TCVN-14565-1-2025-ISO-20138-1-2018-Ung-dung-duong-sat-Tinh-hieu-nang-ham-Phan-1

Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về
Các bản dự thảo

Đang tải văn bản...

Số hiệu:	TCVN14565-1:2025	Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***	Người ký:	***
Ngày ban hành:	Năm 2025	Ngày hiệu lực:
ICS:	45.020	Tình trạng:	Đã biết

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14565-1:2025

ISO 20138-1:2018

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT -

TÍNH TOÁN HIỆU NĂNG HÃM (HÃM DỪNG, HÃM GIẢM TỐC VÀ HÃM KHI ĐỨNG YÊN) -

PHẦN 1: THUẬT TOÁN TỔNG QUÁT SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH

Railway applications -

Calculation of braking performance (stopping, slowing and stationary braking) -

Part 1: General algorithms utilizing mean value calculation

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

TCVN 14565-1:2025 hoàn toàn tương đương với ISO 20138-1:2018.

TCVN 14565-1:2025 (ISO 20138-1:2018) do Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 14565: 2025, Ứng dụng đường sắt - Tính toán hiệu năng hãm (hãm dừng, hãm giảm tốc và hãm khi đứng yên), gồm các phần:

TCVN 14565-1:2025 (ISO 20138-1:2018), Phần 1: Thuật toán tổng quát sử dụng phương pháp tính giá trị trung bình;

TCVN 14565-2:2025 (ISO 20138-2:2019), Phần 2: Các thuật toán tổng quát sử dụng tính toán từng bước.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này mô tả các phương pháp luận để tính toán hiệu năng hãm, chẳng hạn như quãng đường hãm, gia tốc hãm, công suất và năng lượng đối với phương tiện đường sắt. Các phép tính này có thể được sử dụng tại bất kỳ giai đoạn nào của quá trình đánh giá (thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, thẩm tra, điều tra, v.v.) đối với phương tiện đường sắt.

Mục tiêu của tiêu chuẩn này là cho phép ngành công nghiệp đường sắt và các đơn vị khai thác sử dụng chung một phương pháp tính toán.

Tiêu chuẩn này được công bố thành hai phần riêng biệt (TCVN 14565-1 (ISO 20138-1) và TCVN 14565-2) (ISO 20138-2), các phần này bổ sung cho nhau và có thể được sử dụng riêng rẽ, tùy theo yêu cầu của người sử dụng.

...

Phần thứ hai của tiêu chuẩn trình bày chi tiết phương pháp luận tính toán theo từng bước, sử dụng các giá trị tức thời của lực hãm do từng loại thiết bị hãm đang vận hành cung cấp trong suốt thời gian hãm dừng/giảm tốc.

Hai phần riêng biệt của tiêu chuẩn có liên quan đến nhau nhưng có thể được sử dụng độc lập, tùy theo yêu cầu của người sử dụng.

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - TÍNH TOÁN HIỆU NĂNG HÃM (HÃM DỪNG, HÃM GIẢM TỐC VÀ HÃM KHI ĐỨNG YÊN) - PHẦN 1: THUẬT TOÁN TỔNG QUÁT SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH

Railway applications - Calculation of braking performance (stopping, slowing and stationary braking) - Part 1: General algorithms utilizing mean value calculation

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp luận để tính toán hiệu năng hãm đối với phương tiện đường sắt.

Tiêu chuẩn này mô tả các thuật toán/công thức tổng quát sử dụng giá trị trung bình làm dữ liệu đầu vào để thực hiện tính toán đối với thiết bị hãm và hiệu năng hãm, xét theo quãng đường hãm dừng/giảm tốc, hãm khi đứng yên, công suất và năng lượng cho mọi loại phương tiện đường sắt, dù là phương tiện độc lập hoặc tàu, liên quan đến quãng đường hãm.

Các phép tính có thể được sử dụng tại bất kỳ giai đoạn nào của quá trình đánh giá (thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, thẩm tra, điều tra, v.v.) đối với phương tiện đường sắt. Tiêu chuẩn này không đưa ra các tiêu chí chấp nhận cụ thể (đạt/không đạt).

...

Tiêu chuẩn này đưa ra các ví dụ về tính toán các lực hãm cho các loại thiết bị hãm khác nhau và tính toán quãng đường hãm dừng cũng như hãm khi đứng yên liên quan đến phương tiện độc lập hoặc tàu.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 14565-2 (ISO 20138-2), Ứng dụng đường sắt - Tính toán hiệu năng hãm (hãm dừng, hãm giảm tốc và hãm khi đứng yên) - Phần 2: Các thuật toán tổng quát sử dụng tính toán từng bước.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Tàu (train)

Cấu hình vận hành bao gồm một hoặc nhiều đơn nguyên.

...

Đoàn tàu (trainset)

Đơn nguyên có cấu hình cố định, có thể vận hành như tàu.

3.3

Đơn nguyên (unit)

Một thành phần của cấu hình tàu, có thể bao gồm một hoặc nhiều phương tiện.

3.4

Phương tiện (vehicle)

Thành phần riêng lẻ của một đơn nguyên.

VÍ DỤ: Đầu máy, toa xe khách, toa xe hàng, toa khách có buồng lái.

...

Lực giữ (retention force)

Lực có giá trị lớn hơn hoặc bằng tổng của các ngoại lực và lực kéo xuống dốc do trọng lực gây ra.

3.6

Lực hãm (brake force)

Lực cản hãm (retarding force)

Lực được tạo ra bởi một loại thiết bị hãm hoặc bởi các ngoại lực.

CHÚ THÍCH 1: Khối lượng động (tổng khối lượng tĩnh và khối lượng quay) được hãm bởi các lực hãm.

CHÚ THÍCH 2: Các lực cản hãm có tác dụng dừng hoặc giảm tốc một phương tiện hoặc một đơn nguyên.

CHÚ THÍCH 3: Trong một số trường hợp (ví dụ: hãm từ ray), lực hãm bằng với lực cản hãm. Trong các trường hợp khác, cần phân biệt lực hãm và lực cản hãm, ví dụ trong tính toán độ bám cần thiết.

...

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các ký hiệu chung được đưa ra trong Bảng 1.

Bảng 1 - Ký hiệu

Ký hiệu

Định nghĩa

Đơn vị

A_b

Diện tích tiếp xúc trên mỗi guốc hãm

m²

A_c

...

m²

A_p

Diện tích tiếp xúc trên mỗi má hãm

m²

Mức tín hiệu đầu ra nhỏ nhất xác định (thường là 5% hoặc 10%)

a_e

Gia tốc hãm tương đương

...

a_e,grad

Gia tốc hãm tương đương có tính đến ảnh hưởng độ dốc và quán tính

m/s²

a_e_{,grad_simple}

Gia tốc hãm tương đương bỏ qua quán tính

m/s²

a_e,z

Gia tốc hãm tương đương tác động trong dải tốc độ, z

m/s²

...

Góc dốc

Mức tín hiệu đầu ra lớn nhất xác định (thường là 90% hoặc 95%)

C₁

Hệ số đặc trưng của tàu, không phụ thuộc vào tốc độ

C₂

...

N/(m/s)

C₃

Hệ số đặc trưng của lực cản khí động học do lực cản (áp suất, lực cản ma sát bề mặt)

N/(m/s)²

Đường kính bánh xe

Lực

...

F_AMg

Lực hút của một nam châm

F_AMg,st

Lực hút của một nam châm vĩnh cửu

F_B

Lực hãm ma sát

...

Lực cản hãm hỗn hợp

F_BED

Lực cản hãm của hãm điện động

Lực cản hãm trung bình của hãm điện động

F_BED,max

...

F_BFR

Lực cản hãm của hãm thủy lực

Lực cản hãm trung bình của hãm thủy lực

F_BFR,max

Lực cản hãm lớn nhất của hãm thủy lực

...

Lực hãm trung bình của thiết bị hãm loại n

F_B,ind

Lực cản hãm không phụ thuộc độ bám (không liên quan tiếp xúc giữa bánh xe-ray), ví dụ: hãm từ ray nam châm vĩnh cửu

F_B_,i_nd,z

Lực cản hãm không phụ thuộc độ bám theo từng loại thiết bị

...

Tổng lực hãm tĩnh tác dụng lên ray

F_B,ax,st

Lực hãm tĩnh tác dụng lên bộ trục bánh xe đó

Lực cản hãm phụ thuộc độ bám (liên quan đến tiếp xúc giữa bánh xe-ray) do hãm đỗ (i là chỉ số phân loại bộ trục bánh xe)

...

Phần lực còn lại của khối lượng cần giữ

F_b

Lực guốc hãm

Lực hãm đỗ tác dụng lên mặt lăn bánh xe từ một đơn nguyên hãm đỗ độc lập

...

F_b,ax

Lực guốc hãm đơn

F_b,ax,s_t

Lực guốc hãm đơn tĩnh

F_b_,t_ot

Tổng lực hãm tác dụng lên tất cả bề mặt đĩa hãm hoặc tổng lực guốc hãm

...

Tổng lực hãm tĩnh tác dụng lên tất cả bề mặt đĩa hãm hoặc tổng lực guốc hãm tĩnh

F_Cr,H

Lực tác dụng lên tay quay hoặc vô lăng quay

F_c

Lực bên trong xi lanh

F_cl

...

F_cl,n

Lực kẹp của calliper hãm

f_D

Lực kéo xuống dốc do trọng lực

F_d,ax

Tỷ lệ lực kéo xuống dốc cần được chống lại trên mỗi bộ trục bánh xe khi tác dụng hãm đỗ

...

Ngoại lực trung bình

F_G

Ngoại lực (ví dụ: lực gió)

F_g

Lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ

...

Trọng lượng

F_g_,ax

Tải trọng trục tĩnh

F_H

Lực giữ

F_Mg,st

...

F_Mg,st,tot

Tổng lực hãm đỗ của tất cả nam châm vĩnh cửu trên một phương tiện

F_N

Tải trọng trục tĩnh vuông góc với ray khi hãm đỗ

F_N,ax

Tải trọng trục tĩnh vuông góc với ray trên mỗi bộ trục bánh xe khi tác dụng hãm đỗ

...

F_N_,i

Tải trọng trục tĩnh vuông góc với ray trên mỗi bộ trục bánh xe khi tác dụng hãm đỗ (i là chỉ số phân loại bộ trục bánh xe)

F_N,rem

Tải trọng trục tĩnh còn lại vuông góc với ray

F_PB

Tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray

...

Lực hãm đỗ trên mỗi bộ trục bánh xe tác dụng lên ray

F_Perp

Lực vuông góc

F_Perp,ax

Lực vuông góc tác dụng lên trục bánh xe

F_p

...

F_pad

Lực tác dụng lên một bề mặt đĩa hãm độc lập

F_pad,n

Lực tác dụng lên bề mặt đĩa hãm loại n

F_pull

Lực tác dụng lên giá chuyển hướng

...

F_pull,st

Lực tĩnh tác dụng lên giá chuyển hướng

F_Ra

Lực cản hãm do sức cản tàu

Lực cản hãm trung bình do sức cản tàu

...

Lực cản tĩnh của đoàn tàu

F_r

Lực cản hãm tức thời tác dụng lên ray do thiết bị hãm tạo ra

Lực cản hãm trung bình tác dụng lên ray do thiết bị hãm tạo ra

F_rECB

...

Lực cản hãm trung bình của hãm dòng điện xoáy tuyến tính

F_rECB,max

Lực cản hãm lớn nhất của hãm dòng điện xoáy tuyến tính

F_rMg

Lực hãm của một nam châm

...

F_rMg,_t_ot

Tổng lực cản hãm của tất cả nam châm trên một phương tiện

Lực hãm trung bình của thiết bị hãm loại n

F_SP

Lực lò xo hãm đỗ

...

Lực phục hồi của đơn nguyên hãm hoặc lực lò xo tác dụng

F_S,R

Lực phục hồi (ví dụ: bộ điều chỉnh khe hở)

F_s_t

Lực hãm tĩnh của tàu

F_st,ax

...

F_s_t_,n

Lực hãm tĩnh tác dụng lên bộ trục bánh xe của từng loại hãm cố định/giữ/đỗ, n.

F_s,rig

Lực phục hồi

F_t

Lực tiếp tuyến

...

F_wind

Lực gió tác dụng lên tàu

Gia tốc trọng trường

m/s²

η_Cbl

Hiệu suất cáp

...

Hiệu suất bên trong của đơn nguyên hãm

η_G

Hiệu suất truyền động bánh răng

η_R

Hiệu suất tổng thể của cơ cấu truyền động hãm

η_R,st

...

η_r_i_g

Hiệu suất của cơ cấu truyền động hãm / calliper

η_rig,st

Hiệu suất tĩnh của calliper

Dòng điện

...

Độ dốc của đường (dương: lên dốc, âm: xuống dốc)

i_Cbl

Tỉ số cơ học của cáp

i_c

Tỉ số truyền động của đơn nguyên hãm

...

Tỉ số truyền động của bánh răng

i_max

Độ dốc lớn nhất có thể đạt

i_max,roll

Độ dốc lớn nhất có thể đạt đối với lăn

i_{max, slide}

...

i_r_ig

Tỉ số truyền động của cơ cấu hãm

i_rig_,_ax,n

Tỷ số đòn bẩy trên mỗi dầm hãm

i_r_ig,_C

Tỉ số truyền của calliper (hãm đỗ)

...

i_r_ig,n

Tỉ số truyền của calliper

i_s,_rig

Tỷ số truyền động của cơ cấu hãm đối với lực phục hồi

Momen quán tính

kg^.m²

...

Hệ số (do nhà cung cấp đưa ra)

k₁

Hệ số (do nhà cung cấp đưa ra)

s/m

k1_v,k2_v

Hệ số mô tả xi lanh hãm chủ động hoặc thụ động

l_a,l_b

...

l_a,n,l_b,n

Chiều dài cá hãm của calliper

l_e

Chiều dài cá hãm chính (hãm đỗ)

l_c,l_d

Chiều dài cá hãm giá chuyển

...

Khối lượng cần được giữ của phương tiện/đơn nguyên/ tàu

m_dyn

Khối lượng động

m_rot

Khối lượng quay tương đương

...

Khối lượng quay tương đương của bộ trục bánh xe được hãm

m_s_t

Khối lượng tĩnh

m_st,_ax

Khối lượng tĩnh của từng bộ trục bánh xe

μ_Mg

...

μ_Mg,st

Hệ số ma sát tĩnh của nam châm vĩnh cửu (guốc từ)

μ_m

Hệ số ma sát trung bình của guốc/má hãm

μ_st

Hệ số ma sát tĩnh của guốc/má hãm

...

Số loại thiết bị hãm

n_PB,ax

Số bộ trục bánh xe có tác dụng hãm đỗ

n_Bea_m

Số lượng dầm hãm

...

Số bộ trục bánh xe có hãm

n_Disc

Số đĩa hãm

N_face

Số mặt ma sát của đĩa hãm

n_Mg

...

n_SP

Số đơn nguyên hãm lò xo

n₁,n₂

Giá trị công suất trong dải tốc độ trên v_cha (theo nhà cung cấp)

P_m_ax,n

Công suất lớn nhất của loại thiết bị hãm n

...

Áp suất

N/m²

p_ab

Áp suất riêng trên mỗi guốc hãm

N/m²

p_ap

Áp suất riêng trên mỗi má hãm

N/m²

...

Áp suất xi lanh hãm

r_m

Bán kính quét trung bình của má hãm trên bề mặt đĩa hãm

S_H

Hệ số an toàn giữ cố định

S_R

...

S_st

Hệ số an toàn cho hãm khi đứng yên

Hệ số an toàn chống trượt

Quãng đường dừng/giảm tốc

...

S_B_,n

Quãng đường di chuyển khi tác dụng thiết bị hãm loại n

S_grad

Quãng đường dừng/giảm tốc trên đường dốc

s₀

Quãng đường chạy không tương đương

...

Thời gian

t_a

Thời gian trễ (thời gian chết)

t_a_,n

Thời gian trễ (thời gian chết) cho thiết bị hãm loại n

t_ab

...

t_ab,n

Thời gian tác dụng hãm cho thiết bị hãm loại n

t_b

Tổng thời gian phản hồi (t_α + t_ab)

t_e

Thời gian phản hồi tương đương

...

t_e_,n

Thời gian phản hồi tương đương cho thiết bị hãm loại n

Giá trị độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe và ray cho các bộ trục bánh xe được hãm

Giá trị tạm thời độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe và ray cho các bộ trục bánh xe được hãm trong Bước lặp i

...

Độ bám khả dụng

Hệ số bám cần thiết để chống lại lực đường dốc và ngoại lực cho mỗi bộ trục bánh xe được hãm

Hệ số bám cần thiết để chống lại lực đường dốc cho mỗi bộ trục bánh xe được hãm

...

Hệ số bám lớn nhất cần thiết của mỗi bộ trục bánh xe được hãm

Độ bám cần thiết lớn nhất của mỗi bộ trục bánh xe được hãm

Tốc độ

...

v_c_ha

Tốc độ đặc trưng (tương ứng với lực cản hãm lớn nhất)

m/s

v_fin

Tốc độ cuối cùng

m/s

v_max

Tốc độ lớn nhất

m/s

...

Tốc độ ban đầu

m/s

v₁...v₄

Các tốc độ cụ thể

m/s

v_0,Mg

Tốc độ kích hoạt hãm từ ray

m/s

v_1,Mg

...

m/s

W_B

Năng lượng tiêu tán bởi các hệ thống hãm

W_B,_n

Năng lượng tiêu tán bởi thiết bị hãm loại n

W_Ra

Năng lượng tiêu tán bởi sức cản tàu

...

W_to_t

Tổng năng lượng

Phần trăm tín hiệu đầu ra

Số bước trong dải tốc độ

...

Số lượng dải tốc độ

5 Tính toán quãng đường dừng và giảm tốc

5.1 Yêu cầu chung

Một tóm tắt về phương pháp luận để xác định các lực hãm tác dụng lên tàu được thể hiện trong Hình A.1.

Các thuật toán trong tiêu chuẩn này sử dụng các giá trị trung bình và được áp dụng khi thời phản hồi nhỏ hơn 20% thời gian có lực hãm lớn nhất. Đối với các trường hợp có thời gian phản hồi lớn hơn (ví dụ: hãm từ tốc độ ban đầu thấp) hoặc khi các giá trị tức thời và thuật toán được sử dụng, hoặc khi ưu tiên các bước thời gian hữu hạn thì phải sử dụng TCVN 14565-2 (ISO 20138-2).

Phương pháp tính giá trị trung bình không nhằm mục đích sử dụng cho việc ước lượng hoặc đánh giá các giá trị cực hạn, ví dụ: hệ số ma sát nhỏ nhất lớn nhất của cặp ma sát. Các giá trị đầu vào cho tính toán được sử dụng mà không áp dụng dung sai.

Các lực cản hãm được diễn giải trong tiêu chuẩn này là các lực tác dụng song song với ray.

Các tham số thiết kế của hệ thống hãm cần thiết để thực hiện tính toán phải được xác định ở cấp độ trục bánh xe, giá chuyển hướng, phương tiện, đơn nguyên hoặc tàu. Trong phạm vi tiêu chuẩn này, thuật ngữ chung "phương tiện’’ được sử dụng.

...

Khi thiết bị hãm được lắp trên tàu được sử dụng trong các điều kiện khác nhau, ví dụ: trạng thái tải, dải tốc độ, lệnh hãm, v.v., thì mỗi điều kiện hoặc trạng thái hãm phải được xem xét cùng với ảnh hưởng tương đến lực hãm tạo ra.

Điều này xác định cách tính toán lực hãm được tạo ra bởi từng loại thiết bị hãm liên quan đến lực cản hãm tại ray. Nói chung, việc tính toán quãng đường dừng và giảm tốc là dựa trên giả thiết đường thẳng và phẳng.

Phụ lục C đưa ra ví dụ về tính toán hãm đối với các loại phương tiện và đơn nguyên khác nhau.

Các điều sau đây xem xét lực hãm được tạo ra bởi các loại thiết bị hãm thông dụng. Nếu sử dụng các loại thiết bị hãm khác (ví dụ: các loại mới hoặc hiện đại), thì nên áp dụng các phương pháp tính toán lực hãm thay thế.

Hình 1 đưa ra cái nhìn tổng quan về các loại thiết bị hãm.

Hình 1 - Tổng quan về các lực cản hãm tác dụng lên đơn nguyên

5.2 Đặc tính của phương tiện

5.2.1 Khối lượng tĩnh, m_s_t

...

Khi có sự khác nhau về khối lượng tĩnh trên mỗi bộ trục bánh xe m_st,ax, do cách bố trí của phương tiện khác nhau, lực hãm phải được tính toán cho từng bộ trục bánh xe.

5.2.2 Khối lượng quay tương đương, m_ro_t

Khối lượng quay tương đương m_ro_t là sự quy đổi tuyến tính của mômen quán tính do:

- Sự quay của các bộ trục bánh xe, và

- Các chi tiết quay được ghép với bộ trục bánh xe trong quá trình hãm.

Khối lượng quay tương đương phải được xác định bằng phương pháp lý thuyết hoặc được thiết lập từ kết quả của các thử nghiệm. Kích thước bánh xe áp dụng cho khối lượng quay tương đương phải được xác định.

Giá trị của khối lượng quay tương đương có thể được xác định dưới dạng phần trăm của khối lượng tĩnh.

Khi có các khối lượng quay khác nhau, ví dụ: sự kết hợp giữa các bộ trục bánh xe dẫn hướng và bộ trục bánh xe kéo theo, khối lượng quay phải được xác định cho từng loại bộ trục bánh xe.

Đối với những bộ trục bánh xe mà giá trị mômen quán tính J do khối lượng quay đã biết, khối lượng quay tương đương sử dụng mômen quán tính được tính theo công thức (1):

...

(1)

Trong đó:

m_rot là khối lượng quay tương đương, tính bằng kg.

J là mômen quán tính,

D là đường kính bánh xe.

5.2.3 Khối lượng động, m_dyn

Để phục vụ cho mục đích tính toán, khối lượng động m_dyn là tổng của khối lượng tĩnh và khối lượng quay tương đương của đối tượng được xét, ví dụ: bộ trục bánh xe, giá chuyển hướng, phương tiện, đơn nguyên, v.v., theo công thức 2:

(2)

...

m_dyn là khối lượng động, đơn vị kg;

m_st là khối lượng tĩnh, đơn vị kg;

m_rot là khối lượng quay tương đương, đơn vị kg.

5.2.4 Đường kính bánh xe

Đường kính bánh xe, D, là đường kính tại điểm tiếp xúc lăn giữa bánh xe và ray.

Khi phương tiện được trang bị các bánh xe có kích thước khác nhau (do thiết kế, không phải do mòn), mỗi kích thước bánh xe phải được xác định.

CHÚ THÍCH 1: Đường kính bánh xe dùng để tính toán quãng đường dừng và giảm tốc thông thường là đường kính bánh xe lớn nhất.

CHÚ THÍCH 2: Đường kính bánh xe dùng để xác định độ bám cần thiết , thường là đường kính bánh xe nhỏ nhất.

5.3 Đặc tính của các loại thiết bị hãm phụ thuộc độ bám giữa bánh xe/ray

...

Điều này mô tả cách tính lực piston như là lực đầu ra của xi lanh hãm.

Bước đầu tiên là tính toán lực bên trong xi lanh F_c (xem công thức 3):

Hiệu suất, tỷ số, lực cản ma sát và môđun đàn hồi, v.v. không được xem xét đến trong công thức tính toán lực bên trong xi lanh.

Hình 2 - Nguyên lý cơ bản của xi lanh tác dụng bằng áp suất

(3)

Trong đó:

p_c là áp suất xi lanh hãm, tính bằng Pa;

...

F_c là lực bên trong xi lanh, tính bằng N.

Có hai loại xi lanh hãm: loại chủ động và loại thụ động. Loại chủ động sử dụng áp suất xi lanh hãm để tạo ra lực đẩy piston. Loại thụ động sử dụng lực lò xo để tạo ra lực đẩy piston (xem Hình 3).

Hình 3 - Nguyên lý cơ bản của xi lanh chủ động (trái) và xi lanh thụ động (phải)

Bước thứ hai là tính toán lực đẩy piston, F_P, dựa trên lực bên trong xi lanh hãm có xét đến hiệu suất truyền động và tỷ số truyền của đơn nguyên hãm. Công thức (4) cho phép tính lực đẩy piston cho xi lanh chủ động và thụ động:

(4)

trong đó:

F_P là lực đẩy piston, tính bằng N;

...

A_c là diện tích xi lanh hãm, tính bằng m²;

η_c là hiệu suất của đơn nguyên hãm;

i_c là tỷ số truyền động của đơn nguyên hãm;

F_S,C là lực phục hồi của đơn nguyên hãm hoặc lực lò xo tác dụng, tính bằng N.

Bảng 2 - Các hệ số k1_v và k2_v cho xi lanh hãm chủ động và thụ động

Xi lanh chủ động (hãm bằng áp suất)

Xi lanh thụ động (hãm bằng lò xo)

k1_v

...

-1

k2_v

-1

Để đơn giản hóa, một xi lanh hãm tổng quát, được minh họa trong Hình 4, được sử dụng trong toàn bộ tiêu chuẩn này thay cho xi lanh hãm chủ động và thụ động.

Hình 4 - Minh họa xi lanh hãm tổng quát

5.3.2 Hãm mặt lăn

Lực đẩy piston của xi lanh hãm được truyền tới các guốc hãm, có xét đến các tỷ số truyền cơ học cụ thể, hiệu suất của cơ cấu truyền động hãm và các lực cản đối kháng. Lực guốc hãm cho bố trí như thể hiện trong Hình 5 được tính toán theo Công thức (6).

...

Hình 5 - Bố trí điển hình của hãm mặt lăn kiểu ôm

Giá trị lý thuyết lớn nhất của lực tại điểm tác dụng lên giá chuyển hướng F_pull được tính theo Công thức (5):

(5)

Giả thiết giá chuyển hướng được lắp với các dầm hãm, lực hãm lý thuyết lớn nhất tác dụng lên một guốc hãm đơn F_b,ax được tính theo Công thức (6):

(6)

trong đó:

Bảng 3 - Công thức cho bố trí guốc hãm một phía và hai phía

...

Bố trí guốc hãm

một phía (hãm đơn)

hai phía (hãm kép)

i_ri_g,ax,n

(7)

xem Hình 6

(8)

xem Hình 5

...

Tổng lực guốc hãm được tính theo Công thức (9):

(9)

CHÚ THÍCH 2: Hiệu suất tổng thể của cơ cấu truyền động hãm, η_R, bao gồm tất cả các hiệu suất riêng của các bộ phận và cơ cấu truyền động.

Áp suất lý thuyết lớn nhất trên mỗi guốc hãm được tính theo Công thức (10):

(10)

trong đó:

F_pull là lực tác dụng lên giá chuyển hướng, tính bằng N;

...

F_b,tot là tổng lực guốc hãm, tính bằng N;

F_p là lực đẩy piston [xem Công thức (4)], tính bằng N;

i_rig là tỷ số truyền động của cơ cấu hãm;

i_rig,ax,n là tỷ số truyền động trên mỗi dầm hãm;

l_a,l_b là chiều dài cánh tay đòn của cá hãm chính, tính bằng m;

l_c,l_d là chiều dài cánh tay đòn của cá hãm giá chuyển, tính bằng m;

F_S,R là lực phục hồi, ví dụ: bộ điều chỉnh khe hở guốc hãm/má hãm, tính bằng N;

η_R là hiệu suất tổng thể của cơ cấu truyền động hãm;

p_ab là áp suất riêng trên mỗi guốc hãm, tính bằng N/m²;

...

Lực hãm trung bình tác dụng lên ray phụ thuộc vào hệ số ma sát của guốc hãm và độc lập với đường kính bánh xe, được tính theo Công thức (11):

(11)

trong đó:

là lực hãm trung bình tác dụng lên ray do thiết bị hãm sinh ra, tính bằng N;

F_b,tot là tổng lực guốc hãm, tính bằng N;

μ_m là hệ số ma sát trung bình của guốc hãm.

CHÚ THÍCH 3: Phương pháp xác định hệ số ma sát trung bình của guốc hãm nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

Nếu các tỷ số truyền trong giá chuyển hướng bằng nhau, có thể đơn giản hóa như trong Công thức (12):

...

(12)

Công thức (9) có thể được đơn giản hóa bằng:

- Công thức (6) và (7) cho giá chuyển hướng với bố trí guốc hãm một phía (xem Hình 6), hoặc

- Công thức (6) và (8) cho giá chuyển hướng với bố trí guốc hãm hai phía (xem Hình 5)

thành công thức (13):

(13)

VÍ DỤ Giá chuyển hướng ba khối.

...

Khi l_c=l_d, Công thức (13) có thể được đơn giản hóa thành Công thức (14) cho giá chuyển hướng có hai trục bánh xe:

(14)

trong đó:

F_b,tot là tổng lực guốc hãm, tính bằng N;

F_b,ax là lực guốc hãm đơn, tính bằng N;

F_pull là lực tác dụng lên giá chuyển hướng, tính bằng N;

i_rig,ax,n là tỷ số truyền động trên mỗi dầm hãm;

n_Beam là Số dầm hãm;

...

5.3.3 Đơn nguyên hãm mặt lăn

Lực đẩy piston của xi lanh hãm được truyền tới các guốc hãm, có xét đến các tỷ số truyền động cơ học cụ thể, hiệu suất của cơ cấu truyền động hãm và các lực cản đối kháng. Lực guốc hãm đối với bố trí như thể hiện trong Hình 7 được tính theo Công thức (15).

Về nguyên lý cũng tương tự như đối với thiết kế xi lanh hãm tác dụng bằng lò xo.

Hình 7 - Đơn nguyên hãm mặt lăn đại diện

(15)

trong đó:

F_b là lực đẩy guốc hãm, tính bằng N;

...

i_rig là tỷ số truyền động của cơ cấu hãm;

η_rig là hiệu suất của cơ cấu hãm;

F_s_,_rig là lực phục hồi, tính bằng N;

i_s,_rig là tỷ số truyền cho lực phục hồi.

Nói chung, i_s,rig = 1, do đó Công thức (15) có thể được đơn giản hóa thành Công thức (16):

(16)

Lực hãm trung bình tác dụng lên ray do đơn nguyên hãm mặt lăn tạo ra phụ thuộc vào hệ số ma sát của guốc hãm và độc lập với đường kính bánh xe, được tính theo Công thức (17):

...

trong đó:

là lực hãm trung bình tác dụng lên ray do đơn nguyên hãm mặt lăn tạo ra, tính bằng N;

F_b là lực guốc hãm, tính bằng N;

μ_m là hệ số ma sát trung bình của guốc hãm.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định hệ số ma sát trung bình của guốc hãm nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

5.3.4 Hãm đĩa

Lực đẩy piston của xi lanh hãm được truyền tới các má hãm, có xét đến các tỷ số truyền động cơ học của calliper, hiệu suất và các lực đối kháng. Lực má hãm riêng lẻ (trên một mặt của đĩa) đối với bố trí như thể hiện trong Hình 8 được tính theo Công thức (18).

Nguyên lý cũng tương tự đối với thiết kế xi lanh hãm tác dụng bằng lò xo (xem 6.7.4).

...

a) Hai mặt đĩa hãm

b) Bốn mặt đĩa hãm

Hình 8 - Bố trí điển hình của calliper đĩa hãm

Bước đầu tiên là tính toán lực đẩy piston F_P, có xét đến hiệu suất cơ học [xem Công thức (4)]. Lực F_S,C xét đến các lực cản đối kháng bao gồm, ví dụ: lực cản đối kháng trong bộ điều chỉnh khe hở guốc hãm/má hãm.

Bước thứ hai là tính toán lực má hãm F_pad,n tác dụng lên một mặt đĩa hãm, như thể hiện trong Công thức (18):

(18)

...

(19)

Áp suất tiếp xúc riêng của má hãm p_ap được tính theo Công thức (20):

(20)

Lực kẹp của calliper hãm F_cl,n tác dụng lên một đĩa riêng lẻ có hai mặt đĩa được tính theo Công thức (21):

(21)

trong đó:

...

F_pad,n là lực tác dụng lên một mặt đĩa hãm riêng lẻ, tính bằng N;

F_p là lực đẩy piston [xem Công thức (4)], tính bằng N.

i_rig,n là tỷ số truyền động của calliper;

η_rig là hiệu suất của calliper;

l_a,_n,l_b,n là chiều dài cá hãm của calliper, tính bằng m;

F_cl,n là lực kẹp của calliper hãm, tính bằng N;

p_ap là áp suất riêng trên mỗi má hãm, tính bằng N/m²;

A_p là diện tích tiếp xúc trên mỗi má hãm, tính bằng m².

Lực cản hãm tác dụng tại điểm tiếp xúc với ray và phụ thuộc vào đường kính bánh xe, bán kính quét trung bình và hệ số ma sát của má hãm như thể hiện trong Hình 9.

...

CHÚ DẪN:

1 đĩa hãm

2 bánh xe

a Hướng chạy

Hình 9 - Sơ đồ thể hiện mối quan hệ giữa bán kính quét trung bình và đường kính bánh xe

Lực cản hãm trung bình tác dụng lên ray do thiết bị hãm tạo ra có thể được tính theo Công thức (22):

(22)

trong đó:

...

F_cl là lực kẹp, tính bằng N;

n_disc là số lượng đĩa hãm;

μ_m là hệ số ma sát trung bình của má hãm;

r_m là bán kính quét trung bình của má hãm trên bề mặt đĩa, tính bằng m;

D là đường kính bánh xe, tính bằng m.

CHÚ THÍCH 1: Phương pháp xác định hệ số ma sát trung bình của má hãm và bán kính quét trung bình nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH 2: Bán kính quét trung bình của má hãm trên bề mặt đĩa hãm cũng được gọi là bán kính hãm.

Lực tiếp tuyến F₁ do đĩa hãm của giá chuyển hướng phản ứng lại có thể được tính theo Công thức (23):

...

trong đó:

F₁ là lực tiếp tuyến, tính bằng N;

F_cl là lực kẹp, tính bằng N;

μ_m là hệ số ma sát trung bình của má hãm.

5.3.5 Hãm điện động

Lực hãm của hãm điện động F_BED thường được biểu diễn bằng một đường cong đặc trưng. Hình 10 thể hiện đường cong lực hãm đặc trưng minh họa có thể đạt được bởi hãm điện động.

Hình 10 - Lực hãm đặc trưng minh họa của hãm điện động

Đoạn đường cong ứng với tốc độ cao hơn v₁ (phụ thuộc vào ) được sử dụng với hãm điện động và hãm tái sinh khi điện áp phải được giới hạn do khả năng tiếp nhận của đường dây cấp điện.

...

Đoạn đường cong từ v₂, đến v₃ đặc trưng bởi lực hãm không đổi F_BED_,_ma_x, bị giới hạn bởi độ bám sẵn có hoặc các điều kiện động học dọc.

Đoạn đường cong từ v₃ đến v₄ là phần của đường cong khi lực hãm điện động giảm xuống do đặc tính của động cơ điện kéo.

Một ví dụ về tính toán lực hãm điện động được nêu trong Phụ lục D.3.

5.3.6 Hãm thủy lực

Lực cản hãm của hãm thủy lực F_BFR thường được biểu diễn bằng một đường cong đặc trưng. Hình 11 minh họa đường cong lực hãm đặc trưng có thể đạt được bởi hãm thủy lực (còn được gọi là hãm thủy động).

Hình 11 - Lực cản hãm đặc trưng minh họa của hãm thủy lực

Đoạn của đường cong ứng với tốc độ cao hơn v₁ được xác định bởi giới hạn công suất của hệ thống làm mát của hãm thủy lực.

Đoạn của đường cong từ v₁ đến v₂ là lực hãm lớn nhất của hãm thủy lực F_BFR,max.

...

Một ví dụ về tính toán lực hãm của hãm thủy lực F_BFR,max được nêu trong D.4.

5.3.7 Hãm truyền động thủy lực

Giữ chỗ (Reserved).

5.3.8 Hãm dòng điện xoáy quay

Giữ chỗ (Reserved).

5.4 Đặc tính của thiết bị hãm không phụ thuộc vào độ bám

5.4.1 Hãm từ ray

Lực cản hãm sinh ra bởi hãm từ ray F_rMg không phải là hằng số và phụ thuộc vào:

- hệ số ma sát của các phần tử hãm từ ray tiếp xúc với ray;

...

Lực hãm của một nam châm hãm từ ray có thể được tính theo Công thức (24):

(24)

Trong đó

F_rMg là cản hãm của một nam châm, tính bằng N;

F_AMg là lực hút của một nam châm, tính bằng N;

μ_Mg là hệ số ma sát trung bình của nam châm (mặt cực).

Nói chung, lực cản hãm của một nam châm hãm từ ray tăng lên khi tốc độ giảm. Nó được biểu diễn bằng một đường cong (xem Hình 12).

...

Việc áp dụng hãm từ ray thường bị giới hạn trong một dải tốc độ vận hành giữa v_0,Mg và v_1,Mg (y_0,_Mg: tốc độ kích hoạt hãm từ ray; v_1,Mg: tốc độ ngắt hãm từ ray). Đối với các tốc độ ngoài dải này, hãm từ ray không được áp dụng.

Do đó, giá trị trung bình của hệ số ma sát phụ thuộc vào dải tốc độ vận hành của hãm từ ray.

Một ví dụ tính toán lực hãm của hãm từ ray được nêu trong D.1.

CHÚ THÍCH 1: Việc lựa chọn dải tốc độ vận hành phụ thuộc vào các đặc tính cơ học của hãm từ ray.

Tổng lực cản hãm của tất cả nam châm trên một phương tiện F_rMg,tot có thể được tính theo Công thức (25):

(25)

trong đó:

F_rMg,tot là tổng lực cản hãm của tất cả nam châm trên một phương tiện, tính bằng N;

...

F_rMg là lực cản hãm của một nam châm, tính bằng N.

CHÚ THÍCH 2: Một phương tiện luôn được trang bị các nam châm cùng kiểu được bố trí thành từng cặp.

5.4.2 Hãm dòng điện xoáy tuyến tính

Lực hãm của hãm dòng điện xoáy tuyến tính F_ECB phụ thuộc vào:

- khoảng hở giữa các nam châm của hãm dòng điện xoáy và mặt đỉnh ray;

- cường độ từ trường (số vòng dây của cuộn từ và dòng kích từ);

- dải tốc độ vận hành bao gồm cả vùng chuyển tiếp (fade in/out).

Hình 13 - Dòng điện vận hành điển hình và lực cản hãm của hãm dòng điện xoáy tuyến tính theo tốc độ

...

Một ví dụ về tính toán lực cản hãm của hãm dòng điện xoáy tuyến tính được nêu trong D.2.

CHÚ THÍCH: Việc lựa chọn dài tốc độ vận hành phụ thuộc vào đặc tính của hãm dòng điện xoáy tuyến tính.

5.4.3 Lực cản hãm trung bình do sức cản tàu

Lực cản hãm trung bình do sức cản tàu là một thành phần của lực giảm tốc tàu do kết cấu/hình dạng tàu gây ra. Đặc tính của sức cản tàu phải được xác định bằng cách so sánh với một tàu hiện có tương tự, hoặc dựa trên việc tính toán hoặc thử nghiệm cụ thể. Khi các giá trị được thiết lập từ các kết quả thử nghiệm, các điều kiện thử nghiệm này phải tương tự với các điều kiện vận hành dự kiến.

CHÚ THÍCH 1: Lực cản hãm trung bình do sức cản đoàn tàu có thể bỏ qua đối với các phép tính hãm không xét đến khối lượng quay, chẳng hạn như toa xe hàng có sử dụng hãm mặt lăn.

Lực cản hãm tức thời do sức cản tàu F_Ra tại một tốc độ cụ thể v được xác định theo Công thức (26):

(26)

trong đó:

...

C₁+C₂^.v là lực cản cơ học và lực cản quán tính do luồng không khí cho thiết bị kéo và thiết bị phụ trợ cũng như hệ thống điều hòa không khí, tính bằng N;

C₃^.v² là lực cản khí động do lực cản áp suất và lực cản ma sát bề mặt, tính bằng N;

v là tốc độ, tính bằng m/s.

Lực hãm trung bình gần đúng do sức cản tàu , từ tốc độ ban đầu v0 đến tốc độ cuối v_fin , có thể được suy ra từ Công thức (26) và được tính theo Công thức (27):

(27)

trong đó:

• là lực hãm trung bình do sức cản tàu, tính bằng N;

• C₁ là hệ số đặc trưng của tàu không phụ thuộc vào tốc độ, tính bằng N;

...

• C₃ là hệ số đặc trưng của sức cản khí động học do lực cản áp suất và lực cản ma sát bề mặt, tính bằng ;

• v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

• v_fin là tốc độ cuối, tính bằng m/s.

CHÚ THÍCH 2: Việc xác định giá trị của các hệ số C₁, C₂, C₃ nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH 3: Việc xác định sức cản tàu trong hầm nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

5.4.4 Hãm khí động học

Giữ chỗ (Reserved).

5.4.5 Hãm điện động sinh ra bởi động cơ cảm ứng tuyến tính

Giữ chỗ (Reserved).

...

5.5.1 Xác định đặc tính thời gian của thiết bị hãm

Xác định đặc tính thời gian của thiết bị hãm phải được công bố để phục vụ cho mục đích tính toán hãm. Trong phạm vi của tiêu chuẩn này, thông thường đặc tính thời gian thường được xem xét cho từng loại thiết bị hãm khi lực hãm của thiết bị này lớn hơn không.

Việc tính toán không xét đến đặc tính nhả hãm mà chỉ xét đến các đặc tính hãm. Đối với các phép tính cụ thể về quãng đường giảm tốc, có thể xem xét sử dụng đặc tính nhả hãm.

5.5.2 Thời gian phản hồi tương đương, t_e

Khi có yêu cầu tác dụng hãm, thường sẽ có một khoảng thời gian trễ ban đầu, sau đó là giai đoạn lực hãm tăng dần trước khi đạt đến lực hãm lớn nhất tương ứng với yêu cầu tác dụng hãm.

Để phục vụ mục đích tính toán, thời gian phản hồi của thiết bị hãm thường được giản lược (xem Hình 14) thành:

- giai đoạn khi thiết bị hãm chưa tác dụng, và

- giai đoạn khi thiết bị hãm tác dụng hoàn toàn.

...

Một phương pháp để xác định thời gian phản hồi tương đương t_e được nêu trong Công thức (28):

(28)

trong đó:

t_e là thời gian phản hồi tương đương, tính bằng s;

t_a là thời gian trễ ban đầu (thời gian chết), tính bằng s;

t_ab là thời gian tác dụng hãm (build-up time), tính bằng s;

t_b là tổng thời gian phản hồi (t_α+t_ab), tính bằng s;

a là mức tín hiệu đầu ra nhỏ nhất xác định (thường là 10% hoặc 5%), tính bằng %;

...

Y là phần trăm tín hiệu đầu ra.

CHÚ THÍCH 1: Việc xác định thời gian tác dụng hãm t_ab nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH 2: Các phương pháp khác để xác định thời gian phản hồi tương đương t_e được nêu trong ISO/TR 22131.

Đối với các đơn nguyên hoặc tàu sử dụng kết hợp các loại thiết bị hãm khác nhau, cần phải xét đến thời gian tác dụng hãm của các loại thiết bị hãm không sử dụng khí nén, ví dụ: hãm động năng, hãm từ ray, hãm dòng điện xoáy.

Các công thức tính năng hãm trong tiêu chuẩn này sử dụng các giá trị trung bình và có thể áp dụng khi thời gian phản hồi tương đương nhỏ hơn 20% thời gian đạt lực hãm lớn nhất.

Đối với các đơn nguyên hoặc đoàn tàu sử dụng kết hợp các loại thiết bị hãm khác nhau, Công thức (28) được chuyển thành Công thức (29):

(29)

trong đó:

...

t_a,n là thời gian trễ (thời gian chết) cho loại thiết bị hãm cụ thể n, tính bằng s;

t_ab,n là thời gian tác dụng hãm cho loại thiết bị hãm cụ thể n, tính bằng s.

t_e,n là thời gian phản hồi tương đương của từng loại thiết bị hãm hoạt động trong tàu. Nếu thời gian phản hồi của hệ thống bị ảnh hưởng bởi tốc độ lan truyền của tín hiệu điều khiển, thì yếu tố này phải được xem xét.

Thời gian phản hồi tương đương t_e của tàu có thể được tính theo Công thức (30) khi xét tổng số loại thiết bị hãm ở cấp đối tượng đang xem xét, ví dụ: tổng số giá chuyển hướng được lắp với mỗi loại thiết bị hãm.

(30)

trong đó:

là lực hãm trung bình của loại thiết bị hãm n, tính bằng N;

t_e là thời gian phản hồi tương đương, tính bằng s;

...

CHÚ THÍCH 3: Thời gian phản hồi tương đương của tàu t_e cũng có thể được xác định từ đường cong giảm tốc thu được trong quá trình thử nghiệm hãm động của đoàn tàu.

5.6 Đặc tính ban đầu và đặc tính vận hành

5.6.1 Các lực trên đường dốc

Các thành phần của trọng lượng F_g [xem Công thức (31)] trên đường dốc gồm: lực kéo xuống dốc do trọng lực F_D và lực vuông góc F_Perp, có thể được tính theo Công thức (32) và (33).

Hình 15 - Các lực trên đường dốc

(31)

...

(33)

trong đó:

F_g là trọng lượng, tính bằng N;

m_st là khối lượng tĩnh, tính bằng kg;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

F_D là lực kéo xuống dốc do trọng lực, tính bằng N;

F_Perp là lực vuông góc, tính bằng N;

α là góc dốc, tính bằng độ (°).

...

Độ dốc được xác định trong Hình 15 theo Công thức (34):

(34)

Mối quan hệ giữa l,b,h được cho trong Công thức (35):

(35)

Thay thế h và l, mối quan hệ giữa sin(α) và độ dốc i được thiết lập trong Công thức (36):

(36)

...

(37)

Thay thế trong Công thức (37) với Công thức (31), lực kéo xuống dốc do trọng lực được biểu diễn trong Công thức (38):

(38)

Trong đó

F_D là lực kéo xuống dốc do trọng lực, tính bằng N;

F_g là trọng lượng, tính bằng N;

m_st là khối lượng tĩnh, tính bằng kg;

...

i là độ dốc của đường ray.

Đối với các độ dốc không lớn hơn 1/100 (10 ‰), độ dốc cũng được biểu diễn theo Công thức (39):

(39)

Đối với các độ dốc không lớn hơn 1/100 (10 ‰), lực kéo xuống dốc do trọng lực có thể được đơn giản hóa thành Công thức (40):

(40)

trong đó:

F_D là lực kéo xuống dốc do trọng lực, tính bằng N;

...

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

i là độ dốc của đường ray.

Khi độ dốc của đường ray thay đổi trong quá trình tính toán hiệu năng hãm, cần phải xác định độ dốc trung bình tương đương.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định độ dốc của đường ray nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

5.6.3 Phối hợp hãm (Blending)

Để đạt được tính năng hãm yêu cầu, thông thường sử dụng kết hợp các lực cản hãm của các hệ thống hãm khác nhau. Khi hiệu năng của các hệ thống riêng lẻ thay đổi trong quá trình tác dụng hãm, khái niệm phối hợp hãm nên đảm bảo điều chỉnh sự đóng góp từ các hệ thống đó để duy trì hiệu năng hãm yêu cầu (xem Hình 16). Không có khái niệm phối hợp chung, mà tùy thuộc ứng dụng cụ thể.

Hình 16 - Ví dụ lý tưởng hóa về phối hợp hãm điện động và hãm ma sát theo tốc độ

Lực cản hãm phối hợp F_BD có thể được tính theo Công thức (41):

...

(41)

Trong đó

F_BD là lực cản hãm phối hợp, tính bằng N;

F_BED là lực cản hãm của hãm điện động, tính bằng N;

F_B là lực hãm ma sát, tính bằng N.

Khi lực cản hãm phối hợp F_BD là hằng số trong suốt quá trình tác dụng hãm, việc tính toán quãng đường dừng sẽ sử dụng một giá trị duy nhất này.

Nếu lực cản hãm phối hợp F_BD không phải là hằng số trong quá trình tác dụng hãm, việc tính toán quãng đường dừng phải được thực hiện trên nhiều khoảng tốc độ khác nhau tương ứng với các giá trị khác nhau của F_B_d.

5.6.4 Giá trị độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe/ray cho bộ trục bánh xe được hãm

Giá trị độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe/ray cho bộ trục bánh xe được hãm được xác định từ tổng lực cản hãm trung bình của các loại thiết bị hãm khác nhau trên mỗi bộ trục bánh xe, khối lượng tĩnh trên bộ trục bánh xe m_st,ax và độ dốc của đường ray i.

...

(42)

trong đó:

là giá trị độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe/ray cho bộ trục bánh xe được hãm;

N là số loại thiết bị hãm;

là tổng lực cản hãm trung bình của tất cả các loại thiết bị hãm trên mỗi bộ trục bánh xe, tính bằng N;

m_rot_,_axlà khối lượng quay tương đương, tính bằng kg;

a_e là gia tốc hãm tương đương, tính bằng m/s²;

m_st,ax là khối lượng tĩnh trên mỗi bộ trục bánh xe, tính bằng kg;

...

i là độ dốc của đường ray (dương khi lên dốc / âm khi xuống dốc).

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định giá trị độ bám cho phép nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

5.7 Tính toán quãng đường dừng và giảm tốc dựa trên các giá trị trung bình

5.7.1 Lực cản hãm trung bình theo quãng đường

Lực cản hãm trung bình phải được sử dụng để tính toán quãng đường hãm. Nếu lực cản hãm tức thời là hằng số, thì không phụ thuộc vào dải tốc độ. Lực cản hãm trung bình theo quãng đường do tất cả các thiết bị hãm cùng tạo ra có thể được tính theo Công thức (43):

(43)

trong đó:

là lực cản hãm trung bình tác dụng lên ray do thiết bị hãm sinh ra, tính bằng N;

...

v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

v_fin là tốc độ cuối (bằng 0 trong trường hợp quãng đường dừng), tính bằng m/s;

v là tốc độ, tính bằng m/s.

với

(44)

và trong trường hợp lực hãm không đổi:

(45)

...

S là quãng đường dừng / giảm tốc, tính bằng m;

m_dyn là khối lượng động, tính bằng kg.

Khi đồng nhất Công thức (44) và Công thức (45) theo cơ sở quãng đường, ta thu được Công thức (43). Nếu các lực cản hãm tức thời được xác định trong các dải tốc độ khác nhau, thì tích phân phải được tính toán cho từng dải tốc độ và cuối cùng cộng lại. Kết quả là lực cản hãm trung bình thu được cho tất cả các dải tốc độ.

5.7.2 Gia tốc hãm tương đương α_e dựa trên các lực cản hãm

Gia tốc hãm tương đương theo quãng đường hãm được tính bằng tổng các lực cản hãm trong quá trình hãm chia cho khối lượng động, như nêu trong Công thức (46), và áp dụng cho toàn bộ đoàn tàu, có xét đến các ngoại lực tác dụng lên tàu. Gia tốc hãm tương đương này biểu thị giá trị gia tốc trung bình với các lực hãm được tác dụng hoàn toàn đối với tất cả các loại thiết bị hãm.

Các ngoại lực trung bình là các lực tác dụng lên phương tiện/tàu và không do chính phương tiện/ tàu tạo ra (ví dụ: gió).

Gia tốc hãm tương đương α_e được tính theo Công thức (46):

(46)

...

α_e là gia tốc hãm tương đương, tính bằng m/s²;

là lực cản hãm trung bình của loại thiết bị hãm n, tính bằng N;

là ngoại lực trung bình theo hướng tác dụng, tính bằng N;

m_dyn là khối lượng động, tính bằng kg.

5.7.3 Quãng đường chạy không tương đương, s₀

Quãng đường chạy không tương đương s₀ là quãng đường lý thuyết được tính toán mà không có giảm tốc hay gia tốc trên đoạn đường bằng, được xác định theo Công thức (47):

(47)

...

s₀ là quãng đường chạy không tương đương, tính bằng m;

v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

t_e là thời gian chạy không tương đương, tính bằng s.

5.7.4 Quãng đường dừng và giảm tốc trên đường bằng

Quãng đường dừng hoặc giảm tốc trên đường bằng được tính là quãng đường chạy giữa thời điểm bắt đầu ra lệnh hãm và khi đạt được tốc độ cuối cùng, được xác định theo Công thức (48):

(48)

trong đó:

S là quãng đường dừng / giảm tốc, tính bằng m;

...

v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

v_fin là tốc độ cuối cùng (bằng 0 trong trường hợp quãng đường dừng), tính bằng m/s;

α_e là gia tốc hãm tương đương, tính bằng m/s².

Để tính đến sự thay đổi của lực cản hãm trong các dải tốc độ khác nhau, quãng đường dừng/giảm tốc s được tính theo Công thức (49):

(49)

trong đó:

α_e_,z là gia tốc hãm tương đương trong dải tốc độ z , tính bằng m/s²;

z là số bước dải tốc độ;

...

CHÚ THÍCH: Các phương pháp khác để xác định quãng đường dừng và giảm tốc được nêu trong ISO/TR 22131.

5.7.5 Quãng đường dừng và giảm tốc dựa trên các độ dốc khác nhau

5.7.5.1 Quãng đường dừng và giảm tốc trên đường dốc

Quãng đường dừng và giảm tốc trên dốc s_grad có thể được tính theo Công thức (50). Phép tính này xét đầy đủ ảnh hưởng của độ dốc đường ray và quán tính quay.

(50)

với:

(51)

...

s_grad là quãng đường hãm dừng/giảm tốc trên đường dốc, tính bằng m;

t_s là thời gian phản hồi tương đương, tính bằng s;

v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

v_fin là tốc độ cuối cùng (bằng 0 trong trường hợp quãng đường dừng), tính bằng m/s;

m_st là khối lượng tĩnh, tính bằng kg;

m_dyn là khối lượng động, tính bằng kg;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

i là độ dốc của đường ray (dốc dương = đi lên / dốc âm = đi xuống);

α_e là gia tốc hãm tương đương, tính bằng m/s²;

...

5.7.5.2 Quãng đường dừng và giảm tốc trên dốc (giản lược)

Quãng đường dừng và giảm tốc trên dốc s_grad được nêu trong Công thức (50) có thể được giản lược như trong Công thức (52). Trong phép tính giản lược này, sự thay đổi tốc độ trong thời gian chạy không và ảnh hưởng của quán tính quay được bỏ qua. Công thức giản lược có giá trị trong các điều kiện sau:

- độ dốc lớn nhất của đường ray không vượt quá 1/100 (10 ‰);

- tốc độ ban đầu không nhỏ hơn 50 km/h;

- thời gian phản hồi tương đương của hệ thống hãm đoàn tàu không lớn hơn 3 s.

Trong giới hạn này, sai số dự kiến từ việc sử dụng Công thức (52) là nhỏ hơn 5 %.

(52)

với:

...

(53)

trong đó:

s_grad là quãng đường hãm dừng/giảm tốc trên dốc, tính bằng m;

v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

t_e là thời gian phản hồi tương đương, tính bằng s;

v_fin là tốc độ cuối cùng (bằng 0 trong trường hợp quãng đường dừng), tính bằng m/s;

a_e,grad_,_i_m_p_l_e là gia tốc hãm tương đương khi bỏ qua quán tính, tính bằng m/s²;

α_e là gia tốc hãm tương đương, tính bằng m/s²;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

...

CHÚ THÍCH: Các phương pháp khác để xác định quãng đường dừng và giảm tốc được nêu trong ISO/TR 22131.

5.8 Tính toán động học bổ sung

5.8.1 Yêu cầu chung

Các phép tính sau đây được thực hiện bổ sung cho tính toán quãng đường dừng và giảm tốc hoặc tính toán gia tốc hãm. Chúng có thể được sử dụng để đánh giá thiết kế của hệ thống hãm, đặc biệt liên quan đến sự tiêu tán năng lượng hãm bởi các loại thiết bị hãm khi áp dụng.

Các phép tính sau đây có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các giá trị lực trung bình hoặc giá trị lực tức thời.

5.8.2 Năng lượng hãm

5.8.2.1 Tổng năng lượng, W_tot

Tổng năng lượng W_tot là tổng năng lượng tiêu tán của tất cả các loại thiết bị hãm tác dụng và sức cản tàu như nêu tại 5.4.3, bằng với sự chênh lệch liên quan giữa động năng và thế năng, được xác định trong Công thức (54):

...

trong đó:

W_tot là tổng năng lượng, tính bằng J;

W_B là năng lượng tiêu tán bởi các hệ thống hãm, tính bằng J;

W_Ra là năng lượng tiêu tán bởi sức cản tàu, tính bằng J;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

i là độ dốc của đường ray;

m_dyn là khối lượng động, tính bằng kg;

m_st là khối lượng tĩnh, tính bằng kg;

v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

...

s là quãng đường dừng/giảm tốc (khoảng cách giữa v₀ và v_fin), tính bằng m.

CHÚ THÍCH: Trong Công thức (54), thế năng được biểu diễn bởi , tức là chênh lệch độ cao giữa điểm bắt đầu và điểm kết thúc của quá trình hãm.

5.8.2.2 Năng lượng tiêu tán bởi từng loại thiết bị hãm, W_B,n

Năng lượng W_B,n tiêu tán bởi từng loại thiết bị hãm n có thể được tính toán từ lực cản hãm trung bình như nêu trong Công thức (55):

(55)

trong đó:

W_B,n là năng lượng tiêu tán bởi thiết bị hãm loại n , tính bằng J;

là lực cản hãm trung bình của thiết bị hãm loại n , tính bằng N;

...

5.8.3 Công suất hãm lớn nhất của từng loại thiết bị hãm, P_max,n

Công suất hãm lớn nhất P_max,n của từng loại thiết bị hãm n có thể được tính theo Công thức (56), khi lực cản hãm là hằng số:

(56)

trong đó:

P_max,n là công suất lớn nhất của thiết bị hãm loại n, tính bằng W;

là lực cản hãm trung bình của thiết bị hãm loại n, tính bằng N;

v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s.

CHÚ THÍCH: Nếu lực cản hãm của thiết bị hãm loại n thay đổi trong quá trình áp dụng, công suất lớn nhất P_max,n của thiết bị hãm loại n có thể không xảy ra tại tốc độ ban đầu v₀.

...

6.1 Yêu cầu chung

Hãm khi đứng yên cung cấp các chức năng sau:

- hãm giữ (holding brake);

- hãm cố định (immobilization brake);

- hãm đỗ (parking brake).

6.2 Hãm giữ

Hãm giữ được sử dụng để ngăn tàu di chuyển trong các điều kiện quy định và trong một khoảng thời gian nhất định khi năng lượng của hệ thống hãm được bổ sung.

Hãm giữ cung cấp các chức năng sau:

- giữ cho tàu đứng yên trong khi dừng tại ga;

...

CHÚ THÍCH: Hãm giữ đôi khi được cung cấp bởi phương tiện dẫn đầu và/hoặc chỉ bởi đầu máy.

6.3 Hãm cố định

Hãm cố định giữ tàu ở vị trí đứng yên trong các điều kiện tải trọng thích hợp trong một khoảng thời gian nhất định và ít nhất là trên một dốc. Hãm cố định thường được kích hoạt bằng việc tác dụng hãm thường hoặc hãm khẩn cấp mà chỉ sử dụng năng lượng hãm được lưu trữ trên tàu.

6.4 Hãm đỗ

Hãm đỗ giữ tàu ở trạng thái đứng yên trong một cấu hình đã được thiết lập trong một khoảng thời gian không xác định cho đến khi được nhả ra một cách có chủ đích.

6.5 Tính toán hãm khi đứng yên

6.5.1 Yêu cầu chung

Việc tính toán hãm khi đứng yên thường không được thực hiện đối với hãm cố định, vì tất cả các bộ trục bánh xe đều đã tác dụng hãm thường/khẩn cấp. Trong trường hợp hãm đỗ và hãm giữ, chỉ một số lượng hạn chế các bộ trục bánh xe được hãm, do đó cần phải tính toán hiệu năng hãm khi đứng yên.

CHÚ THÍCH: Chức năng hãm đỗ và hãm giữ có thể được cung cấp bởi các trục bánh xe khác nhau trong cấu hình đoàn tàu.

...

6.5.2 Các đặc tính chung

Các tham số cần được xác định gồm:

- số lượng bộ trục bánh xe được hãm đỗ cho từng loại thiết bị hãm phụ thuộc vào độ bám;

- số lượng bộ trục bánh xe được hãm giữ cho từng loại thiết bị hãm phụ thuộc vào độ bám;

- số lượng các loại thiết bị hãm không phụ thuộc vào độ bám;

- tải trọng trục của các bộ trục bánh xe được hãm đỗ và hãm giữ;

- hệ số ma sát tĩnh (guốc hoặc má hãm);

- khối lượng tĩnh của phương tiện/đơn nguyên/tàu;

- độ dốc;

...

- lực cản lăn.

Mỗi loại thiết bị hãm được sử dụng cho hãm giữ và/hoặc hãm đỗ phải được tính toán cụ thể.

Tất cả các loại thiết bị hãm áp dụng cho một bộ trục bánh xe phải được xác định và xem xét.

6.6 Hệ số ma sát tĩnh

Hệ số ma sát tĩnh là đặc tính chính của các loại thiết bị hãm ma sát cần được xem xét trong tính toán hiệu năng hãm khi đứng yên.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định hệ số ma sát tĩnh của guốc/má hãm nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

6.7 Lực hãm đỗ do thiết bị hãm tạo ra

6.7.1 Hãm đỗ kiểu trục vít (hãm mặt lăn)

Có nhiều giải pháp kỹ thuật khác nhau để tạo ra lực đầu ra của hãm đỗ. Ví dụ được trình bày trong Hình 17 là một giải pháp điển hình sử dụng hãm mặt lăn.

...

CHÚ THÍCH 1: Điểm tác dụng của lực bánh răng F_G có thể là điểm tác dụng của lực đẩy piston.

CHÚ THÍCH 2: Các đường nét đứt thể hiện các bố trí hãm mặt lăn bổ sung.

Hình 17 - Hãm tay kiểu trục vít điển hình (hãm mặt lăn)

Lực bánh răng F_G được tạo ra bởi lực vô lăng hoặc lực tay quay F_Cr,H , và được truyền tới các guốc hãm có xét đến các tỷ số truyền động cơ khí cụ thể (bao gồm cơ cấu hãm tay), hiệu suất của cơ cấu truyền động hãm và các lực phản kháng.

Trong ví dụ thể hiện ở Hình 17, lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ F_G có thể được tính theo Công thức (57):

(1)

trong đó:

F_G là lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ, tính bằng N;

...

i_G là tỷ số truyền động của bánh răng;

η_G là hiệu suất truyền động bánh răng.

Giá trị lý thuyết lớn nhất của lực tĩnh tại điểm tác dụng trên giá chuyển hướng F_pull,st có thể được tính theo Công thức (58):

(58)

Giá trị lý thuyết lớn nhất của lực tĩnh tác dụng lên một guốc hãm đơn F_b,ax,st có thể được tính theo Công thức (59):

(59)

Bảng 4 - Công thức cho bố trí guốc hãm một phía và hai phía

...

Bố trí guốc hãm

Một phía (hãm đơn)

Hai phía (hãm kép)

i_rig_,_ax,n

xem Hình 6

xem Hình 5

Tổng lực guốc hãm tĩnh có thể được tính theo Công thức (62):

...

(1)

trong đó:

F_pull,st là lực tĩnh tác dụng lên giá chuyển hướng, tính bằng N;

F_G là lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ, tính bằng N;

F_S,C là lực phản kháng của thiết bị hãm hoặc lực lò xo, tính bằng N;

i_rig là tỷ số truyền động;

l_a,l_b là chiều dài cá hãm chính, tính bằng m;

l_e là chiều dài cá hãm chính (hãm đỗ), tính bằng m;

l_c,l_d là chiều dài cá hãm giá chuyển, tính bằng m;

...

F_b,tot,st là tổng lực guốc hãm tĩnh, tính bằng N;

F_b,ax,st là lực guốc hãm tĩnh đơn, tính bằng N;

i_rig_,_ax_,_n là tỷ số truyền động trên mỗi dầm hãm;

η_R,st là hiệu suất tĩnh tổng thể của cơ cấu truyền động hãm.

Tổng lực hãm tĩnh tác dụng lên ray do hãm đỗ được tính theo Công thức (63):

(63)

trong đó:

F_B_,_st là tổng lực hãm tĩnh tác dụng lên ray, tính bằng N;

...

μ_st là hệ số ma sát tĩnh của guốc hãm.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định hệ số ma sát tĩnh của guốc hãm nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

6.7.2 Đơn nguyên hãm mặt lăn tác dụng bằng lò xo

Lực hãm đỗ tác dụng bằng lò xo được truyền tới guốc hãm, có xét đến các tỷ số truyền động cơ khí cụ thể, hiệu suất của cơ cấu truyền động hãm và các lực phản kháng. Ví dụ trong Hình 18 là một giải pháp điển hình sử dụng đơn nguyên hãm mặt lăn tác dụng bằng lò xo.

Hình 18 - Đơn nguyên hãm mặt lăn tác dụng bằng lò xo (minh họa)

Lực guốc hãm đối với bố trí như thể hiện ở Hình 18 được tính theo Công thức (64):

(64)

...

F_b_,_s_t là lực hãm đỗ tác dụng lên mặt lăn bánh xe từ một đơn nguyên hãm đỗ, tính bằng N;

F_SP là lực lò xo hãm đỗ, tính bằng N;

i_r_i_g là tỷ số truyền động;

η_rig là hiệu suất của cơ cấu truyền động hãm;

F_S,rig là lực phản kháng, tính bằng N;

i_S,rig là tỷ số truyền động cho lực phục hồi.

Nói chung, i_s,rig = 1, do đó Công thức (64) có thể giản lược thành Công thức (65):

(65)

...

(66)

trong đó:

F_PB là tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray, tính bằng N;

F_b,st là lực hãm đỗ tác dụng lên mặt lăn bánh xe từ một đơn nguyên hãm đỗ, tính bằng N;

μ_st là hệ số ma sát tĩnh của guốc hãm;

n_SP là số lượng các đơn nguyên hãm lò xo.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định hệ số ma sát tĩnh μ_st của guốc hãm nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

6.7.3 Hãm đỗ tác dụng bằng trục vít (hãm đĩa)

...

Hình 19 - Bố trí hãm tác dụng bằng trục vít của hãm đĩa

Lực hãm đỗ F_G được truyền tới má hãm, có xét đến các tỷ số truyền động của calliper, hiệu suất và lực phản kháng. Ví dụ trong Hình 19 sử dụng hãm tay kiểu trục vít và lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ F_G được tính theo Công thức (67):

(67)

trong đó:

F_G là lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ, tính bằng N;

F_Cr,H là lực tay quay hoặc lực vô lăng quay, tính bằng N;

i_G là tỷ số truyền động của bánh răng;

...

Tổng lực F_b,tot tác dụng lên tất cả các bề mặt đĩa trong bố trí thể hiện ở Hình 19 có thể được tính theo Công thức (68):

(68)

trong đó:

F_b,tot là tổng lực tác dụng lên tất cả các bề mặt đĩa hãm, tính bằng N;

F_G là lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ, tính bằng N;

η_Cbl là hiệu suất cáp;

i_Cbl là tỷ số truyền cơ khí của cáp;

F_S,C là lực phản kháng của thiết bị hãm hoặc lực lò xo, tính bằng N;

...

i_rig_,C là tỷ số truyền động của calliper (hãm đỗ);

η_rig là hiệu suất của calliper hãm.

Tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray F_PB có thể được tính theo Công thức (69):

(69)

trong đó:

F_PB là tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray, tính bằng N;

F_b,tot là tổng lực tác dụng lên tất cả các bề mặt đĩa hãm, tính bằng N;

μ_st là hệ số ma sát tĩnh của má hãm;

...

D là đường kính bánh xe, tính bằng m.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định hệ số ma sát tĩnh μ_st của má hãm nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

6.7.4 Bố trí đơn nguyên hãm đĩa tác dụng bằng lò xo

Lực hãm đỗ tác dụng bằng lò xo được truyền tới các má hãm, có xét đến các tỷ số truyền động cơ khí của calliper, hiệu suất và các lực phản kháng. Lực má hãm riêng lẻ (một bề mặt của đĩa) cho bố trí như trong Hình 20 có thể được tính theo Công thức (70).

Hình 20 - Bố trí điển hình của calliper đĩa hãm tác dụng bằng lò xo

Lực F_pad,n tác dụng lên một bề mặt đĩa hãm riêng lẻ được tính theo Công thức (70):

(70)

...

(71)

F_pad,n là lực tác dụng lên một bề mặt đĩa hãm, tính bằng N;

F_SP là lực lò xo hãm đỗ, tính bằng N;

i_rig,n là tỷ số truyền động của calliper;

η_r_i_g_,st là hiệu suất tĩnh của calliper;

l_a,_n,l_b_,_n là các chiều dài cá hãm của calliper, tính bằng m.

Tổng lực do lò xo sinh ra tác dụng lên các bề mặt đĩa hãm được tính theo Công thức (72):

...

trong đó:

F_b,tot,st là tổng lực hãm đỗ tác dụng lên các bề mặt đĩa hãm, tính bằng N;

F_pad,n là lực tác dụng lên một bề mặt đĩa hãm, tính bằng N;

n_face là số lượng bề mặt đĩa hãm.

Tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray có thể được tính theo Công thức (73):

(73)

trong đó:

F_PB là tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray, tính bằng N;

...

μ_st là hệ số ma sát tĩnh của má hãm;

r_m là bán kính quét trung bình của má hãm trên bề mặt đĩa hãm, tính bằng m;

D là đường kính bánh xe, tính bằng m.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định hệ số ma sát tĩnh μ_st của má hãm nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

6.7.5 Lực của hãm từ ray nam châm vĩnh cửu

Lực hãm đỗ của một nam châm vĩnh cửu có thể được tính theo Công thức (74):

(1)

trong đó:

...

F_AMg,_st là lực hút của một nam châm vĩnh cửu, tính bằng N;

μ_M_g,st là hệ số ma sát tĩnh của nam châm vĩnh cửu (guốc từ).

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định lực hút và hệ số ma sát tĩnh của nam châm vĩnh cửu nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

Tổng lực hãm đỗ của tất cả các nam châm vĩnh cửu trên phương tiện F_Mg,_st_,_to_t có thể được tính theo Công thức (75):

(75)

trong đó:

F_Mg,_st_,_to_t là tổng lực hãm đỗ của tất cả các nam châm vĩnh cửu trên một phương tiện, tính bằng N;

n_Mg là số lượng nam châm trong một phương tiện;

...

6.8 Lực hãm tĩnh cho từng bộ trục bánh xe

Lực hãm tĩnh cho từng bộ trục bánh xe F_B,ax,st là tổng các lực hãm tĩnh của từng loại thiết bị hãm phụ thuộc vào độ bám (hãm cố định/ hãm giữ/ hãm đỗ) tác dụng lên bộ trục bánh xe đó, F_s_t,_n, được xác định theo Công thức (76):

(76)

trong đó:

F_B,ax,st là lực hãm tĩnh tác dụng lên bộ trục bánh xe đó, tính bằng N;

F_st_,_n là lực hãm tĩnh tác dụng lên bộ trục bánh xe từ mỗi loại thiết bị hãm cố định/ hãm giữ/ hãm đỗ η, tính bằng N.

Các lực hãm tĩnh riêng lẻ có thể bị giới hạn bởi độ bám sẵn có. Do đó cần xác định lực truyền được. Lực hãm tĩnh riêng lẻ là giá trị nhỏ hơn giữa lực truyền được nhờ độ bám hoặc lực hãm tĩnh đã áp dụng. Lực này được tính theo Công thức (77):

...

trong đó:

F_st_,_ta là lực hãm tĩnh có thể truyền tác dụng lên bộ trục bánh xe, tính bằng N;

F_B,ax,st là lực hãm tĩnh tác dụng lên bộ trục bánh xe đó, tính bằng N;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

m_st,ax là khối lượng tĩnh trên mỗi bộ trục bánh xe, tính bằng kg;

là độ bám sẵn có;

i là độ dốc của đường ray.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định giá trị độ bám sẵn có nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

6.9 Tổng lực hãm khi đứng yên của tàu

...

(78)

trong đó:

F_st là lực hãm khi đứng yên của tàu, tính bằng N;

F_st,ax là lực hãm khi đứng yên có thể truyền tác dụng lên bộ trục bánh xe đó, tính bằng N;

F_B,ind là lực cản hãm không phụ thuộc độ bám (không liên quan tới tiếp xúc bánh xe - ray), ví dụ: lực của hãm ray nam châm vĩnh cửu, tính bằng N.

6.10 Tính toán an toàn hãm khi đứng yên

Việc tính toán an toàn hãm khi đứng yên được thực hiện nhằm kiểm tra xem tàu có được trang bị đủ lực hãm đỗ/ hãm giữ để ngăn đoàn tàu di chuyển ở bước đầu tiên (xem 6.11) và đảm bảo phân bố lực hãm hợp lý ngăn các bộ trục bánh xe bị trượt ở bước thứ hai (xem 6.12). Cả hai điều kiện này đều phải được đảm bảo để duy trì trạng thái đứng yên của tàu.

Khả năng giữ đoàn tàu đứng yên cũng có thể được biểu thị thông qua độ dốc lớn nhất (xem 6.13).

...

6.11 Tỷ số an toàn cho hãm khi đứng yên

Tỷ số giữa lực hãm khi đứng yên của tàu và các lực có xu hướng làm tàu chuyển động phải lớn hơn 1 và có thể được tính theo Công thức (79):

(1)

trong đó:

S_s_t là tỷ số an toàn cho hãm tĩnh;

F_st là lực hãm khi đứng yên của tàu, tính bằng N;

F_D là lực kéo xuống dốc do trọng lực, tính bằng N;

F_w_ind là lực cản gió tác dụng lên tàu, tính bằng N;

...

Đối với lực kéo xuống dốc và/hoặc lực gió và lực cản chạy tàu, tham khảo 5.6.2 và 5.4.3.

6.12 Hệ số bám yêu cầu đối với từng bộ trục bánh xe hãm đĩa

Hệ số bám cần thiết để đảm bảo rằng mỗi bộ trục bánh xe được hãm sẽ không bị trượt được xác định từ lực hãm đỗ, tải trọng trục tĩnh và ảnh hưởng của độ dốc. Có thể được tính theo Công thức (80):

(80)

Với:

(81)

...

(83)

Trong đó:

là hệ số bám cần thiết cho từng bộ trục bánh xe được hãm;

F_PB,ax là lực hãm đỗ tác dụng trên mỗi bộ trục bánh xe tác dụng lên ray, tính bằng N;

m_st,ax là khối lượng tĩnh trên mỗi bộ trục bánh xe, tính bằng kg;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

i là độ dốc của đường ray;

F_cl là lực kẹp, tính bằng N;

...

μ_m là hệ số ma sát trung bình của guốc hãm/ má hãm;

r_m là bán kính quét trung bình của má hãm trên bề mặt đĩa hãm, tính bằng m;

D là đường kính bánh xe, tính bằng m;

a là góc dốc (xem Hình 15), tính bằng độ (°).

Nói chung, có một giá trị bám lớn nhất được quy định cho thiết kế của hệ thống hãm khi đứng yên.

Giá trị tính toán phải nhỏ hơn hoặc bằng giá trị lớn nhất cho phép .

CHÚ THÍCH 1: Phương pháp xác định giá trị bám lớn nhất cho phép nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH 2: Công thức (80) có thể được điều chỉnh để đánh giá hệ số bám yêu cầu cho hãm giữ.

CHÚ THÍCH 3: Đối với hãm bloc hoặc hãm mặt lăn, Công thức (81) được thay thế bằng Công thức (63) hoặc (66).

...

Độ dốc lớn nhất có thể đạt được được xác định từ lực hãm khi đứng yên sẵn có, lực gió và lực xuống dốc.

Khi độ dốc tăng, lực kéo xuống dốc tăng và có thể dẫn đến lực giữ không đủ. Nếu độ dốc của đường ray lớn hơn i_max, phương tiện sẽ bắt đầu di chuyển do trượt hoặc lăn. Do đó, độ dốc lớn nhất có thể đạt được cần được tính cho cả hai trường hợp, i_max_,_slide và i_max_,_ro_ll.

Khả năng bám để ngăn trượt và các điều kiện giới hạn cho lăn phải được kiểm tra đối với từng bộ trục bánh xe riêng lẻ.

Khi tất cả các bộ trục bánh xe đều được hãm, độ dốc lớn nhất có thể đạt được đối với trượt, i_ma_x,_si_l_de, được tính theo Công thức (84):

(84)

Khi tất cả các bộ trục bánh xe đều được hãm, độ dốc lớn nhất có thể đạt được đối với lăn, i_max,roll, được tính theo Công thức (85):

(85)

...

i_max_,_slide là độ dốc lớn nhất có thể đạt được đối với trượt;

F_PB là tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray, tính bằng N;

F_wind là lực gió tác dụng lên đoàn tàu, tính bằng N;

m_st là khối lượng tĩnh, tính bằng kg;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

i_m_ax,roll là độ dốc lớn nhất có thể đạt được đối với lăn;

F_Ra,st là lực cản tĩnh của tàu, tính bằng N.

CHÚ THÍCH: Phương pháp xác định lực cản tĩnh của đoàn tàu và lực gió nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

6.14 Phương pháp tính toán an toàn cho phương tiện với mối quan hệ khác nhau giữa lực hãm và tải trọng trên mỗi bộ trục bánh xe

...

Đối với việc tính toán hãm đỗ và hãm giữ, cần xét đến tỷ lệ khối lượng của phương tiện/đơn nguyên/tàu phải được giữ bởi các bộ trục bánh xe được trang bị thiết bị hãm đỗ/ hãm giữ. Trong phương tiện/đơn nguyên có thể có các bộ trục bánh xe có hoặc không có thiết bị hãm khi đứng yên.

Tương tự như 5.6.1, các lực hãm đỗ tác dụng lên một bộ trục bánh xe đơn lẻ như minh họa trong Hình 21 bao gồm:

- thành phần lực kéo xuống dốc phải được các bộ trục bánh xe có hãm đỗ chống lại, F_d,ax:

- tải trọng tĩnh trục vuông góc với ray trên mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ, F_N,ax;

- tải trọng tĩnh trục F_g,ax do trọng lực.

và có thể được tính theo Công thức (86), (87) và (88).

Hình 21 - Ảnh hưởng của độ dốc lên tải trọng tĩnh trục

...

(87)

(88)

trong đó:

F_g,ax là tải trọng tĩnh trục, tính bằng N;

F_d,ax là thành phần lực xuống dốc phải được kháng lại bởi các bộ trục bánh xe có hãm đỗ, tính bằng N;

F_N,ax là tải trọng tĩnh trục vuông góc với ray trên mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ, tính bằng N;

α là góc dốc, tính bằng độ (°);

...

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s².

6.14.2 Giá trị độ bám trung bình giữa bánh xe/đường ray

Giá trị độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh xe được hãm, , được xác định từ thành phần lực kéo xuống dốc phải được kháng lại trên mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ F_d,ax và tải trọng tĩnh trục vuông góc với ray F_N,ax trên mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ, được tính theo Công thức (89):

(89)

Trong đó:

là giá trị bám trung bình yêu cầu giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh xe được hãm;

F_d,ax là thành phần lực xuống dốc phải được kháng lại trên mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ, tính bằng N;

F_N,ax là tải trọng tĩnh trục vuông góc với ray trên mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ, tính bằng N.

...

6.14.3 An toàn chống lăn

Để ngăn ngừa hiện tượng lăn, tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray F_PB phải có khả năng kháng lại lực kéo xuống dốc F_D do trọng lực gây ra bởi khối lượng tĩnh m_st và các ngoại lực F_ext (ví dụ: gió), được tính theo Công thức (90):

(90)

Lực kéo xuống dốc F_D có thể được tính theo Công thức (91):

(91)

An toàn chống lăn, S_R, áp dụng cho phương tiện/đơn nguyên/tàu và biểu thị mối quan hệ giữa tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray F_PB, lực cản tĩnh của tàu F_Ra,st và các lực hãm không phụ thuộc độ bám F_B,ind so với lực xuống dốc do trọng lực F_D và các ngoại lực F_ext, được tính theo Công thức (92):

...

Trong đó:

S_R là hệ số an toàn chống lăn;

F_PB là tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray, tính bằng N;

F_Ra,st là lực cản tĩnh của tàu, tính bằng N;

F_B,ind là lực hãm không phụ thuộc vào độ bám (không liên quan đến tiếp xúc bánh xe - ray), ví dụ: lực hãm từ ray vĩnh cửu, tính bằng N;

F_D là lực kéo xuống dốc do trọng lực, tính bằng N;

F_ext là các ngoại lực (ví dụ: lực gió), tính bằng N;

m_st là khối lượng tĩnh, tính bằng kg;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

...

6.14.4 An toàn chống trượt

6.14.4.1 Xem xét chung

Ở cấp tàu, an toàn chống trượt là khả năng của các bộ trục bánh xe được hãm giữ cho phương tiện/đơn nguyên/tàu đứng yên so với các lực kéo xuống dốc và các ngoại lực.

Cần xác định tỷ lệ khối lượng phải được giữ M cho từng bộ trục bánh xe riêng lẻ được trang bị hãm đỗ để so sánh độ bám yêu cầu với độ bám lớn nhất sẵn có.

Bắt đầu với việc tính toán các lực bằng Công thức (32), sau đó được chuyển đổi thành Công thức (37) và (38), lực hãm phụ thuộc vào độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe - ray), , có thể được tính theo Công thức (93):

(93)

trong đó:

là lực hãm phụ thuộc vào độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe - ray), tính bằng N;

...

F_B,ind là lực hãm không phụ thuộc vào độ bám (không liên quan đến tiếp xúc bánh xe - ray), ví dụ: lực hãm ray từ tính vĩnh cửu, tính bằng N;

F_ext là ngoại lực (ví dụ: lực gió), tính bằng N.

Với

(38)

trong đó:

F_D là lực kéo xuống dốc do trọng lực, tính bằng N;

m_st là khối lượng tĩnh, tính bằng kg;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

...

Ở cấp bộ trục bánh xe (wheelset level), giá trị độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh xe được hãm, , có thể được tính theo Công thức (94):

(94)

trong đó:

là giá trị độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh xe được hãm;

là lực hãm phụ thuộc vào độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe - ray), tính bằng N;

F_Perp là lực vuông góc, tính bằng N.

Với:

...

(95)

trong đó:

F_Perp là lực vuông góc, tính bằng N;

F_g là trọng lượng, tính bằng N;

α là góc dốc, tính bằng độ (°);

m_st là khối lượng tĩnh, tính bằng kg;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s².

Giá trị bám lớn nhất cần thiết, , đối với mỗi bộ trục bánh xe được hãm có thể được tính theo Công thức (96):

...

(96)

trong đó:

là giá trị độ bám lớn nhất cần thiết cho mỗi bộ trục bánh xe được hãm;

là lực hãm phụ thuộc vào độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe - ray) được sinh ra bởi hãm đỗ tác dụng, tính bằng N.

F_Perp,ax là lực vuông góc tác dụng trên bộ trục bánh xe, tính bằng N.

Hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc và các ngoại lực tác dụng bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm có thể được xác định theo Công thức (97):

(1)

trong đó:

...

là hệ số bám lớn nhất cần thiết bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm;

là giá trị độ bám trung bình cần thiết giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh xe được hãm.

An toàn chống trượt, , biểu thị mối quan hệ giữa hệ số bám tĩnh lớn nhất hoặc cho phép, , và hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc và các lực bên ngoài bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm, và có thể được tính theo Công thức (98):

(89)

trong đó:

là hệ số an toàn chống trượt;

là hệ số bám tĩnh lớn nhất hoặc cho phép giữa bánh xe/đường ray;

là hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc và các ngoại lực bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm.

...

Hệ số bám lớn nhất cần thiết bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm, , có thể được tính theo Công thức (99):

(99)

trong đó:

là hệ số bám lớn nhất cần thiết bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm;

F_PB,ax là lực hãm đỗ tác dụng lên ray bởi mỗi bộ trục bánh xe, tính bằng N;

F_N,ax là tải trọng trục tĩnh vuông góc với ray cho mỗi bộ trục bánh xe được trang bị hãm đỗ, tính bằng N.

Nếu không có yêu cầu đối với lực cản đoàn tàu hoặc các lực bên ngoài, và các bộ trục bánh xe tạo ra cùng một lực hãm đỗ, công thức có thể được giản lược.

Lực kéo xuống dốc cần được chống lại bởi mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ F_d,ax có thể được tính theo Công thức (100):

...

(100)

trong đó:

F_d,ax là phần lực kéo xuống dốc cần được chống lại bởi mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ, tính bằng N;

M là khối lượng cần được giữ của phương tiện/đơn nguyên/đoàn tàu, tính bằng kg;

g là gia tốc trọng trường tiêu chuẩn, tính bằng m/s²;

α là góc dốc (xem Hình 21), tính bằng độ (°);

n_PB_,ax là số lượng bộ trục bánh xe có hãm đỗ.

Nếu các hãm đỗ riêng lẻ tạo ra lực khác nhau, thì lực kéo xuống dốc cần phải được phân bổ theo tỷ lệ đóng góp của từng hãm đỗ để ngăn ngừa trượt.

Lực hãm đỗ khả dụng trên mỗi bộ trục bánh xe tác dụng lên ray, F_PB,ax, phải lớn hơn lực kéo xuống dốc F_d,ax, như được nêu trong Công thức (101):

...

(101)

Hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm, có thể được tính theo Công thức (102):

(102)

trong đó:

F_d,ax là phần lực kéo xuống dốc cần được chống lại bởi mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ, tính bằng N;

F_N,ax là tải trọng trục tĩnh vuông góc với ray trên mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ, tính bằng N;

F_PB,ax là lực hãm đỗ trên mỗi bộ trục bánh xe tác dụng lên ray, tính bằng N;

là hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm.

...

(103)

trong đó:

S_t,slide là hệ số an toàn chống trượt;

là hệ số bám tĩnh lớn nhất hoặc cho phép giữa bánh xe/đường ray;

là hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm.

Hệ số bám lớn nhất cần thiết bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm, , có thể được tính theo Công thức (104):

(104)

...

F_N,ax là tải trọng trục tĩnh vuông góc với ray trên mỗi bộ trục bánh xe có hãm đỗ cho một bộ trục cụ thể, tính bằng N;

F_PB,ax là lực hãm đỗ trên mỗi bộ trục bánh xe tác dụng lên ray, tính bằng N.

6.14.4.2 Quy trình tổng quát

Các phương pháp phức tạp hơn là cần thiết (ví dụ phương pháp được mô tả trong 6.14.4.2 và thể hiện ở B.3) nếu có sự khác biệt đáng kể trong phân bố lực hãm đỗ tác dụng lên các bánh xe hoặc trong phân bố khối lượng tĩnh tổng thể (ví dụ có các bộ trục không được hãm đỗ) trên tất cả các bộ trục của thành phần được xét (phương tiện/đơn nguyên/tàu).

Để giữ cho phương tiện/đơn nguyên/đoàn tàu đứng yên an toàn trên dốc, cần xác định giá trị của lực bám trung bình yêu cầu giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh được hãm, , như tính theo Công thức (89). Nếu tất cả các hệ thống hãm được lắp đặt đều đảm bảo yêu cầu mức bám lớn nhất cao hơn tại mỗi bộ trục bánh xe (với i là chỉ số phân loại các bộ trục bánh xe), thì kết luận là lực hãm đã được thiết lập đủ. Khi đó, hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc bởi mỗi bộ trục, , sẽ bằng với giá trị lực bám trung bình yêu cầu giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh xe được hãm, .

Tuy nhiên, nếu với một hoặc vài bộ trục bánh xe, lực hãm của một hệ thống hãm dẫn đến mức bám lớn nhất nhỏ hơn giá trị lực bám trung bình yêu cầu giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh xe được hãm, , thì một phần khối lượng phải được phân bổ lại cho các hệ thống hãm khác và các bộ trục bánh xe khác tương ứng. Để xác định những bộ trục bánh xe này, kết quả của lực bám lớn nhất cần thiết bởi mỗi bộ trục bánh xe, , sẽ được sắp xếp theo thứ tự tăng dần.

Ở bước tiếp theo, một thủ tục lặp sẽ được thực hiện, và việc đánh giá sẽ bắt đầu từ bộ trục bánh xe có yêu cầu độ bám thấp nhất và kết thúc ở bộ trục bánh xe có yêu cầu độ bám cao nhất (xem Hình B.2), bắt đầu với .

Hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc bởi mỗi bộ trục bánh xe, sẽ bị giới hạn (trong thời gian này) ở giá trị tạm thời của lực bám trung bình yêu cầu giữa bánh xe/đường ray cho các bộ trục bánh xe được hãm được sử dụng trong bước lặp i, và có thể được tính theo Công thức (105):

...

Nếu độ bám yêu cầu lớn nhất của mỗi bộ trục bánh xe được hãm, của bộ trục bánh xe thứ nhất nhỏ hơn thì sẽ bằng đối với bộ trục bánh xe này.

Lực còn lại của khối lượng cần giữ, có thể được tính lại theo Công thức (106):

(106)

Theo các bước của quy trình lặp trong sơ đồ B.3, tải trọng tĩnh còn lại vuông góc với ray, F_N,rem, có thể được tính lại theo Công thức (107):

(107)

Để xác định một mức mới của cho các bộ trục bánh xe có độ bám lớn nhất yêu cầu lớn hơn , lực còn lại của khối lượng cần giữ, , phải được phân bổ đồng đều cho tất cả các bộ trục còn lại của phương tiện/đơn nguyên/tàu và có thể được tính lại theo Công thức (106).

Các bước lặp trong Công thức (106) và (107) phải được lặp lại cho từng bộ trục bánh xe để phân bổ khối lượng cần giữ về mặt ảo sang các bộ trục bánh xe khác như được nêu trong Công thức (106) và như thể hiện trong Hình B.2.

...

- Độ bám yêu cầu lớn nhất của mỗi bộ trục bánh xe được hãm, , tại tất cả các bộ trục bánh xe đều nhỏ hơn giá trị ban đầu của độ bám trung bình yêu cầu giữa bánh xe/đường ray đối với bộ trục bánh xe được hãm, ;

- Tồn tại ít nhất một bộ trục bánh xe với hệ số bám yêu cầu để chống lại lực kéo xuống dốc của mỗi bộ trục bánh xe được hãm, , lớn hơn giá trị độ bám lớn nhất cho phép hoặc có thể có giữa bánh xe/đường ray, .

Trong đó:

là giá trị của độ bám trung bình yêu cầu giữa bánh xe/đường ray cho bộ trục bánh xe được hãm;

là giá trị tạm thời của độ bám trung bình yêu cầu giữa bánh xe/đường ray cho bộ trục bánh xe được hãm tại bước lặp i;

là độ bám lớn nhất yêu cầu bởi mỗi bộ trục bánh xe;

là độ bám tĩnh lớn nhất cho phép hoặc có thể có giữa bánh xe/đường ray;

là độ bám yêu cầu để chống lại lực kéo xuống dốc bởi mỗi bộ trục bánh xe;

F_N là tải trọng tĩnh vuông góc với ray trên mỗi bộ trục có hãm đỗ, tính bằng N;

...

F_N,rem là tải trọng tĩnh còn lại vuông góc với ray, tính bằng N;

là lực bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe/đường ray) yêu cầu, tính bằng N;

là lực còn lại của khối lượng cần giữ, tính bằng N.

6.14.5 Lực giữ

Ở mức tối thiểu, tổng các lực cản hãm phụ thuộc độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe/đường ray), , phải lớn hơn lực kéo xuống dốc do trọng lực và các ngoại lực F_ext để ngăn tàu di chuyển, và có thể được tính như trong Công thức (108):

(108)

Trong đó:

là lực cản hãm phụ thuộc độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe/đường ray), tính bằng N;

...

F_D là lực bên ngoài (ví dụ: lực gió), tính bằng N;

F_B,ind là lực hãm không phụ thuộc độ bám (không liên quan đến tiếp xúc bánh xe/đường ray), ví dụ: lực hãm từ ray vĩnh cửu, tính bằng N;

F_Ra là lực cản hãm tức thời do sức cản tàu, tính bằng N.

Đối với các hệ thống hãm không phụ thuộc độ bám, toàn bộ lực hãm được xét đến. Trong trường hợp các hệ thống hãm phụ thuộc độ bám bánh xe/đường ray, chỉ lực truyền tối thiểu mới được xét đến. Trong các trường hợp này, các hệ số an toàn bổ sung, S_R (an toàn chống lăn) và (an toàn chống trượt), có thể được đưa vào như biên an toàn cho lực giữ, F_H, được tính như trong Công thức (109):

(109)

Trong đó:

F_H là lực giữ, tính bằng N;

F_b_,in_d_,z là lực hãm không phụ thuộc bám (không liên quan đến tiếp xúc bánh xe/đường ray) cho từng loại thiết bị, tính bằng N;

...

là hệ số bám tĩnh lớn nhất hoặc cho phép giữa bánh xe/đường ray;

là hệ số an toàn chống trượt;

S_R là hệ số an toàn chống lăn;

là lực cản hãm phụ thuộc độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe/đường ray) do hãm đỗ tác dụng (chỉ số i dùng để sắp xếp các bộ trục), tính bằng N.

Phương pháp này dựa trên giả định về hệ số bám lý thuyết lớn nhất, vốn không phải lúc nào cũng phù hợp với hệ số bám thực tế tác động trên tàu. Để có giá trị thực tế, lực bám thực tế có thể được tính toán (xem B.3).

6.14.6 An toàn lực giữ

Độ an toàn lực giữ, S_H, thể hiện mối quan hệ giữa lực giữ, F_H, và các ngoại lực, F_ext, và được tính theo Công thức (110), trong đó F_D được xác định theo Công thức (37):

(110)

...

S_H là độ an toàn lực giữ;

F_H là lực giữ, tính bằng N;

F_D là lực kéo xuống dốc do trọng lực, tính bằng N;

F_ext là ngoại lực (ví dụ: lực gió), tính bằng N.

Ở mức tối thiểu, phải đạt được mức an toàn, S_H,min. Kết quả được xác định cho toàn bộ đơn nguyên.

Trong trường hợp tĩnh, không có sự phân biệt giữa độ dốc lên và độ dốc xuống. Các ngoại lực, F_ext, có thể làm giảm hoặc tăng tác động của lực kéo xuống dốc do trọng lực, F_D.

Phụ lục A

(tham khảo)

...

Quy trình tính toán được tóm tắt trong Hình A.1 và Hình A.2, và giả định rằng đối tượng được xem xét đối với hãm ma sát là một bộ trục bánh xe riêng lẻ.

Hình A.1 - Phương pháp tính toán quãng đường dừng và giảm tốc (Phần 1)

Hình A.2 - Phương pháp tính toán quãng đường dừng và giảm tốc (Phần 2)

Phụ lục B

(tham khảo)

...

B.1 Khái quát

Quy trình tính toán được tóm tắt trong Hình B.1 và Hình B.2, và giả định rằng đối tượng được xem xét đối với hãm ma sát là một bộ trục bánh xe độc lập.

B.2 Phương pháp tính toán hãm khi đứng yên

Hình B.1 - Quy trình tính toán hãm khi đứng yên

B.3 Quy trình tính toán lực giữ

CHÚ DẪN:

F_d,ax tỷ lệ lực đường dốc cần được chống lại trên mỗi bộ trục bánh xe có trang bị hãm đỗ, tính bằng N

...

hệ số bám lớn nhất yêu cầu bởi mỗi bộ trục bánh xe được hãm

hệ số bám yêu cầu để chống lại lực đường dốc cho mỗi bộ trục bánh xe được hãm

F_Perp lực vuông góc, tính bằng N

F_N,ax tải trọng tĩnh vuông góc với đường ray trên mỗi bộ trục bánh xe có trang bị hãm đỗ, tính bằng N

F_N tải trọng tĩnh vuông góc với đường ray trên mỗi bộ trục bánh xe có trang bị phanh đỗ cho một bộ trục bánh xe cụ thể, tính bằng N

F_N,rem tải trọng tĩnh còn lại vuông góc với đường ray, tính bằng N

lực hãm phụ thuộc độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe/đường ray), tính bằng N

lực còn lại của khối lượng cần giữ, tính bằng bằng N

lực hãm phụ thuộc độ bám (liên quan đến tiếp xúc bánh xe/đường ray) sinh ra bởi hãm đỗ được áp dụng (với i là chỉ số dùng để sắp xếp các bộ trục bánh xe), biểu thị bằng N

...

Phụ lục C

(Tham khảo)

Ví dụ về tính toán hãm

C.1 Toa xe hàng với hai giá chuyển hướng/bốn bộ trục bánh xe/cơ cấu hãm trung tâm với một xi lanh hãm và 16 guốc hãm

C.1.1 Khái quát

Xem Hình C.1

Bảng C.1 - Loại thiết bị hãm

...

Bộ trục bánh xe

Loại thiết bị hãm và tham chiếu điều khoản

1 và 2

Hệ thống hãm chính:

- Cơ cấu hãm trung tâm với guốc hãm phối hợp, hãm mặt lăn (xem 5.3.2)

Hãm đỗ:

- Hãm tay bằng trục vít tác động lên tất cả bánh xe (xem 6.7.1)

...

C.1.2. Ví dụ tính toán hãm cho toa xe hàng

Bảng C.2 - Toa xe hàng - Dữ liệu đầu vào

Giá chuyển hướng số

Mô tả

Ký hiệu

Giá trị ví dụ

Đơn vị

Diện tích xi lanh hãm

...

706,9-10^-4

m²

Áp suất xi lanh hãm

p_c

0,38

MPa

Lực hồi vị của thiết bị hãm

...

1500

Hiệu suất nội tại của thiết bị hãm

η_c

Tỷ số truyền nội tại của cơ cấu hãm

...

1 và 2

Chiều dài tay đòn cá hãm chính l_a

l_a

0,515

1 và 2

Chiều dài tay đòn cá hãm chính l_b

...

0,325

1 và 2

Tỷ số truyền

i_rig

1,584

1 và 2

Tỷ số tay đòn mỗi dầm hãm l_c = l_d

...

1 và 2

Hiệu suất tổng thể của cơ cấu hãm

η_R

0,83

1 và 2

Lực hồi vị (bộ điều chỉnh khe hở)

...

2000

1 và 2

Hệ số ma sát trung bình của guốc hãm

μ_m

0,2

1 và 2

Diện tích tiếp xúc mỗi guốc hãm

...

256·10^-4

m²

1 và 2

Khối lượng động của phương tiện (=m_st + m_rot) với m_rot = 0

m_dyn

90000

Tốc độ cuối cùng

...

m/s

Tốc độ đầu (100 km/h)

v₀

27,78

m/s

Thời gian tác dụng hãm tương đương

...

Hãm đỗ (hãm tay bằng trục vít)

Lực tay quay

F_Cr,H

500

...

η_G

0,19

Tỷ số truyền bánh răng

i_G

236

...

n_PB,ax

1 và 2

Chiều dài tay đòn chính (hãm đỗ)

0,665

1 và 2

...

μ_st

0,2

1 và 2

Hiệu suất tĩnh tổng thể của cơ cấu hãm

η_R,st

0,75

...

^°

Ngoại lực

F_ext

...

F_wind

1 và 2

Lực cản tĩnh của đoàn tàu

F_R_a,st

1 và 2

...

F_B,ind

1 và 2

Khối lượng của phương tiện/đơn nguyên/tàu

90000

1 và 2

...

0,12

Bảng C.3 - Toa xe hàng - Ví dụ tính toán

Số công thức

Tiêu đề

Công thức

Giá trị kết quả

Hệ thống hãm chính (dàn hãm trung tâm với guốc hãm composite)

...

Lực bên trong xi lanh hãm

26 862 N

(4)

Lực đẩy pít- tông

25 362 N

(5)

Lực tác dụng lên giá chuyển hướng

...

38 173 N

(6)

Lực guốc hãm đơn

19 087 N

(9)

Tổng áp lực guốc hãm

253 476 N

...

Lực hãm trung bình tác dụng lên ray do thiết bị hãm tạo ra

50 695 N

(10)

Áp suất riêng trên mỗi guốc hãm

745 586 N/m²

(46)

Gia tốc hãm tương đương

...

0,56 m/s²

(48)

Quãng đường hãm

745 m

(57)

Lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ

22 420 N

...

Lực tĩnh tác dụng lên giá chuyển hướng

41 499 N

(59)

Lực guốc hãm đơn tĩnh

20 750 N

(62)

Tổng lực guốc hãm tĩnh

...

249 000 N

(63)

Tổng lực hãm tĩnh tác dụng lên ray

49 800 N

(91)

Lực kéo xuống dốc do trọng lực

30 812 N

...

Hệ số an toàn chống lăn

1,6

(100)

Tỷ lệ lực kéo xuống dốc phải cần được chống lại bởi các bộ trục bánh xe khi tác dụng hãm đỗ

7 703 N

(88)

Tải trọng trục tĩnh

...

220 725 N

(87)

Tải trọng trục tĩnh vuông góc với ray trên mỗi bộ trục bánh xe khi tác dụng hãm đỗ

220 590 N

(102)

Hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc đối với từng bộ trục bánh xe được hãm

0,035

...

Hệ số an toàn chống trượt

3,5

(84)

Độ dốc lớn nhất đạt được đối với trượt

0,05

(85)

Độ dốc lớn nhất đạt được đối với lăn

...

0,05

C.2 Toa xe khách có hai giá chuyển hướng/bốn bộ trục bánh xe

C.2.1 Khái quát

Xem Hình C.2

Hình C.2 - Toa xe khách bốn bộ trục bánh xe

Bảng C.4 - Toa xe khách - Kiểu thiết bị hãm

Giá chuyển hướng số

Bộ trục bánh xe

...

1 và 2

Hệ thống hãm chính:

- Đĩa hãm lắp trên trục, hai cái cho mỗi bộ trục bánh xe (xem 5.3.4)

- Má hãm composite

- Hãm từ ray trên mỗi giá chuyển hướng (xem 5.4.1)

Hãm khi đứng yên:

Hãm đỗ bằng trục vít tác dụng lên một giá chuyển hướng, mỗi bộ trục bánh xe có một cơ cấu hãm đỗ (xem 6.7.3).

...

C.2.2. Ví dụ về tính toán hãm toa xe khách

Bảng C.5 - Toa xe khách - Dữ liệu đầu vào

Số giá chuyển hướng

Mô tả đặc trưng

Ký hiệu

Giá trị ví dụ

Đơn vị

Hệ thống hãm chính (đĩa hãm lắp trên trục với má hãm composite và hãm từ ray)

1 và 2

...

A_c

510,7.10^-4

m²

1 và 2

Áp suất xi lanh hãm

0,38

MPa

1 và 2

...

F_S,C

1 500

1 và 2

Tỷ số truyền động của đơn nguyên hãm

i_c

1 và 2

...

η_c

1 và 2

Chiều dài cá hãm của calliper l_a

l_a

0,202

1 và 2

...

l_b

0,173

1 và 2

Hiệu suất của calliper

η_rig

0,91

1 và 2

...

μ_m

0,35

1 và 2

Số đĩa hãm

n_disc

1 và 2

...

r_m

0,23

1 và 2

Đường kính bánh xe

0,92

1 và 2

...

m_dyn

61 000

Tốc độ cuối cùng

v_fin

m/s

...

v₀

44,44

m/s

Thời gian tác dụng hãm tương đương cho hãm khí nén và hãm từ

t_e

1 và 2

...

F_wind

1 và 2

Lực hãm trung bình do lực cản đoàn tàu

Hãm từ ray

...

Lực hút của một nam châm

F_AMg

8 400

Số nam châm trên một phương tiện

n_Mg

...

Hệ số ma sát trung bình của nam châm (guốc từ)

μ_Mg

0,079

Tốc độ kích hoạt hãm từ ray

v_0,Mg

44,44

m/s

...

Tốc độ ngắt tác động của hãm từ ray

v_l,_M_g

13,89

m/s

Hãm khi đứng yên (hãm tay bằng trục vít)

Lực tác dụng lên tay quay

F_Cr,H

500

...

Tỷ số truyền bánh răng

i_G

Hiệu suất truyền động của bánh răng

η_G

0,25

...

Hiệu suất cáp

i_Cbl

Tỷ số truyền cơ khí của cáp

i_Cbl

...

Số bề mặt đĩa hãm

n_face

Số bộ trục bánh xe có hãm đỗ

n_PB,ax

...

Tay đòn của calliper (hãm đỗ)

i_r_ig,_C

7,22

Hệ số ma sát tĩnh của má hãm

μ_st

0,3

...

1 và 2

Độ dốc

1 và 2

Lực ngoài

F_ext

...

1 và 2

Lực cản hãm khi đứng yên của đoàn tàu

F_R_a,st

1 và 2

Lực hãm bổ sung

F_B,ind

...

1 và 2

Khối lượng cần giữ của phương tiện / đơn nguyên / đoàn tàu

58 000

1 và 2

Hệ số bám bánh xe/đường ray lớn nhất

0,12

...

Bảng C.6 - Toa xe khách - Ví dụ tính toán

Số công thức

Tiêu đề

Công thức

Giá trị kết quả

(3)

Lực trong xi lanh hãm

19 406 N

...

Lực đẩy pít-tông

17 906 N

(19)

Tỷ số truyền động calliper

1,167

(18)

Lực tác dụng lên bề mặt đĩa hãm đơn

...

19016 N

(21)

Lực kẹp của calliper

38 032 N

(22)

Lực hãm trung bình tác dụng lên ray tạo bởi thiết bị hãm

53 244 N

...

Lực hãm của một nam châm

6 636 N

(25)

Tổng lực hãm của tất cả nam châm trên một phương tiện

26 544 N

(46)

Gia tốc hãm tương đương của hãm đĩa

...

0,87 m/s²

(46)

Gia tốc hãm tương đương của hãm từ ray

0,44 m/s²

(49)

Quãng đường hãm

880 m

...

Công suất lớn nhất của một đĩa hãm

295 775 W

(67)

Lực đầu ra của cơ cấu hãm đỗ

8 250 N

(68)

Tổng lực tác dụng lên tất cả các bề mặt đĩa hãm

...

177 395 N

(69)

Tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray

26 609 N

(91)

Lực kéo xuống dốc do trọng lực

19 857 N

...

Hệ số an toàn chống lăn

1,34

(100)

Tỷ lệ lực kéo xuống dốc cần được chống lại bởi các bộ trục bánh xe khi tác dụng hãm đỗ

9 928 N

(88)

Tải trọng trục tĩnh

...

142 245 N

(87)

Tải trọng trục tĩnh vuông góc với ray của bộ trục bánh xe có hãm đỗ

142 158 N

(102)

Hệ số bám cần thiết để chống lại lực kéo xuống dốc cho từng bộ trục bánh xe được hãm

0,069

...

Hệ số an toàn chống trượt

1,7

(84)

Độ dốc lớn nhất đạt được đối với trượt

0,04

(85)

Độ dốc lớn nhất đạt được đối với lăn

...

0,04

C.3 Đầu máy (động cơ diezen - thủy lực) với bốn bộ trục bánh xe nối cơ khí

C.3.1 Khái quát

Xem Hình C.3

Hình C.3 - Đầu máy

Bảng C.7 - Đầu máy - Kiểu thiết bị hãm

Giá chuyển hướng số

...

Loại thiết bị hãm và tham chiếu điều khoản

1 và 2

Hệ thống hãm chính:

- Đơn nguyên hãm mặt lăn, một cụm cho mỗi bánh xe (xem 5.3.3)

- Guốc hãm composite (một phía)

- Hãm thủy lực tác dụng trên cà bốn bộ trục bánh xe (hãm khí nén bị giữ lại trong khi hãm thủy lực đang hoạt động)

Hãm đỗ:

Đơn nguyên hãm mặt lăn tác dụng bằng lò xo, một cụm cho mỗi bộ trục bánh xe (xem 6.7.2)

...

3 và 4

C.3.2 Ví dụ về tính toán hãm đầu máy

Bảng C.8 - Đầu máy - Dữ liệu đầu vào

Số giá chuyển hướng

Mô tả đặc trưng

Ký hiệu

Giá trị ví dụ

Đơn vị

Hệ thống hãm chính (cụm hãm mặt lăn với guốc hãm composite và hãm thủy lực)

...

Diện tích xi lanh hãm

A_c

248,8 . 10^-4

m²

1 và 2

Áp suất xi lanh hãm

p_c

0,38

MPa

...

Lực phục hồi của cụm hãm

F_S,C

250

1 và 2

Lực phục hồi

F_s_,_rig

650

...

Tỷ số truyền động

i_r_i_g

4,3

1 và 2

Tỷ số truyền động cho lực phục hồi

i_s,_rig

...

Hiệu suất bên trong của đơn nguyên hãm

η_c

1 và 2

Hiệu suất truyền động của cơ cấu truyền động hãm

η_rig

0,95

...

Hệ số ma sát trung bình của guốc hãm

μ_m

0,25

1 và 2

Số guốc hãm

n_TB

...

Khối lượng động của đầu máy (= m_s_t + m_ro_t)

m_dyn

88 000

Tốc độ cuối cùng

v_fin

m/s

...

Tốc độ đầu (80 km/h)

v₀

22,22

m/s

Thời gian tác dụng hãm tương đương cho hãm khí nén

t_e,PB

...

Lực gió tác dụng lên tàu

F_wind

1 và 2

Lực cản hãm trung bình do lực cản đoàn tàu

...

1 và 2

Lực cản hãm của hãm thủy lực

F_BFR

49 000

1 và 2

Thời gian phản hồi tương đương của hãm thủy lực

t_e_,R

1,5

...

Tốc độ bắt đầu tác động của hãm thủy lực (80 km/h)

v₀

22,22

m/s

Tốc độ ngắt tác động của hãm thủy lực (30 km/h)

v₁

8,33

...

Hãm khi đứng yên (hãm đỗ bằng lò xo)

1 và 2

Lực hãm đỗ từ một đơn nguyên hãm đỗ (do nhà chế tạo cung cấp)

F_b

3 100

1 và 2

Hệ số ma sát tĩnh của guốc hãm

μ_st

...

1 và 2

Góc dốc

1,5

1 và 2

Số đơn nguyên hãm đỗ bằng lò xo

n_SP

...

1 và 2

Số bộ trục bánh xe được hãm

n_BW

1 và 2

Khối lượng của phương tiện/ đơn nguyên / tàu

...

1 và 2

Hệ số bám giữa bánh xe/đường ray lớn nhất cho phép

0,12

1 và 2

Ngoại lực

F_ext

...

Bảng C.9 - Đầu máy - Ví dụ tính toán

Công thức số

Tiêu đề

Công thức

Giá trị kết quả

(3)

Lực trong xi lanh hãm

...

(4)

Lực đẩy pít-tông

9 204 N

(16)

Lực guốc hãm

36 948 N

(17)

...

9 237 N

(46)

Gia tốc hãm tương đương của đơn nguyên hãm mặt lăn

0,84 m/s²

(46)

Gia tốc hãm tương đương của hãm thủy lực

...

(30)

Thời gian phản hồi tương đương

1,8 s

(49)

Quãng đường hãm

467 m

(66)

...

9 300 N

(66)

Tổng lực hãm đỗ tác dụng lên ray

37 200 N

(80)

Hệ số bám cần thiết cho từng bộ trục hãm

...

(91)

Lực kéo xuống dốc do trọng lực

20 544 N

(79)

Hệ số an toàn của hãm khi đứng yên

1,8

(84)

...

0,05

(85)

Độ dốc lớn nhất đạt được đối với lăn

0,05

C.4 Tàu nhiều đơn nguyên

Xem hình C.4

...

Bảng C.10 - Tàu nhiều đơn nguyên - Kiểu thiết bị hãm

Số giá chuyển hướng

Bộ trục bánh xe

Loại thiết bị hãm và tham chiếu điều khoản

Hệ thống hãm chính của toa động lực (truyền động điện):

- Đĩa hãm gắn trên bánh xe

...

- Hãm điện động

Hệ thống hãm chính của toa kéo theo:

- Đĩa hãm gắn trên bánh xe (hai cái cho mỗi bộ trục bánh xe)

- Má hãm thiêu kết

- Hãm dòng điện xoáy (mỗi giá chuyển hướng)

Hãm đỗ:

Hãm đỗ bằng lò xo (một cái cho mỗi bộ trục bánh xe)

...

Phụ lục D

(tham khảo)

Tính toán lực hãm trong trạng thái chuyển động

D.1 Lực cản hãm của hãm từ ray

Đặc tính đường cong

Lực cản hãm sinh ra bởi một nam châm của hãm từ ray được biểu diễn bằng một đường cong thể hiện quan hệ giữa lực hãm và tốc độ (xem Hình D.1).

Hình D.1 - Đặc tính của lực hãm do một nam châm của hãm từ ray sinh ra theo tốc độ

...

(D.1)

Thay vào Công thức (24), lực cản hãm được tạo ra bởi một nam châm của hãm từ ray, F_rMg, có thể được tính theo Công thức (D.2):

(D.2)

trong đó:

• F_rMg là lực hãm của một nam châm, tính bằng N;

• F_AMg là lực hút của một nam châm, tính bằng N;

• μ_Mg là hệ số ma sát trung bình của nam châm (guốc từ);

...

• v_1,Mg là tốc độ ngắt tác động của hãm từ ray, tính bằng m/s;

• k₀ là hệ số (do nhà cung cấp đưa ra);

• k₁ là hệ số (do nhà cung cấp đưa ra), tính bằng s/m.

CHÚ THÍCH Tổng lực hãm của tất cả các nam châm trong một phương tiện, F_rMg,tot, có thể được tính theo Công thức (25).

D.2 Lực hãm dòng điện xoáy tuyến tính

Hình D.2 - Đặc tính của lực hãm dòng điện xoáy

Hãm dòng điện xoáy được sử dụng cho các tốc độ lớn hơn tốc độ ngắt tác động v₁ (xem Hình D.2).

Tốc độ đặc trưng v_cha được xác định tại điểm đạt được lực cản hãm lớn nhất của hãm dòng điện xoáy.

...

(D.3)

trong đó:

• F_rECB là lực cản hãm tức thời của hãm dòng điện xoáy tuyến tính, tính bằng N;

• F_rECB,max là lực cản hãm lớn nhất của hãm dòng điện xoáy tuyến tính, tính bằng N;

• k₂ là hệ số (do nhà cung cấp đưa ra);

• v là tốc độ, tính bằng m/s;

• v_cha là tốc độ đặc trưng (tương ứng với lực hãm lớn nhất), tính bằng m/s.

Một lựa chọn khác, lực cản hãm tức thời của hãm dòng điện xoáy có thể được tính theo Công thức (D.4):

...

(D.4)

với:

• n = n₁ khi v ≥ v_cha

• H = n₂ khi v<v_cha

Lực cản hãm trung bình của hãm dòng điện xoáy có thể được tính dựa trên Công thức (D.4) như quy định trong Công thức (D.5):

(D.4)

trong đó:

• là lực cản hãm trung bình của hãm dòng điện xoáy tuyến tính, tính bằng N;

...

• v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

• v₁ là tốc độ ngắt tác dụng của hãm dòng điện xoáy, tính bằng m/s;

• v_cha là tốc độ đặc trưng (tương ứng với lực cản hãm lớn nhất), tính bằng m/s;

• η₁ là giá trị số mũ trong vùng tốc độ lớn hơn v_cha (thường do nhà chế tạo cung cấp);

• η₂ là giá trị số mũ trong vùng tốc độ nhỏ hơn v_cha (thường do nhà chế tạo cung cấp).

D.3 Lực hãm điện động

Lực hãm của hãm điện động, F_BED, được biểu diễn bằng một đường cong đặc tính như thể hiện trong Hình D.3.

Hình D.3 - Đặc tính của lực hãm điện động

...

Nếu v₀ ≤ v₂:

(D.6)

(CHÚ THÍCH: Giả thiết rằng một lực hãm được bù đầy đủ đạt được trong dải tốc độ từ v₃ đến khi dừng hẳn.

Nếu v₂ < v₀ ≤ v_r

(D.7)

Nếu v₁ < v₀:

...

trong đó:

• là lực hãm trung bình của hãm điện động, tính bằng N;

• F_BED,max là lực hãm lớn nhất của hãm điện động, tính bằng N;

• v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

• v₀ ...v₄ là các tốc độ đặc trưng, tính bằng m/s.

D.4 Lực cản hãm trung bình của hãm thủy lực

Lực hãm trung bình của hãm thủy lực, F_BFR, được biểu diễn bằng một đường cong đặc tính như thể hiện trong Hình D.4.

Hình D.4 - Đặc tính chỉ thị lực hãm trung bình của hãm thủy lực

...

Dải tốc độ v₀ ≤ v₁:

(D.9)

CHÚ THÍCH: Giả thiết rằng lực hãm được bù đầy đủ đạt được trong dải tốc độ từ v₂ đến khi dừng hẳn.

Dải tốc độ v₀ > v₁:

(D.10)

trong đó:

• là lực cản hãm trung bình của hãm thủy lực, tính bằng N;

...

• v₀ là tốc độ ban đầu, tính bằng m/s;

• v₁...v₂ là các tốc độ đặc trưng, tính bằng m/s.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO/TR 22131, Railway applications - Railway braking - Country specific applications for the ISO 20138 series (Ứng dụng đường sắt - Hãm đường sắt - Các ứng dụng đặc thù theo quốc gia cho bộ tiêu chuẩn ISO 20138)

[2] EN 14067-4, Railway applications - Aerodynamics - Part 4: Requirements and test procedures for aerodynamics on open track (Ứng dụng đường sắt - Khí động học - Phần 4: Yêu cầu và quy trình thử nghiệm đối với khí động học trên đường sắt hở)

[3] EN 14478:2016, Railway applications - Braking - Generic vocabulary (Ứng dụng đường sắt - Hãm - Thuật ngữ chung)

Mục lục

...

Lời giới thiệu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

3.1 Tàu

3.2 Đoàn tàu

3.3 Đơn nguyên

3.4 Phương tiện

3.5 Lực giữ

...

4 Ký hiệu

5 Tính toán quãng đường dừng và giảm tốc

5.1 Yêu cầu chung

5.2 Đặc tính của phương tiện

5.3 Đặc tính của các loại thiết bị hãm phụ thuộc độ bám giữa bánh xe/ray

5.4 Đặc tính của thiết bị hãm không phụ thuộc vào độ bám

5.5 Đặc tính thời gian

5.6 Đặc tính ban đầu và đặc tính vận hành

5.7 Tính toán quãng đường dừng và giảm tốc dựa trên các giá trị trung bình

...

6 Hãm khi đứng yên

6.1 Yêu cầu chung

6.2 Hãm giữ

6.3 Hãm cố định

6.4 Hãm đỗ

6.5 Tính toán hãm khi đứng yên

6.6 Hệ số ma sát tĩnh

6.7 Lực hãm đỗ do thiết bị hãm tạo ra

6.8 Lực hãm tĩnh cho từng bộ trục bánh xe

...

6.10 Tính toán an toàn hãm khi đứng yên

6.11 Tỷ số an toàn cho hãm khi đứng yên

6.12 Hệ số bám yêu cầu đối với từng bộ trục bánh xe hãm đĩa

6.13 Độ dốc lớn nhất có thể đạt được

6.14 Phương pháp tính toán an toàn cho phương tiện với mối quan hệ khác nhau giữa lực hãm và tải trọng trên mỗi bộ trục bánh xe

Phụ lục A (tham khảo) Phương pháp tính toán quãng đường dừng và giảm tốc

Phụ lục B (tham khảo) Quy trình tính toán hãm khi đứng yên

Phụ lục C (tham khảo) Ví dụ về tính toán hãm

Phụ lục D (tham khảo) Tính toán lực hãm trong trạng thái chuyển động

...

Văn bản này chưa cập nhật nội dung Tiếng Anh

Bạn Chưa Đăng Nhập Thành Viên!

Vì chưa Đăng Nhập nên Bạn chỉ xem được Thuộc tính của văn bản.
Bạn chưa xem được Hiệu lực của Văn bản, Văn bản liên quan, Văn bản thay thế, Văn bản gốc, Văn bản tiếng Anh,...

Nếu chưa là Thành Viên, mời Bạn Đăng ký Thành viên tại đây

Bạn Chưa Đăng Nhập Thành Viên!

Nếu chưa là Thành Viên, mời Bạn Đăng ký Thành viên tại đây

Bạn Chưa Đăng Nhập Thành Viên!

Nếu chưa là Thành Viên, mời Bạn Đăng ký Thành viên tại đây

Bạn Chưa Đăng Nhập Thành Viên!

Nếu chưa là Thành Viên, mời Bạn Đăng ký Thành viên tại đây

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14565-1:2025 (ISO 20138-1:2018) về Ứng dụng đường sắt - Tính toán hiệu năng hãm (hãm dừng, hãm giảm tốc và hãm khi đứng yên) - Phần 1: Thuật toán tổng quát sử dụng phương pháp tính giá trị trung bình

Tải Văn bản tiếng Việt

Tải Văn bản tiếng Việt (docx)

Tải Văn bản gốc

Bạn Chưa Đăng Nhập Thành Viên!

Nếu chưa là Thành Viên, mời Bạn Đăng ký Thành viên tại đây