Для уменьшения скорости движения поезда или его остановки локомотивы и вагоны снабжены тормозами.
На железнодорожном подвижном составе применяются следующие виды торможения:
а) фрикционное, использующее силу трения тормозных колодок, прижимаемых к ободьям вращающихся колес, или специального диска, насаженного на ось колесной пары. Фрикционные тормоза могут быть ручного и пневматического (воздушного) действия;
б) реверсивное (электрическое) торможение может быть рекуперативным, когда выработанная двигателями электровоза энергия возвращается в контактную сеть, или реостатным, когда энергия поглощается специальными сопротивлениями. Реверсивное торможение широко используется при движении грузовых поездов по затяжным спускам;
в) электромагнитное торможение, основанное на приципе 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.
Основным видом торможения поездов является фрикционное пневматическое. Для обеспечения сжатым воздухом автотормозной системы на электровозах установлены мотор-компрессоры, а на тепловозах — компрессор, приводимый в действие от вала дизеля. Запас сжатого воздуха, интенсивно расходующегося в большом количестве при зарядке и отпуске тормозов поезда, накапливается в главных резервуарах. В кабине машиниста размещены: кран машиниста, предназначенный для управления всеми тормозами поезда, и отдельно вспомогательный кран для управления тормозом локомотива.
Компрессор с главным резервуаром связан нагнетательным трубопроводом, а главный резервуар соединен с краном машиниста питательной магистралью. От крана машиниста отходит магистральный воздухопровод, соединенный с помощью гибких рукавов с магистралью состава, образуя общую тормозную сеть поезда. Для разобщения магистрального воздухопровода у каждого локомотива и вагона имеются концевые краны.
К приборам, осуществляющим торможение и устанавливаемым на каждой тормозной единице (локомотивах и вагонах), относятся: воздухораспределители, тормозные цилиндры, запасные резервуары, рычажная передача с тормозными колодками и межвагонные соединительные рукава.
Воздухораспределитель служит для автоматического распределения сжатого воздуха, поступающего из магистрального воздухопровода, между запасным резервуаром и тормозным цилиндром в зависимости от изменения давления в магистральном воздухопроводе. Тормозные цилиндры предназначены для передачи давления сжатого воздуха через поршень цилиндра, систему тяг и рычагов на тормозные колодки.
Пневматические тормоза делятся на автоматические и неавтоматические. Все локомотивы, пассажирские и грузовые вагоны оборудуются автоматическими и ручными тормозами.
Автоматические тормоза подвижного состава должны обеспечивать тормозное нажатие, гарантирующее остановку поезда при экстренном торможении на расстоянии не более тормозного пути.
Ручные тормоза необходимы для удержания поезда на месте в случае остановки его на уклоне при неисправности автоматических тормозов или отключения электроэнергии на электрифицированных участках. В ручных тормозах сила нажатия колодок на колеса Передается от тормозной рукоятки, помещаемой в тамбуре вагона, рычажной и винтовой передачам.
Обе части поезда с автоматическими тормозами в случае разрыва (саморасцепа) затормаживаются без вмешательства человека; имеется также возможность производить торможение поезда из вагона, оборудованного стоп-краном.
По роду подвижного состава тормоза подразделяют на грузовые, предназначенные для торможения грузовых поездов и отличающиеся сравнительно медленным наполнением тормозных цилиндров сжатым воздухом; пассажирские с более быстрым наполнением тормозных цилиндров; высокоскоростные с электропневматическим управлением, обеспечивающим одновременное действие тормозов всего поезда.
Тормоза называются прямодействующими, если источник сжатого воздуха, имеющийся на локомотиве (компрессор, главный резервуар), при торможении сообщается с запасными резервуарами и тормозными цилиндрами вагонов. По этому признаку фрикционные пневматические тормоза подразделяются на прямодействующие неавтоматические, непрямодействующие автоматические и прямодействующие автоматические.
Прямодействующие неавтоматические тормоза (рис 156) применяются как вспомогательные и только на локомотивах.
Компрессор 1 нагнетает воздух в главный резервуар 2, откуда сжатый воздух по питательной магистрали 3 подводится к крану машиниста 4; с помощью этого крана может производиться торможение, отпуск тормозов и перекрыша.
Торможение происходит при установке крана машиниста в положение I, когда питательная магистраль 3 сообщается с магистралью 5, по которой сжатый воздух проходит в тормозной цилиндр 6, и, перемещая поршень, приводит в движение рычажную передачу 8, 9, прижимающую тормозную колодку 10 к ободу колеса. Процесс торможения происходит непрерывно, пока в тормозном цилиндре поддерживается давление воздуха.
Отпуск тормоза (прекращение нажатия колодок на обод колеса) произойдет в том случае, когда кран машиниста будет переведен в положение III. Тогда воздух из магистрали 5 и тормозных цилиндров 6 выйдет в атмосферу, а пружины 7 передвинут поршень тормозного цилиндра и соединенную с ним рычажную передачу 9 и, следовательно отведут тормозную колодку 10 от колеса.
При регулировании торможения или отпуска тормозов применяют перекрытие крана машиниста (перекрышу), т. е. устанавливают его в положение II, при котором источник сжатого воздуха разобщается с тормозными цилиндрами.
Недостатком прямодействующих неавтоматических тормозов является неавтоматичность их действия, из-за чего в случае обрыва поезда, даже при торможении, сжатый воздух выйдет в атмосферу, а тормоза немедленно отпустятся.
Более совершенным является непрямодействующий автоматический тормоз, применяемый в пассажирских поездах. Этот тормоз (рис 157) имеет то же оборудование, что и рассмотренный выше.
Новым в этом тормозе является наличие воздухораспределителя 6 и запасного резервуара 8.
В настоящее время все пассажирские локомотивы и большинство пассажирских вагонов оборудованы воздухораспределителями усл. № 292.
Рис. 156. Схема прямодействующего неавтоматического тормоза
В поезде с отпущенными тормозами кран машиниста, переведенный в положение I, сообщает главный резервуар с магистралью, в которой устанавливается и постоянно поддерживается давление воздуха (5— 5,5) 105 Па. При таком давлении воздухораспределитель с помощью имеющегося в нем поршня с золотником соединяет магистраль с запасным резервуаром, а тормозной цилиндр — с атмосферой. Запасной резервуар заряжается воздухом, а тормоза остаются отпущенными, так как пружина; находящаяся в тормозном цилиндре, через рычажную передачу оттягивает колодки от колес (рис. 157, а).
При торможении поезда кран машиниста 4 устанавливают в положение III, при котором магистраль 5 отключается от главного резервуара 2 и сообщается с атмосферой. При уменьшении давления в магистрали 5 поршень с золотником воздухораспределителя 6 перемещается и сообщает запасной резервуар 8 с тормозным цилиндром 7. В этом случае сжатый воздух, поступая в тормозной цилиндр, перемещает поршень и через связанную с ним рычажную передачу прижимает колодки к колесам — происходит торможение (рис 157, б).
Для последующего отпуска тормозов и новой зарядки запасного резервуара давление в магистрали необходимо вновь поднять до (5—5,5) 105 Па, В этом случае кран машиниста ставят в положение I (отпуск и зарядка), как описано выше.
Рассматриваемый тормоз является автоматическим, так как при разрыве поезда и разъединении межвагонных соединительных рука-ьов магистрали, а также при открытии стоп-крана 9 давление воздуха в магистрали резко падает и тормоз приходит в действие. Недостаток тормозов этого типа — их непрямодействие. В процессе торможения запасные резервуары не пополняются сжатым воздухом из магистрали, поэтому при длительном торможении давление воздуха в тормозных цилиндрах и запасном резервуаре постепенно уменьшается, т. е. происходит истощение тормоза.
Прямодействующий автоматический тормоз применяют в грузовых поездах (на локомотивах и вагонах). Такой тормоз отличается от непрямодействующего автоматического тормоза главным образом конструкцией воздухораспределителя и крана машиниста. Принцип действия и устройство этого тормоза понятны из рис 158.
Воздухораспределитель соединен с тормозной магистралью ТМ запасным резервуаром ЗР и тормозным цилиндром ТЦ. В корпусе 4 находятся: главный поршень 5 с пустотелым штоком 5, отпускная пружина 7, тормозной клапан 8, уравнительный поршень 9, режимная пружина 10, обратный питательный клапан 11.
При зарядке тормозов воздух поступает в магистральную камеру МК, в рабочую камеру РК и через клапан 11 в запасной резервуар ЗР.
Рис. 158. Схема прямодейсгвующего автоматического тормоза
При торможении с помощью крана машиниста 3 понижается давление в магистрали и в камере МК, в то время как в камере РК оно остается неизменным. Поршень 5 перемещается вправо, и клапан 8, упираясь в хвостовик поршня 9, открывается, соединяя, таким образом, через камеру ТК запасной резервуар ЗР с тормозным цилиндром ТЦ. Когда давление на поршень 5 со стороны камер МК и РК вырав-няется, этот поршень остановится.
В связи с увеличением давления в камере ТК поршень 9 начинает перемещаться, сжимая пружину 10. Когда клапан 8 сядет на свое седло по штоку 6, повышение давления в камере ТК и в тормозном цилиндре прекратится. Поршень 9 остановится при равенстве давлений на него воздуха со стороны камеры ТК и пружины 10. Если вследствие утечек из тормозного цилиндра понизится давление воздуха в камере 77С, то большим давлением пружины 10 поршень 9 передвинется влево и откроет клапан 8. Тормозной цилиндр пополнится воздухом из запасного резервуара.
В случае длительного торможения на затяжных спусках рассматриваемый тормоз не истощается, так как связь между главным резервуаром и тормозным цилиндром постоянно сохраняется.
Для отпуска тормозов кран машиниста ставят в положение, сообщающее главный резервуар с магистралью. Воздух поступает в камеру МК воздухораспределителя, в результате чего давление в ней уравнивается с давлением в камере Р/С, пустотелый стержень 6 передвигается влево, открывая выход воздуху из тормозного цилиндра через камеру ТК в атмосферу А т и освобождая клапан S, который под действием пружины разобщает запасной резервуар с тормозным цилиндром.
Принятый на дорогах СССР воздухораспределитель усл. № 270 обеспечивает три режима торможения: груженый, средний и порожний. Предварительной установкой рукоятки воздухораспределителя на соответствующий режим достигается различная сила йажатия колодок в зависимости от степени загрузки вагонов. Благодаря этому устраняется возможность заклинивания колес порожних вагонов и вместе с тем обеспечивается более эффективное торможение груженых вагонов.
Недостатком пневматических тормозов является неодновременное действие, вызываемое низкой скоростью распространения в длинных поездах тормозной или отпускной волны. Вначале затормаживаются ближайшие от локомотива вагоны. На них набегают и давят более отдаленные вагоны. И наоборот, при отпуске тормозов задние вагоны движутся, будучи еще заторможенными. Все это приводит к возникновению в поезде при его движении дополнительных растягивающих и сжимающих сил, отрицательно действующих на сцепные приборы вагонов.
Для устранения этого недостатка на электропоездах и в пассажирских поездах применяют электропневматические тормоза. Они отличаются от пневматических дополнительным электровоздухораспределителем и электрооборудованием.
Принцип действия электропневматического тормоза можно проследить по схеме, приведенной на рис. 159. При торможении кран машиниста 5 замыкает контакты, и электрический ток от аккумуляторной батареи воздействует на электромагнитные катушки тормозного 3 и отпускного 4 вентилей электровоздухораспределителя. Под действием тока катушки намагничиваются и притягивают якоря-клапаны к своим сердечникам, в результате этого отпускной вентиль 4 разобщает тормозной цилиндр 6 с атмосферой, а вентиль 3 сообщает запасной резервуар 8 с тормозным цилиндром, и тормоза приходят в действие.
При отпуске тормозов кран машиниста размыкает контакты проводов, питающих электровоздухораспределитель. Вследствие этого к электромагнитным вентилям 3 и 4 ток не подходит, и якоря-клапаны под действием пружин отпадают, при этом вентиль 3 разобщает тормозной цилиндр 6 с запасным резервуаром, а вентиль 4 сообщает его с атмосферой. Если кран машиниста стоит в положении «перекрыша», обесточивается тормозной вентиль 3 и остается под напряжением отпускной вентиль 4, в результате чего в тормозном цилиндре устанавливается необходимое давление воздуха.
Зарядка запасного резервуара 8 из воздушной магистрали 7 происходит через воздухораспределитель (тройной клапан). В системе электропневматического тормоза сохраняется в качестве резервного обычный пневматический автоматический тормоз. Он приходит в действие при разрыве поезда и в случае неисправности электропневматического тормоза. Чтобы не допустить пополнения тормозного цилиндра одновременно от воздухораспределителя 1 и электровоздухораспределителя, предусмотрен переключательный клапан 2.
Таким образом, в электропневматическом тормозе, как и в других, торможение осуществляется сжатым воздухом, однако благодаря электрическому управлению оно происходит одновременно по всему составу и значительно быстрее. Поэтому тормозной путь поезда с электропневматическими тормозами меньше, чем с обычными пневматическими тормозами, что особенно важно при высоких скоростях движения.
Торможение может быть служебным и экстренным. В обычных условиях машинист применяет служебное торможение, при котором давление в главной магистрали понижается ступенями на величину не более 1,5*105 Па. Такой режим торможения обеспечивает плавное уменьшение скорости поезда и позволяет остановить его в заранее предусмотренном месте. Для немедленной остановки поезда применяют экстренное торможение, которое происходит в результате быстрого и полного выпуска воздуха из магистрали, что создает наибольшую тормозную силу.
Экстренное торможение может производиться краном машиниста или краном экстренного торможения (стоп-краном), установленным во всех пассажирских и частично грузовых вагонах.
21989 просмотров 
