Спирачна маса на вагон и влак: UIC, λ и режими G/P/R

Спирачна маса на вагон и влак

Какво е спирачната маса?

Спирачната маса (Braked Mass, B) е числова стойност, която показва спирачната способност на вагон или влак. Тя не е физическа маса, а еквивалентна спирачна мощност, определена чрез изпитване или изчисление така, че да съответства на нормативните спирачни пътища.

Спирачната маса е основният параметър, използван от железопътните оператори за:

• изчисляване на спирачния процент (λ);
• определяне на допустимата скорост по дадена линия;
• проверка дали влакът може да бъде допуснат в движение;
• съставяне на спирачни таблици и оперативни документи.

Защо спирачната маса е важна?

Спирачната маса определя:

• колко бързо може да спре влакът при нормално и аварийно спиране;
• дали влакът отговаря на изискванията за конкретна железопътна линия;
• допустимата максимална скорост;
• безопасността при движение в планински участъци;
• възможността за включване на даден вагон в определен влак.

Без коректно определена спирачна маса влакът не може да бъде допуснат в експлоатация.

1. Определение според OTIF / UTP WAG – Annex S

Спирачната маса, маркирана върху вагона, показва спирачната мощност на този вагон в 500‑метров влак, спиращ в режим P (Passenger).

За влакове до 500 m спирачната маса на целия влак е сумата от спирачните маси на всички вагони с активна спирачка.

2. Изчисляване на спирачната маса

UTP WAG Annex S определя формулата:

B [t] = k · (Σ F_dyn [kN]) / 9.81

където:

• k – коефициент според типа спирачен блок (Bg или Bgu);
• ΣFdyn – динамична спирачна сила от всички челюсти;
• Ft – сила от спирачния цилиндър;
• i – предавателно число на тягата;
• ηdyn – динамична ефективност (до 0.91);
• FR – противосила от регулатора (~2 kN).

Формулата е валидна за:

• скорост ≤ 120 km/h;
• диаметър на колелата 920–1000 mm;
• чугунени блокове P10;
• блокове Bg или Bgu;
• сили 5–40 kN (Bg) и 5–55 kN (Bgu).

Калкулатор: изчисли спирачната маса директно с Калкулатор за спирачна маса.

3. Спирачна маса на влак

B_train = Σ B_wagon (сума от спирачните маси на всички вагони)

Важи при:

• влак ≤ 500 m;
• всички вагони в режим P;
• всички спирачки активни.

За влакове над 500 m се използват корекции по IRS 50544‑1.

4. Спирачен процент (λ)

λ [%] = (B_train / M_train) × 100

където:

• Btrain – спирачна маса на влака;
• Mtrain – реална маса на влака.

UIC 543 и IRS 50544‑1 определят λ като основен параметър за допускане на влак в движение.

Зависимост между λ и допустимата скорост (ориентировъчно, за пътнически влакове):

λ (%)   Допустима скорост (km/h)
100     160
 90     140
 80     120
 70     100
 60      80
 50      60

5. Режими G / P / R

6. Натоварване (Empty / Loaded)

Според UIC 541‑04, налягането в спирачния цилиндър и съответно спирачната маса зависят от степента на натоварване на вагона:

Схематично, зависимостта на B от степента на натоварване:

B (t)
80 |                         ███████████ Loaded
70 |                     ███████
60 |                █████
50 |           ████
40 |      ███
30 |  ███ Empty
   -----------------------------------------
   0     25     50     75     100   % натоварване

При автоматично натоварване (Auto Load) спирачната маса се променя пропорционално на реалната маса на товара, чрез механичен или пневматичен регулатор на товара.

Типични спирачни маси по вид вагони

7. Изпитване на спирачната маса (IRS 50544‑1)

IRS 50544‑1 (2025) определя:

• методи за измерване на спирачни пътища;
• корекционни фактори;
• преобразуване на сили в спирачна маса;
• връзка между λ и допустима скорост;
• изисквания за различни типове спирачки.

8. Поддръжка (UIC 543‑1)

Спирачната маса е валидна само при изправна система.

UIC 543‑1 определя:

• дебелина на блокове: ≥14 mm (чугун), ≥10 mm (композит);
• ход на цилиндъра: 110–160 mm;
• течове: ≤0.2 bar/min;
• разлики в сили: ±15% на ос;
• адхезия (слепване) ≤0.25 за натоварени вагони.

9. Пример

Влак от 24 вагона, всеки със спирачна маса 72 t:

B_train = 24 × 72 t = 1728 t

Маса на влака: 1800 t

λ = (1728 / 1800) × 100 = 96 %

Използвани документи

1. OTIF UTP WAG – Annex S
2. UIC 543
3. UIC 541‑04
4. UIC 543‑1
5. UIC IRS 50544‑1 (2025)