Автотормоза локомотивов и вагонов

 
  В процессе уменьшения скорости при торможении переключение с высокого нажатия (К2) на пониженное (К1) выполняется автоматически специальными скоростными регуляторами при достижении конкретной скорости перехода (например, при V=50 км/ч). Регулятор устанавливается на буксе колесной пары тележки. Регулирование тормозной силы осуществляется в случае применения полного торможения. При полных торможениях и малых скоростях движения величина тормозной силы может превысить значение силы может превысить значение силы сцепления Вс колеса с рельсом, что резко повышает вероятность заклинивания колесных пар. При высоких скоростях движения опасность юза практически исключается и силу нажатия колодки на колесо можно увеличить для реализации большей тормозной силы.

 

6.  Характеристики тормозных процессов.

 

Для приведения тормозов в действие машинист краном усл.№ 395 понижает давление в тормозной магистрали определенным темпом, который вызывает переключение воздухораспределителей на тормозной  режим. Переключение приборов на торможение происходит по принципу домино, последовательно от локомотива в сторону хвоста поезда. Воздушная волна представляет собой импульс начала движения частиц газа в трубопроводе после того, как будет открыто сообщение тормозной магистрали с атмосферой. Воздушной волной называется перепад давления в тормозной магистрали, возникающий при ее сообщении с атмосферой. Скорость распространения воздушной волны (в м/с) практически равна скорости звука в данной газовой среде и зависит в основном от температуры газа.

Распространение торможения по длине состава называют тормозной волной и характеризуют её определенной скоростью. Чем совершеннее приборы торможения, тем большую скорость тормозной волны они обеспечивают, а чем скорость тормозной волны выше, тем меньше отставание последних вагонов по переключению на торможение, меньше набегание хвостовых вагонов на головные и тем благоприятнее продольная динамика торможения поезда.

Скоростью распространения тормозной волны называется частное от деления длины тормозной магистрали L поезда на время  от момента поворота ручки крана машиниста в тормозное положение до начала появления давления в тормозном цилиндре последнего вагона.

Воздухораспределитель грузового типа усл. № 483-000 имеет скорость тормозной волны 283 м/с, пассажирского типа усл. № 292-001 120м/с. Скорость распространения тормозной волны зависит от чувствительности и конструктивных особенностей воздухораспределителей, аэродинамического сопротивления тормозной магистрали, зарядного давления и температуры окружающего воздуха. При понижении температуры окружающего воздуха на один градус ниже ноля скорость тормозной волны уменьшается на 1 м/с. С понижением зарядного давления на 1 кгс/см² скорость тормозной волны снижается на 8 м/с и наоборот. При увеличении вредных объемов магистрали (отводы к воздухораспределителям, стоп-кранам и т. п.) скорость распространения тормозной волны понижается. При ведении поезда в зимних условиях вследствие снижения скорости тормозной волны в момент начала торможения увеличиваются продольные реакции, что может привести к разрыву поезда. Важно чтобы тормозная волна была незатухающей и достигала хвоста поезда любой длины.

Время с момента постановки ручки крана машиниста в отпускное положение до начала выпуска воздуха воздухораспределителем из тормозного цилиндра последнего вагона называется временем распространения отпускной волны. Скорость отпускной волны зависит от давления в главных резервуарах, времени сообщения главных резервуаров с тормозной магистралью, утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали, величины сопротивления трубопроводов.

Скорость отпускной  волны техническими требованиями не оговаривается, она невысока и составляет примерно 70 м/с.

Темп понижения давления – это изменение величины давления в тормозной магистрали за единицу времени. Различают следующие темпы понижения давления в ТМ:

Темп мягкости – это  понижение давления с 5,0 кгс/см² до 4,0 кгс/см² за 120 – 300 с. При таком понижении давления мягкие и полужесткие тормоза не приходят в действие.

Темп служебный –  это падение давления в тормозной магистрали с 5,0 кгс/см² до 4,0 кгс/см² за 2,5-10 с. При таком снижении давления в тормозной магистрали тормоза срабатывают на служебное торможение.

Темп экстренный  - это падение давления в тормозной  магистрали с 5,0 кгс/см² до 4,0 кгс/см² за 1,2 с. При таком снижении давления в тормозной магистрали тормоза срабатывают на экстренное торможение.

Тормозной путь — это  расстояние, которое проходит поезд  от момента перевода ручки крана  машиниста в тормозное положение  до полной остановки. Однако тормоза начинают работать с силой согласно разрядке магистрали не мгновенно от момента установки ручки крана в тормозное положение. Некоторое время происходит волнообразное распространение торможения от локомотива до хвостового вагона, затем определенное время тратиться на повышение давления в тормозных цилиндрах, причем в головой части поезда оно завершается раньше, чем в хвостовой. Только после окончания наполнения цилиндров сжатым воздухом в хвосте поезда начинается торможение поезда с полной силой соответственно глубине разрядки тормозной магистрали. Однако начинать отсчет тормозного пути с этого момента было бы несправедливо. Ведь головные вагоны уже тормозили, вызывая замедление поезда. Поэтому отсчет тормозного пути ведут от момента, когда в тормозном цилиндре среднего вагона поезда возникнет давление, равное половине расчетной величины, соответствующей разрядке магистрали поезда.

Путь, проходимый поездом  от постановки ручки крана машиниста  в тормозное положение до получения  в цилиндре среднего вагона половины расчетного давления, называют путем подготовки торможения  Sп.

Условно считают, что  на подготовительном пути тормоза еще  не работали, а от момента окончания  подготовительного пути  Sп тормоза начинают работать в полную силу. С этого момента отсчитывают действительный тормозной путь Sд. Временем подготовки называется время, в секундах, следования поезда от момента установки ручки крана машиниста в тормозное положение до момента создания в тормозном цилиндре среднего вагона половины расчетного давления воздуха. Для пассажирских поездов следующих по пути без уклона при пневмоуправлении тормозами это время составляет 2 с, для грузовых поездов до 200 осей 7 с, более 200 осей 10 с. При срабатывании автостопа это время увеличивается на 14 секунд.

Полный тормозной путь Sт проходимый поездом от начала торможения до остановки принимают равным сумме пути подготовки тормозов к действию Sп и действительного тормозного пути Sд.

 

Sт = Sп + Sд.

 

На тормозной путь влияют факторы:

1. скорость поезда в начале торможения.
2. Профиль пути.
3. Состояние пути и погодные условия.
4. Масса и длина поезда.
5. Обеспечение поезда тормозами.
6. Режим торможения.( значение и темп разрядки тормозной магистрали)

 

 

   V км/ч

 

 

Sп    Sд

            S, км

 

Sт

 

 

2. Классификация  тормозов.

 

Тормозами называются устройства, предназначенные для  создания регулируемых дополнительных сил сопротивления движению.

Силы дающие дополнительное сопротивление движению называют тормозными силами.

Тормоза железнодорожного подвижного состава классифицируются по способам создания тормозной силы и свойствам их управляющей части.

По назначению тормоза  делятся на:

• грузовые приспособленные для торможения длинных поездов с обеспечением плавности, управляемости, неистощимости и замедленными процессами торможения и отпуска.
• пассажирские с ускоренными процессами торможения и отпуска
• универсальные, обеспечивающие нормальное действие как в грузовом так и в пассажирском поезде (при переключении режимов).

По способам создания тормозной силы различают тормоза:

1. Фрикционные у которых тормозная сила создается трением.
2. Динамические к которым относятся электрические (рекуперативный и реостатный).
3. Реверсивные — смена направления вращения колесных пар.

По свойствам управления различают тормоза автоматические и неавтоматические.

Автоматические тормоза- это которые срабатывают автоматически  при понижении давления в ТМ. Они  бывают пневматические, ЭПТ, электрические. Автоматические пневматические тормоза  используются на всем  подвижном  составе. Автоматические ЭПТ применяются только за рубежом, на железных дорогах РФ ЭПТ неавтоматический. Автоматичность электрического тормоза достигается его включением в действие при снижении давления в тормозной магистрали.

Неавтоматические тормоза  бывают, ЭПТ, ручные. Неавтоматические пневматические тормоза наиболее широко используются, как вспомогательные на локомотивах.

Тормоза бывают прямодействующие и непрямодействующие.

Если воздухораспределитель  восполняет утечки сжатого воздуха  в тормозном цилиндре в процессе торможения из запасного резервуара и питает резервуар из тормозной магистрали, то такой тормоз называется прямодействующим или неистощимым. На грузовом подвижном составе применяются автоматические прямодействующие тормоза, а на пассажирском — автоматические непрямодействующие.

По характеристике действия различают пневматические тормоза  мягкие, полужесткие, жесткие.

• Мягкие тормоза не срабатывают при определенном темпе снижения давления в тормозной магистрали (до 0.3-0.4 ат в мин) и приходят в действие с любого зарядного давления, если темп его снижения выше определенного значения (обычно 0.1 ат в 1 сек). Для полного отпуска таких тормозов после служебного торможения достаточно повысить давления в тормозной магистрали на 0.2-0.3 ат.
• Полужесткие тормоза при торможении имеют те же свойства, что и нежесткие, но каждой величине повышения давления в тормозной магистрали при отпуске этого тормоза соответствует определенное давление в тормозных цилиндрах. Полный отпуск наступает после почти полного восстановления зарядного давления в ТМ.
• Жесткие тормоза - это такие, у которых независимо от темпа изменения давления в магистрали при торможении и отпуске каждой его величине соответствует определенное давление в тормозных цилиндрах. После зарядки повышенным давлением такие тормоза не приходят в действие до тех пор, пока давление в магистрали не станет ниже нормального зарядного. Отпускают только после восстановления определенного зарядного давления.

Применяющиеся на железнодорожном  транспорте тормоза грузового типа могут переключаться с равнинного режима, на котором они обладают мягкими свойствами на горный режим, на котором они являются полужесткими. Тормоза жесткого типа ограниченно применяются на особо тяжелых горных участках с уклонами крутизной 0,040, где требуется надежность действия.

 

 

 

3. Классификация  приборов тормозного оборудования.

 

Тормозное оборудование подвижного состава включает в себя пневматическое оборудование, приборы  которого работают под давлением  сжатого воздуха и механическое оборудование — тормозную рычажную передачу.

Пневматическое оборудование по своему назначению делиться на следующие  группы;

1. приборы для получения и хранения сжатого воздуха — компрессоры и главные резервуары. Компрессорная установка локомотива предназначена для питания сжатым воздухом тормозной сети и обеспечения расхода воздуха на служебные нужды — для приведения в действие песочниц, электропневматических контакторов, сигнальных устройств. Главные резервуары аккумулируют сжатый воздух, в них происходит охлаждение воздуха и выделение их него влаги.
2. Приборы управления тормозами — поездные краны машиниста, кран вспомогательного локомотивного тормоза, разобщительный и комбинированный краны, устройство блокировки тормозов и регулятор давления.
3. Приборы торможения — воздухораспределители, запасные резервуары, Авторежим, тормозные цилиндры и реле давления.
4. Воздухопроводы и арматура — магистрали и отводы от магистрали, воздушные фильтры, разобщительные и трехходовые краны, стоп- краны, обратные, переключательные, предохранительные и выпускные клапана, соединительные рукава.
5. Приборы контроля — манометры, эпк автостопа, датчик контроля целостности тм, датчики — реле давления и сигнализаторы отпуска тормозов.

 Механическая рычажная передача включает в себя основные детали:

триангели или траверсы.

Вертикальные и горизонтальные рычаги.

Винтовые или гладкие  тяги.

Затяжки.

Тормозные башмаки и  колодки.

Подвески и предохранительные  скобы. 

 

4. Работа пневматической  схемы.

 

Грузовые электровозы  переменного тока ВЛ80 имеют автоматический,

вспомогательный прямодействующий, электрический (реостатный) и ручной тормоз.

Ручной — это стояночный тормоз, который удерживает локомотив  на месте при отсутствии сжатого  воздуха на уклоне до 20‰.

Автоматический тормоз срабатывает при разрядке тормозной  магистрали, осуществляемой переводом  ручки крана машиниста в тормозное  положение, при разрыве поезда, срабатывании автостопа и предназначен для торможения поезда.

Вспомогательный тормоз, приводимый в действие краном вспомогательного тормоза, применяется при следовании одиночного локомотива, при маневровой работе и для сжатия состава.

Источником сжатого  воздуха на электровозе являются два компрессора КМ1 установленные  по одному на каждой секции. Компрессор КМ1 нагнетает сжатый воздух в свою группу главных резервуаров РС1, РС2, РС3 общей вместимостью 900 литров. Наличие на электровозе двух компрессоров обеспечивает необходимый запас сжатого воздуха. При выходе из строя одного компрессора схемой предусмотрено наполнение сжатым воздухом ГР обеих секций от другого компрессора.

Всасываемый компрессором воздух очищается от пыли с помощью  фильтров установленных на цилиндрах низкого давления. Компрессор нагнетает воздух в ГР до верхнего предельного давления 0,9 Мпа и затем автоматически отключается регулятором давления РГД. При понижении давления в ГР до 0,75 Мпа регулятор давления РГД включает приводной электродвигатель компрессора. В случае неисправности регулятора давления РГД главные резервуары защищены от повышенного давления предохранительными клапанами КП1 и КП2, отрегулированными на срабатывание при давлении в ГР 1 Мпа (10 кгс/см2). Выпуская воздух в атмосферу при срабатывании, клапаны КП1 и КП2 полностью исключают возможность дальнейшего повышения давления в главных резервуарах. Между компрессором и главными резервуарами установлен обратный клапан КО1, предназначенный для защиты клапанов компрессора от давления воздуха главных резервуаров. На напорном трубопроводе после обратного клапана КО1 установлен маслоотделитель МО1, очищающий сжатый воздух нагнетаемый компрессором, от примеси паров масла и влаги. Для удаления масла и влаги из маслоотделителя МО1 служит спускной кран КН15. Для обеспечения облегченного запуска приводного электродвигателя компрессора при каждом его включении на трубопроводе между компрессором и обратным клапаном установлен разгрузочный клапан КЭП14. При отключении электродвигателя компрессора клапан КЭП14 сообщает трубопровод между компрессором и обратным клапаном с атмосферой. Для охлаждения сжатого воздуха перед главными резервуарами установлен змеевик. Выпадающий в главных резервуарах конденсат скапливается в резервуарах — сборниках РС11,РС12,РС13 и удаляется в атмосферу включением электропневматических клапанов КЭП10,КЭП11, КП12, управление которыми осуществляется с пульта машиниста. Электропневматические клапаны имеют электрообогреватели, предохраняющие их от перемерзания. Между резервуарами — сборниками и клапанами продувки установлены разобщительные краны КН4-КН6, отключающие клапаны в случае выхода их из строя. Нормальное положение клапаном открытое, ручка расположена вдоль корпуса крана вверх.