ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РОСПУСКА «ПОРОЖНЕГО ВАГОНА» НА СОРТИРОВОЧНОЙ ГОРКИ (ЧАСТЬ 2)

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.

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].

Очевидно, графики времени движения вагона от вершины горки (ВГ) до расчётной точки (РТ) фактически носят линейно возрастающий характер.

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

Из рис. 1 ясно что в зонах торможения горки, на участках 1ТП, 2ТП и ЗТП, аналогично [1], получается увеличение скорости движения вагона, а на втором участке сортировочного пути (СП2) при учёте воздействия  силы попутного ветра на боковую сторону вагона F_rв.y , в отличие от [1], - происходит  уменьшение скорости «порожнего вагона» (например, с 8,888 м/с или 32,9 км/ч до v₉ = 8,865 м/с или 31,9 км/ч.

Оговоримся, что по результатам теоретических предпосылок работ [7, 9, 11 – 13], как это следует из результатов исследований [8], нельзя вычислить скорость скольжения вагона даже на первой тормозной позиции горки из-за того, что она равна мнимому числу, поскольку вычисляется по формуле v =, где a – значение линейного ускорения вагона [8], либо по v = [9], где  – ускорение свободного падения тел с учётом инерции вращающихся колёсных пар, в принципе не должны учитываться инерции вращающихся масс, и h_т – мощность тормозных позиции.

Исходя из вышеуказанного, в случае роспуска вагона по спускной части сортировочной горки - от её вершины до расчётной точки «на проход» на всех участках тормозных позиций при воздействии силы попутного ветра   F_rв с учётом силы сопротивлений всякого рода F_с. скорость соударения «порожнего вагона» «с группой стоящих вагонов» (31,9 км/ч) превышает допустимую 5 км/ч более чем в 6 раз [11].

Отсюда видно, что при заданных климатических условиях не представляется возможным применение для «порожнего вагона» роспуска без использования мощностей тормозных позиций («на проход»).

Для определения оптимального режима роспуска изучим случай торможения «порожнего вагона» на тормозных позициях сортировочной горки с использованием программы расчетов [10].

В табл. 2 приведём результаты исследований изменения скоростей вагона, при его пропуске «на проход» только на первой тормозной позиции (1ТП) и торможении на второй и третьей тормозных позициях (2ТП и 3ТП), принимая время затормаживания t_зат2 = 1,6 и t_зат3 = 1,0.

Таблица 2.

Результаты исследований

Все условные обозначения табл. 2 такие же, как и в табл.1, кроме: КБ – участок учёта длины колёсной базы вагона; ТП – зона торможения вагона и ОТ – оставшийся участок ТП.

Очевидно, общее время скатывания вагона до расчётной точки (РТ) в последнем случае равно t_общ2 = 69,162 с, в то время как по данным табл. 1 это время равно t_общ2 = 50,851 с, а скорость движения вагона более 3 раза больше (18,63), чем допустимая (5 км/ч) [11].

Анализируем вариант торможения «порожнего вагона» на всех тормозных позициях сортировочной горки с использованием программы расчетов [10].

В табл. 3, приведены результаты исследований движения вагона с его торможением на участке 1ТП вплоть до остановки (чему будет соответствовать время t_зат1 = 3,3 с и скорость v_зат1 = 0,095 м/с или 0,343 км/ч), затормаживая на второй и третьей тормозных позициях (2ТП и 3ТП) и принимая время затормаживания соответственно t_зат2 = 2,1 и t_зат3 = 1,0 с.

Таблица 3.

Результаты исследований

Все обозначения табл. 3 такие же, как и в табл.2.

По данным табл. 3 построим графические зависимости a_k = f(l_j) (рис. 4), t_k = f(l_j) (рис. 5) и v_k = f(l_j) (рис. 6).

Рисунок 2. Графические изменения a_k = f(l_j) с учетом сил F_с. и F_rвy с использованием мощностей всех тормозных позиций

Обозначения на рис. 4 такие же, как и в табл. 3.

На рис. 2, как и в [2 - 5], на всех участках ТП, включая и второй участок сортировочного пути, при учёте воздействия силы попутного ветра F_rв на боковую сторону вагона F_rв.y «очень плохой бегун» движется равнозамедленно.

Рисунок 3. Графические изменения t_k = f(l_j) с учетом сил F_с. и F_rвy с использованием мощностей всех тормозных позиций

Рисунок 4. Графические изменения v_k = f(l_j) с учетом сил F_с. и F_rвy с использованием мощностей всех тормозных позиций

На рис. 6 также видно, что на всех участках тормозных позиций горки с учётом воздействия   силы попутного ветра  на боковую сторону вагона F_rв.y, как и в [2 - 5], происходят уменьшение скорости скольжения «порожнего вагона» (например, на первой тормозной позиции с 7,61 м/с или 27, км/ч до v₉ = 0,095 м/с или 0,343 км/ч).

Обратим внимание, что общее время спуска (отцепа) до расчётной точки (РТ) в последнем случае равно t_общ3 = 122,636 с, в то время как по данным табл. 2, это время равно t_общ2 = 69,169 с, а по данным табл. 1: t_общ1 = 50,851 с.

Из это следует что, для рассчитанных характеристик «порожнего вагона» и климатических условий оптимальным и гарантирующих безопасность считаем режим роспуска с использованием мощностей всех тормозных позиций и максимальным торможением на участке первой тормозной позиции.

Выводы

1. Для рекомендуемых исходных данных оптимальным будет являться оптимальный режим с использованием мощностей всех тормозных позиций и максимальным торможением на участке первой тормозной позиции.

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.