Управление торможением и регулирование скорости
Скатывания отцепов
Задачи регулировки скорости скатывающихся
С горки отцепов
При скатывании вагонов с сортировочной горки должны быть соблюдены следующие три основные условия:
· обеспечена подготовка маршрутов скатывания отцепов в полном соответствии с программой роспуска;
· созданы необходимые интервалы между отцепами на разделительных стрелках для своевременного перевода стрелки очередному отцепу;
· обеспечено прицельное торможение отцепов в сортировочном парке при реализации допустимой скорости соударения вагонов на подгорочных путях.
Нарушение первого и второго условий приводит к появлению на путях «чужаков», нарушение третьего – к повреждению вагонов и грузов. Механизированные горки имеют, как правило, две тормозные позиции (IТП и IIТП), оборудованные вагонными замедлителями. На подгорочных путях (IIIТП) торможение осуществляется обычно регулированием скорости движения вагонов с помощью ручных шлагбаумов либо парковыми замедлителями.
Количество и мощность тормозных средств для каждой сортировочной горки определяются в зависимости от ее высоты, плана и профиля, а также подгорочных путей, структуры вагонопотоков и грузопотоков и др. IТП устанавливается в горочной части горки перед разделительной стрелкой или за ней; IIТП – перед разделительными стрелками пучка путей; IIIТП – на каждом подгорочном пути сортировочного парка.
Для существенного улучшения качества сортировки вагонов на крупных горках рекомендуется сооружать дополнительную тормозную позицию на подгорочных путях (ДТП).
Системы АРС обеспечивают необходимую дальность пробега отцепов при безопасной скорости соударения их с вагонами, находящимися на подгорочных путях, и создают необходимые интервалы между скатывающимися отцепами на спускной части горки.
Основные сложности управления скоростью движения отцепов состоят в том, что они обладают различной массой. В этой связи их условно делят на весовые категории: легкие (Л) – до 28 тс; легко-средние (ЛС) – 28-44 тс; средние (С) – 60-72 тс; тяжелые (Т) – свыше 72 тс.
Эти отцепы, обладая разной массой, в момент отрыва их от состава на вершине горки при роспуске имеют разную потенциальную энергию (mgh). Хотя в начальный момент скатывания отцепов их скорости практически одинаковы, в процессе движения по ускоряющему уклону горки их потенциальная энергия
трансформируется в кинематическую (mv2/2), вследствие чего отцепы с разной массой приобретают различную скорость движения. Это означает, что отцепы Л обладают худшими показателями динамики движения и останавливаются быстрее, чем отцепы Т. Поэтому вводится еще одна классификация отцепов по качественному показателю бегунов: «плохие бегуны» - это легкие отцепы; «хорошие бегуны» - это отцепы средней весовой категории и «очень хорошие бегуны» - это тяжелые по весовой категории отцепы.
Поскольку в процессе роспуска вагонов, сочетание попутно скатывающихся отцепов случайно, то при их свободном скатывании одни могут догонять других (хорошие плохих), сцепляясь в один отцеп. Это означает, что в дальнейшем они поедут по одному маршруту как единый отцеп. Такие нагонные ситуации нарушают заданную программу маршрута движения (см. Ранее о работе систем ГАЦ) и приводят к появлению на сортировочных путях так называемых «чужаков», т. е. отцепов, въехавших не на свой сортировочный путь.
В другом случае нагон может привести к превышению скорости соударения двух отцепов, в результате чего разрушается конструкция вагона и портится перевозимый груз –происходит «бой вагонов».
При ином сочетании попутно скатывающихся бегунов: хороший – плохой, первый может уехать в конец сортировочного пути, а второй не доехать до него и остановиться вначале, т. е. между вагонами не доехать до него и остановиться вначале, т.е. между вагонами образуется «окно». Эта ситуация хотя и не приводит к опасной – бою вагонов, но не допустима по той причине, что сортировочный путь оказывается занятым вначале остановившимся отцепом, и не позволяет направлять на него другие вагоны. В этих случаях роспуск приостанавливается, производятся маневровые передвижения, в результате которых вагон проталкивается вглубь сортировочного парка, и с выездом маневрового локомотива роспуск возобновляется. Эти дополнительные технологические операции существенно снижают производительность горки и повышают эксплуатационные расходы.
Наряду с названными факторами, влияющими на скоростной режим скатывания отцепов и динамику их движения, оказывает
влияние множество других, имеющих случайное происхождение, а значит и затрудняющих их учет. К их числу относят взаимодействие тележек колесных пар вагона с рельсами, с неоднородностями пути (кривизна, стыки, профиль), трение осей колесных пар в буксовых узлах, влияние ветровых нагрузок (сила ветра, его направление), инерционные свойства вагонов и многое другое. Все эти факторы в процессе движения отцепов могут либо усиливать, либо уменьшать качества бегунов.
Для того, чтобы в процессе скатывания отцепов исключить нагоны, бой вагонов и обеспечить их следование не только по заданному маршруту на сортировочный путь, но и в заданную координату пути, для исключения «окон» и непревышения скорости соударения, на уклоне горки размещают тормозные средства. Они нужны для регулирования скорости движения отцепов путем уменьшения «излишней» кинетической энергии притормаживанием тех, которые едут быстро.
Управление тормозными позициями, которые оборудуются специальными замедлителями, производящими работу по снижению кинетической энергии отцепов, осуществляется дистанционно оператором горки с горочного поста либо автоматически системами автоматического регулирования скорости (АРС, УУПТ). Тормозные позиции располагаются в ряде локальных зон спускной части горки (дискретных точках), а не покрывая всю длину путей. Это означает, что притормозив отцеп в зоне тормозной позиции, надо хорошо прогнозировать его движение до следующей тормозной зоны и так далее до сортировочного пути.
Задача эта весьма сложная, намного сложнее управления маршрутами движения, поскольку требует знаний не только методов управления торможением, но и объекта управления, каковым является отцеп, в условиях действия множества случайных факторов.
Опыт эксплуатации систем автоматического регулирования скорости (АРС) движения отцепов свидетельствует о том, что качественное регулирование скорости вагонов на сортировочных горках должно обеспечивать хорошее прогнозирование динамики движения подвижных единиц, поскольку большую часть пути отцепы скатываются вне зон управления ими.