Тормозное оборудование

Тормозное оборудование

• Классификация тормозов:

• Ручные.
• Пневматические (ПТ):

• А) Неавтоматические – прямодействующие – (на локомотиве) работают от повышения давления.
• Б) Автоматические – не прямодействующие и прямодействующие – (под вагонами) работают от понижения давления.

3 Электропневматические (ЭПТ):

• А) Прямодействующие.
• Б) Непрямодействующие.

4 Электрические (ЭТ):

• А) Рекуперативные.
• Б) Реостатные.
• В) Рекуперативно-реостатные.

5) Магнитно-рельсовые (МРТ):

• А) От вихревых токов.
• Б) Фрикционные.
• В) Смешанные.

Есть два варианта применения:

Служебные 

Экстренные

• 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.

• 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

• (от воздуха). Представьте грузовой поезд из 60 вагонов. Через весь поезд проходит тормозная магистраль со сжатым воздухом внутри под давлением 5,2 атм (кг/см  2 ). Управление тормозами производится из кабины машиниста. Он переводит ручку крана машиниста в положение выпуска воздуха в атмосферу (количество выпускаемого воздуха равно 0,5 атм.). В тормозной магистрали происходит понижение давления по всей длине состава. Тормозная волна пробегает от головы до хвоста состава со скоростью до 200 метров в секунду. Первые вагоны начинают тормозиться, а последние еще нет. Чем это плохо? При большой длине поезда первые вагоны затормозились раньше, а последние начинают набегать на первые. В пассажирском поезде это было бы неприятно пассажирам, поэтому изобрели электропневматические тормоза.

Пневматические

с непрямым

непосредственным действием.

• 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.

• 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.  Они работают также как и пневматические, плюс электричество. Сверху крана машиниста установлен тормозной контроллер и приведя ручку контроллера в положение торможения машинист посылает электрический ток под каждый вагон, благодаря чему происходит одновременное плавное торможение всех вагонов и локомотива (зависит от опыта машиниста).

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). 

Электрические.  Наибольшее распространение получили на электропоездах, метро, городские трамваи. Пассажирские электровозы, грузовые ВЛ8, ВЛ10, некоторые тепловозы. Колёсные пары электровоза вращаются при помощи электромашины, которые могут работать в режиме электродвигателя, получая электроэнергию с контактной сети и вращая колёсные пары, а могут работать в режиме генератора, отдавая электроэнергию в контактную сеть за счёт вращения якоря электродвигателя колёсными парами.

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. 

Рекуперативна-реостатная с истема торможения 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.

Между колесными парами закреплен тормозной башмак – электромагнит. На него подается напряжение. От образовавшихся электромагнитных волн он притягивается к рельсу и образует трение, вагон тормозится. Эти тормоза применяются на ЭР-200, фирменном поезде «Невский Экспресс», «Сапсан». Вес электромагнита – 262 кг, сила прижима – 10 тонн, тяжелее нашего вагона

• 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

Питания – компрессоры, продуцирующие сжатый воздух и направляющие его по магистрали и в резервуары (про запас). Оснащены регуляторами, поддерживающими стабильно нужное давление. 

оборудование

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.

• 15. Железнодорожный подвижной состав должен быть оборудован автоматическими тормозами, а пассажирские вагоны и локомотивы, вагоны моторвагонного железнодорожного подвижного состава, кроме того, оборудуются электропневматическими тормозами. Порядок и сроки оборудования автоматическими тормозами железнодорожного подвижного состава, не находящегося в обращении и не имеющего права подачи (выхода) на железнодорожные пути общего пользования, устанавливаются их владельцем.

Автоматические и электропневматические тормоза железнодорожного подвижного состава должны содержаться в соответствии с нормами и правилами и обладать управляемостью и надежностью действия в различных условиях эксплуатации, обеспечивать плавность торможения, а автоматические тормоза также остановку поезда при разъединении или разрыве тормозной магистрали и при открытии стоп-крана (крана экстренного торможения).

Автоматические и электропневматические тормоза железнодорожного подвижного состава должны обеспечивать тормозное нажатие, гарантирующее остановку поезда при экстренном торможении на расстоянии не более тормозного пути, определенного по расчетным данным, утвержденным нормами и правилами.

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

• источник тока; 
•   микроконтроллер крановой ручки; 
•   управляющий блок; 
•   ЭМ-привод для клапана перекрышки и замедления; 
•   резервуар (запасной); 
•   распределитель воздуха; 
•   цилиндр; 
•   магистраль; 
•   клапан для переключения. 

В одном из самых распространенных случаев – при использовании ЭТП (электропневматических устройств) – она выглядит так

Типы тормозных колодок подвижного состава: классификация

Колодка из чугуна

Композиционные колодки

Колодки для определенных единиц

для вагонов

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.