Как устроены тормоза у поезда?
Здравствуйте любители железных дорог и все, кому это интересно!
Сегодня у нас очень важная и ответственная тема – тормоза железнодорожного подвижного состава. Тормоза — это очень серьезно и довольно сложно!
Каждый из нас путешествовал на поезде. Всем знакомы эти специфические звуки, когда поезд тормозит – шипение воздуха, стуки под вагоном и запах «подгоревших» тормозных колодок. Просто романтика путешествий!
А теперь опустим романтические воспоминания и попробуем узнать, что-же так шипит, стучит и пахнет!
Немного истории, поезда ходят по стальным магистралям уже очень давно и раньше вагоны не имели тормозных устройств, кроме ручных. Сам мог тормозить только паровоз. Поэтому существовали кондукторские бригады. Они следовали с каждым грузовым поездом и работа их состояла в том чтобы тормозить.
Вагоны были оборудованы рычажной передачей, которая прижимала колодки к колесам. Но вся эта система работала вручную. Старшее поколение еще помнит грузовые вагоны с площадками для кондуктора а на них располагался рычаг с червячной передачей, рабочий инструмент кондуктора.
Так вот поезда ходили короткие и на таких площадках каждого вагона располагался кондуктор, он всю дорогу внимательно слушал сигналы гудка, подаваемые машинистом паровоза. Если подавался сигнал «тормозить» — все кондукторы начинали крутить эти рычаги ну а рычажная передача прижимала колодки к колесам и поезд тормозил, при сигнале «отпустить тормоза» все снова крутилось, только в другую сторону и тормоза отпускали.
Но техника не стоит на месте и были придуманы автоматические тормоза и теперь кондукторы стали не нужны и машинист сам мог управлять тормозами всего поезда не вставая со своего рабочего места на паровозе. Локомотивы и вагоны оснащались тормозной системой американской фирмы «Вестингауз» а наши машинисты Казанцев а позже Матросов очень хорошо усовершенствовали систему тормозов, которая совершенствовалась и совершенствовалась все годы развития железных дорог и теперь поезда двигаются имея очень надежные и безотказные тормоза! Это точно! Покачиваясь в романтическом настроении на верхней полке в купе будьте спокойны, все под контролем!
Тормоза у нас автоматические, что это значит? Все тормозные системы современных поездов пневматические, вся их работа зависит от сжатого воздуха и от простых физических законов. Это просто – изменение давления воздуха в тормозной магистрали: падает давление – происходит торможение, поднимается – происходит отпуск тормозов. Тормозная магистраль система закрытая и любое нарушение ее целостности приводит к падению давления а соответственно к срабатыванию тормозов, поэтому они – автоматические. Так вот регулирование этих давлений и есть система управления тормозами. Как же это происходит?
Для начала познакомимся с тормозными приборами и устройствами которые принимают самое непосредственное участие в процессе торможения. Я сохраню сейчас их технические маркировки, так будет полегче и кругозор расширится.
Это – кран машиниста усл. № 395 находится в кабине машиниста рядом с пультом управления;
кран вспомогательного тормоза усл. № 254 в профессиональной среде называется «свой», почему объясню позже, находится также в кабине машиниста;
воздухораспределитель устанавливается на локомотивах и вагонах как правило под кузовом и имеет обозначение усл.№ 292 для пассажирских вагонов, усл. № 483 для грузовых вагонов;
тормозной цилиндр, устанавливается абсолютно на всем подвижном составе под кузовом; запасный резервуар, также устанавливается под кузовом.
Все это соединено соединительными трубами где проходит воздух, а также рычажной передачей которая и прижимает к бандажам колес тормозные « башмаки» в которые вставлены тормозные колодки.
Вся эта система соединяется воедино посредством тормозных рукавов – от локомотива до последнего вагона. Все трубы по которым проходит воздух и есть непосредственно тормозная магистраль, контролируемая и управляемая машинистом, а все остальное механические и пневматические устройства, просто необходимые для торможения.
На локомотиве установлены компрессора которые и заполняют тормозную систему сжатым воздухом, предварительно закачав его в главные резервуары находящиеся также на локомотиве.
Компрессоры имеют как правило привод от электродвигателей, но на многих типах тепловозов непосредственно от дизеля через систему валов отбора мощности. Вот и подходим к главному – надо тормозить и сбить скорость а для этого надо создать падение давления воздуха в тормозной магистрали.
Поехали: идем в кабину машиниста к прибору который и создает эти перепады давления – кран машиниста усл.№ 395 он имеет шесть положений, кому особо интересно: 1 – отпуск и зарядка тормозной магистрали, 2 – поездное, 3 – перекрыша без питания, 4 – перекрыша с питанием, 5 – служебное торможение и 6 – экстренное торможение, повторюсь, только кому особо интересно. Давление в тормозной магистрали (ТМ) контролируется машинистом по манометру на пульте управления.
А тормозить надо, вот машинист работая этим краном и создает утечку воздуха в ТМ через специальное отверстие в этом кране на величину, необходимую для торможения, передвигая ручку крана в положение служебного торможения ,строго контролируя ее по манометру .
Разрядив тормозную магистраль на необходимую величину машинист переводит ручку крана в положение 4, все утечка прекращена и магистраль больше не теряет воздух, а дальше самое главное. На всех вагонах и локомотивах стоит вышеуказанный замечательный прибор – воздухораспределитель и дальше его главная работа. Расскажу просто, в нем находится такая воздушная камера, разделенная на две половины поршнем, который вставлен в мягкую манжету. В поршень вставлены клапаны, необходимые для работы воздухораспределителя.
Воздухораспределитель очень сложное устройство имеющее множество каналов, клапанов, золотников, манжет, пружин и т.д. Он соединен воздушными трубопроводами с запасным резервуаром и тормозным цилиндром — единое целое. Вот тут и пошла физика – в обоих половинах камеры давление одинаковое, а тут машинист взял и создал падение этого давления и оно уменьшилось в одной половине камеры а манжета поршня у нас мягкая, резиновая и она конечно, толкаемая более высоким давлением в другой половине камеры, передвинется в сторону низкого давления вместе с поршнем и откроется путь воздуха по разным каналам из запасного резервуара прямиком в тормозной цилиндр. В тормозном цилиндре находится поршень со штоком и возвратная пружина а давление воздуха, поступившего в тормозной цилиндр преодолевает давление возвратной пружины, поршень перемещается и своим штоком приводит в действие рычажную передачу, а та в свою очередь прижмет колодки к бандажам колес и поезд тормозит.
Этот процесс происходит в каждом вагоне, ведь мы единая тормозная магистраль, мы все соединены тормозными рукавами. Машинист может увеличить величину разрядки и еще сильнее отодвинется манжета в воздухораспределителе и еще больше воздуха пойдет из запасного резервуара в тормозной цилиндр и еще сильнее прижмутся к бандажам колодки и еще больше станет тормозная сила а соответственно уменьшится тормозной путь. Мы и чувствуем запах «горелых» колодок и стук рычажной передачи и шипение воздуха. Ну а если, не дай Бог, какая-то аварийная ситуация, машинист применяет экстренное торможение, «бросая» ручку крана в шестое положение, тогда весь воздух в тормозной магистрали устремится через отверстие в кране машиниста с очень сильным шипением и манжеты в воздухораспределителях подвинутся на максимальную величину и весь воздух из запасных резервуаров пойдет в тормозные цилиндры и тормозные колодки просто вопьются в бандажи колес, тормозная сила будет огромной – поезд будет остановлен достаточно быстро. Но опять-же это быстро зависит от веса поезда и его длины!
Теперь Вы точно усвоили очень серьезную вещь – мгновенно поезд остановить нельзя! Передайте всем знакомым, а особенно детям! Ну мы остановились или просто снизили скорость и надо тормоза «отпустить» и конечно зарядить запасные резервуары во всех вагонах поезда, ведь мы потратили много воздуха на торможение. И снова – идем в кабину машиниста: наш машинист берет и переводит рукоятку всемогущего крана машиниста в первое положение – отпуск и зарядка тормозной магистрали. А что дальше – то? А дальше все как и прежде, только немного наоборот: воздух из главных резервуаров локомотива усиленно поступает в тормозную магистраль поезда, а там-же в каждом вагоне умные воздухораспределители, они-то свято чтут законы физики, по которым и работают: воздух из тормозной магистрали поступает в камеру, из которой только что выходил, ну а там мягкая манжета с поршнем – она передвигается, только в другую сторону, вместе с поршнем.
Только вот это перемещение немного больше начального, статического положения и поршень посредством своих клапанов открывает другие каналы и воздух из-под поршня тормозного цилиндра, через воздухораспределитель выходит в атмосферу, да правильно, с шипением. Ну а в тормозном цилиндре возвратная пружина не дремлет и своей силой, которой ничего теперь не мешает, убирает поршень со штоком на прежнее место. Шток ушел и рычажная передача перемещается, отпуская колодки от бандажей. Все, тормоза отпустили. Одновременно идет и наполнение запасных резервуаров до нужного давления, оно называется «зарядное» и устанавливается машинистом через специальное устройство расположенное на кране машиниста, называемое «редуктор», ведь поезда у нас разные, в пассажирских одно зарядное давление, а в грузовых другое, поэтому есть такой редуктор.
Чтобы манжета с поршнем легко переместилась в свое «зарядно-отпускное» крайнее положение надо немного завысить давление в тормозной магистрали, что машинист и делает первым положением своего крана. Немного завысив давление машинист переводит ручку во второе, поездное положение и все. Тормозная магистраль приходит в норму, мембрана с поршнем возвращается в свое статичное, уравновешенное давлением с обоих сторон положение а избыточное давление ликвидируется через «стабилизатор» находящийся также на кране машиниста, запасные резервуары зарядились и тормоза готовы к действию .
Все эти величины давлений разрядок, зарядок и весь порядок управления тормозами а также все нестандартные ситуации определяются «Инструкцией по эксплуатации тормозов подвижного состава». Серьезный документ. Мы коснулись чуть-чуть, просто так принципа, а на самом деле управление тормозами вещь сложная. Поезда разные: пассажирские, грузовые, которые в свою очередь бывают длинносоставные и тяжеловесные а еще и стыкованные, это когда два самостоятельных поезда соединяют в один и много другого. С тормозами нельзя шутить, не зная можно натворить дел даже стоя на месте. На станциях существует технология опробывания тормозов, которую проводят осмотрщики вагонов так называемые «автоматчики» они проверяют полностью, как срабатывают и отпускают тормоза от первого до последнего вагона и убедившись, что все нормально выдают машинисту справку о тормозах формы ВУ-45, где все написано о состоянии тормозов в данном поезде. Без их доклада и доклада машиниста о произведенной пробе тормозов и выдаче справки о тормозах дежурный по станции поезд никогда не отправит. Ну а по поводу спокойных и романтических мыслей на верхней полке – мечтайте и наслаждайтесь жизнью под стук колес, ведь тормоза у нас автоматические, и если по какой-то нехорошей причине у нас воздух начнет где-то выходить из тормозной магистрали то воздухораспределители своей чуткой мембраной приведут тормоза в действие. А дальше уже машинист знает что делать, он ведь ведет поезд и ему не до романтики.
Еще немного ценной информации, сейчас все пассажирские поезда оборудованы и следуют на ЭПТ – электропневматические тормоза. Великая вещь! Чтобы тормоза сработали и отпустили все равно требуется время для распространения так называемой «тормозной волны» и тормоза вагонов в голове поезда сработают раньше чем в хвосте и также при отпуске, а когда ведешь длинный и тяжелый грузовой поезд это очень и очень чувствуется, поэтому при неправильном управлении тормозами в грузовом поезде, можно его «порвать» — голова отпустила а хвост нет и если переломный профиль, какая-нибудь автосцепка не выдерживает нагрузки на разрыв и поезд рвется! Очень серьезное происшествие!
Так вот ЭПТ «хрустальная» мечта грузовых машинистов и вот почему – ЭПТ срабатывает мгновенно в каждом вагоне и отпускает мгновенно, представляете, тормоза всех вагонов сразу тормозят и сразу отпускают! Конечно здорово но и очень дорого, поэтому грузовики ждут и еще видимо долго будут ждать. Электропневматические тормоза устанавливаются только на пассажирских вагонах и локомотивах. Управляются они также с крана машиниста усл. № 395, но с некоторыми особенностями. На локомотиве установлен источник питания ЭПТ – 50 Вольт и тормозные рукава с небольшими изменениями в связи с наличием провода для питания электровоздухорасределителей на всех пассажирских вагонах. Этот воздухораспределитель имеет свой усл. № 305 и представляет собой два электропневматических вентиля соединенных с соответствующими трубопроводами тормозной магистрали на запасный резервуар и тормозной цилиндр непосредственно. Устанавливается такое устройство на обычном воздухораспределителе усл. № 292.
Принцип работы прост: на кране машиниста есть небольшие электрические переключатели которые при переводе рукоятки крана в соответствующее положение для торможения создают электрическую цепь на вентиль торможения а он открывает сразу через свой клапан доступ воздуха из запасного резервуара в тормозной цилиндр и все, при отпуске тормозов получает питание отпускной вентиль и напрямую выпускается воздух из тормозного цилиндра и заряжается запасный резервуар. Работа основного воздухораспределителя как-бы обходится. И каждый вагон мгновенно тормозит и мгновенно отпускает. Управляются ЭПТ также краном машиниста, но на его секторе добавлено еще одно положение для этого, а контролируются сигнальными лампами на пульте машиниста.
ЭПТ позволяют очень плавно тормозить, регулировать величину торможения не отпуская тормозов, пассажиры чувствуют себя комфортно в вагонах. Ну и напоследок как и обещал – кран усл. № 254 или «свой». А свой потому-что распространяется только на локомотив, ведь локомотив когда следует один тоже должен тормозить. Он имеет шесть положений и им регулируется величина давления в тормозном цилиндре а соответственно и тормозное усилие колодок. Но он взаимодействует с основным краном машиниста и при торможении всего поезда также тормозит локомотив, только машинист самостоятельно может уменьшить, совсем убрать или увеличить тормозную силу локомотива именно этим краном.
Все тормозные приборы и устройства на локомотиве точно такие-же как и на вагонах но с некоторыми изменениями, ведь локомотив все-таки не вагон. Ну вот и все типа коротко! Да и тормозные колодки тоже бывают разные, у пассажирских вагонов чугунные а у грузовых композиционные — из композитых материалов. А еще на электровозах применяется реостатное и рекуперативное торможение, это когда тяговые электродвигатели переходят в режим генераторов и как известно из физики в этом процессе возникает сила, препятствующая вращению якоря электродвигателя, называемая противоэлектродвижущая сила (ЭДС) она всеми силами тормозит вращение якорей и происходит торможение электродвигателями без задействования пневматических тормозов. Вот так-то! Это только малая но достаточная для понимания толика из жизни удивительного мира тормозов!
Источник
Тормозное оборудование пассажирского вагона: какие бывают колодки для тормозов железнодорожного состава
Сегодня уделим внимание элементам, помогающим обеспечивать безопасность движения по колее. Рассмотрим тормозное оборудование пассажирского вагона: назначение и расположение, виды и устройство, схемы и характер работы. Постараемся дать максимум актуальной и полезной информации, чтобы вы понимали, как обеспечить его правильное обслуживание для продления срока его эксплуатации.
Подчеркнем, что с каждым днем оно становится все более важным, так как масса и скорость локомотивов со временем только растет. Соответственно, приходится прикладывать все больше сил для их остановки (которая также должна быть максимально быстрой). А иначе никуда, ведь необходимо поддерживать расчетную пропускную способность магистрали и безопасность на каждом ее участке.
Содержание статьи
Назначение тормозов подвижного состава железных дорог
Это оборудование (система устройств с конструкциями разной степени сложности), используемое для создания и повышения сопротивления перемещению поезда и вагонов.
Таким образом осуществляется искусственное противодействие вращению колес. Внимание, его нельзя наращивать бесконечно, оно не должно быть выше показателей сцепления, иначе появится юз. Понятно, что скольжение сведет на нет все старания и сделает быструю остановку невозможной, и оно также спровоцирует образование ползунов.
Поэтому при проектировании конструкторы не делают упор на одном только качестве нажима, а используют и другие способы улучшения эффективности оборудования.
Виды тормозов на ЖД-транспорте: классификация
Их распределяют по группам, ориентируясь на несколько признаков. Рассмотрим ключевые.
По назначению подвижного состава выделяют:
Грузовые – устанавливаются на линиях, по которым не перевозятся люди. Сравнительно медленно реагирующие, нагнетающие сопротивление за счет заполнения цилиндров воздухом, но зато неистощимые (то есть с постоянной подпиткой даже в нефункционирующем состоянии).
Пассажирские – у них рабочие тела действуют гораздо быстрее, но этого ресурса не хватает в перспективе многочасовой эксплуатации; приходится периодически давать им отдых.
С электропневматическим управлением, препятствующим появлению отпускных волн, а значит и нежелательных продольно-динамических реакций. Объединяет поезд и вагон: тормоз в данном случае является одним из связующих звеньев состава.
Есть два варианта применения:
Служебные – сопротивление повышается в запланированном, штатном режиме – машинистом и постепенно. В результате скорость перемещения плавно уменьшается, и остановить транспорт можно на заранее предусмотренном для этого участке.
Экстренные – осуществляется незамедлительное прекращение движения, как правило, при появлении какой-либо угрозы безопасности. Цилиндры сразу заполняются, сила противодействия максимальна. За запуск процесса отвечает всем известный стоп-кран, дернуть за который может не только обслуживающий персонал, но и кто-то из пассажиров.
Теперь подробно рассмотрим виды торможения поездов.
Фрикционное
Наиболее распространенный способ, при котором колодки контактируют с дисками (ободами) колесных пар. В итоге возникает трение, из-за него кинетическая энергия постепенно преобразуется в тепловую и эффективно рассеивается в атмосфере.
Задействованные в данном случае устройства подразделяются на 3 типа:
Пневматические, с непрямым или непосредственным действием.
В первой ситуации в цилиндрах создается разница давления, и это приводит к быстрой остановке. Этот процесс безусловно запускается при нарушении целостности контактной сети (например, при разъединении рукавов или срыве стоп-крана), для этого не требуется участие машиниста. Поэтому используемое здесь оборудование часто называют автотормоза вагонов и поезда.
Во второй — роль рассматриваемых приспособлений вспомогательная: их задействуют либо при совершении маневров (и то если их осуществляет отдельно взятая единица ССПС), либо для того, чтобы остаться на текущем месте.
Электропневматические (ЭПТ) – у них управление происходит за счет подачи тока, который заставляет колодки прижиматься к колесам. Ими в обязательном порядке комплектуют составы, осуществляющие пассажирские перевозки (в грузовых случаях они уже опциональны).
Механические (ручные) – с их помощью закрепляют ту спецтехнику, что находится в отстое, а также используют в качестве запасного средства (тогда, когда основное неисправно или вышло из строя в течение рейса).
Электрическое
Здесь тормозное оборудование подвижного состава функционирует по принципу обратимости: двигатели становятся генераторами тока и обеспечивают увеличение нагрузки. Благодаря такому нагнетанию появляется сила сопротивления (по вектору она противоположна направлению движения). В свою очередь, разделяется на несколько подкатегорий.
Рекуперативное
В его случае полученное электричество не уходит наружу, а направляется в контактную сеть. Используют его для замедления на некрутых уклонах пути, чтобы поддерживать одну и ту же скорость при спуске. Оно удобно тем, что максимально экономное (энергию можно повторно использовать), а переключать ТЭДы достаточно просто. Но у него есть и минусы, вроде необходимости обеспечения дополнительных защитных мер по предотвращению короткого замыкания или неустойчивости при боксовании, поэтому сегодня оно сравнительно резко применяется при пассажирских перевозках.
Реостатное
Работающие по этому принципу тормоза железнодорожного подвижного состава устанавливаются на высокоскоростные поезда (ICE, TGV, ЭР200). У них полученное электричество эффективно гасится специальными резисторами. Именно на последних замыкаются обмотки якорей, тогда как витки возбуждения – на независимом источнике. ТЭДы при этом отключаются от контактной сети.
Главное преимущество в том, что нет какой-либо зависимости от внешних ЛЭП и технических сооружений – единственным потребителем является конкретное ТС. Потому данное решение актуально для всех видов транспорта на ЖД, в том числе и тепловозов, и его можно внедрить в широком диапазоне как при быстром, так и при медленном перемещении. Также наблюдается сравнительно малый износ контактирующих между собой частей и более щадящий юз.
Хотя есть и недостаток, и он заключается в утяжелении и усложнении конструкции без экономии энергии.
Рекуперативно-реостатное
Это целая система торможения вагонов и поезда, реализуемая в несколько этапов, но остающаяся вполне надежной и, главное, сочетающая в себе плюсы двух предыдущих и исключающая минусы. Так, она позволяет:
перекрыть характеристики в местах перехода и повысить плавность замедления;
предотвратить чрезмерное и поэтому опасное напряжение на токоприемниках;
снизить вспышку при отключении (на коллекторах) и одновременно облегчить эксплуатацию контакторов ЛКТ и Л, К, Т;
задействовать тяговые двигатели по максимуму, с преобразованием выделенной механической энергии.
Электромагнитное
Названо так из-за характера воздействия навесного оборудования. Последнее создает поле, которое притягивает рельс и тормозные колодки поезда друг к другу, причем с достаточно серьезной силой, чтобы остановка получалась быстрой.
Очень актуально на высокоскоростных линиях – из-за впечатляющего коэффициента в 140% (а при разгоне до 160 км/ч – и в 200%!) Конструкция при этом проста, а значит и надежна, и компактна – помещается между колесной парой. Поэтому его можно сочетать с еще какими-либо решениями.
С другой стороны, серьезно зависит от наличия централизованной сети питания, так как требует постоянного энергоснабжения. В автономном режиме используется с серьезнейшими ограничениями, что оборачивается довольно дорогим сопутствующим обслуживанием.
Автоматическое
Удобный антипод ручного тормоза локомотива, хотя применяется не только для него. Запускается при нарушении целостности соединения сети, то есть тогда, когда рукава разъединяются, или если кто-то срывает стоп-кран. Какова бы ни была причина, давление на магистрали неуклонно снижается, что оборачивается замедлением, а впоследствии и остановкой ТС.
Срабатывание безусловное, распространяется на весь состав, происходит без участия обслуживающего персонала (включая машиниста), поэтому на практике является основным решением. Наиболее распространенный вариант исполнения таких блокираторов – фрикционные, а именно пневматические непрямые.
Устройство и принцип действия тормозов пассажирского поезда
В общем случае оборудование состоит из таких приборов:
Питания – компрессоры, продуцирующие сжатый воздух и направляющие его по магистрали и в резервуары (про запас). Оснащены регуляторами, поддерживающими стабильно нужное давление.
Управления – краны, манометры, сигнализаторы, устанавливаемые в кабинах ССПС-единиц. С их помощью можно регулировать параметры езды.
Замедления – воздухопроводы, соединительные рукава, рычажные передачи, дополнительные емкости и прочие комплектующие, призванные снизить скорость перемещения ТС.
Важно, чтобы они были надежными и совместимыми. Хотя требования к ним мы рассмотрим позже, а сейчас сосредоточимся на том, как работают тормоза в поезде, и приведем два наиболее распространенных примера.
Если они электропневматические, тогда:
у каждого вагона есть ЭВР – распределитель воздуха, а также магистраль (ТМ), цилиндр (ТЦ), запасной резервуар (ЗР), концевые и стоп-краны;
проводка скрытая – кабели защищены стальными трубами с монтажными коробами в их конечных участках;
специальные рукава обеспечивают соединение;
изолированные подвески замыкают цепь.
Когда нужно замедлить движение, машинист ставит рычаг в положение V (э), а через пару секунд – в IV или III. В результате происходит переключение контактов микроконтроллера, подача тока, заполнение ТЦ воздухом из ЗР, причем без последующего соединения с атмосферой.
При отпуске ручка переводится в позицию I, цепь разъединяется, ТЦ производят выброс скопившейся энергии в окружающую среду. Эту операцию можно выполнять ступенчато, чередуя I и II. Кстати, именно последнее состояние является нормальным в процессе движения и подзарядки ЗР через ЭВР.
Если реализована пневматическая схема пассажирского вагона, торможение осуществляется так:
машинист сбрасывает давление, переставляя крановую ручку из положения II в V;
включается воздухораспределитель, подсоединяющий запасной резервуар;
шток с определенной силой, пропорциональной загрузке, прижимает к колесной паре колодки;
возникает трение, из-за которого и происходит замедление на одну ступень.
После этого рычаг необходимо поставить в позицию IV или III (перекрыт с питанием магистрали или без него, соответственно), или в I, если требуется выполнить отпуск. В последнем случае цилиндр начнет сбрасывать выделившуюся энергию в атмосферу, а запасник – подзаряжаться. При необходимости экстренной остановки ручку крана следует перевести в положение VI.
Обслуживание
Назначение тормозного оборудования вагона и поезда состоит и в том, чтобы замедлять движение состава, и этом делать это качественно и долго. Чтобы проверить, насколько оно эффективно и правильно ли оно подключено к общей сети, осуществляют его апробирование, а уж оно может быть:
Полное – выясняется техническое состояние, плотность, целостность, работоспособность абсолютно всех установленных узлов и приспособлений, рассчитываются величины прижатия.
Сокращенное – подвергаются инспекции только две хвостовых единицы сцепки, и по характеру прохождения воздуха между ними делается вывод о состоянии всей системы.
То, насколько правильно включается техника, определяет осмотрщик-автоматчик, а по итогам своей экспертизы он составляет справку и отдает ее машинисту. Последнему вменяется проведение проверок по ходу следования – в предусмотренных для этого местах и случаях (после прицепки или длительной стоянки, на станциях, при смене бригады или кабины управления).
Требования к тормозному оборудованию
15-й пункт Приложения №5 к актуальным ПТЭ предписывает оснащение грузовых составов автоматическими, а пассажирских – еще и электропневматическими устройствами для остановки. Причем их важно содержать в чистоте и регулярно убеждаться в их надежности и управляемости.
В процессе эксплуатации необходимо обеспечивать плавность замедления и своевременную остановку при разрыве/нарушении контакта магистрали. Стоп-краны нужно устанавливать в тамбурах и пломбировать. Те элементы, которые могут упасть на путь либо выйти из габарита в результате излома/разъединения, должны быть оснащены предохранителями.
В целом устройства тормозной системы оборудования пассажирского вагона поезда достаточно надежны, но их запрещено использовать при выявлении минимум одной неисправности из следующего списка:
поломка распределителя воздуха, концевого или разобщительного крана, цилиндра, выпускного клапана, запасного резервуара, нарушение авторежима;
ослабление элементов крепежа;
неисправность ручных частей и механизмов вроде подвесок, рычагов, башмаков, тяг;
неотрегулированный выход штока – больше/меньше необходимого;
прорывы, трещины, расслоения, потертости воздухопровода.
Также нельзя вводить в эксплуатацию несовместимые между собой элементы, это чревато снижением общей безопасности.
Схема тормозного оборудования пассажирского вагона
В одном из самых распространенных случаев – при использовании ЭТП (электропневматических устройств) – она выглядит так:
микроконтроллер крановой ручки;
ЭМ-привод для клапана перекрышки и замедления;
клапан для переключения.
Все они подсоединяются на 3/4. Также есть АТ – точка выпуска образовавшейся энергии в атмосферу.
Это типовое решение, на базе которого можно реализовывать более сложные. Алгоритм действия всех его функциональных узлов мы уже приводили выше, и он отлично проявляет себя на практике.
Типы тормозных колодок подвижного состава: классификация
Сегодня можно выделить 3 их основные группы – рассмотрим каждую.
Из чугуна
Выполняются строго согласно ГОСТам, эксплуатируются на линиях со скоростью перемещения до 120 км/ч. Их преимуществом является высокая стойкость к влаге и осадкам, а также хороший коэффициент отведения тепла.
Недостаток тоже есть, и это нестабильность силы трения, что требует установки дополнительных регуляторов, которые будут определять величину прижатия на основании быстроты перемещения ТС. Это увеличивает общий вес всего комплекса приспособлений и несколько снижает его надежность (так как появляются еще одни компоненты, способные выйти из строя).
Колодки композиционные для вагонов
Представляют собой металлическую основу с фрикционными элементами. Отличаются впечатляющей прочностью и долгое время сопротивляются износу – за счет изготовления с добавлением асбокаучука и связующих веществ.
Из-за длительного срока службы менять их приходится сравнительно редко, и в этом их плюс. Они помогают оптимизировать затраты на содержание и обслуживание колеи. Подобно чугунным, актуальны для веток, на которых скорость движения не превышает 120 км/ч.
Для определенных единиц состава
У них специальное исполнение – непосредственно контактирующие с рельсами поверхности сделаны уже из металлокерамики. Стоят дороже, но долговечность еще выше и нагрузки выдерживают более серьезные, а значит устанавливаются в самых ответственных случаях и/или на линиях, по которым придется перемещаться быстрее, чем 120 км/ч.
Особенности тормозных колодок для железнодорожного транспорта
Для пассажирских вагонов предпочтительнее выглядят варианты с металлическим каркасом.
Хотя на тех полотнах, где существует риск значительного трения мест контакта, безопаснее считаются именно чугунные, так как они нагреваются в 10 раз меньше.
Прочностные характеристики можно увеличить, если выполнить фрикционные элементы многослойными, с разными показателями отведения тепла. Причем с тыльной стороны должен быть материал с минимальным коэффициентом.
Принцип их работы
Машинист устанавливает крановую ручку в нужное положение;
давление снижается за счет выброса сжатого воздуха;
распределитель подключает цилиндр к запасному резервуару;
рычажная передача начинает работать;
фрикционные элементы с заданной силой прижимаются к колесной паре.
Тормозные колодки для вагонов ЖД-тепловозов
Обычно они гребневой формы, защищающей от эффекта сползания, и оснащены твердыми вставками – для улучшения показателей износостойкости. Чаще всего используются попарно, связанные цилиндром и соединенные балками для правильного позиционирования. Воспринимают усилие через тягу и рычаг, отличаются эффективностью реагирования. Могут входить в состав как пневматических, так и рекуперативных или реостатных электрических систем.
Мы постарались подробно рассмотреть все оборудование, алгоритмы и особенности его функционирования, ну а купить его вы легко можете у нас. Обращайтесь в «ПромПутьСнабжение», если вам понадобилась чугунная или композиционная тормозная колодка грузового вагона, тепловоза, поезда – предоставим ее по выгодной цене.
Источник
IT News
Вы здесь: Главная 
Познавательное Все о транспорте Тормозная система на поездах
Тормозная система на поездах
Тормоза — это самая важная система безопасности на поездах. После 1900 года на всех товарных составах в Америке стали применяться автоматические пневмотормоза, действующие на сжатом воздухе. Они включаются в себя сложную систему шлангов, компрессоров, клапанов и соединений, с помощью которых можно безопасно останавливать состав длиной в 150 вагонов.
Как работает тормозная система на покздах
После изобретения пневмотормоза в 1872 году почти все части этой автоматической системы были усовершенствованы, хотя основной принцип ее действия остался неизменным: сжатый воздух давит на поршень, который через передаточный механизм прижимает тормозной башмак к колесу (правый рисунок). В результате возникает трение между башмаком и колесом, которое и останавливает поезд. Система называется автоматической потому, что тормоза срабатывают автоматически всякий раз, когда происходит сброс давления в воздухопроводах. Современная система пневмотормозов настолько совершенна, что чувствует: состав двигается порожняком или тяжело нагруженный. И в соответствии с этим в каждом случае сама выбирает нужные усилия для торможения.
В электричках используют другой принцип торможения. Для остановки вращающегося колеса там вместо механического трения применяют электромагнитное поле, которое и сопротивляется вращению колеса. С помощью этих тормозов относительно легкую электричку можно остановить быстро и плавно. Но с тяжелым товарным составом или большим пассажирским поездом такие тормоза не справятся.
Автоматический пневмотормоз в действии
Когда машинист приводит в действие тормозной кран, сжатый воздух поступает из тормозной магистрали в пневмораспределитель и затем на тормозной цилиндр (как очень упрощенно представлено на диаграмме слева). Сжатый воздух давит на поршень в цилиндре и заставляет поршень двигаться. А тот с помощью рычажного механизма прижимает тормозной башмак к колесу. Если тормозной кран возвращают в исходное положение, у воздуха появляется возможность выйти из тормозного цилиндра. И тогда тормозной башмак отходит от колеса. Если вагон вдруг отделяется от остальной части состава, то пневмораспределитель самостоятельно приводит в действие тормоза. В таких аварийных ситуациях используется сжатый воздух, который хранится в дополнительном резервуаре.
Пневмотормоза с электрическим управлением
В пассажирских поездах (рисунок внизу) применяют электротехническую схему управления тормозами, которая сама определяет и задает нужное давление воздуха в тормозном цилиндре (рисунок справа). Пневмотормоза с электрическим управлением позволяют производить торможение более плавно по сравнению с автоматическими пневмотормозами.
Как работают пневмотормоза с электрическим управлением
Электромагнитные тормоза
На электричках вместо трения используют силу сопротивления, которая действует в магнитном поле на вращающийся предмет, если он может проводить электрический ток. И таким образом, в зависимости от скорости движения, поддерживается постоянный контроль и постоянное управление тормозной системой. Если двигатель у электрички выключают, то возникает сила, которая противодействует вращению колес. И чем дольше выключено питание двигателя, тем сильнее действует электромагнитное торможение.
Когда двигатель включен, электроповодник так взаимодействует с магнитным полем, что колеса катятся свободно.
При выключении питания на двигатель, ток в проводнике меняет свое направление на обратное, вызывая торможение колес.
Источник
Общий принцип работы и схемы тормозов
зарядка тормозов производится при наполнении сжатым воздухом от нуля до установленного давления тормозной магистрали и приборов торможения через воздухораспределитель; тормозные цилиндры при этом сообщены с атмосферой;
торможение происходит при понижении давления в тормозной магистрали определенным темпом на установленную величину, вследствие чего приходят в действие воздухораспределители. Воздух из запасных резервуаров, поступая в тормозные цилиндры через воздухораспределители, перемещает поршни со штоками, которые приводят в действие тормозную рычажную передачу, прижимающую тормозные колодки к бандажам;
перекрыша — разрядка тормозной магистрали прекращается, давление в тормозных цилиндрах остается постоянным; поезд следует в заторможенном состоянии (различают перекрышу без питания и с питанием тормозной магистрали);
отпуск тормозов происходит при повышении давления в тормозной магистрали после выпуска воздуха из нее при торможении и следовании в режиме перекрыши; воздухораспределители при этом выпускают воздух из тормозных цилиндров в атмосферу и производят дозарядку запасных резервуаров, сообщая их с тормозной магистралью.
Прямодействующий неавтоматический тормоз. Такой тормоз применяется на локомотивах (рис. 2.1). Воздух нагнетается компрессором 1 в главный резервуар 2, откуда по питательной магистрали 3 поступает к крану машиниста 4, в простейшем виде представляющему собой пробковый трехходовой кран. Каждому положению ручки крана соответствует определенный процесс:
торможение — питательная магистраль сообщается с магистралью вспомогательного тормоза 5 и воздух из ГР поступает в тормозные цилиндры 6, перемещая поршень 7 со штоком 8 вправо, вследствие чего вертикальный рычаг поворачивается вокруг неподвижной точки 9 и нижним концом прижимает тормозную колодку к колесу;
перекрыша — магистраль вспомогательного тормоза разобщается с питательной магистралью, давление воздуха в тормозных цилиндрах остается без изменения;
отпуск — магистраль вспомогательного тормоза и тормозные цилиндры сообщаются с атмосферой через кран машиниста.
Такой тормоз является прямодействующим, так как при торможении сжатый воздух из главного резервуара через кран машиниста и магистраль вспомогательного тормоза поступает в тормозные цилиндры. В случае разрыва магистрали вспомогательного тормоза сжатый воздух не поступает в тормозные цилиндры и если до разрыва локомотив был заторможен воздух из тормозных цилиндров уходит в атмосферу.
Рис. 2.1. Прямодействующий неавтоматический тормоз
1 — компрессор, 2 — главный резервуар, 3 — питательная магистраль, 4 — кран машиниста, 5 — магистраль вспомогательного тормоза, 6 — тормозной цилиндр, 7 — поршень, 8 — шток, 9 — неподвижная точка, 10 — тормозная колодка
Непрямодействующий автоматический тормоз. Отличие этого типа тормоза (рис. 2.2) от прямодействующего неавтоматического тормоза состоит в том, что на каждой единице подвижного состава между тормозной магистралью 5 и тормозным цилиндром 8 устанавливаются воздухораспределитель 6 и запасный резервуар 7.
Рис. 2.2. Непрямодействующий автоматический тормоз
1 — компрессор, 2 — главный резервуар, 3 — питательная магистраль, 4 — кран машиниста, 5 — тормозная магистраль, 6 — воздухораспределитель, 7 — запасный резервуар, 8 — тормозной цилиндр, 9 — тормозная колодка
Для зарядки тормоза ручку крана машиниста 4 ставят в отпускное положение, при котором воздух из главного резервуара 2 по питательной магистрали 3 через кран машиниста поступает в тормозную магистраль и далее через воздухораспределитель в запасный резервуар. При этом тормозной цилиндр через воздухораспределитель сообщен с атмосферой.
Для торможения поезда ручку крана машиниста переводят в тормозное положение, при котором питательная магистраль разобщается с тормозной магистралью, а она в это время через кран машиниста сообщается с атмосферой. При понижении давления в тормозной магистрали воздухораспределитель приходит в действие, разобщает тормозной цилиндр с атмосферой и сообщает его с запасным резервуаром.
Под действием сжатого воздуха поршень тормозного цилиндра перемещается и при помощи системы тяг и рычагов прижимает тормозные колодки к бандажам.
Для отпуска тормоза ручку крана машиниста переводят в отпускное положение; при этом питательная магистраль сообщается с тормозной магистралью, вследствие чего давление в ней повышается и воздухораспределитель сообщает тормозной цилиндр с атмосферой, а тормозную магистраль с запасным резервуаром.
Такие тормоза называются автоматическими, так как при разрыве поезда или в случае открытия в вагоне крана экстренного торможения (стоп-крана) они автоматически приходят в действие.
Этот тормоз называется непрямодействующим (истощимым), потому что в процессе перекрыши воздухораспределитель не пополняет утечки из тормозного цилиндра.
Прямодействующий автоматический тормоз. Прямодействующий автоматический тормоз состоит из тех же основных приборов, что и непрямодействующий автоматический тормоз (рис. 2.3).
Принципиальное отличие прямодействующего автоматического тормоза заключается в устройстве воздухораспределителя 6, который и осуществляют прямодействие.
При отпуске или зарядке тормоза сжатый воздух компрессором 1 нагнетается в главный резервуар 2 и через кран машиниста 4 в тормозную магистраль 5 поезда. В положении зарядки и отпуска тормозной цилиндр 8 через воздухораспределитель 6 сообщен с атмосферой, а запасный резервуар 7 с тормозной магистралью. Для торможения понижают давление в тормозной магистрали краном машиниста на определенную величину, при этом приходят в действие воздухораспределители.
В тормозном положении воздухораспределитель разобщает тормозной цилиндр с атмосферой и сообщает его с запасным резервуаром, а утечки из них пополняются воздухом из тормозной магистрали через обратный клапан.
Рис. 2.3. Прямодействующий автоматический тормоз
1 — компрессор, 2 — главный резервуар, 3 — питательная магистраль, 4 — кран машиниста, 5 — тормозная магистраль, 6 — воздухораспределитель, 7 — запасный резервуар, 8 — тормозной цилиндр, 9 — тормозная колодка
Электропневматический тормоз.Электропневматический тормоз отличается от пневматических тормозов наличием электровоздухораспределителя № 305, который выполняет те же функции, что и воздухораспределитель № 292 (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Электропневматический тормоз
1 — кран машиниста, 2 — запасный резервуар, 3 — якорь тормозного вентиля, 4 — катушка тормозного вентиля, 5 — катушка отпускного вентиля, 6 — якорь отпускного вентиля, 7 — тормозной цилиндр, 8 — переключательный клапан, 9 — воздухораспределитель
При зарядке тормозной 4 и отпускной 5 вентили электровоздухораспределителя не возбуждены и зарядка запасного резервуара происходит через воздухораспределитель 9 № 292. Тормозной цилиндр 7 и рабочая камера электровоздухораспределителя сообщаются с атмосферой.
При торможении оба вентиля получают питание и сжатый воздух из запасного резервуара через электровоздухораспределитель перетекает в рабочую камеру и тормозной цилиндр.
При перекрыше отпускной вентиль находится под напряжением, тормозной вентиль обесточен. При утечке из тормозного цилиндра за счет плотности рабочей камеры происходит пополнение утечек.
Источник