом и длитель­ном режимах работы;

силу тока и напряжение при электрическом (рекуперативном и реостатном) торможении на двигателях, работающих в гене­раторном режиме;

рекуперируемую электроэнергию в зависимости от скорости движения вагона и напряжения потребителя;

характер переходных электромагнитных процессов в эле­ментах электрической схемы вагона;

безопасность движения вагонов при возможных неисправно­стях отдельных приборов, аппаратов или узла электрообору­дования и т. д.

При тягово-энергетических испытаниях вагонов электропод­вижного состава, оборудованных системами автоматизирован­ного управления движением поезда, автоматического регулирова­ния скорости, системами резервного пуска и т. п., дополнительно определяют взаимодействия этих систем между собой, с электро­тяговым оборудованием вагона и с устройствами СЦБ. При под­готовке и проведении тягово-энергетических испытаний особое внимание обращают на соблюдение правил безопасности. Во время испытаний многие приборы соединены с силовыми цепями электрооборудования вагонов и представляют собой источник повы­шенной электроопасности для персонала. Для обеспечения безо­пасности всех участников испытаний необходимо строго соблю­дать специальные технические и организационные мероприятия.

Тягово-энергетические испытания вагонов электроподвиж­ного состава представляют собой достаточно сложные научно-экспериментальные исследования. Поэтому применяемая для их проведения аппаратура должна иметь высокий класс точности и широкий диапазон частот. Измерительные цепи и регистрирую­щая аппаратура должны исключать влияние электромагнитных и других помех. Применяемую при тягово-энергетических и тормозных испытаниях аппаратуру приспособляют для возмож­ности использования автоматизированных способов обработки получаемых экспериментальных данных.