Служебное и экстренное торможение

В положениях VЭ (VA), V и VI ручки крана машиниста цепь от положительного зажима генератора ГУ через контроллер, контакт ТР4, катушку реле ОР разрывается. Контакты ОР1, ОР2 и ОР3 возвращаются в свое исходное положение, а контакты ОР4, ОР5 размыкаются и сигнальная лампа П гаснет. Цепей для прохождения переменного тока нет, а для постоянного тока их несколько: к контакту ОР3 и катушке тормозного реле ТР1 к предохранителю Пр, контактам ОР1, ТР1, линейному рабочему проводу №1, головке соединительного рукава хвостового вагона, линейному контрольному проводу № 2, выпрямительному мосту ВК, катушке контрольного реле КР, опять к мосту ВК, рельсам и контакту ТР2; к отпускному вентилю ОВ каждого вагона, рельсам и дальше к генератору ГУ; от рабочего провода № 1 к полупроводниковым вентилям ВС и тормозным вентилям ВТ каждого вагона; через контакты КР2 и ТР5 к лампе Т.

В результате прохождения постоянного тока тормозное реле ТР возбуждается, вследствие чего его контакты ТР1 и ТР2 размыкают цепь переменного тока от генератора ГК, контакты ТРЗ и ТР5 замыкаются, а контакт ТР4 размыкается. Поэтому катушка сильноточного реле К остается под током, удерживая контакт К1 в замкнутом положении, и загорается сигнальная лампа Т. Сигнальная лампа О продолжает гореть, так как через катушку контрольного реле КР благодаря выпрямительному мосту ВК проходит постоянный ток прежней полярности, не позволяя контакту КР1 разомкнуться. Вследствие переключения контактов ТР1 и ТР2 постоянный ток положительной полярности будет поступать не в рельсы, как было при перекрыше, а в рабочий провод. При такой полярности ток проходит через полупроводниковый вентиль ВС в катушку тормозного вентиля ТВ. Вентиль ОВ продолжает находиться в возбужденном состоянии, что соответствует положению торможения. Дублированное питание осуществляется установкой на локомотиве перемычки между проводами № 1 и № 2. В этом случае ток подается в оба линейных провода и ЭПТ остается работоспособным при неправильном монтаже поездных цепей, повреждении одного из проводов № 1 или № 2 и при нарушении контакта в междувагонных соединениях. Обрыв поездной цепи контролируется по амперметру. Контролируется также состояние ЭПТ на локомотиве и наличие короткого замыкания в поезде. Дублированное питание применяется только с разрядкой уравнительного резервуара в поездах, имеющих максимальную скорость до 120 км/ч. Для поездов, обращающихся со скоростями более 120 км/ч, должен применяться блок управления и контроля типа БУ-ЭПТ-Д, при котором в поездном положении контроль цепи обеспечивается переменным током, а дублированное питание производится при перекрыше и торможении. Проводятся эксплуатационные испытания устройства на локомотиве, с помощью которого будет осуществляться контроль однопроводной линии, т. е. провода № 1. В этом случае провод № 2 не нужен — контроль может быть непрерывный или в двух положениях ручки крана машиниста: поездном и положении перекрыши.

4.Характеристика и параметры тормозных процессов. Основные понятия. Индикаторная диаграмма торможения и отпуска одного вагона. Возникновение продольных сил в поезде при торможении . Фазы торможения.

Чувствительностью воздухораспределителя называют величину падения давления воздуха заданным темпом при которой происходит срабатывание приборов как торможение.

Различают 3 темпа снижения давления в магистралях:

1-темп мягкости(разрядка) это такой темп снижения давления в тормозной магистрали при котором тормоза в действие не должны приходить. Темп мягкости составляет 1 кгс/см² за 120-300 секунд. Определяется при снижении давления от 5 кгс/см² до 4 кгс/см².

2-темп служебного торможения, это такой темп при котором тормоза срабатывают на служебное торможение применимое для регулирования скорости движения поезда и остановки его в определенном месте. При темпе служебного торможения снижение давления на 1 кгс/см² (с 5 до 4 кгс/см²) происходит за 2,5-10 секунд. Темп от 0,1 до 0,4 кгс/см² в секунду.

3-темп экстренного торможения, это темп используемый для немедленной остановки поезда. При этом темпе снижение давления в ТМ на 1,0 кгс/см² (5-4 кгс/см²) не более чем на 1,2 секунды ≥0,8 кгс/см² в секунду.

Тормозная волна.

Одной из важнейших характеристик тормозной системы в значительной степени влияющей на продольные усилия в поезде при торможении является скорость распространения тормозной волны.

Скоростью распространения тормозной волны называют отношение длины ТМ к времени распространения тормозной волны.

Временем распространения тормозной волны называют время проходящее от момента поворота ручки КМ в тормозном положении до момента начала появления давления в ТЦ последнего вагона.

Скоростью распространения отпускной волны называется отношение длины ТМ к времени распространения отпускной волны.

Время с момента постановки ручки КМ в отпускное положение до начала выпуска воздуха ВР из ТЦ последнего вагона называется временем распространения отпускной волны.

Скорость распространения отпускной волны зависит от величины давления воздуха в ГР при отпуске размером проходного сечения в КМ времени сообщения ГР с ТМ сопротивления воздухопровода ,величины утечек из ТМ и ТЦ, а также от темпа подзарядки ЗР при отпуске.

Различают следующие темпы понижения давления в магистрали (рис.1.4.1):

темп мягкости (разрядка), при котором давление в магистрали понижается.с 5 до 4 за 120—300 с (темп до 0,2—0,5 в 60 с). При таком темпе тормоза в действие не должны приходить;

служебный — давление в магистрали с 5 до 4 понижается за 2,5—10 с (темп 0,1—0,4 в 1 с). При таком темпе тормоза производят служебное торможение. Применяется для регулирования скорости движения поезда и остановки его в определенном месте;

экстренный — давление в магистрали с 5 до 4 понижается не более чем за 1,2 с (темп 0,8 в с и выше). При этом происходит экстренное торможение с разрядкой тормозной магистрали на величину не - менее 1,5 . Применяется, если требуется немедленно остановить поезд.

Индикаторная диаграмма торможения и отпуска одного вагона представлена на рис.1.4.2, где — время от момента постановки ручки крана машиниста в тормозное положение до поступления воздуха в тормозной цилиндр; — время поступления воздуха в тормозной цилиндр до прижатия тормозных колодок к колесам (время выхода штока); — время наполнения тормозного цилиндра до 95% максимального давления в нем (обычно до 3,5 ) и — время отпуска от начала выпуска воздуха из тормозного цилиндра до давления в нем 0,4 . От времени и характера диаграммы наполнения тормозных цилиндров во многом зависит длина тормозного пути и величина возникающих при торможении продольных усилий в поезде. В тормозах пассажирского типа время наполнения тормозных цилиндров при воздушном управлении до давления в них 3,5 устанавливается 5-7 с, а при электрическом - 3-4 с; в тормозах грузового типа – 15-20 с.

Для обеспечения достаточно плавного торможения поезда без снижения эффективности тормозной силы в момент начала торможения хвостового вагона давление в тормозном цилиндре головного вагона должно быть примерно не более 1,0 кгс/см2.

Время отпуска тормоза одного вагона принято: пассажирского 9—12 с, грузового на равнинном режиме 20—60 с и на горном 40—60 с, вагона электропоезда при электрическом управлении в среднем 4 с.

Фазы торможения.

Развитие тормозной силы в поезде при полном служебном или экстренном торможении характеризуются 4 фазами :

1 фаза, процесс распространения тормозной волны по поезду,она характеризуется временем от поворота ручки крана в тормозное положение до начала срабатывания ТЦ последнего вагона. Во время 1ой фазы тормозная сила 1ого вагона достигает наибольшей их всех вагонов поезда величины. По мере удаления от головы поезда тормозная сила вагонов становится всё меньше и у последнего вагона в момент окончания 1ой фазы равна нулю. Из-за того что тормозная сила каждого предыдущего вагона больше тормозной силы последующего в поезде происходит набегание вагонов , что приводит к возникновению продольных сжимающих усилий в поезде. В этой фазе происходит наибольшее сжатие поезда.

2 фаза происходит наполнение ТЦ сжатым воздухом всего поезда при разных давлениях, а зачастую и в скоростях наполнения. В этой фазе , поезд остается сжатым.

3 фаза происходит последовательное окончание наполнения ТЦ от головы до хвоста поезда.Давление в ТЦ от первого до последнего вагона начинает выравниваться достигая max величины и в конце фазы становится одинаковым во всем поезде. Если в начале фазы поезд был сжат из-за разницы давления в цилиндрах, то в конце этой фазы он приходит в свободное состояние благодаря выравниванию тормозных усилий по вагонам.

4 фаза в этой фазе разницы в действии тормозов нет и при равномерном распределении по поезду удельных тормозных сил реакций в сцепных приборах не возникает.

5.Образование тормозной силы при фрикционном колодочном торможении. Возникновение юза и условие безъюзового торможения. Основные опасности возникновения юза.

‒ коэффициент трения колодки о колесо; К‒сила прижатия колодки к колесу; В=К ‒ сила трения колодки о колесо; ‒вес вагона приходящийся на колесо; =B ‒вненяя тормозная сила в точке контакта колеса и рельса

Условия безъюзового торможения: если прижать колодку к колесу с слишком большим усилием, то колесо перестает вращаться, образуя ЮЗ. Это условие предполагает, что тормозная сила поезда не должна превышать силу сцепления колеса с рельсами. Ѱк коэф.сцепления. Исходя из усл.получим, что нажатие на колодку не должно превышать K * .

Заклинивание кп не наступает мгновенно,этому предшествует ее проскальзывание, в следствие чего скорость вращения кп становится меньше,что приводит кувеличению тормозной силы и заклиниванию. На уч.АБ торм.сила увеличивается,в следствие чего увеличиваются силы нажатия колодок на колесо, а на уч.БВ из за роста коэф.трения, в следствие уменьшения скорости в точке В из за нарушения сцепления скорость вращения колеса резко уменьшается, коэф.тр увеличивается и торм.сила увеличиввается до maxв точке Г, в этот момент вращение колеса прекращается и наступает юз , при этом тормозная сила резко уменьшается до точки Д, участок ДЕ характер.тем, что на нем сила трения образуется в точке контакта колеса и рельса. Неккоторое увеличение тормознай силы перед остановкой в т Е объясняется образованием ползуна, т.е с больей поверхностью контакта колеса и рельса. Осн.опасн. юза заключается в том, что торм.сила в сл.его возн. Резко уменьшается, что привожит к значит.увелич. торм.пути поезда. При юзе происходит образование ползунов, неравномерный износ рельсов.

6.Понятие о коэффициенте трения колодки о колесо и коэффициенте сцепления колеса с рельсом. Факторы, влияющие на величину коэффициента трения и коэффициента сцепления. Способы регулирования тормозной силы.

Фрикционные материалы примен.в торм.устр. должны обладать св-ми,обеспеч.независим.коэф. тр. от состояния и загруж.трущихся пов-ей, продолж.торм.и ряда др.факторов. Факторы, влияющие на величину коэф.тр:материалы колодки и колеса, или диска, сила прижатия колодки к колесу, скорость движения поезда, влажность воздуха, загрязненность контакта колеса и колодки, температура окружающей среды, наличие ероховатостейна поверхности катания и колодки. Величины коэф.тр, прижатя колодок по колесу, опред.след.факторами:материалом колодки, скоростью движения и удельным нажатием колодки на колесо.

По графику подбирается описываемая их математические формулы,к-рые после утверждения используются для практических расчетов. В настоящее время на груз.вагонах установлены композиционные тормозные колодки величина коэф. Трения к-рых с ростом скорости снижаются незначительно. На пасс.ПС установл.чугунные колодки у к-рых величина коэфф.трения существенно зависит от скорости движения. Это объясняется тем, что для пасс.поездов необходимы частые и более длительные торможения при повышенных скоростях движения и как следствие перегрев фрикционных узлов, что требуют интенсивного отвода большого количества тепла. В лучшей степени этому отвечают колодки из серого чугуна,обладающие значительно большей теплопроводностью и теплостойкостью, чем композиционные колодки.

Коэф.сцепления.

Величина коэф сцепления при торможении колеблется в достаточно широких пределах и зависит не только от конструкции и технического состояния пс, но и от скорости движения нагрузки на ось, состояния рельсов, наличие на поверхности рельса и колеса влаги, снега. Так для грузовых вагонов при скоростях от 20 до 120 и осевых нагрузках от 6т на ось до 25т на ось коэф.сцепления изменяется от 0,13 до 0,07. Для пасс.при скоростях от 40 до 140, коэф.сцепления от 0,14 до 0,09.

Способы регулирования тормозных сил.

, , - коэф.нажатия колодки на колесо.

Величина максимального нажатия зависит от веса приходящего на одно колесо и от отношения коэф.трения к коэф.сцепления.

Разл.2 способа регулир.тормозной силы: скоростное и весовое.

Характер изменения коэф.нажатия колодки на колесо будет зависеть от изменения коэф.сцепления и коэф.трения.

Поделив получим:

Величину максимального нажатия можно увеличить при увеличении скорости. Скоростное регулирование обычно выполняется ступенчатым , то есть если скорость ниже определенной величины, то устанавливается одно давление в тормозном цилиндре, а если скорость превышает эту величину, то повышается давление.

Скоростное регулирование в сочетании с чугунными тормозными колодками, а также противоюзными устройствами применяется на пасс и скоростном пс. На груз.пс из-за невысоких скоростей движения и применения композиц.колодок,у которых коэф трения мало зависит от скорости скоростное регулирование не применяется.

Весовое регулирование применяется в основном для грузовых поездов, т.к.вес пасс.вагона изменяется незначительно. Соответств.между величиной тормозной силы и весом вагонов в тормозах груз.типа достигается 2 способами:

- ручным переключением режимов торможения на воздухораспределитель

- применением специальных устройств автоматич.регутяторов режимов торможения (авторежимов), которые автоматически изменяют тормозное нажатие в зависимости отзагрезки вагонов.

Ручное переключение осуществляется в зависимости от загрузки вагона, приход.на одну ось без учета веса тары.

Авторежим реагирует на степень сжатия пружин ресс.подвешивания и изменения давления в цилиндре в зависимости от него.

7.Классификация тормозного оборудования подвижного состава.

Тормозное оборудование ПС разделяется на :Механическое и Пневматическое.

Механическое оборудование :

1.Тормозная рычажная передача(ТРП),предназначена для передачи усилия от цилиндра к колодкам.

ТРП состоит из:

1.Триангели и траверсы;

2.Вертикальные и Горизонтальные рычаги;

3.Винтовые и гладкие тяги;

4.Затяжки(распорки);

5.Тормозные башмаки и колодки;

6.Подвески и предохранительные скобы;

7.Автоматические регуляторы выхода штока.

Пневматическое оборудование:

1.Приборы питания тормозов сжатым воздухом предназначены для создания и хранения запаса сжатого воздуха определенного давления с требуемыми физическими характеристиками такими как :влажность воздуха и его загрязненность.К приборам питания относятся :компрессоры,главные резервуары,предохранительные клапаны,регуляторы давления,фильтры,маслоотделители,воздухоохладители.

2. Воздухопровод и арматура,предназначены для осуществления связи между приборами управления и приборами торможения.К воздухопроводу и арматуре относятся:трубопроводы магистралей,краны на трубопроводах,соединительные рукава(разъемные,нераъемные),тройники,расположенные на магистрали фильтры,пылеловки,влаго- и маслоотделители,стоп-краны,выпускные клапаны.

3.Приборы торможения,предназначены для выполнения соответствующих действий(торможение и отпуск) в зависимости от сигналов подаваемых приборами управления тормозами, а также для регулирования тормозной силы в зависимости от сигналов приборов управления, скорости движения поезда и загрузки вагонов.К приборам торможения относятся:воздухораспределители,запасные резервуары,тормозные цилиндры,реле давления,автоматические регуляторы режимов торможения,приборы скоростного регулирования и противоюзные устройства.

4.Приборы управления тормозами,предназначены для непосредственного управления тормозами поезда (ТМ),а также для контроля состояния ТМ и контроля действий машиниста по управлению поездом и тормозами.К приборам управления относятся:краны машиниста,краны вспомогательного тормоза,устройства блокировки тормоза,разобщительные,комбинированные краны и краны тяги,клапаны автостопа,сигнализаторы отпуска(отслеживают давление в цилиндрах),датчики контроля состояния ТМ,манометры.

8. Тормозное оборудование грузовых вагонов . Пневматическая схема и ее действия . Схема отключения тормозного оборудования с подтележечным торможением . Достоинства данной схемы.

воздухораспределитель состоит из двухкамертного резервуара 7, главной части 9 и магистральной части 6. Двухкамерный резервуар 7 усл. № 295, прикрепленный к раме вагона четырьмя болтами, соединен трубами диаметром 3/4 дюйма (19 мм) с краном 8 усл. № 372, пылеловкой 5, запасным резервуаром ЗР и тормозным цилиндром ТЦ через авторежим АР усл. № 265.
К двухкамерному резервуару 7 прикреплены магистральная 9 усл.№ 483-010 и главная 6 усл.№ 270-023 части воздухораспределителя. На магистральной трубе расположены концевые краны 2 усл. № 190, соединительные рукава 1 и стоп-кран 3 без ручки (на вагонах с площадками).

При зарядке и отпуске тормоза сжатый воздух из магистрали поступает в двухкамерный резервуар и через воздухораспределитель — в запасный резервуар. При торможении воздух из запасного резервуара поступает через воздухораспределитель в тормозной цилиндр, создавая в нем давление пропорционально загрузке вагона (от 1,4—1,8 до 3.8—4,5 кгс/см2).

9. Тормозное оборудование пассажирского вагона . Принципиальная схема и назначение основных элементов .

Воздухораспределитель 13 № 292-001 и электровоздухораспределитель 12 № 305-000 установлены на рабочей камере 11, которая смонтирована на кронштейне задней крышки тормозного цилиндра (ТЦ) 14 диаметром 356 мм. Под вагоном также расположены магистральная труба 17 диаметром ?" (32 мм), концевые краны 2 № 190 с соединительными рукавами 1 и пылеловка 8. Тормозная магистраль (ТМ) 17 через разобщительный кран 10 соединена трубопроводом (отводом) 9 с воздухораспределителем 13. Соединительные рукава 1 оборудованы универсальными головками № 369А и закреплены на изолированных подвесках 7.

Увеличить изображение

В каждом пассажирском вагоне имеется не менее трех стоп-кранов 4, два из которых расположены в тамбурах вагонов. Запасный резервуар (ЗР) 16 объемом 78 л соединен трубой диаметром 1" (25,4 мм) с кронштейном заднейкрышки тормозного цилиндра 14. На трубе от запасного резервуара к ТЦ установлен выпускной клапан 15 № 31. На некоторых типах пассажирских вагонов рабочая камера 11 с воздухораспределителями 12 и 13 установлены на отдельном кронштейне, а тормозной цилиндр 14 имеет обычную крышку.
Рабочий и контрольный электрические провода электропневматического тормоза (ЭПТ) уложены в стальной трубе 6 и подведены к концевым двухтрубным 3 № 316 и средней 5 трехтрубной № 317 коробкам. От средней коробки 5 провод в металлической трубе подходит к рабочей камере 11 электровоздухораспределителя 12, а от концевых коробок 3 - к контактам в соединительной головке № 369А междувагонного рукава 1.
При зарядке и отпуске тормоза воздух из ТМ через воздухораспределитель 13 поступает в запасный резервуар 16, а тормозной цилиндр 14 через воздухораспределитель (или электровоздухораспределитель) сообщен с атмосферой.
При пневматическом торможении сжатый воздух из ЗР поступает в ТЦ через воздухораспределитель, который отключает тормозной цилиндр 14 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 16. При полном торможении давление в запасном резервуаре и тормозном выравниваются. При торможении ЭПТ сжатый воздух
из ЗР поступает в ТЦ через электровоздухораспределитель 12.

10 . Приборы питания тормозов сжатым воздухом и классификация компрессоров

К приборам питания тормозов сжатым воздухом относятся:

-главные резервуары (для хранения запаса сжатого воздуха)

- регуляторы давления (для поддержания давления сжатого воздуха в заданных пределах)

- предохранительные клапана (для предотвращения взрыва при неисправностях регулирования давления)

- влагоотделители, маслоотделители, входные фильтры, воздухоохладители (обеспечение требуемых физических характеристик сжатого воздуха)

Компрессоры предназначены для обеспечения сжатым воздухом тормозной сети поезда и пневматической сети вспомогательных аппаратов: электропневматических контакторов, песочниц, сигналов, стеклоочистителей и др.

По принципу действия компрессоры подразделяются на поршневые и винтовые.

Винтовые компрессоры на ПС только вводятся в эксплуатацию и не получили широкого распространения, но обладают большими перспективами.
Применяемые на подвижном составе железных дорог компрессоры разделяют:

1. по числу цилиндров:

• одноцилиндровые,
• двухцилиндровые,
• трехцилиндровые;
• четырехцилиндровые;
• шестицилиндровые;;

2. по расположению цилиндров:

• горизонтальные,
• вертикальные,
• W-образные,
• V-образные;

3. по числу ступеней сжатия:

• одноступенчатые,
• двухступенчатые;

4. по типу привода:

• с приводом от электродвигателя,
• с приводом от дизеля.

11.Принцип действия и индикаторная диаграмма одно и двух ступенчатого компрессора