Knowledge base: Warsaw University of Technology

Back

Draft disc brake calculation for four-axle passenger wagon, for motion at maximum speed of 160 km/h

Damian Mazurek

Abstract

The subject of this dissertation is a preliminary calculation of a disc brake project for a four-passenger wagon moving at a maximum speed of 160km/h. The dissertation presents an overview of the railway brake systems and a description of the construction and operation of pneumatic brake systems, which a passenger car designed in the next part of the work was equipped with. Braking power of the designed brake system was evaluated on the basis of valid regulations. The second chapter gives an overview and a brief description of the most common types of brakes used in trains. The dissertation includes basic information about friction brakes, track brakes and electrodynamic brakes . Friction brakes are divided into clasp brakes and disc brakes. The classification of track brakes was performed taking into consideration the type of generated braking force, thus a description of the track brake friction and eddy current brake can be found in the subsections. The last-described type of brake is an electro-dynamic brake. The third section contains a diagram and description of the functioning of the auto-matic air brake, which is the basic brake used in railways. It describes the process of braking and disinhibition of the vehicle. It also contains a description of each component included in the pneumatic brake system. The next chapter contains a preliminary disc brake calculation for the wagon. The pa-rameters of the friction elements and lever system as well as the forces affecting the wagon were adjusted during the calculations. The differential equation of motion of the train was solved in Mathcad software, what enabled the simulation of the braking process and the pre-diction of the maximum vehicle’s braking. Additional calculations include the setting of the parameters of the parking brake that enables the car to stop on an incline. The fifth chapter includes the analysis of the braking process. It explores the impact of the mass of the wagon, the initial braking speed and the change of the diameter of the wheels on the process of braking and the value of the braking distance. The last part of the work contains the analysis of the braking power of the designed brake system. The evaluation was performed basing on the guidelines contained in the UIC 544-1 card. The sixth chapter contains a brief explanation of a braked weight term and the evaluation of the vehicle’s braking power. The estimated value of the braked mass of the wagon was calculated basing on the attached formulas.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Damian Mazurek (FACME) Damian Mazurek,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Wstępny projekt obliczeniowy hamulca tarczowego do czteroosiowego wagonu osobowego przeznaczonego do ruchu z prędkością 160km/h
Supervisor
Jerzy Zaborowski (FACME/IV&CE) Jerzy Zaborowski,, Institute of Vehicles and Construction Engineering (FACME/IV&CE)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Jan Matej (FACME/IV&CE) Jan Matej,, Institute of Vehicles and Construction Engineering (FACME/IV&CE)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Automotive Engineering (FACME/IV&CE)
Study subject / specialization
Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
06-12-2016
Issue date (year)
2016
Pages
63
Internal identifier
SIMR; D-1509
Reviewers
Jerzy Zaborowski (FACME/IV&CE) Jerzy Zaborowski,, Institute of Vehicles and Construction Engineering (FACME/IV&CE)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Jarosław Seńko (FACME/IV&CE) Jarosław Seńko,, Institute of Vehicles and Construction Engineering (FACME/IV&CE)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
1. Hamulce pojazdów szynowych, 2. Hamowność, 3. Hamulec tarczowy, 4.Droga hamowania
Keywords in English
1. Brakes of rail vehicles, 2. Braking power, 3. Disc brake, 4. Braking distance
Abstract in Polish
Przedmiotem niniejszej pracy jest wykonanie wstępnego projektu obliczeniowego hamulca tarczowego dla czteroosiowego wagonu pasażerskiego poruszającego się z maksy-malną prędkością 160 km/h. W pracy został dokonany przegląd stosowanych w kolei ukła-dów hamulcowych oraz opis budowy i funkcjonowania pneumatycznego układu hamulcowe-go, w który został wyposażony wagon pasażerski projektowany w dalszej części pracy. Na podstawie obowiązujących przepisów przeprowadzono ocenę hamowności zaprojektowa-nego układu hamulcowego. W drugim rozdziale dokonano przeglądu i krótkiego opisu najczęściej stosowanych rodzajów hamulców w pociągach. Praca zawiera podstawowe informacje na temat hamulców ciernych, szynowych oraz elektrodynamicznych. Hamulce cierne podzielono na hamulce klockowe oraz tarczowe. Podziału hamulca szynowego dokonano ze względu na rodzaj wy-twarzanej siły hamującej, zatem w podrozdziałach znalazł się opis hamulca szynowego cier-nego oraz na prądy wirowe. Ostatnim opisanym rodzajem hamulca jest hamulec elektrody-namiczny. Rozdział trzeci zawiera schemat i opis działania hamulca pneumatycznego samo-czynnego działania, który jest podstawowym hamulcem stosowanym w kolei. Opisano w nim przebieg procesu hamowania i odhamowania pojazdu. Ponadto rozdział zawiera opis po-szczególnych podzespołów wchodzących w skład pneumatycznego układu hamulcowego. Kolejny rozdział zawiera wstępny obliczeniowy projekt hamulca tarczowego dla wa-gonu pasażerskiego. W toku obliczeń dobrano parametry elementów ciernych, układu dźwi-gniowego oraz określono siły działające na wagon. Wykorzystując przyjęte założenia, za pomocą programu Mathcad, rozwiązano różniczkowe równanie ruchu pociągu co umożli-wiło symulację procesu hamowania i określenie maksymalnej drogi hamowania pojazdu. Dodatkowo wykonane obliczenia uwzględniają wyznaczenie parametrów hamulca postojo-wego, umożliwiającego zatrzymanie wagonu na pochyłości. Rozdział piąty obejmuję analizę procesu hamowania. Zbadano w nim wpływ masy wagonu, prędkości początkowej hamowania oraz zmianę średnicy koła tocznego na przebieg procesu hamowania oraz wartość drogi hamowania. Ostatnim elementem pracy jest ocena hamowności zaprojektowanego układu hamul-cowego. Ocena została wykonana w oparciu o wytyczne zawarte w karcie UIC 544-1. Roz-dział szósty zawiera krótki opis terminu masy hamującej oraz wyjaśnia przebieg oceny ha-mowności pojazdu. Na podstawie zawartych wzorów obliczono szacunkową wartość masy hamującej wagonu.
File
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 14502

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTc9758f6b6223464790e8b53b561a3ca6/
URN
urn:pw-repo:WUTc9758f6b6223464790e8b53b561a3ca6

Confirmation
Are you sure?