Главная RSS

Суббота, 20.04.2024, 14:25

Автоматические тормоза подвижного состава

На каком принципе основывается действие тормозов в подвижном составе?
На принципе разности давления.
Какой тип тормозов в подвижном составе наших дорог?
Тип тормозов железнодорожного подвижного состава, стран бывшего СССР –пневматические автотормоза.
Почему тормоза называются Автоматические?
На простом языке –потому, что срабатывают при разрыве основной воздушной магистрали всего поезда, или на одной единице подвижного состава.
Как работают автотормоза, как вообще устроена тормозная система поезда, есть ли в ней какие-то усилители?
Скажем автомобильные тормозные системы, даже грузовиков –тут не приемлемы. В поездах есть только пневматические автотормоза, без всяких дополнительных усилителей (в автомобилях усилители гидравлические или пневматические)
В любом типе подвижного состава (начнём с простого), взять например вагон; имеется тормозная магистраль, воздухораспределитель, тормозной цилиндр и запасной резервуар. Воздухораспределитель (ВР) нужен для непосредственного управления тормозами вагона и выполнения нужных команд, путём разности давления в тормозной магистрали (ТМ). Тормозной цилиндр (ТЦ) служит для управления рычажно-тормозной передачей и прижатия тормозных колодок к колёсам. Запасной резервуар (ЗР) нужен для постоянного поддержания запаса воздуха и наполнения им, ТЦ в случае команды ВР. При снижении давления в ТМ, воздухораспределитель реагирует на это и воспринимает как команду на торможение. Открывает нужные каналы и воздух из ЗР побежит наполнять ТЦ –колодки прижмутся к колёсам. При резком снижении давления в ТМ (например разрыв или экстренное торможение) –ВР полностью сообщает ЗР с ТЦ. То есть тормозная магистраль и давление в ней, служит для контроля и управления воздухораспределителями. Подачи им пневматических команд.
С помощью чего на подвижном составе получают сжатый воздух высокого давления?
Мощные поршневые компрессора на локомотиве. Обычно давление в главных резервуарах локомотивов, не превышает 9-10кг/см2 (атм), при том учитывая, что объём главных резервуаров около 1000 литров.
При срыве стоп-крана в поезде, слышно оглушительное шипение, это выходит сжатый воздух из тормозной магистрали?
Абсолютно верно. Дёргая стоп-кран, тем самым сообщая ТМ с атмосферой, вы подаёте команду ВР-лю на торможение.
Каково давление ТМ в поездах?
Фактически у нас существует три вида поездов; пассажирские, пассажирские-моторвагонные и грузовые. Давление тормозной магистрали на пассажирском поезде: 5.0-5.2атм. Давление ТМ в МВПС: 4.5-4.8атм. Давление ТМ в грузовых поездах: 5.0, 5.3, 5.5 атм. 
Тормозная магистраль и запасные резервуары всего состава обеспечиваются сжатым воздухом только от локомотива, или в каких либо вагонах, есть подкачивающие компрессоры?
В обычных вагонах (грузовые, пассажирские) нет компрессоров. Большое количество компрессоров, есть только на электропоезде.
На стоянке поездов, электричек, когда слышно шипение воздуха из тормозной системы поезда, пассажиры резко начинают забегать в вагоны, думая что поезд сейчас отправится. Вопрос наверное забавный –но почему так зачастую случается?
Потому что обычная публика у нас ничего не смыслит в железной дороге. Они привыкли, что когда двери в электричке, метро, закроются, то слышно характерное шипение. Это происходит отпуск тормозов. Стравливание воздуха из тормозных цилиндров. На стояке, возможно, машинист просто производит пробу тормозов, а многие думают, что поезд уже отправляется.
Как машинист осуществляет управление автоматическими тормозами из кабины локомотива?
В кабине любой единицы подвижного состава, установлены краны машиниста. Они полностью и напрямую связаны с тормозной системой поезда.
В кабине видел два больших красных прибора с ручками. Это и есть краны? Почему их два?
Совершенно верно. Обычно краны красят в красный цвет, но не всегда.
Два крана, это значит вы видели кабину локомотива. На МВПС (электропоезда) только один поездной кран. В кабинах локомотива:
маленький кран –это кран вспомогательного тормоза ("бобик" или "свояк"), он управляет индивидуальной системой прямодействующего тормоза локомотива.
большой –это поездной кран, управляющий всеми тормозами поезда, то есть подаёт команды воздухораспределителям.
Каков принцип работы поездного крана машиниста?
Сейчас в кабинах локомотива, существуют два вида поездных кранов:
условно №394 –для управления тормозами на грузовых локомотивах
условно №395 –для управления тормозами на пассажирских локомотивах.
Эти краны своей пневматической частью, ничем не отличаются друг от друга. Единственное, что 395й кран имеет электрический контроллер сверху над ручкой, он управляет ЭлектроПневмаТическими тормозами (ЭПТ).
В кране машиниста 394 имеется 7 фиксированных положений ручки:
1(I) – отпуск, зарядка
2(II)– поездное
3(III) – перекрыша без питания
4(IV)– перекрыша с питанием
5(Va) – замедленная разрядка ТМ
6(V) – полное служебное торможение
7(VI) – экстренное торможение
Но вообще, на техническом языке, эти положения обозначаются римскими цифрами: I, II, III, IV, Va, V, VI. Положение Va, это замедленная разрядка ТМ. Но фиксированные положения 5 и 6, приняли считать как Va и V. В дальнейшем речь пойдёт о римских обозначениях.
Поездной кран машиниста 394 (395) имеет золотниково-поршневую конструкцию. Внутри крана основные детали это золотник и уравнительный поршень. Под уравнительным поршнем находится камера давления тормозной магистрали (имеется ввиду пространство между поршнем и цилиндром), а над уравнительным поршнем, находится камера уравнительного резервуара (УР). Уравнительный резервуар установлен на локомотиве и полностью дублирует зарядное давление ТМ. Но давление в УР, является эталонным.
Что бы начать торможение, ручку крана переводят в положение V, тем самым через золотник сообщая с атмосферой УР. Он разряжается с темпом около 0.1 атм за секунду. При этом внутри крана уравнительный поршень начинает движение вверх, из-за избыточного давления снизу. Затем его хвостовик открывает стравливающий клапан и происходит автоматический выпуск воздуха из ТМ на ту же величину, на какую разрядился УР. Воздухораспределители всего поезда чувствуют снижение давления и схватывают на торможение. Давление в тормозных цилиндрах подскочит на определённую величину. После разрядки УР на нужную величину, ручку крана переводят в положение IV. Наступает перекрыша и ВР больше не даёт давление в ТЦ. При этом естественные утечки ТМ (всякие не плотности и т.п.) питает кран, за счёт уравнительного поршня, так как если давление снизится в камере ТМ, то поршень сядет и хвостовиком откроет питательный клапан, через который воздух из главных резервуаров локомотива, пополнит утечки ТМ. Утечки пополняются на давлении установленном в УР.
При отпуске тормозов, ручку крана переводят в I положение и через золотник напрямую сообщается давление в напорной магистрали, с тормозной. При этом давление в УР, растёт медленно и по нему машинист ориентируется когда перевести ручку в поездное положение II. Достигнув в УР зарядного давления, машинист переводит ручку крана во II положение, а поскольку давление напорной магистрали 8-9 атм, то при I положении, в ТМ создастся сверхзарядка (то есть давление, в 2 раза выше зарядного). После постановки ручки во II положение, сверхзарядка из ТМ ликвидируется уравнительным поршнем. В некоторых случаях производят отпуск II положением, при этом в ТМ кратковременно создаётся не большая сверхзарядка, а давление в УР автоматически доходит до зарядного. Сильное сверхзарядное давление нужно для того, что бы протолкнуть поток воздуха в конец состава (а вдруг в составе около 60 вагонов?), ВР почувствовали сильное повышение давление и как можно скорее отпустили тормоза. 
Положение Va, используется зачастую в грузовых поездах, если состав длинный, то что бы не было сильных продольно-динамических нагрузок, давление ТМ снижается медленно и ВР схватывают постепенно и плавно.
Конструкция довольно старая имея ввиду золотник, но надёжно ли это?
Несомненно по сей день, эти краны широко применяются на тяговом подвижном составе. Не смотря на то, что золотники это ещё паровозный девятнадцатый век. Но именно эта, довольно усовершенствованная конструкция, была разработана ещё в 50-х годах прошлого века. По своей выносливости при работе, служит довольно долго, но есть ряд проблем.
Золотник и зеркало, это две идеально притираемые поверхности имеющие определённые отверстия. Когда он поворачивается, скользя по зеркалу, отверстия открываются в определённых положениях ручки крана машиниста. Проблема в том, что если золотник будет не корректно притираться к зеркалу (полости ямки и т.п., на поверхности притираемых частей) то воздух будет просачиваться там, где есть возможность. Это приводит к неисправности крана и он не может держать давление. В этом случае механики демонтируют среднюю часть и производят процесс притирания.
Так же в органах крана имеется некоторое количество клапанов и посадочных сёдел к ним. При попадании посторонних частиц (грязь, пыль, мелкие предметы) они могут застрять в этих частях, что не позволит клапану сесть в седло. Воздух будет травить через него. Постепенно на РЖД, стараются уйти от этих вещей, однако надёжный без золотниковый кран машиниста, пока находится в стадии множественных испытаний. Кран назвали как усл.№130.
Как устроен индивидуальный тормоз локомотива «Бобик»?
Прямодействующий КВТ (например Усл.№254) имеет пружину, которая вдавливается резьбовым винтом, поворачивающимся от ручки крана. Она давит в разных положениях с разной силой на поршни с резиновыми уплотнителями. Тем самым поршни надавливают на двухседельчатый (или как его ещё называют глухой клапан) и он кратковременно пропускает воздух из напорной магистрали в ТЦ. В разных положениях ручки (их обычно 6) давление в ТЦ варьируется от 0.8, до 4.0 атм. В этой системе нет тормозной магистрали и исполняющих от неё команд, воздухораспределителей, поэтому тормоз называется прямодействующий и к тому же –не автоматический. В пассажирских машинах, где установлен ВР пассажирских вагонов, «бобик» не позволит отпустить ступенями тормоз локомотива, при задействовании общих тормозов, если нажать на пневмоклапан позади рукоятки(это как раз первое положение бобика). К тому же в пассажирском локомотиве, пневмосистема крана монтируется на независимом уровне, от основных тормозов.
В грузовых машинах, кран монтируется на зависимой схеме, от воздухораспределителя для грузовых вагонов. Именно при такой схеме, пневмоклапан будет давать отпуск полностью, или ступенями, тормозов локомотива. Опять таки это для устранения продольно-динамических нагрузок в составе.
Что такое ЭПТ и какой принцип его работы?
С долгим опытом эксплуатации пассажирских поездов, в СССР заведено так, что пассажирские единицы подвижного состава, эксплуатируются только с ЭлектроПневмаТическими тормозами. Такая технология появилась так же в 50-х годах прошлого века. ЭПТ довольно эффективный тормоз, по сравнению с обычным пневматическим.
В пассажирских локомотивах, вагонах, устанавливается модульный воздухораспределитель. Два ВР, (ЭПТ и обычный пневматический) сочленены вместе и подвешены под вагоном. В локомотивах они располагаются либо с наружи, либо внутри машинного отделения локомотива. электровоздухораспределитель условно названный №305, имеет внутри электромагнитные вентили, которые подают и выпускают воздух, напрямую из тормозных цилиндров. Этими вентилями управляет контроллер ЭПТ крана машиниста №395. В контроллере имеется два микропереключателя. Во всех положениях ручки крана кроме I и II положений, первый микропереключатель замыкает цепь вентиля перекрыши. Он не даёт воздуху стравливаться из ТЦ. Когда машинист переводит рукоятку крана в Vэ (зачастую совмещённое с Va) положение, второй микропереключатель замыкает цепь тормозного вентиля. Он начинает очень быстро наполнять ТЦ из запасного резервуара, темпом до 1.0 атм в секунду. После нужного набора воздуха в ТЦ, машинист переводит рукоятку крана в IV положение. Микропереключатель тормозного вентиля отключает цепь. Так же при кратковременной постановке рукоятки крана во второе положение, потом переводя снова в III или IV –микропереключатель вентиля перекрыши, разрывает цепь и воздух частично стравливается из ТЦ. То есть получается ступенчатый отпуск таким же темпом, как и при торможении. При полном отпуске, машинист переводит рукоятку крана в 1 положение, слегка подкачивая УР и ТМ, так как уже говорилось что 395й кран в положении Va, имеет очень медленную разрядку УР и ТМ. Так же машинист следит за вольтметром «напряжение ЭПТ», напряжение в цепи ЭПТ, должно быть не ниже 40 вольт. В отличии от пневматического тормоза ЭПТ является не автоматическим. То есть если цепь ЭПТ будет нарушена, в момент торможения или перекрыши, тормоз не сработает, а наоборот выпустит воздух из ТЦ. Однако при нарушении цепи ЭПТ, при торможении, машинист немедленно переводит рукоятку крана в VI положение, экстренного торможения. Останавливая поезд и выясняя причину пропадания цепи.
Какие преимущества ЭПТ, имеет по сравнению с обычным пневматическим тормозом?
При торможении на пневматике, в длинном составе возникают большие продольно-динамические нагрузки, которые нарушают комфорт езды в вагоне и в худшем случае могут порвать состав. Это вызвано тем, что ВР всего состава, срабатывают не одновременно. Поскольку кран машиниста стравливает давление из ТМ только в кабине локомотива, то пока ВР хвостовой части состава почувствуют снижение давления ТМ и выполнят команду торможения, пройдёт какое-то время. Значит головная часть состава начнёт торможение, а хвостовая будет иметь отставание в срабатывании тормозов. Тем самым хвостовые вагоны будут набегать на тормозящие, что мы и почувствуем находясь в голове поезда или в кабине локомотива, резким толчком.
При задействовании ЭПТ, скорость распространения электрического тока мгновенна, все тормозные вентили ЭВР во всём составе, сработают одновременно. В составе, практически не возникнет никаких толчков.
Для чего используется III положение крана машиниста 394, или 395-го?
В этом положении, кран через золотник и высокочувствительный клапан, сообщает давление в УР и ТМ, тем самым утечки ТМ питаться не будут. Система будет разряжаться темпом естественных утечек (почему оно и называется «перекрыша без питания»). Такое положение часто используется в пассажирских поездах при торможении под запрещяющий сигнал светофора, при торможении под горку и на остановку. Дело в том, что пассажирский ВР (усл. №292), при повышении давления всего на 0.2 атм, уже отпускает тормоза. Это может произойти в том случае, если ручка крана будет установлена в положении IV, а тут вдруг произойдёт кратковременное открытие стоп-крана в вагоне. Уравнительный поршень крана быстро уйдёт вниз и откроет питательный клапан, там самым быстро повысит давление (а не исключено и зывашение). А ВР почувствует, что это команда на отпуск. При III положении соответственно ничего не произойдёт.
Есть ли ЭПТ в грузовых поездах?
Нет. Когда-то испытания проводились, но в связи с тем, что грузовые вагоны это особо «черносошные работяги», а ЭВР требует более бережного отношения - затея провалилась. А очень жаль.
Как машинист узнаёт в каком положении установлена ручка крана?
В ручке есть встроенный кулачёк-фиксатор, он попадает в специальные канавки, а они соответствуют определённому положению. В бобике конструкция ручки та же самая.