тормоз какого типа применяется в рф для пассажирских локомотивов и вагонов
Классификация тормозов
Содержание
Общие сведения
Тормозами обозначают установку, предназначенную для уменьшения скорости, остановки подвижного состава или задержания его на месте. Тормоза подвижного состава железных дорог подразделяются на фрикционные и электрические. Схема подразделения тормозов показана на рисунке выше.
Наиболее распространенный в сети железных дорог фрикционный тормоз, принцип работы которого основан для осуществления сопротивления движению поезда за счет возникновения сил трения, появляющиеся промеж колес и прижимающимися к ним тормозными колодками. По способу управления и источнику используемой энергии для нажатия тормозных колодок фрикционный тормоз подразделяется на пневматический, электропневматический и ручной. Базовым типом фрикционного тормоза, использующегося на подвижном составе железных дорог, является пневматический, принцип его работы основан на формировании разности давлений сжатого воздуха в камерах приборов регулирования тормозами. Пневматический тормоз разделяют на неавтоматический прямодействующий, автоматический непрямодействующий и автоматический прямодействующий.
Подвижной состав железных дорог используют автоматические тормоза.Автоматическим непрямодействующим тормозом обеспечены локомотивы и вагоны, перевозящие пассажиров. Установки пневматического тормоза подвижного состава состоят из ряда устройств. Источник сжатого воздуха это установленный на локомотиве компрессор. Компрессор, сжимающий воздух до давления 0,75-0,9 МПа на электровозах, 0,75-0,85 МПа на тепловозах и 0,65-0,8 МПа в моторном подвижном составе, накачивает его в главный резервуар, где воздух накапливается и охлаждается. Далее из главных резервуаров сжатый воздух попадает в тормозную магистраль проходя через кран машиниста, который в пассажирских поездах способствует удержанию зарядного давления 0,5-0,52 Мпа.
Автоматический непрямодействующий тормоз заряжают воздухом перед отправлением поезда, устанавливая ручку 3 крана машиниста (рис 2.) в положение отпуска. При этом воздух, проходя по тормозной магистрали 5 через воздухораспределитель 8, заполняет запасный резервуар 7 до зарядного давления. В то же время с этим воздухораспределитель сообщает тормозной цилиндр с атмосферой. Под воздействием пружин тормозного цилиндра его поршень, передвигаясь в исходное положение через рычажную передачу 10, отрывает тормозные колодки 11 от колес. При торможении тормозная магистраль разъединяется от главного резервуара, и процесс торможения осуществляется за счет воздуха из запасных резервуаров, из − за этого тормоз называется непрямодействующим. При прорыве воздушной магистрали поезда или открытия в вагоне поезда стоп-крана происходит выход воздуха из магистрали и осуществляется торможение так же, как при управляемом выходе воздуха из магистрали через кран машиниста, такой тормоз называют автоматическим.
Электропневматический тормоз (ЭПТ) кроме пневматического оборудования имеет устройства, управляемые с помощью электрического тока. Схема электропневматического тормоза показана на рисунке 3.
Электрическое торможение заключается в возможности перевода электродвигателей в режим электрических генераторов, чтобы кинетическую энергию движущегося поезда превращают в электрическую. Электрическое торможение используется при притормаживании и изменении скорости движения поездов на уклонах, а также для снижения скорости перед остановкой. При электрическом торможении фрикционные тормоза не работают, исключается возможность нагрева тормозных колодок и бандажей колесных пар и уменьшается их износ.
Виды электрического торможения
Существует три вида электрического торможения:
· рекуперативное электрическая энергия, выработанная тяговым двигателем локомотива, поступает обратно в электросеть. Используется в электровозах постоянного тока;
· реостатное торможение электрическая энергия поглощается реостатами и преобразуется в тепловую. Используется на тепловозах и отдельных типах электровозов и моторвагонного подвижного состава;
· рекуперативно ̶ реостатное при высокой скорости движения применяется рекуперативное торможение, а при более низкой реостатное. Такая система используется на электропоездах ЭР22, ЭР2Р, ЭР2Т и др.
Тормоза классифицируют по способу создания тормозной силы, свойствам системы управления и назначению.
Автоматические тормоза должны автоматически приходить в действие (затормаживать) при определенном темпе снижения давления в тормозной магистрали. Прямо- или непрямодействие автоматического тормоза определяется конструкцией воздухораспределителя.
Прямодействующий автоматический тормоз — это тормоз грузовых вагонов, оборудованный воздухораспределителем усл. № 483, который способен поддерживать установленное давление в тормозном цилиндре независимо от плотности последнего.
Непрямодействующий автоматический тормоз — это тормоз пассажирских вагонов, оборудованный воздухораспределителем усл. № 292, который не восполняет утечки сжатого воздуха из тормозного цилиндра.
Примером прямодействующего неавтоматического тормоза служит вспомогательный локомотивный тормоз. В случае приведения его в действие воздух из главных резервуаров поступает в тормозные цилиндры.
Динамические тормоза
В динамических тормозах сила торможения может создаваться электромагнитным полем при переключении электрических двигателей в генераторный режим, а тормозная энергия гасится в реостатах либо передается в контактную сеть — электродинамические тормоза (реостатные, рекуперативные либо рекуперативно-реостатные), или за счет соответствующего переключения гидропередачи на тяговом подвижном составе с гидропередачей — гидродинамическое торможение.
Фрикционные тормоза
Фрикционные тормоза создают тормозную силу в месте контакта колеса и рельса при их сцеплении в результате воздействия тормозных колодок на поверхности катания колес (колодочные тормоза) либо тормозных накладок на диски, закрепленные на колесных парах (дисковые тормоза), а также за счет притяжения возбуждаемых током тормозных магнитов непосредственно к рельсам. В последнем случае, т. н. фрикционные рельсовые тормоза, используемые на скоростном либо на специальном промышленном подвижном составе, работающем на особо крутых уклонах (более 0,04), действуют независимо от сцепления колес с рельсами.
Фрикционные тормоза имеют пневматический привод и приводятся в действие сжатым воздухом, поступающим к вагонам поезда через тормозную магистраль, которая одновременно является управляющей. Торможение обеспечивается снижением давления в тормозной магистрали, отпуск тормозов — его повышением. Любой разрыв состава либо разъединение тормозной магистрали (открытие стоп-крана, сообщающего тормозную магистраль с атмосферой) приводит к автоматическому торможению поезда. Для длительного удержания подвижного состава на месте используется ручной привод тормоза (ручные тормоза) или тормозные башмаки, устанавливаемые на рельсы. Для обеспечения безопасности движения необходимым свойством тормозов, применяемых в качестве основных, является автоматичность их действия.
Автотормоза
Автотормоза срабатывают при разрыве состава независимо от поведения машиниста. Используются тормоза с пневматическим или электрическим управлением, которое обеспечивает срабатывание системы на торможение при снижении соответственно давления в тормозной магистрали или напряжения в электрических цепях управления. Допускаемая максимальная скорость движения поезда устанавливается с расчетом на срабатывание фрикционного автоматического тормоза, который гарантирует безопасность движения. К такому тормозу предъявляются требования отсутствия неконтролируемых отказов и переход на торможение с максимальной тормозной силой при неисправностях, исключающих нормальное управление тормозом, например, при разрыве цепи управления.
Неавтоматические тормоза
В то же время на подвижном составе широко применяются неавтоматические тормоза, которые имеют ручной привод либо приводятся в действие повышением давления или электрического напряжения в управляющей магистрали. К неавтоматическим относятся ручные тормоза, вспомогательные тормоза локомотивов, электропневматические тормоза пассажирского подвижного состава.
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.
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.