Nowe wymagania dla okładzin ciernych do

Nowe wymagania dla okładzin ciernych do

technika
Adam Osiak
Nowe wymagania dla okładzin ciernych
do hamulców tarczowych
pojazdów kolejowych
W czerwcu 2003 r. weszło w życie nowe, 5. wydanie Karty UIC 541-3 Hamulec. Hamulec tarczowy i jego zastosowanie. Ogólne warunki homologacji okładzin hamulcowych [15]. Nowe wydanie zastępuje 4. wydanie tej Karty
z 1 lipca 1993 r., pt. Hamulec. Hamulec tarczowy i okładziny hamulcowe. Ogólne warunki dla prób na stanowisku
badawczym [14].
Projekt 5. wydania Karty 541-3 został opracowany w drugiej połowie lat 90. XX w. przez Grupę Roboczą ERRI B 126.3 Programy
badań homologacyjnych i homologacja stanowisk hamulcowych,
składającą się z ekspertów kolei ČD, CFR, DB, FS, PKP (do
1995 r. – dr Krzysztof Osuch, od 1995 r. – autor artykułu), SNCF
i ostatnio ŽS, i po kilkuletnich dyskusjach w Komitecie Ekspertów
ERRI B126 Problemy hamowania i Podkomisji UIC Hamulce oraz
po wprowadzeniu zmian – przyjęty w obecnym kształcie. Zasadnicze kontrowersje dotyczyły zakresów stosowania programów
mokrego nr 3A i zimowego nr 3B oraz obligatoryjności programu
zimowego nr 3B i kryteriów oceny wyników badań według tych
programów. Modyfikacji podlegały też niektóre programy homologacyjne.
Karta 541-3 [15] zawiera programy homologacyjne opracowane przez Grupę Roboczą B126.3 i jeden autorstwa Grupy Roboczej ERRI B126.7 Problemy z hamulcami tarczowymi w warunkach zimowych.
Karta 541-3 jest dokumentem zalecanym z obligatoryjnymi
punktami i dotyczy wszystkich członków Międzynarodowego
Związku Kolei.
Karta reguluje następujące zagadnienia:
1) ogólne wymagania odnośnie hamulców tarczowych i zakres
ich stosowania w kolejowych pojazdach szynowych do ruchu
międzynarodowego;
2) wymagania dotyczące okładzin hamulcowych do pojazdów
z hamulcami tarczowymi:
a) własności okładzin hamulcowych:
– wymagania techniczno-cierne;
– cechy geometryczne;
– własności mechaniczne, fizyczne i chemiczne;
– znakowanie okładzin homologowanych;
b) homologacja okładzin hamulcowych:
– procedura homologacyjna;
– warunki badań homologacyjnych na stanowisku;
– okres ważności homologacji.
Najistotniejszymi zmianami w 5. wydaniu Karty w stosunku
do poprzedniej wersji są:
l uwzględnienie materiałów ze spieków proszków metali oraz
odpowiednich rodzajów tarcz hamulcowych;
54
7-8/2003
l wprowadzenie nowych programów homologacyjnych okładzin
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
– odpowiednio do różnych zastosowań, materiałów i warunków atmosferycznych;
modyfikacja dotychczasowych programów homologacyjnych
okładzin;
wprowadzenie zakazu stosowania azbestu w jakiejkolwiek postaci;
usunięcie z listy okładzin homologowanych wyrobów zawierających azbest i ograniczenie czasu homologacji okładzin do
10 lat;
określenie wymagań odnośnie chwilowego i średniego współczynnika tarcia dla nowych programów homologacyjnych;
ustalenie nieprzekraczalnych, dolnych granic wartości średniego współczynnika tarcia w hamowaniach na mokro według
programów „mokrych” oraz programu do ciężkich warunków
zimowych;
określenie dopuszczalnych zmian chwilowego współczynnika
tarcia w hamowaniach ciągłych;
rezygnacja z badań własności mechanicznych, fizycznych
i chemicznych materiałów okładzin, przeprowadzanych przez
kolej składającą wniosek o homologacje okładziny, na rzecz
przedłożenia przez producenta okładzin karty charakterystyki
własności materiału;
wprowadzenie podziału okładzin na typy – w zależności od
przeznaczenia;
rozszerzenie znakowania okładzin o znak typu;
dokładniejsze ustalenie metodyki badań stanowiskowych;
nowe wymagania odnośnie stanowisk badawczych uprawnionych do realizacji stanowiskowych badań homologacyjnych
okładzin;
dostosowanie do obecnych wymagań edycyjnych UIC (dostęp
do wersji elektronicznej).
Stosowanie okładzin hamulcowych
Okładziny hamulcowe do hamulców tarczowych pojazdów kursujących w ruchu międzynarodowym podlegają homologacji według ustaleń Karty UIC 541-3, w której podano zakresy zastosowania okładzin i ich klasyfikację w zależności od kategorii
pojazdów i materiałów okładzin (tabl. 1). Okładziny homologowane według wcześniejszych wymagań (do 4. wydania Karty 541-3)
dotyczą kategorii 4 Wagony osobowe. Okładziny typu 4.1 do 4.3
spełniają warunki dla pojazdów RIC. Okładziny typu 4.4 zastrzeżone są dla tych kolei, które muszą prowadzić lokalnie ruch
w trudnych warunkach zimowych. Żądanie zastosowania okładzin
tego typu w ruchu transgranicznym wymaga uzgodnień bilateralnych. Okładziny typu 4.4 znakuje się UIC-44. Okładziny pozostałych typów mają zastosowanie w ruchu międzynarodowym i spełniają także założenia homologacyjne specyfikacji TSI.
technika
Tablica 1
Podział okładzin hamulcowych na typy, zakresy zastosowania i wymagane programy homologacyjne [15]
Kategoria
pojazdu
Pojazdy
Kategoria 1
Kategoria 2
Prędkość
maksymalna
[km/h]
Typy
okładzin
Materiały okładzin
Wymagane
programy
homologacyjne
Pociągi dużej prędkości, o dużej energii hamowania (maks. 13,8 MJ),
hamowanie jednostopniowe
300
1.1
Organiczne
albo ze spieków metali
1, 3A
Pociąg dużej prędkości, o bardzo dużej energii hamowania (maks. 18,8 MJ),
hamowanie dwustopniowe
300
1.2
Ze spieków metali
5, 3A
Zespoły trakcyjne z tarczami hamulcowymi na kołach
200
2.1
Organiczne
2C, 3A
200
2.2
Ze spieków metali
6C, 3A
7A, 7B
Kategoria 3
Lokomotywy
230
3.1
Organiczne albo spiekany
Kategoria 4
Wagony pasażerskie
140
4.1
Organiczne
2A, 3A
200
4.2
Organiczne
2B, 3A
Kategoria 5
200
4.3
Spiekane
Do ekstremalnych warunków zimowych
200
4.4
Organiczne
Wagony towarowe
160
5.1
Organiczne albo spiekane
4A, 4B
Niskopodłogowe wagony towarowe (ruchoma droga)
120
5.2
Organiczne albo spiekane
4C, 4B
Własności okładzin hamulcowych
Ogólnie
Określono własności, jakie muszą mieć okładziny hamulcowe
z materiałów organicznych i spieków proszków metali, przeznaczone do:
– pojazdów dużej prędkości,
– lokomotyw,
– wagonów pasażerskich,
– wagonów towarowych.
Okładziny hamulcowe z materiałów organicznych i spiekanych działają na tarcze hamulcowe z żeliwa, staliwa bądź stali
kutej, połączone z kołami albo wałami zestawów kołowych.
Małe okładziny hamulcowe o powierzchni ciernej 140 cm²
mogą działać bezpośrednio na boczne powierzchnie kół.
Zabroniono używania azbestu do produkcji okładzin ciernych.
Odradza się stosowania ołowiu i cynku w stanie metalicznym albo w postaci związków, jeżeli w postaci cząstek, pyłu lub gazu,
powstających podczas hamowania, mogą przedstawiać ryzyko dla
zdrowia albo związane są z uciążliwością dla podróżnych.
Skład materiału okładzin hamulcowych musi być tak dobrany,
aby zagwarantować optymalny kompromis między własnościami
ciernymi, zużyciem i trwałością okładzin oraz zagwarantowaniem
małej agresywności wobec tarczy hamulcowej.
Skład materiału i technologia produkcji okładzin hamulcowych z bieżącej produkcji muszą być zgodne z tymi dla okładziny
homologowanej.
Wymagania techniczno-cierne
W 5. wydaniu Karty 541-3 utrzymano dotychczasowe ogólne wymagania odnośnie współczynnika tarcia okładzin w badaniach
stanowiskowych (ze zdefiniowanymi tarczami hamulcowymi):
l współczynnik tarcia powinien być możliwie niezależny od
prędkości początkowej hamowania, stanu dotarcia okładzin,
nacisku jednostkowego, jak również temperatury i wpływu
warunków atmosferycznych;
l w okresie docierania współczynniki tarcia mogą różnić się co
najwyżej o ± 15 % od współczynników tarcia występujących
w takich samych warunkach;
l pod wpływem wilgoci i śniegu współczynnik tarcia może ulegać tylko nieznacznym odchyleniom w stosunku do współ-
6A, 6B
2B, 3A, 3B
czynnika tarcia na sucho; okładziny muszą cechować się
możliwie wysoką zdolnością do usuwania lodu; bezpośrednio
po zakończeniu szkodliwego działania współczynnik tarcia
musi ponownie osiągnąć wartość współczynnika na sucho.
Uszczegółowiono wymagania odnośnie średnich współczynników tarcia w hamowaniach do zatrzymania:
l średnie współczynniki tarcia przy największych siłach nacisku
i prędkościach początkowych hamowania ≥100 km/h powinny
jak najmniej różnić się od wartości nominalnych określonych
graficznie dla danego programu homologacyjnego;
l w hamowaniach na mokro, z największą siłą nacisku, według
programu nr 3A (symulacja wilgoci) mogą różnić się co najwyżej o ±15% od średnich wartości odpowiednich hamowań
w warunkach suchych; średnie współczynniki tarcia pozostałych hamowań mokrych tego programu nie mogą spadać poniżej wartości µm = 0,25, te same kryteria powinny dotyczyć
drugiego programu mokrego – nr 6B (przyp. autora);
l średnie współczynniki tarcia hamowań mokrych programu nr
3B (symulacja ciężkich warunków zimowych) z największą
siłą nacisku nie mogą spadać poniżej wartości µm = 0,15;
w pozostałych hamowaniach mokrych absolutnie nie może
zostać przekroczona wartość µm = 0,1;
l w hamowaniach do zatrzymania z wysokimi temperaturami
początkowymi (≥140°C), średni współczynnik tarcia może
różnić się co najwyżej o ±15% od średniej wartości współczynników w hamowaniach z takimi samymi parametrami,
normalnymi temperaturami początkowymi (≤60°C) i w stanie
suchym.
Poza tym, dla wszystkich programów dla hamowań do zatrzymania w warunkach suchych graficznie określono:
– granice dopuszczalnych wartości chwilowych współczynników
tarcia w funkcji chwilowej prędkości hamowania,
– nominalne, najmniejsze i największe wartości średniego
współczynnika tarcia w funkcji prędkości początkowej hamowania.
Dotychczasowe wartości nominalne i zakresy tolerancji
współczynników tarcia dla okładzin organicznych pozostały bez
zmian i obowiązują obecnie dla programów nr: 2A, 2B, 2C, 3A,
6A, 6B i 6C. Nowością są zakresy tolerancji współczynników tar-
7-8/2003
55
technika
cia dla okładzin typu 1.1 i 1.2 badanych według programów nr
1 i 5.
Na rysunkach 1 i 2 przykładowo przedstawiono tolerancje
chwilowego i średniego współczynnika tarcia dla okładzin typu
1.2 badanych według programu nr 5.
Ustalono następujące, nominalne wartości średniego współczynnika tarcia w hamowaniach do zatrzymania w warunkach suchych dla okładzin typu:
l 1.1, badanych według programu nr 1: µm = 0,37 – w zakresie
prędkości początkowych hamowania od 50 km/h do 200 km/h,
malejący liniowo do wartości 0,34 – dla prędkości 300 km/h;
l 1.2, badanych według programu nr 5: µm = 0,42 – w zakresie
prędkości początkowych hamowania od 50 km/h do 200 km/h,
zmniejszający się do wartości 0,36 – dla prędkości 300 km/h
(rys. 2);
l 2.1, 2.2, 4.1, 4.2, 4.3 i 4.4, badanych według programów nr
2A, 2B, 6A, bądź 6C (podstawowe programy homologacyjne)
oraz okładzin typu 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 4.1, 4.2, 4.3 i 4.4 badanych według programów mokrych nr 3A, bądź 6B: µm = 0,35
– w zakresie prędkości początkowych hamowania od 0 do
140 km/h, malejący do wartości 0,31 – dla prędkości początkowej 200 km/h.
Nowością są uregulowania odnośnie dopuszczalnych zmian
chwilowego współczynnika tarcia w hamowaniach ciągłych (symulacja jazdy na spadkach), z mocą do 43 kW, w których:
– po pierwszych dwóch minutach hamowania: µmin ≥ 0,25
i µmax ≤ 0,40
– podczas całego hamowania: µmin ≥ 0,25, µmax ≤ 0,50 i ∆ µa
≤0,15.
Poza tym współczynnik tarcia nie może wykazywać żadnych
nagłych wahań i przez to zakłócać pracę i regulację hamulca.
Rys. 1. Okładziny typu 1.2 – tolerancje chwilowych współczynników tarcia
Rys. 2. Okładziny typu 1.2 – wartości nominalne i tolerancje średnich
współczynników tarcia
56
7-8/2003
Zmiany chwilowego współczynnika tarcia w ciągu jednej minuty
nie mogą być większe niż o 0,05 (∆ µa ≤ 0,05).
Wymaga się przedstawienia na wykresach przebiegów chwilowych i średnich współczynników tarcia oraz zestawienia średnich współczynników tarcia hamowań do zatrzymania z największymi siłami nacisku na oddzielnych wykresach i w tablicach.
Cechy geometryczne okładzin hamulcowych
Określono kształty i wymiary okładzin z materiałów organicznych
o nominalnych powierzchniach ciernych 2×200 cm², 2×175 cm²
oraz 140 cm². Kształty okładzin ze spieków mogą być takie same,
jak z materiałów organicznych albo według wymagań kolei, przy
czym muszą one zapewniać równomierny rozkład temperatur
w tarczy hamulcowej.
Budowa okładziny hamulcowej musi umożliwiać jej równomierne zużycie, aż do grubości materiału ciernego 5 mm, bez
dojścia do kontaktu zbrojenia okładziny z tarczą hamulcową.
W żadnym wypadku elementy cierne nie mogą wystawać poza
zewnętrzną albo wewnętrzną średnicę pierścienia ciernego tarczy
hamulcowej.
Okładziny nie mogą w żadnym wypadku odkształcać się pod
wpływem ciepła lub wilgoci w takim stopniu, aby nie był możliwy
ich montaż lub demontaż.
Cechy mechaniczne, fizyczne i chemiczne
n Arkusz danych producenta
W 5. wydaniu Karty zrezygnowano z wyznaczania własności mechanicznych, fizycznych i chemicznych materiału okładziny hamulcowej i ścisłego określenia metodyk tych badań. W zamian
zobowiązano producentów okładzin hamulcowych do przedłożenia arkuszy danych własności mechanicznych, fizycznych i chemicznych materiału ciernego, umożliwiających zweryfikowanie
przy kontrolach odbiorczych albo późniejszych sprawdzeniach, że
cechy te nie zmieniły się i okładzina rzeczywiście odpowiada
okładzinie homologowanej.
n Wymagania mechaniczne
Przy dostawie i do czasu montażu w pojeździe materiał cierny
musi być wystarczająco jednorodny, aby nie został utrudniony
montaż czy zastosowanie okładzin – aż do ich granicznego zużycia – ani przez wady (kratery, pęknięcia, bąble i inne), które mogłyby powodować zwiększenie jego kruchości, ani przez jakiekolwiek odkształcenia bądź wykruszenia. Powinno to zapobiegać
utracie elementów ciernych albo części materiału ciernego. Rodzaj połączenia materiału ciernego ze zbrojeniem pozostawiono
do wyboru producentowi.
n Wymagania termiczne
Materiał cierny nie może powodować żadnych uszkodzeń cieplnych tarczy hamulcowej (przypalenia i pęknięcia cieplne, które
mogą prowadzić do pęknięcia tarczy), nie może on także być
agresywny w stosunku do powierzchni ciernej tarczy, ani być
skłonny do tworzenia metalicznych wtrąceń.
Okładzina hamulcowa musi wytrzymywać obciążenia cieplne
normalnej eksploatacji, bez spalenia, stopienia, tworzenia znacznych osadów na tarczy hamulcowej lub nadzwyczajnego zużycia.
Materiał cierny musi wytrzymywać bez pogorszenia swoich
własności temperatury 400°C (materiały organiczne) albo 550°C
(materiały spiekane), mierzone na powierzchni ciernej tarczy hamulcowej.
technika
Znakowanie okładzin homologowanych
Okładziny homologowane muszą nosić na stronie grzbietowej następujące oznaczenia: nazwa lub skrót nazwy producenta; data
produkcji (tydzień i rok); gatunek materiału okładziny; oznaczenie
typu okładziny: UIC-xx, np. UIC-42. Znaki te umieszcza się metodą wybijania, grawerowania albo wygniatania w ten sposób, aby
okładzina mogła być zidentyfikowana jeszcze po zużyciu w eksploatacji.
n
Homologacja okładzin hamulcowych
Procedura homologacyjna
Kolej wnioskująca o dopuszczenie nowej okładziny hamulcowej
do stosowania w ruchu międzynarodowym musi najpierw stwierdzić za pomocą badań, według ustalonej metodyki, na stanowisku homologowanym przez UIC, czy jej cechy odpowiadają
wymaganiom homologacyjnym i sprawdzić w próbach eksploatacyjnych zadowalające zachowanie się okładzin (w tym jej agresywność w stosunku do tarcz hamulcowych). Próby eksploatacyjne powinny być prowadzone bez przerwy co najmniej przez jeden
rok, w wielu pociągach, w różnych warunkach atmosferycznych
i muszą wykazać, że okładzina hamulcowa odpowiada warunkom
zastosowania podanym we wniosku o dopuszczenie.
Wniosek o homologację okładzin z załączonymi sprawozdaniami z badań stanowiskowych i eksploatacyjnych (w dwóch językach UIC) przedkłada się do decyzji Podkomisji Hamulcowej
UIC. Do kompetencji Podkomisji Hamulcowej należy homologacja okładzin hamulcowych (jak również wstawek klocków hamulcowych z materiałów organicznych i spieków proszków metali)
oraz cofanie homologacji w uzasadnionych przypadkach.
Warunki badań homologacyjnych na stanowisku
Zgodnie z zapisem w Karcie 541-3 [15], do badań homologacyjnych okładzin hamulcowych oraz kompozytowych wstawek klocków hamulcowych dopuszczone są jedynie stanowiska badawcze
par ciernych hamulców homologowane przez Podkomisję UIC
Hamulce.
Celem badań jest określenie własności trybologicznych okładzin oraz zachowania się okładzin i ich oddziaływania na tarczę
hamulcową w określonej parze ciernej, z symulacją normalnych
warunków eksploatacyjnych (na sucho oraz w obecności wody)
oraz przy zwiększonych obciążeniach hamowania, wynikających
z czynników ruchowych bądź sytuacji awaryjnych.
Badania stanowiskowe okładzin prowadzi się zgodnie z podaną metodyką, według programów homologacyjnych ustalonych
dla danego typu okładziny, z tarczą hamulcową określonego rodzaju i wielkości, odpowiednio do przewidywanego zastosowania
okładzin (określanego przez kolej wnioskującą o homologację).
Dla każdego typu okładzin wykonuje się badania według ogólnego programu przedmiotowego oraz odpowiedniego programu
mokrego, sprawdzającego własności cierne w obecności wody.
Okładziny hamulcowe używane w badaniach muszą być oryginalnej wielkości. Każdy program realizuje się z nowymi okładzinami.
Podczas hamowań niedopuszczalne są takie zjawiska, jak:
powstawanie płomieni, tworzenie się pęcherzy, wypacanie spoiwa, ciągłe piski, mocne zapachy.
Ocena przebiegu badań oraz ich wyników dotyczy:
l wartości i zmian średnich współczynników tarcia,
l poziomów i przebiegów chwilowych współczynników tarcia,
l zużycia oraz trwałości mechanicznej okładzin,
l odporności okładzin na obciążenia termiczne (przypadki spa-
lenia, wytopienia),
l tworzenia wtrąceń metalicznych w okładzinach bądź nalepów
na powierzchniach tarczy,
l negatywnego oddziaływania okładzin na tarczę (powodowanie
uszkodzeń cieplnych, nadzwyczaj dużego zużywania tarczy).
Wyniki oceniane są według ogólnych kryteriów oraz wymagań dla danego typu okładzin i programu homologacyjnego.
Metody badania i wykonywane pomiary
Szczegółowo określono metody badań stanowiskowych okładzin
oraz wykonywane pomiary: docieranie tarczy hamulcowej, docieranie okładzin hamulcowych, przebieg badania według programów homologacyjnych, metody pomiaru temperatury, rejestracja
i obróbka wyników badań, urządzenie zwilżające, punkt przyłożenia siły nacisku okładzin, rodzaje i wymiary tarcz hamulcowych
używanych do badań. Ponadto zdefiniowano terminy i wzory obliczeniowe.
Programy badawcze
l Program nr 1 – jest podstawowym programem homologacyjnym dla okładzin z materiałów organicznych i spieków proszków
metali, przeznaczonych do pociągów pasażerskich dużej prędkości (vmax do 300 km/h), z jednostopniowym hamowaniem o dużej
energii (maksymalnie 13,8 MJ) – tj. dla okładzin typu 1.1.
Program ten realizuje się z okładzinami o powierzchni nominalnej 2×200 cm2, na tarczy hamulcowej ∅640×80 mm
i zmniejszonej mocy wentylacji, z pierścieniem ciernym z żeliwa
szarego lub sferoidalnego albo ze staliwa (tabl. 2).
Program zawiera hamowania do zatrzymania z parametrami
odpowiadającymi hamowaniom służbowym i nagłym, z jednostkową masą 4,0 t/tarczę, z prędkości 50, 80, 120, 160, 200 km/h,
w warunkach suchych i na mokro, jak również hamowanie ciągłe
z mocą 20 kW w czasie 20 min z prędkości 80 km/h, zakończone
hamowaniem służbowym do zatrzymania, bez uprzedniego schłodzenia tarczy (przypadek stacji na końcu odcinka linii z długim
spadkiem). Następnie realizowane są hamowania służbowe i nagłe z dużych prędkości (250, 270 i 300 km/h) w warunkach suchych. Program kończy grupa hamowań, wykonywanych tylko
z okładzinami ze spieków proszków metali, obejmująca m.in. hamowania nagłe z prędkości 320 km/h z masą 4,5 t/tarczę, dla
sprawdzenia wartości współczynnika tarcia przy zwiększonych
obciążeniach hamulca, oraz hamowanie ciągłe z mocą 30 kW
w czasie 20 min z prędkości 80 km/h zakończone hamowaniem
do zatrzymania.
Program opracowano w połowie lat 90. XX w. dla okładzin
z materiałów organicznych i zweryfikowano w badaniach stanowiskowych z kilkoma gatunkami okładzin używanych przez DB, FS
i SNCF. Na etapie uzgadniania projektu 5. wydania karty rozszerzono zakres stosowania tego programu także na okładziny ze
spieków proszków metali o współczynniku tarcia zbliżonym do
współczynnika materiałów organicznych, stosowane w pojazdach
do dużej prędkości z hamowaniem jednostopniowym.
l Program nr 2A – jest podstawowym programem homologacyjnym dla organicznych okładzin hamulcowych do wagonów
osobowych o prędkości maksymalnej do 140 km/h (typu 4.1).
Program realizuje się z okładzinami o powierzchni nominalnej
2×200 cm2 bądź 2×175 cm2, na żeliwnych tarczach hamulco-
7-8/2003
57
technika
Tablica 2
Program homologacyjny nr 1 dla okładzin hamulcowych typu 1.1 (bez części opisowej) [15]
58
7-8/2003
technika
wych, odpowiednio o wymiarach ∅640×110 mm (w przypadku
okładzin 200 cm2) bądź ∅590×110 mm (dla okładzin 175 cm2),
z hamowanymi masami jednostkowymi odpowiednio 7,7 t/tarczę
albo 6,2 t/tarczę.
Program zawiera hamowania służbowe do zatrzymania i hamowania nagłe, z prędkości 50, 80, 120 i 140 km/h, w warunkach suchych i mokrych oraz z podwyższonymi temperaturami
początkowymi (140–220°C), jak również blok bardzo ciężkich hamowań składających się z: hamowania ciągłego z mocą 25 kW
albo 20 kW w czasie 20 min z prędkości 80 km/h, zakończonego
hamowaniem do zatrzymania i następnie – bez schłodzenia tarczy
– z hamowania ciągłego z mocą 55 kW albo 45 kW w czasie
10 min, również zakończonego hamowaniem do zatrzymania.
Jest to zmodyfikowana wersja programu nr 1 (vmax = 140 km/h)
z 4. wydania Karty 541-3 [14]. Zmiany polegają na zwiększeniu
o 0,2 t jednostkowych mas hamowanych przez tarczę, dla
uwzględnienia energii ruchu obrotowego zestawu kołowego wagonu i przyjęciu prędkości 50 i 80 km/h w miejsce prędkości
60 km/h i 90 km/h (dla ujednolicenia programów).
l Program nr 2B – służy do badania organicznych okładzin hamulcowych do wagonów osobowych o prędkości maksymalnej
do 200 km/h, eksploatowanych w normalnych warunkach (okładziny typu 4.2) i w ciężkich warunkach zimowych (typ 4.4).
Program wykonuje się dla okładzin o powierzchni nominalnej
2×200 cm2 bądź 2×175 cm2 z żeliwnymi tarczami hamulcowymi o wymiarach ∅640×110 mm bądź ∅590×110 mm, z hamowanymi masami jednostkowymi odpowiednio 6,7 t/tarczę albo
5,7 t/tarczę. Hamowania do zatrzymania, służbowe i nagłe, wykonywane są z prędkości 50, 80, 120, 140, 160 i 200 km/h. Grupa
hamowań ciągłych jest podobna jak w programie 2A.
Program 2B jest modyfikacją programu nr 2 (vmax = 200 km/h)
z 4. wydania Karty 541-3.
Ze względu na to, że współcześnie produkowane wagony pasażerskie do ruchu dalekobieżnego mają na ogół po trzy tarcze
hamulcowe na każdym zestawie kołowym, zmniejszono jednostkowe masy hamowane (z 7,5 t do 6,7 t – w przypadku tarcz
∅640 mm i z 6,0 t do 5,7 t – dla tarcz ∅590 mm) i odpowiednio
dopasowano siły nacisku okładzin. Dla umożliwienia oceny przydatności okładzin także do cięższych wagonów z dwoma tarczami
na zestawie kołowym, dodano grupę hamowań z prędkości
200 km/h, z masami 7,7 t albo 6,2 t.
l Program nr 3A (tzw. program mokry) – jest drugim obligatoryjnym programem wymaganym w badaniach homologacyjnych
organicznych i spiekanych okładzin typu 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 4.1,
4.2 i 4.4. Ma on na celu zbadanie własności ciernych okładzin
w obecności wody, występującej w obszarze tarcia pary ciernej
podczas deszczu oraz w zimowych warunkach atmosferycznych.
Realizuje się go z okładzinami o powierzchni nominalnej
2×200 cm2 bądź 2×175 cm2 i z odpowiednimi dla danego zastosowania tarczami hamulcowymi (żeliwnymi albo staliwnymi tarczami wentylowanymi o wymiarach ∅640×110 mm,
∅640×80 mm, ∅610×110 mm bądź ∅590×110 mm albo
stalową niewentylowaną tarczą o wymiarach ∅640×45 mm).
Hamowania do zatrzymania, z jednostkową masą 4,7 t, wykonywane są z prędkości 80, 120 i 140 km/h, w stanie suchym oraz
na mokro z wydatkami wody 21, 23 albo 25 l/h (zależnie od średnicy tarczy).
Program 3A jest modyfikacją programu nr 3 (vmax = 140 km/h
i 200 km/h) z 4. wydania Karty 541-3, dokonaną w wyniku prac
nad programem zimowym (nr 3B). Zasadniczą zmianą jest
zmniejszenie sił nacisku okładzin i rezygnacja z hamowań z prędkości 160 km/h i 200 km/h – co jest konsekwencją obserwacji,
że zjawisko poślizgu wodnego występuje przede wszystkim przy
mniejszych prędkościach początkowych hamowania. Ponadto, jak
w pozostałych programach, zwiększono jednostkową masę hamowaną przez tarczę, dla uwzględnienia energii ruchu obrotowego zestawu kołowego pojazdu.
l Program nr 3B (tzw. program zimowy) – służy do badania
przydatności okładzin hamulcowych do zastosowania w trudnych
warunkach zimowych, zdefiniowanych jako duże ilości sypkiego
śniegu w temperaturach poniżej 0°C (okładziny typu 4.4).
Hamowania służbowe do zatrzymania z prędkości 80 oraz
120 km/h, przy dwóch siłach nacisku okładzin wykonywane są
z jednostkową masą 4,2 t, w stanie suchym i na mokro. Wydatki
wody są prawie dwukrotnie większe niż w programie mokrym (zależnie od średnicy tarczy: 38, 42 albo 45 l/h), a temperatura wody jest niższa niż w programie mokrym (od 10°C do 15°C).
Program zimowy został opracowany w latach 1995–1998
przez Grupę Roboczą ERRI B126.7, złożoną ze specjalistów ČD,
DB, MÁV, PKP, Wspólnoty Kolei Nordyckich (CNR) oraz firmy Becorit, pod przewodnictwem SJ.
Zrealizowany program prac Grupy B126.7 obejmował [3, 6]:
a) analizę wcześniejszych prac badawczych SJ, VR i CNR dotyczących wydłużenia dróg hamowania pociągów z hamulcami
tarczowymi w warunkach zimowych;
b) wstępne badania w celu ustalenia parametrów mających największy wpływ na poziom współczynnika tarcia w badaniach
stanowiskowych;
c) ustalenie tymczasowego stanowiskowego programu zimowego
i przekazanie go europejskim producentom materiałów ciernych, w celu przetestowania przez nich i zaproponowania
materiałów do dalszych badań;
d) ocenę wyników przedstawionych przez producentów i wybór
kilku gatunków okładzin do badań;
e) badania poligonowe wybranych okładzin w warunkach zimowych w Norwegii;
f) badania stanowiskowe wybranych okładzin według mokrego
programu homologacyjnego UIC oraz tymczasowego stanowiskowego programu zimowego dla weryfikacji i optymalizacji
tymczasowego stanowiskowego programu zimowego;
g) porównanie wyników badań stanowiskowych i poligonowych;
h) poligonowe badania hamulcowe ze zraszaniem tarczy hamulcowej wodą;
i) studia literatury, ankieta wśród producentów par ciernych hamulców tarczowych oraz seminarium nt. przyczyn zjawiska
poślizgu wodnego (aquaplanningu) i możliwości jego ograniczenia;
j) ankietę wśród kolei nt. specjalnych przepisów dotyczących
utrzymania i eksploatacji hamulców w warunkach zimowych.
Badaniom poddano 4 gatunki okładzin hamulcowych z materiałów organicznych (jeden w dwóch wykonaniach) na żeliwnych
tarczach hamulcowych różnej konstrukcji (z niedzielonymi pierścieniami ciernymi, ale także z tarczami segmentowymi).
Wynikiem prac Grupy B126.7 było:
– opracowanie i weryfikacja programu zimowego;
– ustalenie takich samych tolerancji współczynników tarcia dla
hamowań programu zimowego z wodą, jak dla programu mokrego nr 2;
7-8/2003
59
technika
– propozycja modyfikacji programu mokrego nr 2;
– propozycje modyfikacji i uzupełnień do Karty UIC 541-3 (programy mokry i zimowy, metodyka badań);
– opracowanie zaleceń odnośnie przepisów dotyczących utrzymania i eksploatacji hamulców w warunkach zimowych.
Na fotografii 1 pokazano przejazd pociągu w trudnych warunkach zimowych, natomiast na fotografii 2 – symulację ciężkich
warunków zimowych w stanowiskowych badaniach okładzin hamulcowych.
Na rysunku 3 przedstawiono średnie współczynniki tarcia niektórych homologowanych okładzin hamulcowych w badaniach
według programu 3B. Program zimowy stwarza jakościowo trud-
Fot. 1. Przejazd pociągu w trudnych warunkach zimowych (duża ilość sypkiego
śniegu)
Fot. 2. Symulacja trudnych warunków zimowych w badaniach stanowiskowych okładzin hamulców tarczowych
60
7-8/2003
niejsze warunki dla pary ciernej, niż programy mokre. Jedynie
niektóre homologowane okładziny hamulcowe nowej generacji
spełniają (bądź bez mała spełniają) złagodzone wymagania odnośnie minimalnych dopuszczalnych wartości średniego współczynnika tarcia w programie 3B (0,15 – dla hamowań na mokro
z największymi siłami nacisku i 0,10 – dla pozostałych hamowań
mokrych). Takie same wymagania jak dla programu mokrego (dopuszczalny spadek średniego współczynnika tarcia na mokro
o 15% w stosunku do hamowań w stanie suchym, absolutna wartość graniczna – 0,25) dotychczas są w stanie spełnić jedynie
specjalne materiały, opracowane do tego zastosowania (okładzina „X”).
l Program nr 5 – przewidziany jest do badania okładzin ze
spieków proszków metali, przeznaczonych do pociągów pasażerskich dużej prędkości (vmax do 300 km/h), z dwustopniowym hamowaniem o bardzo dużej energii (maksymalnie 17,8 MJ) – tj.
dla okładzin typu 1.2.
Program ten opracowano razem z programem nr 1 w pierwszej połowie lat 90. XX w. i zweryfikowano w badaniach na stanowiskach hamulcowych DB i SNCF, z kilkoma gatunkami okładzin
używanych w pociągach ICE i TGV.
l Program nr 6A - jest odpowiednikiem programu 2B dla okładzin ze spieków proszków metali, przeznaczonych (we współpracy z wentylowanymi, staliwnymi tarczami hamulcowymi) do wagonów osobowych o prędkości maksymalnej do 200 km/h (typu
4.3);
l Program nr 6B jest programem mokrym – odpowiednikiem
programu 3A – dla okładzin typu 4.3.
Karta 541-3 [15] dotyczy także okładzin hamulcowych do
następujących zastosowań, dla których nie podano jeszcze
programów homologacyjnych, a jedynie zarezerwowano na nie
miejsca:
l zespoły trakcyjne z tarczami hamulcowymi na kołach (vmax =
= 200 km/h), kursujące w ruchu RIC:
– program nr 2C – okładziny organiczne,
– program nr 6C – okładziny ze spieków proszków metali;
l wagony towarowe dużej prędkości (vmax = 160 km/h):
– program nr 4A – wagon ładowny,
– program nr 4B – wagon próżny;
l wagony towarowe niskopodłogowe:
– program nr 4C – wagon ładowny,
– program nr 4D – wagon próżny;
l lokomotywy (vmax = 230 km/h):
– program nr 7A – dla tarcz hamulcowych na kołach,
– program nr 7B – dla tarcz hamulcowych na osiach lub
wałach napędnych.
Na początku lat 90. XX w. rozpoczęto międzynarodowe prace
badawcze nad hamulcami tarczowymi do szybkich wagonów towarowych (vmax = 160 km/h) [5, 10]. W wyniku ankiety wśród
kolei europejskich przyjęto następujące parametry hamulców
tych wagonów: obciążenia przypadające na zestaw kołowy – 6 t
w stanie próżnym oraz 21 t w stanie ładownym; po 3 żeliwne,
wentylowane tarcze hamulcowe o średnicy 610 mm na każdym
zestawie kołowym; okładziny wielkości 350 cm2 (2×175 cm2).
Grupie Roboczej B126.3 zlecono następujące zadania:
l opracowanie i ocenę programu homologacyjnego okładzin
hamulcowych do osiowych tarcz hamulcowych;
l dokonanie oceny wpływu wilgoci na współczynnik tarcia
w podanych warunkach zastosowania i znalezienie możliwości
technika
rozwiązania problemu zmniejszenia współczynnika tarcia
w wilgoci dla pojazdów o bardzo małych masach własnych.
l ustalenie zakresów tolerancji średniego i chwilowego współczynnika tarcia na sucho w funkcji prędkości oraz dopuszczalnego spadku współczynnika tarcia w wilgoci.
Projekty programów homologacyjnych opracowano w dwóch
wersjach – oddzielnie dla materiałów organicznych i oddzielnie
dla spieków proszków metali oraz dla dwóch stanów załadowania
wagonów: ładownym i próżnym.
Programy sprawdzano w trzech seriach badań stanowiskowych, zrealizowanych przez PKP na stanowiskach w Poznaniu
(wszystkie 3 serie), DB – w Minden (2 serie) i CFR – w Bukareszcie (jedna seria). Obiektami badań było 5 gatunków okładzin
hamulcowych z materiałów organicznych oraz 3 gatunki ze spieków proszków metali, współpracujących z żeliwnymi i staliwnymi
tarczami hamulcowymi różnej konstrukcji.
Poprawność nowych programów zweryfikowano w badaniach
hamulca w wagonie towarowym na rolkowym stanowisku hamulcowym w komorze klimatycznej w Wiedniu-Arsenale z symulacją
warunków zimowych ze sztucznym zaśnieżeniem.
Programy dla wagonów ładownych (z obciążeniem 7 t na tarczę) zawierają hamowania służbowe do zatrzymania oraz hamowania nagłe z prędkości 30, 60, 80, 120, 140 i 160 km/h, w warunkach suchych i mokrych, hamowania z podwyższonymi
temperaturami początkowymi (140–220°C), hamowanie ciągłe
symulujące zjazdy z przełęczy Św. Gotharda (z mocą 30 kW
w czasie 34 min z prędkości 70 km/h, zakończone hamowaniem
do zatrzymania) i z przełęczy Tauern (z mocą 50 kW w czasie
18 min z prędkości 100 km/h), jak również hamowania z przeciążeniami: hamowanie pełne do zatrzymania z prędkości 175 km/h
i hamowanie ciągłe z mocą 50 kW przy prędkości 70 km/h do
osiągnięcia średniej temperatury 450°C.
Programy dla wagonów próżnych (z obciążeniem 2 t na
tarczę) mają na celu zbadanie własności ciernych okładzin
w obecności wody i składają się z hamowań służbowych (z małymi siłami nacisku okładzin) z prędkości 30, 60, 80, 120, 140
i 160 km/h, w warunkach suchych i mokrych.
Pola tolerancji współczynników tarcia uzyskane dla badanych
par ciernych przy zakładanych parametrach wagonów okazały się
zbyt rozległe.
Prace zakończono w lutym 1997 r. wydaniem sprawozdania
ERRI B126/RP20 [5]. Grupa Robocza B126.3 zaleciła niewłączanie nowo opracowanych programów homologacyjnych do nowego wydania Karty UIC 541-3, do czasu dokonania istotnego postępu w zakresie właściwości materiałów ciernych, bądź zmiany
parametrów hamulców w stanie próżnym (zwiększenie nacisków
okładzin o 50%).
Obecnym zadaniem Grupy B126.3 jest opracowanie i weryfikacja nowych programów homologacyjnych dla okładzin hamulców tarczowych do lokomotyw, zespołów trakcyjnych do ruchu
RIC z tarczami hamulcowymi na kołach i niskopodłogowych wagonów towarowych. Z ankiety przeprowadzonej wśród przedstawicieli kolei reprezentowanych w Podkomisji UIC Hamulce uzyskano informacje dotyczące parametrów wymienionych pojazdów
Rys. 3. Średnie współczynniki tarcia okładzin – program nr 3 według [14]
Rys. 4. Średnie współczynniki tarcia okładzin – program nr 3B według [15]
7-8/2003
61
technika
Tablica 3
Okładziny hamulcowe dopuszczone (homologowane) do ruchu międzynarodowego
Typ 4.2 – Okładziny hamulcowe do wagonów pasażerskich [15]
Producent, nazwa wyrobu
Oznaczenie
okładziny
Jurid
Jurid 869
SNCF
Becorit
Becorit 918 1)
DB
Ferodo
ID 425 L 2)
FS
Bremskerl
5818 2)
FS
Bremskerl
6792 1)
DB
Jurid
877 1)
DB
Bremskerl
7240 1)
DB
Frendo
2126 2)
FS
Faist, licencja Textar
T 543 2)
FS
ICER
ICER 918 2)
RENFE
Flertex
Flertex 664 HD 3)
SNCF
Róna (Węgry), licencja Becorit
Róna 918 2)
MÁV
Frenoplast
FR 20.H 2 2)
PKP
Textar
T550 2)
DB
Becorit
V30
Bremskerl
Bremskerl 2000 2)
×
×
×
DB
Bremskerl
7699
×
×
×
FS
Italian Brakes
FS 5M1 1)
×
×
×
FS
1)
2)
3)
4)
Zrealizowane programy badawcze Wniosek
2B1
2B2
3A
kolei
DB
2)
Zbadane na żeliwnej i na staliwnej tarczy hamulcowej.
Zbadane na żeliwnej tarczy hamulcowej.
Zbadane na staliwnej tarczy hamulcowe.j
Okres homologacji przedłużony do 31.12.2004 r.
i ich hamulców. Zgodnie z decyzją podkomisji w pierwszej kolejności opracowywane są programy dla okładzin do lokomotyw.
Okres ważności homologacji
Jak wspomniano, w 5. wydaniu Karty 541-3 ograniczono czas
homologacji okładzin do 10 lat, o ile żadne znaczące zmiany
wymagań w Karcie UIC 541-3 nie zakwestionują wcześniej ich
zdatności do stosowania (dotychczas homologacje były bezterminowe).
Odnowienie homologacji odbywa się na wniosek kolei (nie
koniecznie tej, która wystąpiła o homologację), składany w Podkomisji Hamulcowej UIC na rok przed upływem okresu ważności
homologacji. Do wniosku załącza się sprawozdanie z badań przygotowane przez kolej.
Okładzina hamulcowa musi spełniać wymagania Karty obowiązującej w momencie złożenia wniosku o odnowienie homologacji.
Wniosek o ponowną homologację musi zostać złożony
w przypadku znacznej zmiany metody produkcji albo materiałów
okładziny hamulcowej, jak również w przypadku zmiany wymagań
odnośnie okładzin.
W tablicy 3 przedstawiono wykaz homologowanych okładzin
hamulcowych. Są to organiczne okładziny hamulcowe do wagonów pasażerskich o prędkości maksymalnej 200 km/h (obecny
typ 4.2). Okładziny homologowane do 1996 r. zostały przebadane
zgodnie z wymaganiami 4. wydania Karty 541-3 (podstawowy
program nr 2 oraz program mokry nr 3 w wersji z vmax =
= 200 km/h). Homologacje w latach 1997–1998 odbyły się według zaostrzonych wymagań – badania według programu mokrego nr 3 w obydwóch wersjach z vmax = 200 km/h oraz z vmax =
= 140 km/h. Począwszy od 1999 r. homologacje odbywały się
62
7-8/2003
zgodnie z wymaganiami opublikowanymi obecnie w 5. wydaniu Karty.
Homologacja
stanowisk badawczych
par ciernych hamulców
01.01.1984
31.12.2000 r. 4)
Istotną częścią 5. wydania Karty 54101.03.1986
31.12.2000 r. 4)
-3 są nowe uregulowania odnośnie
01.01.1989
31.12.2000 r. 4))
procedury homologacji stanowisk
01.01.1989
31.12.2000 r. 4)
badawczych używanych do badań
01.01.1989
31.12.2000 r. 4)
homologacyjnych par ciernych ha01.01.1989
31.12.2000 r. 4)
mulców. W procesie homologacji
01.05.1990
31.12.2000 r. 4)
ustalane są kwalifikacje stanowiska
01.06.1990
31.12.2000 r. 4)
badawczego do realizacji badań we01.01.1993
31.12.2002 r. 4)
dług poszczególnych programów ho01.01.1994
31.12.2003 r. 4)
mologacyjnych okładzin hamulco01.03.1995
28.02.2005 r.
wych i na tej podstawie nadawane są
01.04.1996
28.02.2006 r.
określone kategorie. Homologacje
01.04.1997
31.03.2007 r.
stanowisk przyznawane są na okres
01.07.1997
30.06.2007 r.
5 lat, z możliwością wielokrotnego
01.04.1998
31.03.2008 r.
przedłużenia na kolejne okresy pię01.01.1999
31.12.2008 r.
cioletnie.
01.01.1999
31.12.2008 r.
Podstawą do homologacji sta01.02.2000
31.01.2010 r.
nowiska są porównawcze badania
kwalifikacyjne, a dla przedłużenia homologacji – porównawcze badania
weryfikacyjne, realizowane na co najmniej dwóch stanowiskach hamulcowych, zgodnie ze szczegółowymi uregulowaniami określonymi w 2. wydaniu sprawozdania
ERRI B126/RP18 [4]. Nieprzeprowadzenie w terminie badań weryfikacyjnych powoduje utratę kwalifikacji stanowiska do badań
homologacyjnych materiałów ciernych i konieczność ponownej
homologacji.
W celu homologacji stanowiska bądź jego okresowego
sprawdzenia, użytkownik stanowiska badawczego wyznacza kolej
UIC, która przejmuje formalną opiekę nad realizacją tego procesu. Odpowiednie wnioski do Podkomisji Hamulce należy złożyć
z około rocznym wyprzedzeniem.
Procedura homologacji stanowiska badawczego składa się
z następujących etapów:
– wniosek użytkownika stanowiska badawczego do Podkomisji
Hamulce, za pośrednictwem reprezentującej go kolei UIC;
– wyznaczenie przez Podkomisję Hamulce stanowiska porównawczego (odniesienia) i zespołu rzeczoznawców, oceniającego stanowisko;
– przejęcie przez użytkownika stanowiska badawczego kosztów
badań na stanowisku odniesienia i pracy zespołu rzeczoznawców;
– porównawcze badania kwalifikacyjne na dwóch stanowiskach,
w zakresie ustalonym w sprawozdaniu ERRI B126/RP18 [4],
stosownie do wnioskowanej kategorii stanowiska;
– opracowanie opinii przez rzeczoznawców na podstawie dokumentów przedłożonych przez użytkownika stanowiska, wizytacji stanowiska oraz wyników badań;
– przedłożenie Podkomisji Hamulce opinii rzeczoznawców z rekomendacją odnośnie homologacji stanowiska (po 25 egz.
w językach niemieckim i francuskim);
– homologowanie stanowiska przez Podkomisję Hamulce z wpisem do Karty UIC 541-3.
Data
homologacji
Koniec
homologacji
technika
Procedura przedłużenia homologacji stanowiska badawczego
jest analogiczna do procedury homologacyjnej, z następującymi
różnicami:
– użytkownik stanowiska proponuje Podkomisji Hamulce stanowisko odniesienia oraz zespół rzeczoznawców (członkowie tego zespołu nie mogą uczestniczyć w opracowaniu sprawozdania z badań na stanowisku); Podkomisja zatwierdza te
propozycje;
– porównawcze badania sprawdzające (mniejszy zakres) na
dwóch stanowiskach, odpowiednio do kategorii stanowiska;
– opracowanie przez rzeczoznawców opinii na temat stanowiska
i na tej podstawie wystawienie przez kolej UIC opiekującą się
stanowiskiem rekomendacji dla Podkomisji Hamulce co do
przedłużenia homologacji.
W przypadku wprowadzenia zmian na stanowisku albo w jego
układach pomiarowych należy niezwłocznie powiadomić o tym
Podkomisję Hamulce, która decyduje o dalszym postępowaniu.
W wątpliwych przypadkach należy przeprowadzić badanie analogiczne do badań weryfikacyjnych. Wprowadzenie zmian na stanowisku bez poinformowania Podkomisji Hamulce powodują utratę
homologacji.
Wymagania techniczne odnośnie stanowisk badawczych par
ciernych hamulców i procedury badań kwalifikacyjnych oraz weryfikacyjnych zostały określone w sprawozdaniu ERRI B126/RP18
z lutego 1997 r., opracowanym przez Grupę Roboczą B126.3.
Projekty wymagań testowano na stanowiskach hamulcowych DB
i SNCF (stanowisko MF1). Nowe wymagania zastosowano przy
homologacji stanowisk SNCF (MF3), PKP i ŽSR (obecnie ŽS)
oraz pierwszych badaniach weryfikacyjnych stanowisk CFR, ČD
i FS. Aktualne 2. wydanie sprawozdania RP18 [4] zawiera niezbędne poprawki do usunięcia stwierdzonych niejasności i zapewnienia zgodności z zatwierdzoną wersją 5. wydania Karty
541-3.
Nowościami w stosunku do wcześniejszych wymagań z 4.
wydania Karty UIC 541-3 [14] i Dokumentu Technicznego ORE
B126/DT192 [8], są:
– wymagania dla stanowisk do dużych prędkości (do 350 km/h)
i z elektryczną symulacją mas wirujących;
– weryfikacja możliwości badań z małymi momentami hamującymi, odpowiadającymi obciążeniom 2 t na tarczę;
– kategoryzacja stanowisk, w zależności od możliwości badawczych (zakresy i dokładności regulacji: prędkości, momentów
bezwładności, siły nacisku okładzin, siły stycznej, momentu
hamującego);
– zdefiniowanie zakresu, metod i środków do sprawdzenia parametrów stanowisk;
– szczegółowe określenie zakresów programów badań kwalifikacyjnych i weryfikacyjnych;
– ustalenie metodyki oceny stanowisk i wymaganej dokumentacji.
Wykaz homologowanych przez UIC stanowisk badawczych
par ciernych hamulców przedstawiono w tablicy 4. Obecnie CFR,
ČD, DB, FS i SNCF organizują badania weryfikacyjne dla przedłużenia homologacji stanowisk.
q
Tablica 4
Homologowane stanowiska hamulcowe [15]
Właś- Lokalizacja
ciciel
Kategorie stanowiska
badawczego
A
B
C
D
vmax
DB
Minden
×
×
350
FS
Florencja
×1)
×
×
×
SNCF Vitry (stanowisko MF1)
×
×
×
S
Rok
homologacji
×
1997
×
1997
[km/h]
200
×
M
×
320
1997
CFR
Bukareszt
×
×
200
×
ČD
Praga
×1)
×
200
×
1997
SNCF Vitry (stanowisko MF3)
×
×
×
×
350
×
1998
PKP
Warszawa
×
×
×
×
350
×
2001
ŽS
Żylina
×
×
×
×
350
×
2001
1997
M – stanowisko z mechanicznymi masami wirującymi.
S – stanowisko z mechanicznymi masami wirującymi i dodatkową elektryczną symulacją mas
wirujących.
1)
Stanowisko nie może realizować programów z obciążeniami 2 t na tarczę.
Literatura
[1] Bauer H.: Reibwerkstoffe für Schienenfahrzeug-Bremsen. ZEV + DET
Glas. Ann. (123) 11-12/1999.
[2] Bułhak B., Prowotorow A., Osuch K.: Wrażliwość okładzin ciernych
hamulca tarczowego na obecność wody w obszarze tarcia. Przegląd
Kolejowy 2/2000.
[3] ERRI B126/DT351 Fragen des Bremswesens. Aquaplaning an Scheibenbremsen von Schienenfahrzeugen. ERRI. Utrecht, März 1997.
[4] ERRI B126/RP18 Fragen des Bremswesens. Anforderungen an die
Bremsenprüfstände für die internationale Zulassung von Reibmaterialien. 2. wyd., ERRI. Utrecht, März 2001.
[5] ERRI B126/RP20 Fragen des Bremswesens. Verwendung der Scheibenbremse in Güterwagen. ERRI. Utrecht, Februar 1997.
[6] ERRI B126/RP23 Fragen des Bremswesens. Winterprobleme mit
Scheibenbremsen. ERRI. Utrecht, Dezember 1998.
[7] Niepublikowane materiały Grup Roboczych ERRI B126.3 i B126.7 oraz
Komitetu Ekspertów ERRI B126.
[8] ORE DT192 (B126) Eignung der Bremsprüfstände für die internationale Zulassung von Reibmaterialien. Utrecht, Mai 1987.
[9] Osuch K.: Tendencje światowe w rozwoju urządzeń hamulcowych do
wagonów kolejowych. Trakcja i Wagony 7/1990.
[10] Osuch K.: Międzynarodowe prace badawcze nad hamulcem tarczowym
wagonów towarowych. Przegląd Kolejowy 3/1994.
[11] Otto A. W.: Stand der Entwicklung von Bremswerkstoffen für Schienenfahrzeuge. ZEV + DET Glas. Ann. (119)11-12/1995.
[12] Raison J.:Les matériaux de freinage. Revue générale des chemins de
fer 07-08/1991.
[13] Raison J.: Les équipements de frein des rames TGV.NG. Revue générale des chemins de fer 3/1998.
[14] UIC 541-3 VE Bremse. Scheibenbremse und Bremsbeläge. Allgemeine
Bedingungen für die Prüfstanversuche, 4. Ausgabe. 01.07.1993 r.
[15] UIC 541-3 VE Bremse. Scheibenbremse und ihre Anwendung. Allgemeine Bedingungen für die Zulassung von Bremsbelägen, 5. Ausgabe.
01.06.2003 r.
Autor
mgr inż. Adam Osiak
PKP CARGO S.A.
7-8/2003
63