ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РОСПУСКА «ПОРОЖНЕГО ВАГОНА» НА СОРТИРОВОЧНОЙ ГОРКИ (ЧАСТЬ 1)

АННОТАЦИЯ

В данной публикации, как и в предыдущих, рассмотрены результаты исследований различных режимов роспуска «порожнего вагона» на уклоне сортировочной горки при воздействии силы попутного ветра. Изложены графические зависимости линейного ускорения, времени движения и скорости скатывания вагона по всему профилю спускной части горки при различных скоростях роспуска. Выявлена оптимальная скорость роспуска «порожнего вагона», обеспечивающего соблюдение допустимых скоростей соударения, установленных ПТЭ. Для приведенных исходных данных рациональным будет являться режим с использованием мощностей всех тормозных позиций и максимальным торможением на участке первой тормозной позиции.

ABSTRACT

In this publication, as well as in the previous ones, the results of studies of various modes of disbanding an "empty wagon" on the slope of the sorting hill under the influence of the force of a tailwind are considered. The graphical dependences of linear acceleration, travel time and rolling speed of the car along the entire profile of the descent part of the slide at different speeds of dissolution are described. The optimal speed of the dissolution of the "empty wagon", ensuring compliance with the permissible collision speeds set by the PTE, has been revealed. For the given initial data, the rational mode will be using the capacities of all braking positions and maximum braking on the section of the first braking position.

Ключевые слова: Железная дорога, станция, сортировочная горка, движение «порожний вагон», попутный ветер, анализ результатов исследований.

Keywords: Railway, station, sorting hill, "empty wagon" movement, tailwind, analysis of research results.

Актуальность проблемы

Данная публикация, как и [1], является следующей в серии работ [2 – 12], посвящённых исследованию результатов анализа движения вагона на уклоне спускной части сортировочной горки при различных режимах движения, полученных на базе специально разработанной программы расчёта (для примера см. [10]).

Известно [11-15], что технологический процесс работы сортировочной горки базируется на уменьшении скорости движущихся вагонов последовательным торможением на ТП до установленных скоростей соударения [1]. Согласно [1], технологией работы сортировочных горок предусмотрены случаи роспуска вагонов (отцепов) «на проходимость» или с использованием мощностей парковых тормозных позиций, обычно используемых, как правило, для «порожних вагонов».

Актуальным является определение оптимального режима роспуска с рациональным сочетанием мощностей тормозных позиций и применения варианта «на проходимость», обеспечивающего соблюдение допустимых скоростей соударения, установленных ПТЭ[24].

Цель настоящей статьи

С использованием упрощенным методом программы расчёта (для примера см. [10-22]) проанализировать различные вариант роспуска «порожнего вагона» при заданных характеристиках и климатических условиях и выявить оптимальный режим роспуска.

Результаты исследований в табличном и графическом видах

Далее в табл. 1 изложим результаты исследований движения «порожний вагон» «на проход» по уклону сортировочной горки при воздействии силы попутного ветра как на торцевую F_rвx, так и на боковую сторону вагона F_rв.y при одновременном учёте силы сопротивлений всякого рода (среды F_ср., стрелок F_стр., кривых F_кр., снега и инея F_си.) F_{с [19-23]}.

Таблица 1.

Результаты исследований

Как и в [1 – 8], в табл. 1 обозначено: ВГ – вершина горки; СК1 и СК2 — первый и второй скоростные участки горки; 1ТП, 2ТП и 3ТП — первая, вторая и третья тормозные позиции горки, через которые вагон движется «на проход» (т. е. без торможения вагонными замедлителями); ПР – промежуточный участок горки; СЗ – стрелочная зона горки; СП1и СП2 – первый и второй участки сортировочного пути; С – разделительный стрелочный перевод (стрелка), С1, С2 и С3 – первая, вторая и третья стрелки; l – длина каждого участка спускной части горки, начиная с вершины горки; a₂ – ускорение вагона на каждом отдельно взятом участке горки; t₂ и v₂ – время движения и скорость скатывания вагона, начиная с вершины горки. При этом, l = 0 соответствует вершине сортировочной горки (ВГ), а v₀₁ = 1,7 м/с или 8,87 км/ч – скорости надвига вагона на ВГ (или начальной скорости вагона) в случае проектирования горочной горловины на 24 пути. Рассматриваются горки повышенной и большой мощности (ГПМ и ГБМ), как и в [1 – 9].

Результаты табл. 1, как и в [1 – 3], соответствуют исходным данным: G = 538 – сила тяжести «порожний вагон» с грузом с учётом инерции вращающихся масс, кН (при силе тяжести «порожний вагон» G_гр = 280 кН); M = 5,484∙10⁴ – масса «порожний вагон» с грузом с учётом инерции вращающихся масс, кг; F_rв.x = 3,192 и F_rв.y = 13,68 – силы воздействия попутного ветра малой величины на вагон, как вдоль, так и поперёк вагона, кН[16-19].

Пояснения значения ускорения a₂, времени движения t₂ и скорости скатывания вагона v₂ без торможения вагонными замедлителями, полученные для каждого участка спускной части сортировочной горки, приведённые в табл. 1, для случая воздействия  силы как на торцевую сторону F_rвx, так и на боковую сторону F_rв.y вагона с учётом одновременного воздействия силы сопротивления всякого рода (среды, стрелки, кривых, снега и инея) F_с, как и приведенным в [1 – 11].

Принимая данные третьего и четвертого столбцов табл. 1, построим графики ускорения вагона a_k на участках l_j спускной части сортировочной горки при воздействии силы попутного ветра F_rв с учётом одновременного воздействия силы сопротивлений всякого рода (среды, стрелки, кривых, снега и инея) F_с. и проекции силы попутного ветра на боковую сторону вагона F_rвy (рис. 1).

Рисунок 1. Графические изменения a_k = f(l_j) с учётом сил F_с. и F_rвy.

Обозначения на рис. 1 такие же, как и в табл. 1.

На рис. 1, например, на втором участке сортировочного пути (СП2) длиной l₉ = 50,0 м (в табл. 1: 385,237 м) и уклоном ψ₀₉ = 0,0006 рад. (0,6 промилле) при скорости входа вагона на данный участок v₀₉ = 8,888 м/с и при учёте воздействия проекции силы попутного ветра Юго-Западного направления F_rв на боковую сторону вагона F_rв.y на участке второго сортировочного пути (СП2) линейное ускорение, в отличие от [1], равнозамедленное (имеет отрицательное значение, например, для заданных исходных данных a₉ = -0,0042 м/с²), а на всех участках тормозных позиций (1ТП, 2ТП и 3ТП), как и в [1], – равноускоренное. Отметим, что по результатам теоретических предпосылок работ [7, 11 – 13] нельзя вычислить значения ускорений вагона на тормозных позициях горки вследствие того, что в них за значение линейного ускорения принимают ускорение свободного падения тела с учётом инерции вращающихся масс (колёсных пар), что принципиально является ошибочным [6, 8, 9,12,17,22,24.].

Как  a_k = f(l_j), используя данные третьего и пятого, а также третьего, шестого и седьмого столбцов табл. 1, логично построить графические зависимости t_k = f(l_j) (рис. 2) и v_k = f(l_j) (рис. 3).

Рисунок 2. Графические изменения t_k = f(l_j) с учётом сил F_с. и F_rвy

1. С использованием усовершенствованной методики программы расчетов исследованы различные варианты роспуска «порожнего вагона» на сортировочной горки при воздействии силы попутного ветра малой величины.

2. Результаты  полученных в  табличных и графических данных времени движения и скорости спуска «порожнего вагона» выявил оптимальный режим роспуска, гарантирующий соблюдение допустимых скоростей соударения, установленных ПТЭ.

Выводы

1. С использованием усовершенствованной методики программы расчетов исследованы различные варианты роспуска «порожнего вагона» на сортировочной горки при воздействии силы попутного ветра малой величины.

2. Результаты  полученных в  табличных и графических данных времени движения и скорости спуска «порожнего вагона» выявил оптимальный режим роспуска, гарантирующий соблюдение допустимых скоростей соударения, установленных ПТЭ.

Список литературы:

1. Гордиенко А.А. Результаты исследований движения вагона «на проход» по спускной части сортировочной горки при попутном ветре / А.А. Гордиенко // Транспорт: наука, техника, управление. 2018, № 1. - С. 19 –22. ISSN 0236-1914.
2. Туранов, Х.Т. Результаты исследований движения вагона по спускной части сортировочной горки при попутном ветре / Х.Т. Туранов, А.А. Гордиенко, И.С. Плахотич // Бюллетень транспортной информации. 2016. № 12 (258). С. 31-36. ISSN 2072-8115.
3. Туранов Х.Т. Графическое представление результатов исследований движения вагона по спускной части сортировочной горки при попутном ветре / Х.Т. Туранов, А.А. Гордиенко, И.С. Плахотич // Транспорт: наука, техника, управление. 2017. № 3. С. 7-12. ISSN 0236-1914.
4. Туранов Х.Т. Результаты исследований движения вагона «на проход» по спускной части сортировочной горки при умеренных климатических условиях / Х.Т. Туранов, А.А. Гордиенко // Транспорт: наука, техника, управление. 2017,  № 4. - С. 64 - 67. ISSN 0236-1914.
5. Критический анализ теоретических положений движения вагона с сортировочной горки Туранов Х.Т., Илесалиев Д.И., Джаббаров Ш.Б., Саидивалиев Ш.У. Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2021. № 3. С. 47-53.02
6. Kinematic characteristics of the car movement from the top to the calculation point of the marshalling hump Turanov K., Gordienko A., Saidivaliev S., Djabborov S., Djalilov K. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2021. Т. 1258. С. 322-338.23
7. About designing the height of the first profile of the marshalling hump Jabbarov Sh.B., Khurmatov Ya.A., Khaidarov O.U., Inoyatov K.Kh., Khozhiev N.K. Инновации. Наука. Образование. 2021. № 36. С. 1023-1035.04
8. About the motion of the wagon on the marshalling hump under the impact of air environment and tailwind Jabbarov Sh.B., Khurmatov Ya.A., Khaidarov O.U., Inoyatov K.Kh., Zhumabekov B.Sh.Инновации. Наука. Образование. 2021. № 36. С. 1036-1052.05
9. Об отсутствии теоретической базы формулы для определения высоты первого профильного участка сортировочного горба Саидивалиев Ш.У., Джаббаров Ш.Б., Адилов Н.Б.У., Хожиев Н.К., Бозоров Р.Ш. Инновации. Наука. Образование. 2021. № 34. С. 1467-1481.06
10. О неточности формулы воздушного сопротивления при движении вагона по профилю сортировочной горки Туранов Х.Т., Гордиенко А.А., Саидивалиев Ш.У., Джаббаров Ш.Б. Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2020. № 9. С. 34-39.18О
11. Некорректности формулы удельного воздушного сопротивления движению вагона по профилю сортировочной горки Туранов Х.Т., Гордиенко А.А., Джаббаров Ш.Б. Бюллетень транспортной информации. 2020. № 2 (296). С. 20728115.19О
12. Особенности движения вагона по спускной части сортировочной горки при попутном ветре Гордиенко А.А., Джалилов Х.Х., Джаббаров Ш.Б., Инагамов С.Г. Вестник Белорусского государственного университета транспорта: наука и транспорт. 2020. № 2 (41). С. 64-67.011
13. Designing the height of the first profile of the marshalling hump Turanov K., Gordienko A., Saidivaliev S., Djabborov S. В сборнике: E3S Web of Conferences. Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE 2019. 2020. С. 03038.612
14. Movement of the wagon on the marshalling hump under the impact of air environment and tailwind Turanov K., Gordienko A., Saidivaliev S., Djabborov S. В сборнике: E3S Web of Conferences. Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE 2019. 2020. С. 03041.413
15. Критический анализ теоретических положений движения вагона с сортировочной горки (часть iv) Туранов Х.Т., Гордиенко А.А., Джабборов Ш.Б. Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2019. № 1. С. 16-20.814
16. О скольжении колёсных пар вагона на тормозных позициях сортировочных горок Туранов Х.Т., Гордиенко А.А., Джаббаров Ш.Б., Саидивалиев Ш.У. Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2019. № 5. С. 16-21.715
17. О вычислении профильной высоты головного участка сортировочной горки Туранов Х.Т., Гордиенко А.А., Саидивалиев Ш.У., Джабборов Ш.Б.Бюллетень транспортной информации. 2019. № 12 (294). С. 15-20.016
18. Критический анализ теоретических положений движения вагона с сортировочной горки (часть v)Туранов Х.Т., Гордиенко А.А., Джабборов Ш.Б. Бюллетень транспортной информации. 2019. № 3 (285). С. 22-27.717
19. Аналитическая статика качения колес на скоростных участках сортировочной горки Туранов Х.Т., Гордиенко А.А., Джабборов Ш.Б. Бюллетень транспортной информации. 2019. № 6 (288). С. 8-16.218О
20. Качении колес на скоростных участках сортировочной горки Джабборов Ш.Б. Вестник Луганского национального университета имени Владимира Даля. 2019. № 6 (24). С. 79-83.019
21. К критическому анализу теоретических положений движения вагона с сортировочной горки Туранов Х.Т., Гордиенко А.А., Джaббopoв Ш.Б. Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2018. № 11. С. 26-31.13.
22. Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1 520 мм. – М.: ТЕХИНФОРМ, 2003. – 168 с.
23. Образцов В.Н. Станции и узлы. ч. II / В.Н. Образцов. – М.: Трансжелдориздат, 1938. - 492 с.
24. Железнодорожные станции и узлы: учебник / В.И. Апатцев и др.; под ред. В.И. Апатцева и Ю.И. Ефименко. – М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. – 855 с.