АВТОМАТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА РУЧНЫЕ ТОРМОЗА

АВТОМАТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА, РУЧНЫЕ ТОРМОЗА: ПРИНЦИП РАБОТЫ И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ Выполнил: студент ФТ гр. 09 -06 Гончарова Т. А. Проверил: Лучковская Н. В.

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ТОРМОЗОВ Для уменьшения скорости движения поезда или его остановки локомотивы и вагоны снабжены тормозами. Тормоза — это комплекс устройств, применяемых в поездах для искусственного увеличения сил сопротивления движению. Силы, создающие искусственное сопротивление (силы трения), называют тормозными.

В условиях все возрастающих скоростей движения и масс поездов для их остановки на более коротком отрезке пути требуются значительные тормозные силы. От значения тормозной силы зависит эффективность (мощность) тормозов: чем эффективнее тормоза, тем меньше тормозной путь (расстояние, проходимое поездом от начала торможения до полной его остановки) и тем дольше поезд может следовать по перегону с наибольшей скоростью.

Тормозная сила зависит от силы нажатия тормозных колодок и коэффициента трения колодки о бандаж. Беспредельно увеличивать эту силу нельзя: если она превысит силу сцепления колеса с рельсом (последняя определяется нагрузкой от колесной пары на рельсы и коэффициентом сцепления колеса с рельсами), возникнет юз, т. е. скольжение колеса по рельсу. Это снижает эффективность тормозов и приводит к появлению ползунов на колесах. Поэтому кроме увеличения максимальной допустимой силы нажатия тормозных колодок на колесные пары ученые и конструкторы используют и другие возможности повышения эффективности тормозов.

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ ПРИМЕНЯЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ВИДЫ ТОРМОЖЕНИЯ: фрикционное, использующее силу трения тормозных колодок, прижимаемых к ободьям вращающихся колес, или специального диска, насаженного на ось колесной пары; реверсивное (электрическое) торможение может быть рекуперативным, когда выработанная двигателями электровоза энергия возвращается в контактную сеть, или реостатным, когда энергия поглощается специальными сопротивлениями (реостатами); электромагнитное торможение, основанное на принципе воздействия электромагнитных устройств на рельсы. Оно применяется как основное для скорых поездов, так как создаваемая в этом случае тормозная сила не ограничивается условиями сцепления колес с рельсами.

ОСТАНОВКА СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ ПОЕЗДА Чтобы затормозить поезд, надо лишь повернуть кран машиниста, находящийся на пульте управления локомотивом. Тотчас же сжатый воздух откроет клапаны и поступит из специальных резервуаров, которые находятся под вагонами, в тормозные цилиндры, переместит поршни и через систему рычагов с большой силой прижмет колодки к вращающимся колесам. Если надо, чтобы поезд остановился, машинист подольше подержит открытым вход в цилиндр и впустит в него больше воздуха. Если же нужно лишь притормозить поезд, чтобы он снизил скорость, машинист впустит в цилиндр поменьше воздуха.

Как только необходимость в торможении отпала, машинист перекрывает доступ воздуха в тормозные цилиндры, и пружины, находящиеся в цилиндрах, заставляют тормозные колодки отпустить колеса. Поезд может продолжать путь. Так сжатый воздух останавливает поезд

ФРИКЦИОННЫЕ ТОРМОЗА q ü ü ü По способу управления делятся на: ручные; пневматические; электромагнитные и электрические локомотивах). По конструкции делятся на: колодочные; дисковые; магниторельсовые. (на

v Ручным тормозом оборудованы локомотивы, пассажирские вагоны и 10 % грузовых вагонов. v Пневматическим вагоны. v Электропневматическим тормозом — пассажирские вагоны, электропоезда и дизель-поезда. v Магниторельсовыми тормозами оборудованы высокоскоростной электропоезд ЭР 200 и высокоскоростной электропоезд «Сокол» , предназначенный для эксплуатации на направлении Москва—Санкт-Петербург. v Электрическими тормозами оборудованы отдельные серии электровозов, тепловозов и электропоездов. тормозом оборудованы грузовые

По своему назначению тормоза делятся на: пассажирские с ускоренными процессами торможения (наполнение сжатым воздухом тормозных цилиндров), отпуска и зарядки; v грузовые, имеющие замедленные процессы торможения, отпуска и зарядки с учетом обеспечения необходимой плавности торможения; v универсальные с ручным переключением на пассажирский или грузовой режимы работы тормоза. v

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА q Пневматические тормоза подвижного состава имеют однопроводную тормозную воздухопровод, проложенную локомотива. магистраль под полом или вагона и

Воздухопроводная тормозная магистраль состоит из магистральной трубы 4 с внутренним диаметром l, 5 дюйма, концевых кранов 7 клапанного типа, междувагонных рукавов 8 с головками 9 для гибкого соединения воздухопроводов, подвесок 10, разобщительных кранов 12 для включения и выключения воздухораспределителей, пылеловки или тройника 3 для присоединения к магистрали отвода трубы 11, идущей к двухкамерному резервуару 13 воздухораспределителя , стоп-кранов 2 и соединительных частей — муфт 5, контргаек 6, тройников 1.

ТОРМОЗНАЯ МАГИСТРАЛЬ ВАГОНА Тормозная магистраль представляет собой металлическую трубу с внутренним диаметром 32 мм (до 1948 г. диаметр был 28, 4 мм).

q q Концы магистральной трубы 5, выходящие за лобовые балки рамы вагона, имеют резьбу, на которую навернуты концевые краны 1, фиксирующиеся державкой 2. Концевые краны предназначены для закрывания тормозных магистралей перед расцеплением вагонов и для соединения тормозных магистралей каждого вагона в единую тормозную магистраль поезда; на наружном конце хвостового вагона поезда он должен находиться в закрытом положении.

q q С концевыми кранами соединены межвагонные гибкие соединительные рукава 7 с саморасцепляющимися головками, подвешиваемыми в расцепленном положении на подвесках 8. В средней части тормозной магистрали имеется тройник 4 с разобщительными кранами, через который подсоединяется труба от воздухораспределителя с разобщительным краном 6. На тормозной магистрали пассажирских вагонов имеются три дополнительных тройника 3 для подсоединения стоп-кранов, расположенных в кузове вагона. Для повышения герметичности тормозной магистрали вместо резьбовых соединений в последнее время применяют газопрессовую сварку труб или резьбу накатывают.

ТОРМОЗНАЯ МАГИСТРАЛЬ (СИНИЙ ЦВЕТ) НА СХЕМЕ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ПОЕЗДА

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА БЫВАЮТ автоматические - при разрыве тормозной магистрали поезда, а также при открытии стоп-крана из любого вагона поезда автоматически срабатывают тормоза на торможение вследствие снижения давления воздуха в тормозной магистрали поезда. неавтоматические - при снижении давления в тормозной магистрали автоматического торможения не происходит, а происходит отпуск тормоза, так как торможение может быть только при повышении давления в тормозной магистрали.

ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩИЙ НЕАВТОМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ

Воздух нагнетается компрессором 1 в главный резервуар 2, откуда по питательной магистрали 3 поступает к крану управления тормозом 4, ручка которого имеет три положения: торможение, перекрыша, отпуск. При торможении сжатый воздух из главного резервуара через кран 4 и тормозную магистраль 5 поступает в тормозные цилиндры 6, при этом поршень 7 со штоком 8 перемещается вправо, вследствие чего вертикальный рычаг поворачивается вокруг точки 9 и нижним концом прижимает тормозную колодку 10 к колесу.

При перекрыше (II положение ручки крана 4) тормозная магистраль 5 разобщается с питательной магистралью 3, а давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах 6 остается без изменения. При отпуске магистраль 5 и тормозные цилиндры 6 сообщаются с атмосферой Ат через кран 4. В случае разрыва тормозной магистрали тормоз не приходит в действие на торможение, а воздух из тормозных цилиндров выходит в атмосферу (происходит отпуск), если до разрыва магистрали было торможение.

НЕПРЯМОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ

а) зарядка и отпуск, б) торможение.

Компрессор 1, главный резервуар 2 и кран машиниста 4 установлены на локомотиве. При зарядке тормоза ручка крана машиниста (№ 394) ставится в отпускное положение I (а) и воздух из главного резервуара 2 через питательную магистраль 3, кран машиниста 4 и тормозную магистраль 5 поступает к воздухораспределителю 6 и далее — в запасный резервуар 8.

При торможении ручка крана машиниста 4 ставится в положение III (б) и тормозная магистраль 5 через него сообщается с атмосферой Ат. При этом срабатывает воздухораспределитель 6, разобщает тормозной цилиндр 7 с атмосферой Ат и сообщает его с запасным резервуаром 8. Под воздействием усилия, создаваемого в тормозном цилиндре, тормозная колодка через систему тяг и рычагов прижимается к колесу.

При отпуске ручка крана машиниста 4 ставится в положение I, питательная магистраль 3 сообщается через кран 4 с тормозной магистралью 5, вследствие чего давление в ней возрастает и воздухораспределитель 6 сообщает тормозной цилиндр 7 с атмосферой, а запасный резервуар 8— с тормозной магистралью. В случае разрыва тормозной магистрали 5 или открытия стоп-крана 9 тормоз автоматически срабатывает на торможение.

Рассмотренный тормоз называется непрямодействующим или истощимым, потому что при торможении воздухораспределитель 6 разобщает тормозную магистраль 5 от запасного резервуара 8 и тормозного цилиндра 7 и при утечках воздуха из запасного резервуара или тормозного давление в них не восстанавливается. цилиндра

ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ

а) зарядка и отпуск, б) торможение

При зарядке и отпуске тормозная магистраль 8 (а) сообщается с питательной магистралью 2 и главным резервуаром 7, а тормозной цилиндр 5 — с атмосферой Ат. При этом запасный резервуар через обратный клапан сообщается с тормозной магистралью 8. При торможении давление сжатого воздуха в тормозной магистрали 8 (б) понижается вследствие выпуска его через кран машиниста 3 в атмосферу Ат. При этом приходит в действие воздухораспределитель 5, который сообщает тормозной цилиндр с запасным резервуаром 4.

В процессе служебного торможения или утечке сжатого воздуха из запасного резервуара и тормозного цилиндра запасы воздуха тормозной пополняются магистрали воздухораспределителя, через автоматически обратный который из клапан запасный резервуар соединяется с тормозной магистралью.

ТОРМОЗНАЯ ВОЛНА v Наиболее важной качественной характеристикой тормоза является скорость распространения тормозной волны — чем она выше, тем лучше плавность торможения, короче тормозной путь и выше безопасность движения поезда. v Под тормозной волной понимается процесс снижения давления в воздушной магистрали по длине поезда. v Тормозная волна распространяется вслед за воздушной волной, возникающей при сообщении тормозной магистрали с атмосферой.

v Под скоростью тормозной волны понимается отношение длины тормозной магистрали поезда к времени, прошедшего с момента постановки ручки крана машиниста в тормозное положение до появления давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре хвостового вагона поезда. v По международным требованиям скорость тормозной волны должна быть не менее 250 м/с, а в новейших более совершенных тормозах — не менее 300 м/с.

v В реальных условиях повышение скорости тормозной волны выше 300 м/с связано со значительными усложнениями конструкции воздухораспределителя, а эффект от этого получается незначительный. v Например, увеличение скорости тормозной волны с 250 до 330 м/с при скорости движения поезда 150 км/ч дает снижение тормозного пути всего лишь на 50 м.

ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ Электропневматическим тормозом называется тормоз, управляемый при помощи электрического тока, а для создания усилия для прижатия тормозной колодки к колесу используется энергия сжатого воздуха. Электропневматическим тормозом оборудованы пассажирские вагоны, электропоезда и дизель-поезда.

ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ НА: v v прямодействующие неавтоматические – данный тип тормоза, применяемый на пассажирских вагонах, электропоездах и дизель-поездах железных дорог России, является практически неистощимым благодаря возможности завышения зарядного давления в тормозной магистрали и позволяет осуществлять торможение с разрядкой и без разрядки тормозной магистрали; прямодействующие автоматические – данный тип тормоза, намеченный к внедрению на западноевропейских железных дорогах с шириной колеи 1435 мм, состоит из тормозной питательной магистрали, приборов питания и управления, электрических цепей, комплектов тормозного и отпускного электровентилей.

Для обеспечения нормальной работы электропневматических тормозов обоих типов в одном поезде, в частности при переходе вагонов поезда с колеи шириною 1520 мм на колею шириною 1435 мм и наоборот, разработаны и испытаны специальные переключающиеся устройства, а также универсальный электропневматический тормоз. В этом случае электропневматический тормоз может работать как по схеме прямодействующего неавтоматического, так и автоматического типа.

По количеству линейных электрических проводов цепи управления используются три схемы прямодействующего неавтоматического тормоза : q пятипроводная с обратным незаземленным проводом на электропоездах и дизель-поездах ; q двухпроводная с использованием рельса в качестве обратного провода на пассажирских вагонах с локомотивной тягой; q однопроводная на грузовых вагонах.

СХЕМА ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗА

При торможении контроллер 1 крана машиниста № 395 замыкает соответствующие электроконтакты и постоянный ток напряжением 50 В воздействует на электромагнитные катушки тормозного вентиля 4 и отпускного вентиля 5. При этом якорь 6 закрывает клапаном атмосферное отверстие Ат, а якорь 3 открывает тормозной клапан, сообщая запасный резервуар 2 через питательный клапан 8 с тормозным цилиндром 7.

Давление в тормозной магистрали 10 краном машиниста может не понижаться (торможение без разрядки тормозной магистрали) или понижаться (торможение с разрядкой тормозной магистрали). Первый случай применяется для регулирования скорости движения на перегонах, когда не требуется остановка поезда, а второй случай — для остановки поезда на станции или перед запрещающим сигналом светофора. При отпуске тормоза в контроллере крана машиниста 1 размыкаются соответствующие электроконтакты, катушки вентилей 4 и 5 обесточиваются; их якоря с клапанами отпадают и воздух из тормозного цилиндра 7 через выпускной клапан реле давления выходит в атмосферу.

При перекрыше после полного служебного или ступенчатого торможения тормозной вентиль 4 обесточивается, отпускной вентиль 5 находится под напряжением, при этом якорь с тормозным клапаном отсоединяет запасный резервуар 2 от тормозного цилиндра и давление в нем не повышается.

СТОЯНОЧНЫЙ (РУЧНОЙ) ТОРМОЗ q Стояночным тормозом оборудованы локомотивы, пассажирские вагоны и 10 % грузовых вагонов. q Стояночный тормоз состоит из ручного привода и трособлочной передачи.

РУЧНОЙ ПРИВОД

Ручной привод установлен под полом передней площадки вагона, рычаг его 8 выходит в кабину. Рычаг при помощи храпового колеса 9 и собачки 6 приводит во вращение вал привода 10. Вал привода в свою очередь вращает кулачковую муфту 5, закрепленную на скользящей шпонке. Полумуфта пружиной 4 прижимается к другой кулачковой полумуфте 3 с закрепленным на ней сектором 2. Качающими движениями рычага поворачивается сектор, и закрепленный на нем трос затягивает тормозные колодки.

При правильно отрегулированной трособлочной системе и зазорах между тормозными колодками и тормозным барабаном следует произвести 3— 5 качаний, чтобы обеспечить удержание вагона. Усилие на рукоятке при этом не должно превосходить 20 — 25 кгс. Растормаживание осуществляется нажатием оттормаживающей педали 1, которая сжимает пружину и выводит из зацепления кулачковые полумуфты (3). Отверстие выхода рычага в полу кабины водителя уплотнено металлическим кожухом 7, перемещающимся одновременно с рычагом на вращающихся обрезиненных роликах.

q До появления автотормозов поезда приходилось тормозить вручную. q Ручной тормоз вагона приводился в действие человеком (тормозильщиком), который находился на площадке вагона. q Услышав сигнал, тормозильщики приводили в действие тормоза, но обладая различной физической силой и расторопностью, они не могли достигнуть равномерного и эффективного торможения. Схема ручного тормоза

ПРИВОД РУЧНОГО ТОРМОЗА ГОЛОВНОГО ВАГОНА I - маховик; 2 - колонка; 3 - тормозной винт; 4 - гайка; 5, 8 - вертикальные тяги; 6 - коленчатый вал; 7 - горизонтальная тяга; 9 - регулировочный узел; 10 - трос; 11 – тормозной цилиндр.

Ручной тормоз прицепных и головных вагонов всех электропоездов приводится в действие с помощью: q маховика, колонки через коленчатый рычаг и специальную тягу. Колонка ручного тормоза устанавливается в кабине машиниста головного вагона или на задней торцевой стенке кузова других вагонов. q С помощью рычажной передачи тормозное усилие от ручного, пневматического или электропневматического тормоза передается на тормозные колодки, прижимаемые к колесам.

РУЧНОЙ ТОРМОЗ В ВАГОНЕ ПОЕЗДА

ТРОСОБЛОЧНАЯ СИСТЕМА

Трособлочная система состоит из стального троса диаметром 7, 2 мм, натянутого под полом вагона, и удерживается подвижными и неподвижными блоками. Трос составлен из четырех частей (отрезков). q Первый отрезок 4 соединяет сектор привода ручного тормоза с подвижным блоком 5, второй 3 — подвижные блоки 5 и 6, третий 2 — подвижные блоки 6 и 7, четвертый 1 — подвижный блок 7 с неподвижным блоком 8, являющимся мертвой точкой трособлочной системы. Ручной тормоз действует на все колесные пары вагона. Работоспособность стояночного тормоза во многом определяется правильным выбором длины троса. Она должна быть такой, чтобы исключалось подтормаживание вагона при вписывании его в кривые.

ВОПРОСЫ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Что такое тормозная сила, на что она влияет? Виды фрикционных тормозов по способу управления? Почему нельзя беспредельно увеличивать тормозную силу? Какие виды торможения применяют на железнодорожном подвижном составе? Чему равен внутренний диамметр трубы тормозной магистрали? Дать определение автоматическому пневматическому тормозу. Дать определение неавтоматическому пневматическому тормозу. Что такое электропневматический тормоз? Где применяется стояночный (ручной) тормоз? Что такое тормозная волна?

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ