какие типы тормозов применяется на подвижном составе железных дорог
Какие типы тормозов применяется на подвижном составе железных дорог
ПРОЕКТЫ ГРУППЫ КОМПАНИЙ
«Регионального Центра Инновационных Технологий»
Тормозная система подвижного состава РЖД.
Для остановки поезда при движении его на прямом горизонтальном участке пути достаточно просто выключить тяговые двигатели локомотива (перевести гидропередачу в режим холостого хода), и через определенный промежуток времени поезд остановится благодаря естественным силам сопротивления движению поезда. Однако, в этом случае, за счет силы инерции поезд пройдет значительное расстояние, прежде чем остановиться. Для сокращения этого расстояния необходимо искусственно увеличить силы сопротивления движению поезда.
Устройства, применяемые в поездах для искусственного увеличения сил сопротивления движению, называются тормозными устройствами (тормозами), а силы, создающие искусственное сопротивление, — тормозными силами.
Тормозные силы и силы сопротивления движению гасят кинетическую энергию движущегося поезда. Наиболее распространенным средством для получения тормозных сил является колодочный тормоз, при котором торможение осуществляется прижатием колодок к вращающимся колесам, благодаря чему возникают силы трения между колодкой и колесом. При трении колодок о колеса происходит разрушение мельчайших выступов поверхности, а также молекулярное взаимодействие микронеровностей контактирующих поверхностей. Трение тормозных колодок можно рассматривать как процесс превращения механической работы сил трения в тепло.
Тип тормозов | Максимальная скорость (км/ч) | Длина торм.пути на площадке при макс.скорости движения (м) | Коэфф. эффективности тормозов* |
1. Пассажирский подвижной состав (кроме моторвагонного) | |||
1.1. Пневматический с чугунными колодками | 120-160 | 1000-1600 | 8,3-10,0 |
1.2. Электропневматический с композиционными колодками | 160 | 1300 | 8,1 |
1.3. Пневматический с чугунными колодками совместно с магнитно-рельсовым | 150 | 460 | 3,1 |
1.4. Электропневматический дисковый с композиционными колодками и магнитно-рельсовый | 200 | 1600 | 8,0 |
2. Грузовой подвижной состав | |||
2.1. Пневматический с чугунными колодками | 80 | 800 | 10,0 |
2.2. Пневматический с композиционными колодками | 100 | 800 | 8,0 |
2.3. Электропневматический с композиционными колодками | 100-120 | 750-1000 | 7,5-8,3 |
3. Моторвагонный подвижной состав | |||
3.1. Электропневматический с чугунными колодками | 130 | 1000 | 7,7 |
3.2. Электропневматический с композиционными колодками | 130 | 800 | 6,1 |
3.3. Электропневматический дисковый с композиционными накладками и магнитно-рельсовый | 200 | 1500 | 7,5 |
* Величина тормозного пути (м), приходящаяся на 1км/ч максимальной скорости поезда.
ХАРАКТЕРИСТИКА ТОРМОЗОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА
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).
1. Автоматическими называются такие тормоза, в которых при разрыве тормозной магистрали или открытии стоп-крана любого вагона происходит торможение. Автоматические тормоза приходят в действие (срабатывают на торможение) вследствие снижения давления в магистрали, а при повышении давления в магистрали производят отпуск тормозов.
2. Неавтоматическими называются такие тормоза, в которых при разрыве тормозной магистрали происходит отпуск. Неавтоматические тормоза приходят в действие (срабатывают на торможение) при повышении давления в трубопроводе, а при выпуске воздуха из трубопровода производят отпуск.
Работа автоматических тормозов разделяется на следующие три процесса:
1. Зарядка — воздухопровод (магистраль) и запасные резервуары под каждой единицей подвижного состава заполняются сжатым воздухом;
2. 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;
3. Отпуск — давление в магистрали повышается, вследствие чего воздухораспределители выпускают воздух из тормозных цилиндров в атмосферу, одновременно производят подзарядку запасных резервуаров, сообщая их с тормозной магистралью.
Электропневматические тормоза.
Электропневматическими называются пневматические тормоза, управляемые при помощи электрического тока.
Электропневматический тормоз прямодействующего типа с разрядкой и без разрядки тормозной магистрали, применяется на пассажирских, электро- и дизель-поездах. В этом тормозе наполнение цилиндров при торможении и выпуск воздуха из них при отпуске осуществляются независимо от изменения давления в магистрали, т. е. аналогично прямодействующему пневматическому тормозу.
Электропневматический тормоз автоматического типа с питательной и тормозной магистралями и с разрядкой тормозной магистрали при торможении применяется на некоторых дорогах Западной Европы и США.
В этих тормозах торможение осуществляется путем разрядки тормозной магистрали каждого вагона через электровентили в атмосферу, а отпуск — сообщением ее через другие электровентили с дополнительной питательной магистралью. Процессами наполнения и опоражнения тормозного цилиндра управляет обычный воздухораспределитель, как и при автоматическом пневматическом тормозе.
Классификация тормозного оборудования.
Тормозное оборудование подвижного состава разделяется на :
1. П невматическое, приборы которого работают под давлением сжатого воздуха, и
2. М еханическое (тормозная рычажная передача).
Пневматическое тормозное оборудование по своему назначению делится на следующие группы:
1. П риборы питания тормоза сжатым воздухом;
2. П риборы управления тормозами;
3. П риборы, осуществляющие торможение;
4. В оздухопровод и арматура тормоза.
1. К приборам питания тормозов сжатым воздухом относятся:
1.1. Компрессоры;
1.2. Предохранительные клапана;
1.3. Регуляторы давления;
1.4. Маслоотделители;
1.5. Главные резервуары;
1.6. Воздухоохладители.
2. К приборам управления тормозами относятся:
2.1. Краны машиниста;
2.2. Краны вспомогательного тормоза;
2.3. Устройства блокировки тормоза;
2.4. Краны двойной тяги;
2.5. Клапаны автостопа;
2.6. Сигнализаторы отпуска;
2.7. Датчики контроля состояния тормозной магистрали;
2.8. Манометры.
3. В группу приборов осуществляющих торможение входят:
3.1. Воздухораспределители;
3.2. Авторежимы;
3.3. Запасные резервуары;
3.4. Тормозные цилиндры.
4. К воздухопроводу и арматуре относятся:
4.1. Трубопроводы магистралей;
4.2. Краны;
4.3. Соединительные рукава;
4.4. Масло и влагоотделители;
4.5. Фильтры и пылеловки.
При оборудовании подвижного состава электропневматическими тормозами к приборам питания добавляется источник электрической энергии (статический преобразователь, аккумуляторные батареи, электрические цепи управления и контроля и др.), а к приборам управления — контроллер, блок управления и др. Соответственно добавляется и арматура: ура: клеммные коробки, соединительные рукава с электроконтактом, сигнальные лампы и др.
Отдельные серии локомотивов (ЧС2, ЧС4, ЧС2Т, ЧС4Т) и вагоны (РТ200, габарита РИЦ и др.) дополнительно оборудованы приборами скоростного регулирования и приборами противоюзного устройства.
В связи с постоянным совершенствованием в процессе эксплуатации тормозного оборудования его схемы для одной и той же серии могут иметь свои особенности. Принципиальное отличие схем тормозного оборудования локомотивов и вагонов заключается в том, что на локомотивах применяются все приборы тормозного оборудования (питания, управления, торможения и др.), а на вагонах — только приборы, осуществляющие торможение. Тормозное оборудование грузовых вагонов.
Тормозное оборудование грузовых вагонов может быть выполнено как с авторежимом, так и без него.
Двухкамерный резервуар 7 прикреплен к раме вагона и соединен с пылеловкой, запасным резервуаром 4 объемом 78 л и тормозным цилиндром 10 через авторежим 2 усл. № 265-002. К резервуару 5 прикреплены магистральная 6 и главная 8 части воздухораспределителя.
Приборы питания тормозов сжатым воздухом
Применяемые на подвижном составе железных дорог компрессоры разделяют:
1. По числу цилиндров:
1.1. Одноцилиндровые,
1.2. Двухцилиндровые,
1.3. Трехцилиндровые;
2. По расположению цилиндров:
2.1. Горизонтальные,
2.2. Вертикальные,
2.3. W-образные,
2.4. V-образные;
3. По числу ступеней сжатия:
3.1. Одноступенчатые,
3.2. Двухступенчатые;
4. По типу привода:
4.1. С приводом от электродвигателя,
4.2. С приводом от дизеля.
Тормоза железнодорожного подвижного состава
Тормоза железнодорожного подвижного состава предназначены для регулирования скорости движения от максимально возможной до полной остановки, а также удержания состава на месте.
Классификация тормозов и их основные свойства.
Тормоза классифицируются по способам создания тормозной силы и свойствам управляющей части.
По способам создания тормозной силы различаются фрикционные и динамические тормоза. По свойствам управляющей части различают тормоза автоматические и не автоматические. На подвижном составе железных дорог РОССИИ применяются пять типов тормозов:
Применяются как дополнительные к ЭПТ и электрическим.
Пневматические тормоза имеют:
— однопроводную магистраль для обеспечения сжатым воздухом и дистанционного управления работой тормозного оборудования;
— приборы управления тормозами;
Применяемые на подвижном составе пневматические тормоза разделяются на автоматические и неавтоматические, а так же на пассажирские (с быстрыми тормозными процессами) и на грузовые (с замедленными процессами).
Автоматическими называются тормоза, которые при разрыве поезда или тормозной магистрали, а так же при открытии стоп-крана из любого вагона автоматически приходят в действие вследствие снижения давления 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 тормозов.
По принципу действия разделяются на:
— прямодействующие неавтоматические;
— не прямодействующие автоматические;
— прямодействующие автоматические.
Прямодействующим неавтоматическим тормоз называется по тому, что в процессе торможения тормозные цилиндры сообщаются с источником питания, и при разрыве поезда, разъединении соединительных рукавов он не приходит в действие. Если в тормозных цилиндрах в этот момент был воздух, то он немедленно выйдет и произойдёт отпуск. Кроме того этот тормоз является неистощимым, так как при помощи крана машиниста всегда можно повысить давление в тормозных цилиндрах, которое понизилось из-за утечек воздуха.
Не прямодействующий автоматический тормоз отличается от прямодействующего неавтоматического тем, что на каждой единице подвижного состава между тормозной магистралью и тормозным цилиндром устанавливается воздухораспределитель, соединённый с запасным резервуаром, который содержит запас сжатого воздуха. Тормоз называется не прямодействующим потому, что в процессе торможения тормозные цилиндры не сообщаются с источником питания (главными резервуарами). При длительном торможении вследствие невозможности пополнить воздухом запасных резервуаров через тормозную магистраль, давление воздуха в тормозных цилиндрах и запасных резервуарах уменьшается и потому тормоз является истощимым.
Прямодействующий автоматический тормоз состоит из тех же составных частей, что и непрямодействующий. Благодаря особому устройству крана машиниста и воздухораспределителя автоматически поддерживается давление в тормозной магистрали можно регулировать тормозную силу в поезде в сторону увеличения и уменьшения в нужных пределах. Если в процессе торможения давление в тормозных цилиндрах снизится вследствие утечек, то оно быстро восстановится за счёт поступления воздуха из запасных резервуаров. Как только давление в запасном резервуаре станет меньше чем в магистрали, откроется обратный клапан и воздух пополнит запасной резервуар и далее тормозной цилиндр. Тормозная магистраль в свою очередь автоматически пополнится через кран машиниста из главного резервуара. Таким образом, давление тормозном цилиндре может поддерживаться длительное время. Этим автоматический не прямодействующий тормоз отличается от автоматического прямодействующего.
При техническом обслуживании вагонов выполняются работы по обслуживанию тормозного оборудования. При этом, действующими на сегодняшний момент «Правилами по обслуживанию автотормозного оборудования и управлению тормозами железнодорожного подвижного состава » установлены следующие требования:
ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ ТОРМОЗНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ.
При техническом обслуживании у каждого грузового вагона необходимо:
— проверить исправность тормозного оборудования;
— проверить наличие и исправность крепежных деталей и предохранительных (поддерживающих) устройств тормозного оборудования;
— в тормозной рычажной передаче проверить наличие осей, шайб, шплинтов, соответствие и правильность их постановки;
— на вагонах, оборудованных авторежимом, проверить исправность опорной балки, контактной планки, крепление опорной балки и контактной планки, положение упора авторежима относительно контактной планки;
— проверить состояние, толщину тормозных колодок и их расположение относительно поверхности катания колес;
— проверить регулировку выходов штоков тормозных цилиндров и тормозной рычажной передачи;
— проконтролировать правильность включения воздухораспределителей на режим «Равнинный» или «Горный»;
— проконтролировать в зависимости от наличия или отсутствия на вагоне авторежима, типа колодок (композиционных или чугунных), загрузки вагона, типа и модели вагона правильность включения воздухораспределителя на режим торможения «Порожний», «Средний» или «Груженый».
7 В пунктах формирования грузовых поездов и пунктах технического обслуживания на станциях, предшествующих крутым затяжным спускам, у вагонов должно быть проверено действие стояночных (ручных) тормозов.
8 При техническом обслуживании состава вагонов или поезда необходимо:
— проконтролировать соединение рукавов тормозных магистралей между вагонами, составом вагонов и локомотивом – убедиться в том, что соединительные рукава соединены, концевые краны между вагонами, составом вагонов и локомотивом открыты, хвостовой концевой кран последнего вагона закрыт;
— проконтролировать включение тормозов у вагонов – убедиться в том, что разобщительные краны на подводящих трубах к воздухораспределителям открыты;
— проконтролировать плотность тормозной пневматической сети состава вагонов, которая должна соответствовать установленным нормативам;
— проконтролировать действие тормоза каждого вагона при торможении и отпуске;
— проконтролировать выход штока тормозных цилиндров на каждом вагоне.
9 Все тормозное оборудование должно быть надежно закреплено, ослабленные детали крепления необходимо затянуть, взамен неисправных и недостающих деталей крепления и предохранительных (поддерживающих) устройств должны быть утсановлены исправные детали крепления и предохранительные (поддерживающие) устройства.
10 У резинотекстильных трубок соединительных рукавов не допускается наличие расслоений, надрывов и глубоких трещин, доходящих до текстильного слоя, отслоений внешнего или внутреннего слоя.
11 Вертикальные оси в тормозной рычажной передаче, должны быть установлены головками вверх. Оси, установленные горизонтально, должны быть обращены шайбами наружу от продольной оси вагона. Горизонтальные оси, расположенные на продольной оси вагона, должны быть обращены головками в одну сторону.
На оси тормозной рычажной передачи должны быть установлены стандартные шайбы и шплинты. Обе ветви шплинта должны быть разведены на угол между ними не менее 90º. При необходимости замены шплинты следует устанавливать новые, повторное использование шплинтов запрещается.
Расстояние между шайбой и шплинтом в шарнирных соединениях тормозной рычажной передачи не должно превышать 3 мм. Допускается регулировать этот размер постановкой не более одной дополнительной шайбы необходимой толщины, но не более 6 мм, с таким же диаметром отверстия, как и у основной шайбы.
12 Опорная балка для авторежима не должна иметь трещин и деформации.
Опорная балка для авторежима должна крепиться на специальных полках боковых рам тележки вагона через резинометаллические элементы и иметь возможность свободно перемещаться в пазах боковых рам.
Контактная планка должна быть надежно закреплена на опорной балке с помощью крепежных деталей.
Под контактной планкой могут устанавливаться регулировочные планки, закрепленные на опорной балке заодно с контактной планкой. Приварка регулировочных планок поверх контактной планки запрещена.
Упор авторежима должен находиться над средней зоной контактной планки – расстояние от упора авторежима до края контактной планки не должно быть менее 50 мм.
13 Тормозные колодки не должны иметь изломов и трещин, выступать за кромку наружной грани обода колеса более чем на 10 мм. На грузовых вагонах с тележками пассажирского типа выход колодок за кромку наружной грани обода колеса не допускается.
Минимальная толщина тормозных колодок, при которой они подлежат замене (толщина предельно изношенных тормозных колодок) устанавливается в зависимости от длины гарантийного участка, но не менее:
— композиционных с металлическим штампованным каркасом — 14 мм;
— композиционных с сетчато-проволочным каркасом — 10 мм.
Композиционные тормозные колодки с сетчато-проволочным каркасом можно отличить от композиционных тормозных колодок с металлическим штампованным каркасом по ушку, заполненному фрикционной композиционной массой.
Толщину тормозной колодки следует проверять с наружной стороны тележки.
При клиновидном износе толщину тормозной колодки следует контролировать на расстоянии 50 мм от тонкого края колодки.
При износе боковой поверхности тормозных колодок со стороны гребня колеса необходимо проверить состояние триангелей, траверс (у грузовых вагонов с тележками пассажирского типа), тормозных башмаков и их подвесок, тормозные колодки заменить.
Минимальная толщина вновь устанавливаемой тормозной колодки должна быть не менее 25 мм, при этом клиновидный износ не допускается.
14 Запрещается устанавливать композиционные тормозные колодки на вагоны, рычажная передача которых установлена под чугунные колодки (оси затяжек горизонтальных рычагов находятся в отверстиях, расположенных дальше от тормозного цилиндра), и, наоборот, не допускается ставить чугунные тормозные колодки на вагоны, рычажная передача которых установлена под композиционные колодки.
Исключение составляют служебные и дизельные вагоны рефрижераторного подвижного состава, а также грузовые вагоны с дизельным отделением пятивагонных рефрижераторных секций, тормозная рычажная передача которых рассчитана только на чугунные колодки (горизонтальные тормозные рычаги имеют одно отверстие для соединения с затяжкой). На таких вагонах разрешается ставить композиционные тормозные колодки при обязательном условии, что воздухораспределители этих вагонов должны быть закреплены на «Порожний» режиме работы воздухораспределителя.
Вагоны с тарой от 27 т и более, в том числе шестиосные и восьмиосные вагоны, разрешается эксплуатировать только с композиционными тормозными колодками.
При замене тормозных колодок необходимо соблюдать следующие условия:
— на одном вагоне должны быть установлены колодки одного типа и конструкции;
— колодки на одной оси не должны различаться по толщине более чем на 10 мм.
15 При правильно отрегулированной тормозной рычажной передаче:
— выход штока тормозного цилиндра должен находиться в пределах норм, приведенным в таблице II.1 настоящих Правил.
Нормы выхода штоков тормозных цилиндров у вагонов с тормозной рычажной передачей, не оборудованной регуляторами, перед крутыми затяжными спусками устанавливаются техническо-распорядительным документом владельца инфраструктуры;
— расстояние от торца муфты защитной трубы регулятора тормозной рычажной передачи (далее – регулятор) до присоединительной резьбы его винта должно быть для регуляторов 574Б, РТРП-675, РТРП-675-М не менее 150 мм, для регуляторов РТРП-300 – не менее 50 мм;
— упорный рычаг привода (упор) регулятора при отпущенном тормозе вагона не должен касаться корпуса регулятора;
— углы наклона горизонтальных, промежуточных и вертикальных рычагов должны обеспечивать работоспособное состояние тормозной рычажной передачи вагона до предельного износа тормозных колодок.
При необходимости регулировки тормозная рычажная передача вагонов, оборудованных регулятором, должна быть отрегулирована на поддержание выхода штока тормозного цилиндра на нижнем пределе установленных норм выхода штока.
Таблица II.1 – Выход штока тормозного цилиндра грузовых вагонов
Тип вагона и тормозных колодок | Выход штока в мм. | ||||||||||||||||
При отправлении с пункта технического обслуживания | Максимально допустимый в эксплуатации при полном служебном торможении (без регулятора) | ||||||||||||||||
при полном служебном торможении | при первой ступени торможения | ||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||||||
Грузовой вагон (в том числе рефрижераторный) с одним тормозным цилиндром, с чугунными тормозными колодками | |||||||||||||||||
Грузовой вагон (в том числе рефрижераторный) с одним тормозным цилиндром, с композиционными тормозными колодками | |||||||||||||||||
Грузовой вагон с двумя тормозными цилиндрами (с раздельным торможением), с чугунными тормозными колодками | |||||||||||||||||
Грузовой вагон с двумя тормозными цилиндрами (с раздельным торможением), с композиционными тормозными колодками |
Тип вагона и тормозных колодок | Выход штока в мм. | ||
При отправлении с пункта технического обслуживания | При отправлении с пункта технического обслуживания | ||
при полном служебном торможении | при первой ступени торможения | ||
1 | 2 | 3 | 4 |
Пассажирский вагон с чугунными тормозными колодками | |||
Пассажирский вагон с композиционными тормозными колодками | |||
Пассажирский вагон габарита РИЦ с воздухораспределителями КЕ и чугунными тормозными колодками | |||
Пассажирский вагон габарита ВЛ-РИЦ на тележках ТВЗ-ЦНИИ — М с чугунными тормозными колодками |