что включает в себя тормозное оборудование

Классификация приборов тормозного оборудования подвижного состава

ТОРМОЗА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

«Российские железные дороги»

Пермский учебный центр

образовательное структурное подразделение Свердловской железной дороги

ТОРМОЗА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Учебное пособие для локомотивных бригад

Преподаватель Р.Э. Мунасипов

Пермь

Схемы пневматического тормозного оборудования

Классификация приборов тормозного оборудования подвижного состава

Пневматическое тормозное оборудование по своему назначению делится на группы:

Тормозное оборудование электропневматических тормозов в зависимости от категории поездов подразделяется на:

Механическое тормозное оборудование включает следующие устройства и детали:

тормозная рычажная передача (триангели и траверсы, вертикальные и горизонтальные рычаги, винтовые и гладкие тяги, затяжки, подвески, стяжные муфты);

тормозные башмаки и колодки;

автоматические регуляторы величины выхода штока тормозного цилиндра.

На локомотивах нового поколения устанавливается тормозное оборудование, которое подразделяется на три группы:

Источник

Что включает в себя тормозное оборудование

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.

* 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.

Источник

Тормозное оборудование пассажирского вагона: какие бывают колодки для тормозов железнодорожного состава

Сегодня уделим внимание элементам, помогающим обеспечивать безопасность движения по колее. Рассмотрим тормозное оборудование пассажирского вагона: назначение и расположение, виды и устройство, схемы и характер работы. Постараемся дать максимум актуальной и полезной информации, чтобы вы понимали, как обеспечить его правильное обслуживание для продления срока его эксплуатации.

Подчеркнем, что с каждым днем оно становится все более важным, так как масса и скорость локомотивов со временем только растет. Соответственно, приходится прикладывать все больше сил для их остановки (которая также должна быть максимально быстрой). А иначе никуда, ведь необходимо поддерживать расчетную пропускную способность магистрали и безопасность на каждом ее участке.

Назначение тормозов подвижного состава железных дорог

Это оборудование (система устройств с конструкциями разной степени сложности), используемое для создания и повышения сопротивления перемещению поезда и вагонов.

Таким образом осуществляется искусственное противодействие вращению колес. Внимание, его нельзя наращивать бесконечно, оно не должно быть выше показателей сцепления, иначе появится юз. Понятно, что скольжение сведет на нет все старания и сделает быструю остановку невозможной, и оно также спровоцирует образование ползунов.

Поэтому при проектировании конструкторы не делают упор на одном только качестве нажима, а используют и другие способы улучшения эффективности оборудования.

Виды тормозов на ЖД-транспорте: классификация

Их распределяют по группам, ориентируясь на несколько признаков. Рассмотрим ключевые.

По назначению подвижного состава выделяют:

Грузовые – устанавливаются на линиях, по которым не перевозятся люди. Сравнительно медленно реагирующие, нагнетающие сопротивление за счет заполнения цилиндров воздухом, но зато неистощимые (то есть с постоянной подпиткой даже в нефункционирующем состоянии).

Пассажирские – у них рабочие тела действуют гораздо быстрее, но этого ресурса не хватает в перспективе многочасовой эксплуатации; приходится периодически давать им отдых.

С электропневматическим управлением, препятствующим появлению отпускных волн, а значит и нежелательных продольно-динамических реакций. Объединяет поезд и вагон: тормоз в данном случае является одним из связующих звеньев состава.

Есть два варианта применения:

Служебные – 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.

Экстренные – 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, с непрямым или непосредственным действием.

В первой ситуации 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.

Во второй — 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 (ЭПТ) – у них управление происходит за счет подачи тока, который заставляет колодки прижиматься к колесам. Ими в обязательном порядке комплектуют составы, осуществляющие пассажирские перевозки (в грузовых случаях они уже опциональны).

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).

Электрическое

Здесь тормозное оборудование подвижного состава функционирует по принципу обратимости: двигатели становятся генераторами тока и обеспечивают увеличение нагрузки. Благодаря такому нагнетанию появляется сила сопротивления (по вектору она противоположна направлению движения). В свою очередь, разделяется на несколько подкатегорий.

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. Так, она 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.

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

В общем случае оборудование состоит из таких приборов:

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

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.

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

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

микроконтроллер крановой ручки;

ЭМ-привод для клапана перекрышки и замедления;

клапан для переключения.

Все они подсоединяются на 3/4. Также есть АТ – точка выпуска образовавшейся энергии в атмосферу.

Это типовое решение, на базе которого можно реализовывать более сложные. Алгоритм действия всех его функциональных узлов мы уже приводили выше, и он отлично проявляет себя на практике.

Типы тормозных колодок подвижного состава: классификация

Сегодня можно выделить 3 их основные группы – рассмотрим каждую.

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.

Источник