ICS 45.060.01 Únor 2006
|
Železniční aplikace - Metody výpočtů zábrzdných drah, |
ČSN 28 4007 |
Railway applications - Methods for calculation of stopping distances, slowing distances and immobilization braking -
Part 1: General algorithms
Applications ferroviaires - Méthodes de calcul des distances d'arrêt, de ralentissement et d'immobilisation -
Partie 1: Algorithmes généraux
Bahnanwendungen - Verfahren zur Berechnung der Anhalte- und Verzögerungsbremswege und der Feststell- bremsung -
Teil 1: Grundlagen
Tato norma je českou verzí evropské normy EN 14531-1:2005. Evropská norma EN 14531-1:2005 má status české technické normy.
This standard is the Czech version of the European Standard EN 14531-1:2005. The European Standard EN 14531-1:2005 has the status of a Czech Standard.
|
|
© Český normalizační institut, 2006 75094 |
Národní předmluva
Citované normy
EN 13452-1:2003 zavedena v ČSN EN 13452-1:2004 (28 4011) Železniční aplikace - Brzdění - Brzdové systémy pro hromadnou dopravu - Část 1: Požadavky na provedení
EN 13452-2:2003 zavedena v ČSN EN 13452-2:2004 (28 4011) Železniční aplikace - Brzdění - Brzdové systémy pro hromadnou dopravu - Část 2: Zkušební metody
EN 14198:2004 zavedena v ČSN EN 14198:2005 (28 4021) Železniční aplikace - Brzdění - Požadavky na brzdový systém vlaků tažených lokomotivou
EN 14478:2005 zavedena v ČSN EN 14478:2005 (28 4001) Železniční aplikace - Brzdění - Všeobecný slovník
Citované předpisy
Směrnice nového přístupu 96/48 z 23. července 1996, o interoperabilitě transevropského vysokorychlostního železničního systému.
Směrnice nového přístupu 2001/16 z 19. března 2001, o interoperabilitě transevropského konvenčního železničního systému.
Články 2 a 4, 8 až 16, 18 a 20 těchto směrnic, ve znění Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2004/50/EC, jsou zapracovány v Nařízení vlády č. 133/2005 Sb., o technických požadavcích na provozní a technickou propojenost evropského železničního systému, v platném znění.
Upozornění na národní poznámky
Do normy byly ke kapitolám 2 a 3, bibliografii a článku 6.2.3 doplněny informativní národní poznámky.
Vypracování normy
Zpracovatel: PETRAŠOVÁ BRNO, IČ 40448584, Ivana Petrašová, Petr Remeš
Technická normalizační komise: TNK 141
Pracovník Českého normalizačního institutu: Ing. Ferdinand Adamčík
|
Duben 2005 |
ICS 45.060.01
|
Železniční aplikace - Metody výpočtů zábrzdných drah, brzdných drah Railway applications - Methods for calculation of stopping distances, |
|
|
Applications ferroviaires - Méthodes de calcul |
Bahnanwendungen - Verfahren zur Berechnung |
Tato evropská norma byla schválena CEN 2005-03-15.
Členové CEN jsou povinni splnit Vnitřní předpisy CEN/CENELEC, v nichž jsou stanoveny podmínky, za kterých se musí této evropské normě bez jakýchkoliv modifikací dát status národní normy. Aktualizované seznamy a bibliografické citace týkající se těchto národních norem lze obdržet na vyžádání v Řídicím centru nebo u kteréhokoliv člena CEN.
Tato evropská norma existuje ve třech oficiálních verzích (anglické, francouzské, německé). Verze v každém jiném jazyce přeložená členem CEN do jeho vlastního jazyka, za kterou zodpovídá a kterou notifikuje Řídicímu centru, má stejný status jako oficiální verze.
Členy CEN jsou národní normalizační orgány Belgie, České republiky, Dánska, Estonska, Finska, Francie, Irska, Islandu, Itálie, Kypru, Litvy, Lotyšska, Lucemburska, Maďarska, Malty, Německa, Nizozemska, Norska, Polska, Portugalska, Rakouska, Řecka, Slovenska, Slovinska, Spojeného království, Španělska, Švédska a Švýcarska.
|
CEN Evropský výbor pro normalizaci European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Řídicí centrum: rue de Stassart 36, B-1050 Brusel © 2005 CEN Veškerá práva pro využití v jakékoli formě a jakýmikoli prostředky Ref. č. EN 14531-1:2005 E |
Obsah
Strana
Předmluva....................................................................................................................................................................................... . 8
Úvod................................................................................................................................................................................................... 9
1 Předmět normy.............................................................................................................................................................. 9
2 Normativní odkazy......................................................................................................................................................... 9
3 Termíny, definice, značky a zkratky............................................................................................................................ 9
3.1 Termíny a definice........................................................................................................................................................ 9
3.2 Značky a indexy............................................................................................................................................................. 9
4 Základní algoritmy....................................................................................................................................................... 12
4.1 Základní algoritmus pro výpočet zábrzdných a brzdných drah............................................................................ 12
4.2 Základní algoritmus pro výpočet zajišťovací brzdy................................................................................................ 12
5 Výpočet zábrzdných a brzdných drah....................................................................................................................... 12
5.1 Všeobecně................................................................................................................................................................... 12
5.2 Základní charakteristiky............................................................................................................................................. 12
5.2.1 Sestava vlaku............................................................................................................................................................... 12
5.2.2 Charakteristiky vozidla a vlaku.................................................................................................................................. 12
5.3 Charakteristiky brzd.................................................................................................................................................... 15
5.3.1 Charakteristiky brzdicích zařízení druhu špalíková brzda nebo kotoučová brzda............................................ 15
5.3.2 Charakteristiky jiných druhů brzdicích zařízení...................................................................................................... 24
5.3.3 Celková aktivační doba brzdicích zařízení libovolného druhu............................................................................. 28
5.3.4 Pravidla součinnosti................................................................................................................................................... 29
5.4 Počáteční a provozní charakteristiky........................................................................................................................ 30
5.4.1 Střední spád koleje..................................................................................................................................................... 30
5.4.2 Počáteční rychlost....................................................................................................................................................... 31
5.4.3 Použitelný součinitel adheze..................................................................................................................................... 31
5.4.4 Úroveň požadavku na brzdu...................................................................................................................................... 31
5.4.5 Počet dostupných druhů brzdicích zařízení............................................................................................................ 31
5.5 Střední brzdicí síla jednotlivých brzdových systémů............................................................................................. 31
5.5.1 Všeobecně................................................................................................................................................................... 31
5.5.2 Síla špalíkové brzdy.................................................................................................................................................... 31
5.5.3 Síla kotoučové brzdy................................................................................................................................................... 33
5.6 Rozložení/vzájemný poměr brzdicích sil, dosažitelné síly................................................................................... 34
5.7 Brzdicí síly běžných nebo hnacích náprav.............................................................................................................. 34
5.8 Celkové brzdicí síly...................................................................................................................................................... 34
5.8.1 Přídavné vnější brzdicí sily......................................................................................................................................... 34
5.8.2 Celková brzdicí síla..................................................................................................................................................... 34
5.9 Zpomalení.................................................................................................................................................................... 34
5.9.1 Zpomalení vyvolaná jednotlivými brzdicími silami................................................................................................ 34
5.9.2 Ekvivalentní zpomalení............................................................................................................................................... 34
5.10 Doba volnoběžné jízdy................................................................................................................................................ 34
5.11 Výpočty drah................................................................................................................................................................. 34
5.11.1 Ekvivalentní dráha volnoběžné jízdy......................................................................................................................... 35
Strana
5.11.2 Brzdná dráha................................................................................................................................................................ 35
5.11.3 Zábrzdná dráha........................................................................................................................................................... 35
5.12 Další výpočty................................................................................................................................................................. 35
5.12.1 Lambda......................................................................................................................................................................... 35
5.12.2 Brzděná hmotnost....................................................................................................................................................... 35
5.12.3 Celková energie.......................................................................................................................................................... 36
5.12.4 Střední výkon................................................................................................................................................................ 36
5.12.5 Brzdná doba................................................................................................................................................................. 36
5.12.6 Zábrzdná doba............................................................................................................................................................. 36
5.12.7 Brzdný poměr............................................................................................................................................................... 36
5.12.8 Energie spotřebovaná jednotlivými druhy brzd...................................................................................................... 37
5.12.9 Energie na jednotku plochy, spotřebovaná jednotlivými druhy brzd.................................................................. 37
5.12.10 Střední a maximální výkon jednotlivých druhů brzd.............................................................................................. 37
5.12.11 Střední energetický tok jednotlivých druhů brzd..................................................................................................... 38
5.12.12 Požadovaná úroveň adheze pro jednotlivé druhy brzd......................................................................................... 38
6 Výpočet zajišťovací brzdy........................................................................................................................................... 38
6.1 Všeobecné charakteristiky........................................................................................................................................ 38
6.1.1 Charakteristiky nápravy.............................................................................................................................................. 38
6.1.2 Charakteristiky zajišťovacích brzd působících přímo na kolejnice.................................................................... 38
6.2 Charakteristiky zajišťovací brzdy.............................................................................................................................. 38
6.2.1 Součinitel tření obložení a špalíků........................................................................................................................... 38
6.2.2 Charakteristiky ruční brzdy působící na špalíky..................................................................................................... 39
6.2.3 Charakteristiky ruční brzdy působící na kotouče................................................................................................... 41
6.2.4 Charakteristiky brzdicího zařízení působícího na kotouče................................................................................... 44
6.2.5 Charakteristiky jednotky špalíkové brzdy................................................................................................................ 45
6.2.6 Charakteristiky kolejnicové brzdy s permanentními magnety............................................................................ 45
6.3 Charakteristiky vlaku a provozní charakteristiky.................................................................................................... 45
6.4 Zajišťovací brzdicí síla vyvíjená jednotlivými druhy brzdicích zařízení................................................................ 45
6.4.1 Ruční brzda působící na špalíky.............................................................................................................................. 45
6.4.2 Ruční brzda působící na kotouče............................................................................................................................. 46
6.4.3 Brzdicí zařízení s válcem, působící na kotouče..................................................................................................... 47
6.4.4 Brzdicí zařízení s válcem, působící na špalíky....................................................................................................... 48
6.4.5 Kolejnicové brzdicí zařízení s permanentními magnety....................................................................................... 48
6.5 Zajišťovací brzdicí síla vlaku..................................................................................................................................... 49
6.6 Vnější síly...................................................................................................................................................................... 49
6.6.1 Gravitační síla vlaku na spádu.................................................................................................................................. 49
6.6.2 Síla větru působící na vlak......................................................................................................................................... 49
6.6.3 Jízdní odpor.................................................................................................................................................................. 49
6.6.4 Výslednice vnějších sil............................................................................................................................................... 49
6.7 Konečné výsledky........................................................................................................................................................ 50
6.7.1 Bezpečnostní činitel zabrzdění proti samovolnému pohybu............................................................................... 50
6.7.2 Požadovaný součinitel adheze pro jednotlivé brzděné nápravy......................................................................... 50
Strana
6.7.3 Maximální přípustný spád.......................................................................................................................................... 50
6.8 Další výpočty................................................................................................................................................................. 50
6.8.1 Brzděná hmotnost při zabrzdění proti samovolnému pohybu............................................................................ 50
6.8.2 Tažení............................................................................................................................................................................ 50
Příloha A (normativní) Základní algoritmus pro výpočet zábrzdných a zpomalovacích drah.......................................... 51
Příloha B (normativní) Základní algoritmus pro výpočet zabrzdění proti samovolnému pohybu................................... 53
Příloha C (informativní) Příklady výpočtů zábrzdných a zpomalovacích drah..................................................................... 54
C.1 Příklady výpočtů jízdního odporu pro vozy s podvozky.......................................................................................... 54
C.1.1 Příklad 1 Otevřený výsypný nákladní vůz E7........................................................................................................... 54
C.1.2 Příklad 2 Krytý nákladní vůz G10............................................................................................................................... 54
C.1.3 Příklad 3 Krytý nákladní vůz G50............................................................................................................................... 54
C.1.4 Příklad 4 Plošinový nákladní vůz R18...................................................................................................................... 54
C.2 Příklad výpočtů síly špalíkové brzdy s tyčovím........................................................................................................ 54
C.2.1 Použití pro konvenční dvounápravový nákladní vůz, vybavený mechanickým zařízením
pro brzdění podle nákladu se špalíky UIC Bg, od 100 km/h............................................................................... 54
C.2.2 Použití pro konvenční dvounápravový nákladní vůz, vybavený pneumatickým zařízením
pro brzdění podle nákladu se špalíky UIC Bg, od 100 km/h............................................................................... 55
C.2.3 Použití pro konvenční nákladní vůz se dvěma podvozky, vybavený zařízením pro brzdění
podle nákladu se špalíky UIC Bgu, od 100 km/h.................................................................................................. 55
C.3 Síla špalíkové brzdy s válcem................................................................................................................................... 56
C.3.1 Použití pro konvenční nákladní vůz se dvěma podvozky, vybavený špalíkovou brzdou s válci...................... 56
C.4 Síla kotoučové brzdy................................................................................................................................................... 57
C.4.1 Použití pro vozidlo s kotoučovými brzdami s jedním válcem na kotouč............................................................ 57
C.4.2 Použití pro nákladní vůz s kotoučovými brzdami s jedním válcem pro dva kotouče....................................... 57
C.5 Zpomalení.................................................................................................................................................................... 58
C.5.1 Zpomalení vyvolané špalíkovou brzdou (a = FB/Mdyn = FB,a ´ na/Mst).............................................................. 58
C.5.2 Zpomalení vyvolané kotoučovou brzdou (a = FB/Mdyn = FB,a ´ na/Mst)............................................................. 58
C.6 Výpočty drah................................................................................................................................................................. 58
C.6.1 Příklad 1........................................................................................................................................................................ 58
C.6.2 Příklad 2........................................................................................................................................................................ 59
C.6.3 Příklad 3........................................................................................................................................................................ 59
C.6.4 Příklad 4........................................................................................................................................................................ 59
C.7 Příklady dalších výpočtů............................................................................................................................................. 59
C.7.1 Příklad 1........................................................................................................................................................................ 59
C.7.2 Příklad 2........................................................................................................................................................................ 60
C.7.3 Příklad 3........................................................................................................................................................................ 61
C.7.4 Příklad 4........................................................................................................................................................................ 63
Příloha D (informativní) Příklady výpočtů zabrzdění proti samovolnému pohybu.............................................................. 65
D.1 Příklady výpočtů zabrzdění proti samovolnému pohybu ručním brzdicím zařízením působícím
na špalíky...................................................................................................................................................................... 65
D.1.1 Všeobecně................................................................................................................................................................... 65
D.1.2 Výstupní síla ozubeného převodu............................................................................................................................ 65
D.1.3 Síla působící na špalíky............................................................................................................................................. 65
D.1.4 Zajišťovací brzdicí síla působící na nápravu.......................................................................................................... 65
Strana
D.2 Příklady výpočtů zabrzdění proti samovolnému pohybu ruční brzdou působící na kotouče......................... 66
D.2.1 Všeobecně................................................................................................................................................................... 66
D.2.2 Výstupní síla ozubeného převodu na válec............................................................................................................ 66
D.2.3 Síla vyvíjená každým válcem..................................................................................................................................... 66
D.2.4 Síla působící na čelisti jednoho válce..................................................................................................................... 66
D.2.5 Zajišťovací brzdicí síla působící na nápravu.......................................................................................................... 66
D.3 Brzdicí zařízení s válcem, působící na kotouče..................................................................................................... 67
D.3.1 Všeobecně................................................................................................................................................................... 67
D.3.2 Síla působící na čelisti............................................................................................................................................... 67
D.3.3 Zajišťovací brzdicí síla na kotouč............................................................................................................................. 67
D.3.4 Zajišťovací brzdicí síla působící na nápravu.......................................................................................................... 67
D.4 Brzdicí zařízení s válcem, působící na špalíky....................................................................................................... 67
D.4.1 Všeobecně................................................................................................................................................................... 67
D.4.2 Zajišťovací brzdicí síla působící na nápravu.......................................................................................................... 68
D.5 Kolejnicová brzda s permanentními magnety....................................................................................................... 68
D.5.1 Všeobecně................................................................................................................................................................... 68
D.5.2 Zajišťovací brzdicí síla působící na podvozek....................................................................................................... 68
D.6 Vnější síly a konečné výsledky.................................................................................................................................. 68
D.6.1 Všeobecně................................................................................................................................................................... 68
D.6.2 Příklad založený na případu vozu se dvěma podvozky, brzděného pouze na jednom podvozku ručním
brzdicím zařízením působícím na špalíky............................................................................................................... 68
D.6.3 Příklad založený na případu vozu se dvěma podvozky, brzděného pouze na jednom podvozku ručním
brzdicím zařízením působícím na kotouče............................................................................................................. 69
D.6.4 Příklad založený na případu vozu se dvěma podvozky, brzděného brzdicím zařízením s válcem,
působícím na kotouče................................................................................................................................................ 69
D.6.5 Příklad založený na případu brzdicího zařízení s válcem, působícího na špalíky........................................... 70
Příloha ZA (informativní) Vztah mezi touto evropskou normou a základními požadavky Směrnice EU 96/48............ 71
Příloha ZB (informativní) Vztah mezi touto evropskou normou a základními požadavky Směrnice EU 2001/16....... 72
Bibliografie...................................................................................................................................................................................... 73
Předmluva
Tato evropská norma (EN 14531-1:2005) byla vypracována technickou komisí CEN/TC 256 „Železniční aplikace“, jejíž sekretariát zajišťuje DIN.
Této evropské normě je nutno nejpozději do října 2005 dát status národní normy, a to buď vydáním identického textu, nebo schválením k přímému používání, a národní normy, které jsou s ní v rozporu, je nutno zrušit nejpozději do října 2005.
Tento dokument byl vypracován na základě mandátu uděleného CEN Evropskou komisí a Evropským sdružením volného obchodu.
Tato evropská norma byla vypracována na základě mandátu uděleného CEN/CENELEC/ETSI Evropskou komisí a Evropským sdružením volného obchodu, a podporuje základní požadavky Směrnice EU 96/48 a Směrnice EU 2001/16.
Vztah ke směrnicím EU viz informativní přílohy ZA a ZB, které jsou nedílnými součástmi této normy.
Tato evropská norma je jednou z částí evropské normy, uvedených níže:
– Část 1: Základní algoritmy
– Část 2: Použití pro samostatné nákladní vozy
– Část 3: Použití pro hromadnou dopravu (lehká vozidla a dieselové a elektrické motorové jednotky)
– Část 4: Použití pro samostatné osobní vozy
– Část 5: Použití pro lokomotivy
– Část 6: Použití pro vysokorychlostní vlaky
Podle vnitřních předpisů CEN/CENELEC jsou tuto evropskou normu povinny zavést národní normalizační organizace následujících zemí: Belgie, České republiky, Dánska, Estonska, Finska, Francie, Irska, Islandu, Itálie, Kypru, Litvy, Lotyšska, Lucemburska, Maďarska, Malty, Německa, Nizozemska, Norska, Polska, Portugalska, Rakouska, Řecka, Slovenska, Slovinska, Spojeného království, Španělska, Švédska a Švýcarska.
Úvod
Popisuje základní algoritmy a výpočty pro konstrukci brzdicích zařízení pro železniční vozidla.
Tato evropská norma je technickým dokumentem, který poskytuje fyzikální základy pro výpočty brzd a má uživateli usnadnit interpretaci požadavků Vyhlášky UIC 544-1 a současně tuto vyhlášku doplňuje.
Tato evropská norma uvádí prioritně příklady použití pro nákladní vozy. Je však použitelná pro všechny druhy vozidel. V případě potřeby budou další příklady použití předmětem samostatných částí této evropské normy.
1 Předmět normy
Typické příklady výpočtů pro nákladní vozy, osobní vozy a lokomotivy jsou uvedeny v částech 2 až 6 této evropské normy.
POZNÁMKA Tato evropská norma nestanovuje požadavky na výkonnost, které lze nalézt v jiných normách uvedených v kapitole 2.
Tato evropská norma umožňuje ověřit, zda projekt respektuje požadavky odpovídající druhu železniční aplikace.
-- Vynechaný text --
Zdroj: www.cni.cz