содержание   ..  1  2  3   ..

На подвижном составе железных дорог применяется пять типов тормозов: стояночные (ручные), пневматические, электропневматические, электрические и магнитно-рельсовые.

Стояночными тормозами оборудованы локомотивы, пассажирские вагоны и примерно 10 % грузовых вагонов.

Пневматическими тормозами оснащен весь подвижной состав железных дорог с использованием сжатого воздуха давлением до 0,9 МПа на локомотивах и 0,45- 0,62 МПа на вагонах.

Электропневматическими тормозами (ЭПТ) оборудованы пассажирские локомотивы и вагоны, электро- и дизель-поезда.

Стояночные, пневматические и электропневматические тормоза относятся к разряду фрикционных тормозов, у которых сила трения создается непосредственно на поверхности колеса либо на специальных дисках,

жестко связанных с колесными парами.

Электрическими тормозами, которые часто называют динамическими или реверсивными (вследствие перевода тяговых двигателей в режим электрических генераторов), оборудованы отдельные серии электровозов, тепловозов и электропоездов.

Магнитно-рельсовыми тормозами оборудованы высокоскоростные поезда ЭР200 и РТ200 Данные тормоза применяются как дополнительные (резервные или аварийные) к электропневматическим и электрическим тормозам.

Основным тормозом на подвижном составе является пневматический.

Каждый тип тормоза в свою очередь делится на группы, подгруппы и по назначению на пассажирские, грузовые и высокоскоростные.

Классификация тормозов, применяемых на подвижном составе железных дорог, приведена на рис. 12.

Рис 12. Схема классификации тормозов

Пневматические тормоза имеют однопроводную магистраль (воздухопровод), проложенную вдоль каждого локомотива и вагона для дистанционного управления воздухораспределителями с целью зарядки запасных резервуаров, наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом при торможении и сообщения их с атмосферой при отпуске. Применяемые на подвижном составе пневматические тормоза разделяются на автоматические и неавтоматические, а также на пассажирские (с быстрыми тормозными процессами) и грузовые (с замедленными процессами).

Автоматическими называются тормоза, которые при разрыве поезда или тормозной магистрали, а также при открытии стоп-крана из любого вагона автоматически приходят в действие вследствие снижения давления воздуха в магистрали (при повышении давления происходит отпуск тормозов). Неавтоматические тормоза, наоборот, приходят в действие при повышении давления в трубопроводе, а при выпуске воздуха происходит отпуск тормоза.

Работа автоматических тормозов разделяется на следующие процессы:

зарядка - воздухопровод (магистраль) и запасные резервуары под каждой единицей подвижного состава заполняются сжатым воздухом;

торможение - производится снижение давления воздуха в магистрали вагона или всего поезда для приведения в действие воздухораспределителей, и воздух из запасных резервуаров поступает в тормозные цилиндры; последние приводят в действие рычажную тормозную передачу, которая прижимает колодки к колесам;

перекрыша - после произведенного торможения давление в магистрали и тормозном цилиндре не изменяется;

отпуск -давление в магистрали повышается, вследствие чего воздухораспределители выпускают воздух из тормозных цилиндров в атмосферу, одновременно производится подзарядка запасных резервуаров путем сообщения их с тормозной магистралью.

Различают автоматические тормоза:

мягкие с равнинным режимом отпуска - при медленном темпе снижения давления (до 0,03-0,05 МПа в мин) в действие не приходят (не затормаживают), при большем темпе снижения срабатывают на торможение при разных зарядных давлениях в магистрали; после торможения при повышении давления в магистрали на 0,01 - 0,03 МПа дают полный отпуск (ступенчатого отпуска не имеют);

полужесткие с горным режимом отпуска - обладают теми же свойствами, что и мягкие, но для полного отпуска необходимо восстановление давления в магистрали на 0,01-0,02 МПа ниже зарядного (имеют ступенчатый отпуск);

жесткие - работают на определенном зарядном давлении в магистрали; при снижении давления в магистрали ниже зарядного любым темпом производят затормаживание. При давлении в магистрали выше зарядного в действие тормоза не приходят до снижения давления ниже зарядного. Тормоза жесткого типа применяются на участках железных дорог с уклонами крутизной до 0,045.

Рассмотрим принципиальные схемы трех групп тормозов.

Прямодействующий неавтоматический тормоз (рис. 13). Такой тормоз применяется на локомотивах. Воздух нагнетается компрессором 1 в главный резервуар 2, откуда по питательной магистрали 3 поступает к крану 4, в простейшем виде представляющему собой пробковый трехходовой кран. Каждому положению ручки крана 4 соответствует определенный процесс:

торможение - питательная магистраль 3 сообщается с тормозной магистралью 5 (называемой часто просто магистралью), и воздух поступает в тормозные цилиндры, перемещая поршень 7 со штоком 8 вправо, вследствие чего вертикальный рычаг поворачивается вокруг неподвижной точки <? V и нижним концом прижимает тормозную колодку 10 к колесу;

а - тормозная магистраль 5 разобщается с питательной магистралью 3, давление воздуха в тормозных цилиндрах 6 остается без изменения;

отпуск - магистраль 5 и тормозные цилиндры- 6 сообщаются с атмосферой через кран 4.

Показанный на рис. 13 тормоз является прямодействующим, так как при утечках из тормозного цилиндра и запасного резервуара при торможении сжатый воздух из главного резервуара 2 через кран 4 и магистраль 5 поступает непосредственно в тормозные цилиндры, т. е. утечки пополняются. В случае разрыва магистрали 5 он не приходит в действие и выпускает весь воздух в атмосферу, если до разрыва был заторможен.

Непрямодействующий автоматический тормоз (рис. 14). Тормоз этого типа отличается от прямодействующего неавтоматического тем, что на каждой единице подвижного состава между тормозной магистралью 5 и тормозным цилиндром 7

установлены прибор 6, называемый воздухораспределителем, и запасный резервуар 8. По этой схеме оборудованы все пассажирские вагоны, электро- и дизель-поезда с воздухораспределителями № 218, 219 и 292-001. Компрессор /, главный резервуар 2 и кран машиниста монтируются на локомотиве.

Перед отправлением поезда тормоз заряжают, для чего ручку крана машиниста 4 ставят в отпускное положение I (рис. 14,а), при котором воздух из главного резервуара 2 по питательной магистрали 3 через кран машиниста 4 поступает в тормозную магистраль 5 и далее через воздухораспределитель 6 - в запасный резервуар 8. При этом тормозной цилиндр 7 через воздухораспределитель 6 сообщен с атмосферой Ат.

Для торможения поезда ручку крана машиниста 4 переводят в тормозное положение III (рис. 14, б), питательная магистраль 3 отключается, а тормозная магистраль 5 через кран 4 сообщается с атмосферой Ат. При понижении давления в магистрали 5 воздухораспределитель 6 прихо-'дит в действие, разобщает тормозной цилиндр 7 с атмосферой и сообщает его с запасным резервуаром 8, наполненным сжатым воздухом. Под действием сжатого воздуха поршень тормозного цилиндра перемещается и при помощи системы тяг и рычагов

прижимает тормозные колодки к колесам.

Для отпуска тормоза ручку крана машиниста 4 ставят в положение I. Питательная магистраль 3 сообщается с тормозной магистралью 5, вследствие чего давление в ней повышается и воздухораспределитель 6 сообщает тормозной цилиндр 7 с атмосферой, а магистраль 5 - с запасным резервуаром 8. В случае открытия в вагоне крана для экстренного торможения (стоп-крана) 9 тормоза автоматически приходят в действие.

Показанный на рис. 14 тормоз называется непрямодействующим, или истощимым, потому что в процессе торможения воздухораспределитель 6 разобщает тормозную магистраль от запасного резервуара 8 и тормозного цилиндра 7 и при утечках воздуха из запасного резервуара или тормозного цилиндра давление в них не восстанавливается.

Прямодействующий автоматический тормоз (рис. 15). Этот тормоз состоит из тех же основных частей, что и непрямодействующий. По такой схеме выполнены тормоза грузовых вагонов и локомотивов с воздухораспределителями 5 № 135, 270-002, 270-005-1 и 483-000 с равнинным и горным режимами отпуска. Утечки из запасного резервуара и тормозного цилиндра пополняются автоматически в процессе служебного торможения или питающей перекрыши крана машиниста.

Принципиальное отличие прямо-действующего автоматического тормоза от непрямодействующего заключается в устройстве воздухораспределителя 5.

В зависимости от положения крана 3 происходит:

зарядка и отпуск - тормозная магистраль 8 (рис. 15, а) сообщается с питательной магистралью 2 и главным резервуаром /, тормозной цилиндр 6 через воздухораспределитель 5 - с атмосферой Ат, а запасный резервуар 4 через обратный клапан 7 - с тормозной магистралью;

торможение - давление в тормозной магистрали 8 (рис. 15, б) понижается путем выпуска воздуха краном 3 в атмосферу Ат. В действие приходит воздухораспределитель 5, который разобщает цилиндр 6 с атмосферой Ат и сообщает его с запасным резервуаром 4.

При торможении, а также в процессе ступенчатого отпуска воздухораспределитель 5 через обратный клапан 7 пополняет утечки вшдуха в запасном резервуаре 4 и тормозном цилиндре 6 непосредственно (прямо) из магистрали, поэтому такие тормоза называются прямодействую-щими.

Путем изменения краном 3 давления воздуха в тормозной магистрали 8 осуществляется ступенчатое торможение н ступенчатый или бесступенчатый отпуск.

Электропневматическими называются тормоза, управляемые при помощи электрического тока, а для создания тормозной силы используется энергия сжатого воздуха.

Электропневматический тормоз прямодействующего типа с разрядкой и без разрядки тормозной магистрали (рис. 16) применяется на пассажирских, электро- и дизель-поездах. В этом тормозе наполнение цилиндров при торможении и выпуск воздуха из них при отпуске осуществляется независимо от изменения давления в магистрали, т. е. аналогично прямо-действующему пневматическому тормозу. Автоматичность тормоза обеспечивается наличием воздухораспределителя 9.

Зарядка запасного резервуара 2 происходит через воздухораспределитель 9 из тормозной магистрали 10. При торможении контроллер крана машиниста 1 замыкает соответствующие контакты, и электрический ток воздействует на электромагнитные катушки вентилей 4 и 5. Якорь 6 закрывает атмосферное отверстие А, а якорь 3 сообщает запасный резервуар 2 через клапан 8 с тормозным цилиндром 7. Давление в тормозной магистрали 10 краном машиниста 1 не понижается, однако

он имеет положение, при котором может происходить и разрядка магистрали в атмосферу.

При отпуске тормоза в контроллере крана машиниста 1 размыкаются контакты, катушки тормозного вентиля 4 и вентиля перекрыши 5 обесточиваются и воздух из тормозного цилиндра 7 выпускается в атмосферу А. При перекрыше после ступени торможения вентиль 4 обесточивается, а вентиль 5 находится под напряжением, при этом якорь 3 отсоединяет запасный резервуар 2 от тормозного цилиндра 7 и давление в нем не повышается.

В случае прекращения действия электрического управления тормозом воздухораспределитель 9 работает на пневматическом управлении, как показано на схеме рис. 14.

Электропневматические тормоза обеспечивают плавное торможение поездов и более короткие тормозные пути, что повышает безопасное движение и управляемость тормозами.

Электропневматический тормоз автоматического типа с двумя магистралями (питательной и тормозной) и с разрядкой тормозной магистрали при торможении применяется на некоторых дорогах Западной Европы и США.

В этих тормозах торможение осуществляется разрядкой тормозной магистрали каждого вагона через электровентили в атмосферу, а отпуск - сообщением ее через другие электровентили с дополнительной питательной магистралью. Процессами изменения давления в тормозном цилиндре при торможении и отпуске управляет обычный воздухораспределитель, как и при автоматическом пневматическом тормозе.

Электрическое торможение основано на переключении тяговых двигателей в режим электрических генераторов, в которых кинетическая энергия движущегося поезда превращается в электрическую. В зависимости от способа поглощения этой энергии различают следующие виды торможения:

реостатное - электрическая энергия в тормозных реостатах превращается в тепловую. Применяется на электровозах ВЛ80Т, ЧС2Т, ЧС4Т и некоторых тепловозах;

рекуперативное - электрическая энергия возвращается обратно в контактную сеть; широко применяется на железных дорогах СССР при электрической тяге на участках со спусками;

рекуперативно-реостат-ное, при котором в зоне высоких скоростей движения используется, рекуперативное торможение,

а в зоне низких - реостатное. Такая система применена на электропоездах ЭР22.

Электрические тормоза значительно сокращают износ тормозных колодок и колесных пар, а в комбинации с пневматическими или электропневматическими тормозами обеспечивают более короткие тормозные пути, что позволяет повысить скорости движения поездов.

Электромагнитные рельсовые тормоза, а также тормоза на вихревых токах применяются как дополнительные к колодочному и дисковому тормозам для подвижного состава со скоростями движения свыше 160 км/ч (см. п. 45).

Темп и величина изменения давления в магистрали. Чтобы осуществить торможение, надо привести в действие воздухораспределитель, для чего необходимо понизить давление в тормозной магистрали на заданную величину определенным темпом.

Различают следующие темпы понижения давления ■ в магистрали (рис. 17):

темп мягкости (разрядка), при котором давление в магистрали понижается с 0,5 до 0,4 МПа за 120-300 с (темп до 0,02-0,05 МПа в 60 с). При таком темпе тормоза в действие не должны приходить;

служебный - давление в магистрали с 0,5 до 0,4 МПа понижается за 2,5-10 с (темп 0,01-0,04 МПа в 1 с). При таком темпе тормоза срабатывают на служебное торможение; применяется для регулирования скорости движения поезда и остановки его в определенном месте. Для более быстрого распространения торможения по поезду каждый воздухораспределитель производит дополнительную разрядку магистрали на 0,02-0,05 МПа;

экстренный - давление в магистрали с 0,5 до 0,4 МПа понижается не более чем за 1„2 с (темп

Рис. 17. Индикаторные диаграммы темпов понижения давления в магистрали:

1 - медленный (темп мягкости); 2- служебный; 3- экстренный

0,08 МПа в 1 с и выше). При этом происходит экстренное торможение с разрядкой тормозной магистрали на величину не менее 0,15 МПа специальным устройством воздухораспределителя на пассажирских вагонах. Применяется, если требуется немедленно остановить поезд.

Воздушная волна. Воздушная волна представляет собой импульс начала движения частиц газа в трубопроводе после того, как будет открыто сообщение тормозной магистрали с атмосферой. Скорость vв распространения воздушной волны (в м/с) практически равна скорости звука в данной газовой среде и зависит в основном от температуры газа. Для воздуха

1>» = 20л/Т,

где Г=273-М°С - абсолютная температура газа, К-

Тормозная волна. Время с момента постановки ручки крана машиниста в тормозное положение до начала поступления воздуха в тормозной цилиндр последнего вагона называется временем тормозной волны Частное от деления длины тормозной магистрали Ь поезда на время ?тв называется скоростью распространения тормозной волны

Скорость тормозной волны является одной из важных качественных характеристик тормозной системы, в значительной степени влияющей на продольные усилия в поезде при торможении, и зависит от чув-

Рис. 18. Индикаторная диаграмма торможения и отпуска одного вагона

ствительности и конструктивных особенностей воздухораспределителей, аэродинамического сопротивления тормозной магистрали, зарядного давления и температуры окружающего воздуха. Так, если при температуре 0°С скорость тормозной волны составляет 250 м/с, то при температуре - 30°С она будет около 210 м/с, а при температуре + 30°С около 275 м/с. Чем выше зарядное давление в магистрали, тем больше скорость тормозной волны. При увеличении вредных объемов магистрали (отводы к воздухораспределителям, стоп-кранам и т. п.) скорость тормозной волны понижается. По международным требованиям скорость тормозной волны должна быть не менее 250 м/с, в новейших тормозах она достигает 300 м/с.

Отпускная волна. Время с момента постановки ручки крана машиниста в отпускное положение до начала выпуска воздуха воздухораспределителем из тормозного цилиндра называется временем отпускной волны t0t. Частное от деления длины тормозной магистрали L на время /от называется скоростью отпускной волны.

Скорость отпускной волны Vor зависит от величины давления воздуха в главном резервуаре при отпуске, размера проходного сечения канала в кране машиниста и времени сообщения главного резервуара с тормозной магистралью, величины сопротивления воздухопровода, утечек воздуха из магистрали и тормозных цилиндров и темпа подзарядки запасных резервуаров при отпуске. Скорость отпускной волны техническими требованиями не оговаривается.

Индикаторная диаграмма торможения и отпуска одного вагона представлена на рис. 18, где /1 - время от момента постановки ручки крана машиниста в тормозное положение до поступления воздуха в тормозной цилиндр; г2 - время поступления воздуха в тормозной цилиндр до прижатия тормозных колодок к колесам (время выхода штока); /„ - время наполнения тормозного цилиндра до 95 % максимального давления в нем (обычно до 0,35 МПа) и (0 - время отпуска от начала выпуска воздуха из тормозного цилиндра до давления в нем 0,04 МПа. От времени и характера диаграммы наполнения тормозных цилиндров во многом зависит длина тормозного пути и величина возникающих при торможении продольных усилий в поезде. В тормозах пассажирского типа время наполнения тормозных цилиндров при воздушном управлении до давления в них 0,35 МПа устанавливается 5-7 с, а при электрическом - 3-4 с; в тормозах грузового типа - 15-20 с.

Для обеспечения достаточно плавного торможения поезда без снижения эффективности тормозной силы в момент начала торможения хвостового вагона давление в тормозном цилиндре головного вагона должно быть не более 0,1-0,2 МПа.

Время отпуска тормоза одного вагона принято: пассажирского 9-12 с, грузового на равнинном режиме 20-60 с и на горном 40-60 с, вагона электропоезда при электрическом управлении в среднем 4 с. Тормоз считается отпущенным, когда давление в цилиндре, при котором колодки начинают отходить от колеса, станет менее 0,04 МПа.

содержание   ..  1  2  3   ..