Тематичний план дисципліни

№ п/п	Тема самостійного вивчення	Кільк. годин	Форми контролю	Література
Розділ I. Основи гальмування
2	Розвиток гальмівної техніки.	2	Опитування	[4]c.4-6
4	Зчеплення колеса з рейкою.	2	Опитування	посібник
7	Гальмові колодки.	2	Опитування	посібник

В результаті вивчення розділу студенти:

повинні знати: основні етапи розвитку гальм, основних винахідників гальмівного обладнання; фізичну сутність процесів гальмування; схему сил, діючих на колесо; фактори, що впливають на коефіцієнт зчеплення; основні типи гальмівних колодок та їх характеристики;

повинні вміти: встановлювати залежність коефіцієнта зчеплення від різноманітних факторів, порівнювати основні типи колодок.

Міжпредметні зв’язки:

Фізика – сила тертя і зчеплення. Електротехніка – електромагніти, електричний струм. Матеріалознавство - полімерні матеріали. Правила технічної експлуатації - вимоги до гальмівного обладнання.

Розділ I. Основи гальмування

Тема 2: Розвиток гальмівної техніки

Питання теми:

1. Короткий історичний огляд розвитку гальм.

2. Перспективи розвитку.

1. Короткий історичний огляд розвитку гальм.

У процесі вдосконалювання гальмової техніки в нашій країні можна виділити три основних етапи. Перший (1834-1928) характеризується застосуванням винятково імпортних гальмових систем і пристроїв. Другий (1929-1990), навпаки, відрізняється тим, що по стратегічних міркуваннях розроблялися й використовувалися тільки вітчизняні гальмові пристрої. Нарешті, з 1991 р. і по теперішній час відбувається інтенсивний перехід від застарілих пневмомеханічних конструкцій гальмових пристроїв до більш досконалих електронно-пневматичних, виконаних на базі мікропроцесорної техніки.

Перші ручні гальма були використані в поїзді з п'яти навантажених вагонів, що провів зі швидкістю близько 8 км/ч в 1804 р. в Англії паровоз винахідника Ричарда Тревитика. Такі гальма були оснащені дерев'яними колодками й обслуговувалися спеціальними людьми – гальмувальниками та застосовувалися й на перших вітчизняних залізницях: Нижньотагільській (1834) і Санкт-Петербург - Царське Село (1837).

Механічне безперервне гальмо, кероване за допомогою натягнутого уздовж поїзда троса, було застосоване на Миколаївській (Жовтневій) залізниці, побудованій в 1843-1851 р. Перші пневматичні прямодіючі неавтоматичні й автоматичні непрямодіючі гальма були створені Д. Вестингаузом у 1869-1872 р.

Основною ідеєю, реалізованою в цих гальмах, стало застосування повітропроводу - гальмової магістралі зі з’єднувальними рукавами, якими обладналася кожна рухома одиниця. Після з'єднання рукавів у поїзді створювався безперервний пневматичний канал, по якому можна було подавати стиснене повітря від локомотива до вагонів, а також використовувати його енергію для керування гальмовими процесами шляхом зміни тиску в гальмовій магістралі (ГМ).

Подальший розвиток гальмової техніки був пов'язаний з рішенням одного важливого завдання - збільшенням реалізованого зчеплення між колесами поїзда й рейками при гальмуванні, тобто підвищенням гальмової ефективності. З врахуванням цього з великої кількості іноземних гальмових систем Н.П. Петровим в 1899 р. після порівняльних випробувань були відібрані для Російських залізниць гальма двох фірм: «Вестингауз» і «Нью-Йорк».

Цими гальмами обладнувався як пасажирський, так і вантажний рухомий склад, але не в повному обсязі, оскільки на частині вагонів вони були відсутні. Ці вагони були оснащені так званими пролітними трубками, які забезпечували тільки безперервність пневматичного каналу в поїзді. Сила зчеплення коліс із рейками в таких поїздах використовувалася не більше, ніж на 15-20 %.

Першим вітчизняним пристроєм керування гальмами, створеним у 1928р., був кран машиніста (КМ), розроблений талановитим фахівцем Ф.П. Казанцевим. КМ мав автоматичні перекриші, звуковий сигналізатор обриву ГМ, взаємозамінні деталі й успішно експлуатувався до 1953 р. З переходом на електричну й тепловозну тягу й ростом довжини поїздів необхідним було застосування зверхзарядного тиску, темпу м'якості й підвищення живильної здатності, що призвело до створення в 1957 р. КМ № 222, а потім, в 1966 р., більше досконалого КМ № 394.

В 1925 р. Московський гальмовий завод (нині АТ «Трансмаш») почав серійно випускати перші вітчизняні повітророзподільники Казанцева, які вигідно відрізнялися від закордонних, особливо в плані невичерпності. Із цього часу імпортна гальмова техніка в нашій країні не використовувалася. Вітчизняна промисловість випускала гальмові пристрої, розроблені винятково своїми фахівцями й орієнтовані на певні несприятливі умови експлуатації й обслуговування з урахуванням особливостей географічного положення країни.

З 1932 по 1953 р. серійно випускалися також повітророзподільники (ПР) № М-320, створені іншим відомим винахідником І.К. Матросовим. Він же, виконуючи послідовну модернізацію цього пристрою, забезпечив протягом декількох років перехід на ПР №МТЗ-135 (1953), потім № 270-002 (1959) і № 270-005 (1968).

Останнє істотне вдосконалення вітчизняних вантажних ПР відбулося в 1976 р. з переходом до приладу № 483, що забезпечував високу швидкість гальмової хвилі - 300 м/с, стандартність дії по тиску, дозволяв водити поїзда вагою 80-85 тис. кН і мав багато інших переваг, що поставили його в ряд кращих гальмових пристроїв у світовій практиці.

Застосовувані в цей час пасажирські ПР № 292-001 випускаються з 1958 р. Московським гальмовим заводом й є черговою модернізацією трійного швидкодіючого клапана Вестингауза. Електропневматичним гальмом з електроповітророзподільниками (ЕПР) № 305 почали обладнувати електропоїзди з 1948 р., а пасажирські на локомотивній тязі - з 1958 р.

Для зменшення регулювань механічної частини гальма й зниження втрат переданих зусиль із 1947 р. застосовують автоматичні регулятори гальмових важільних передач. У цей час використовуються гвинтові однобічної дії регулятори важільної передачі № 574Б і РТРП-675.

Коректування тиску в гальмовому циліндрі залежно від завантаження вагона здійснюють інші регулятори - авторежими, що також мають 50-річну історію свого розвитку. З 1965 р. поряд із чавунними гальмовими колодками стали використовувати, особливо на вантажних составах, композиційні, що мають високу зносостійкість й стабільний коефіцієнт тертя, що мало залежить від швидкості руху.

Наприкінці 1970-х рр. приступили до створення принципово нових електронно-пневматичних гальмових пристроїв, які, поступово вдосконалюючись, виходили за рамки дослідної експлуатації. Перші з них були розроблені в науково-дослідних лабораторіях кафедри «Електрична тяга» «Уральского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта» (УЭМИИТ), нині «Уральского государственного университета путей сообщения» (УрГУПС). До них можна віднести пристрій дистанційної зарядки й випробування гальм (УЗОТ), систему автоматичного керування гальмами поїзда при русі на забороняючий сигнал (САУТ), комплексну переносну систему керування гальмами з'єднаних поїздів (КОНСУЛ), які знайшли широке застосування на залізницях і стали випускатися серійно.

Створенням цих пристроїв був відкритий новий етап у розвитку й удосконаленні гальмової техніки, що якісно змінив і розширив її можливості, надійність і функціональність, що підвищило безпеку руху поїздів, рівень автоматизації й оптимізації гальмових процесів і знизило негативний вплив так званого людського фактора.

Великий внесок у розвиток вітчизняної гальмової науки й техніки внесли відомі вчені й конструктори Н.П. Петров, Ф.П. Казанцев, І.К. Матросов, Б.Л. Карвацкий, В.Ф. Єгорченко, Д.Е. Кармінский, В.М. Казаринов, В.А. Лазарян, В.Г. Іноземцев, В.І. Крилов, В.В. Крилов та ін.

2. Перспективи розвитку.

У процесі розвитку й удосконалення гальм велика увага приділяється створенню нових пристроїв і систем безпеки, пов'язаних з роботою приладів гальмового обладнання, систем автоматичного ведення поїзда, систем автоматичного керування гальмами (САУТ), локомотивних швидкостемірів. Тільки за останнє десятиліття були розроблені й впроваджені в експлуатацію пристрій контролю параметрів руху поїзда «Дозор», телеметрична система контролю пильності машиніста (ТСКБМ), електронний швидкостемір КПД-3 (КПД-3У), комплексний локомотивний пристрій безпеки (КЛУБ) та ін.

Незважаючи на деяке відставання в області високошвидкісного руху, у СНД до теперішнього часу створені високонадійні й ефективні гальма, що забезпечують найбільш короткі гальмові шляхи й реалізацію властивостей зчеплення на рівні 60-80%.

Література:

1. Асадченко В.Р. Автоматические тормоза подвижного состава: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. – М.: Маршрут, 2006. – с.4-7

2. Афонин Г.С. Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава: учебник для нач. проф. образования / Г.С.Афонин, В.Н.Барщенков, Н.В.Кондратьев. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – с.4