2.3. Основные схемы и процессы, протекающие в тормозном оборудовании поездов

Впервые сжатый воздух для торможения на подвижном составе был применен в прямодействующем неавтоматическом тормозе в 1869 г. Его схема представлена в структурном виде на рис. 2.4 и состоит из компрессора (К), предохранительного клапана (ПК), главного резервуара (ГР), крана машиниста (КМ), тормозных цилиндров (ТЦ), тормозной магистрали (ТМ), межвагонных соединений (МС), концевого (КК) и разобщительного кранов (РК).

Автоматические тормоза подвижного соостава. В.Р.Асадченко

Рис. 2.4. Структурная схема прямодействующего неавтоматического тормоза

Компрессор нагнетает сжатый воздух в ГР, излишки которого сбрасываются ПК. При торможении КМ сообщает ГР с ТМ и через МС последовательно наполняются ТЦ, вызывая прижатие тормозных колодок к колесам. Утечки воздуха из ТМ и ТЦ пополняются через КМ из ГР, поэтому такой тормоз называется прямодействующим. Из-за ограниченного диаметра тормозной магистрали наполнение ТЦ происходит последовательно и со значительным отставанием между головной и хвостовой частями поезда как показано на рис. 2.5.

Автоматические тормоза подвижного соостава. В.Р.Асадченко

Рис. 2.5. Диаграммы наполнения ТЦ в прямодействующем неавтоматическом тормозе

Это вызывает неудовлетворительные продольно-динамические реакции и не позволяет водить составы более 6—7 вагонов. Кроме того, при разрыве поезда и тормозной магистрали воздух выходит из тормозных цилиндров и части состава становятся неуправляемыми, что нарушает безопасность движения. По этим причинам указанный тормоз применяется в основном в качестве вспомогательного на локомотивах.

Более совершенной и повсеместно применяемой на подвижном составе является схема автоматического прямодействующего и непря-модействующего тормозов. В дополнение к рассмотренному выше тормозному оборудованию на каждой подвижной единице устанав-

ливаются воздухораспределитель (ВР) и запасный резервуар (ЗР) в соответствии с рис. 2.6. Энергии накопленного сжатого воздуха в ЗР при минимально допустимом давлении в нем 0,45 МПа хватает на полную остановку транспортного средства.

Автоматические тормоза подвижного соостава. В.Р.Асадченко

Рис 2 6. Структурная схема автоматического прямодействующего и непрямодействующего тормозов

Тормозная магистраль, в отличие от предшествующей схемы, изначально заряжена до установленного значения. В промежутках между очередными торможениями происходит подзарядка запасных резервуаров из ТМ через ВР. Последний реагирует на изменение давления в ТМ так, что при его росте сообщает ТЦ с атмосферой (отпуск тормоза), а при понижении давления подает сжатый воздух изЗР вТЦ (торможение). При обрыве поезда и тормозной магистрали воздух из нее выходит и автоматически, без участия машиниста, наступает режим торможения всех оборвавшихся частей (свойство автоматичности тормоза). Этим обеспечивается высокая безопасность движения.

Процессы, протекающие в ТМ и ТЦ в этом тормозе для грузового поезда, приведены на рис. 2.7. В них различают четыре режима: зарядка, торможение, перекрыша и отпуск.

Автоматические тормоза подвижного соостава. В.Р.Асадченко

Для ускорения зарядки тормозов составов в парках отправления и их отпуска после очередных торможений используют, так называемое, сверхзарядное давление — на 0,05—0,10 МПа больше установленного. При этом выдерживают во времени такой повышенный уровень давления в ТМ пропорционально длине состава (до момента *,), а затем начинают снижать его темпом мягкости (период ^-<2), на который не реагируют ВР, переходя на зарядное давление.

Зарядным называют давление, которое должно устанавливаться краном машиниста в тормозной магистрали головной части поезда. С учетом реальных утечек его уровень нормируется в зависимости от длины поезда и принимается равным 0,53—0,55 МПа в грузовых поездах нормальной длины, 0,50—0,52 МПа в пассажирских поездах и 0,45—0,48 МПа в электропоездах. Далее по поезду оно постепенно снижается, как показано на рис. 2.8 (и называется поездным), но до уровня не ниже 0,45 МПа.

Автоматические тормоза подвижного соостава. В.Р.Асадченко

Рис. 2.8. Изменение давления в тормозной магистрали при утечках

Для управления движением поезда в большинстве случаев машинист применяет ступенчатое торможение, как показано на рис. 2.7 (ц - и, ц - г6, /7 - г8), с промежуточными перекрышами (/4 - и, /6 -17, г8 - /9) периодически разряжая магистраль соответствующим темпом. При этом, для устойчивой работы тормозов, первая ступень разрядки ТМ должна быть не менее 0,06 МПа в грузовых груженых поездах и не менее 0,03 МПа в пассажирских, а последующие — не менее 0,02 МПа. Максимальный тормозной эффект достигается при полном служебном торможении (ПСТ), когда давление в тормозной магистрали снижается на величину 0,15—0,17 МПа. При этом его наибольшее значение в тормозных цилиндрах составляет 0,38—0,40 МПа.

Когда после произведенного торможения давление в ТМ и ТЦ стабилизируется, наступает режим перекрыши. В этом состоянии на спуске поезд может тормозить достаточно долге (несколько минут). Поэтому разряжать тормозную магистраль в грузовых поездах до давлений меньших чем 0,38 МПа нельзя, так как тормозная эффективность больше не вырастает, но нарушается возможность восполнения утечек в ТЦ (свойство прямодействия).

Экстренное торможение производят соответствующим темпом и разряжают ТМ до нуля для ускорения срабатывания тормозов. Поскольку остановка поезда в этом случае происходит за сравнительно короткое время 1,0—1,5 мин, возможная утечка воздуха в ТЦне может существенно повлиять на истощимость тормозов. Поэтому свойство прямодействия при таком режиме их работы нарушается.

При отпуске давление в ТМ возрастает до поездного значения, а в ТЦ снижается до нуля (полный легкий бесступенчатый отпуск). Происходит подзарядка запасных резервуаров и камер воздухораспределителей для подготовки к следующему торможению. Таким образом, у автоматического тормоза имеется два диапазона давления: управляющий 0,55— 0,38 МПа и исполнительный — 0,38—0 МПа, в которых должны укладываться процессы, протекающие соответственно в ТМ и ТЦ.

Дальнейшим развитием тормозных систем является прямодейст-вующий электропневматический тормоз (ЭПТ), которым оборудован весь отечественный пассажирский подвижной состав. Структурная схема этого тормоза приведена на рис. 2.9. В ней в дополнение к автоматическому тормозу вместе с ТМ вдоль поезда прокладываются электрические провода, по которым управляются через специальный контроллер на кране машиниста электровоздухораспределители (ЭВР), установленные в одном блоке сВР на каждой подвижной единице.

При торможении ЭПТ тормозную магистраль зачастую не разряжают, что обеспечивает высокую неистощимость и прямодействие тормоза. За счет одновременного срабатывания ЭВР и соответствующего роста тормозного нажатия вагонов в поезде продольно-динамические усилия существенно снижаются, что позволяет ускорить наполнение

Автоматические тормоза подвижного соостава. В.Р.Асадченко

Рис. 2 9 Структурная схема прямодействующего электропневматического тормоза

ТЦ до 3—4 с и резко повысить управляемость тормозами (точность поддержания необходимой скорости движения) подвижного состава. Использование ЭПТ в пассажирских поездах снижает длину их тормозного пути на 10—15 %, в грузовых на 15—20 %, а также снимает ограничения на их длину по продольно-динамическим реакциям.

Применяемый на отечественном подвижном составе ЭПТ не обладает свойством автоматичности, так как при обрыве проводов переходит в режим отпуска. По этой причине его используют только при наличии пневматического автоматического тормоза.

В тормозных магистралях рассмотренных выше тормозных систем различают три темпа изменения давления: мягкости, служебного и экстренного торможения. Темп мягкости составляет до 0,03 МПа/мин и на него тормоза не реагируют, обладая определенной нечувствительностью.

Темп служебного торможения находится в диапазоне от 0,01 до 0,04 МПа/с и вызывает четкое срабатывание воздухораспределителей на торможение с дополнительной разрядкой ТМ на установленную глубину и обеспечения таким образом незатухающей тормозной волны до хвостовой части поезда. Экстренное торможение с последовательным срабатыванием ускорителей экстренного торможения по поезду, если они имеются на ВР, и ускоренным наполнением ТЦ обеспечивается темпом экстренного торможения 0,08 МПа/с и выше.

В тормозной магистрали при управлении указанными процессами возникают три волны: воздушная, тормозная и отпускная. Воздушной волной является перепад давления, движущийся в ТМ и возникающий при ее сообщении с атмосферой. Скорость этой волны Квв такая же, как и у звука в воздухе, и составляет около 330 м/с в обычных условиях. В общем случае она практически не зависит от величины давления и влажности, но значительно изменяется от температуры в соответствии с выражением

Автоматические тормоза подвижного соостава. В.Р.Асадченко

где Т— абсолютная температура воздуха в тормозной магистрали, К°.

Тормозная волна характеризуется началом появления давления в ТЦ. Ее скорость Кгв зависит от чувствительности и быстродействия воспринимающей части воздухораспределителей и не должна быть менее 250 м/с по международным требованиям. Грузовой BP № 483 создает скорость тормозной волны 300 м/с, а пассажирский № 292 не более 200 м/с. Практически К1В можно измерить следующим образом

Автоматические тормоза подвижного соостава. В.Р.Асадченко

< IB

где L„ — длина поезда, м; г1В — время тормозной волны, с.

Последнее определяется как время от момента поворота ручки крана машиниста в тормозное положение до появления давления в ТЦ соответствующего вагона.

Аналогично определяется скорость отпускной волны Ков, которая характеризуется снижением давления в ТЦ

Ко» =—,м/с, (2.17)

где — время отпускной волны от поворота ручки КМ в отпускное положение до начала падения давления в ТЦ.

Скорость этой волны составляет около 50 м/с. Таким образом, например, до последнего вагона поезда длиной в один километр она доходит через 20 с. Этим объясняются, в частности, рекомендуемые выдержки времени после начала отпуска тормозов до набора тяги, в зависимости от длины поезда, в соответствии с Инструкцией по эксплуатации тормозов подвижного состава.

Предыдущая Оглавление Следующая

Рекомендуемый контент: