Виды тормозов

• По реакции на обрыв управляющего канала:

  • автоматические — срабатывают на торможение при разрыве поезда и останавливают все его части без участия машиниста;

  • неавтоматические — при разрыве поезда не срабатывают на торможение, а в заторможенном состоянии производят отпуск.

• По способу создания тормозного эффекта:

  • фрикционные — используют силу трения;

  • электрические — преобразуют механическую энергию поезда в электрическую, которая возвращается в контактную сеть или преобразуется в тепловую энергию и рассеивается.

• По способу восполнять утечки в тормозных цилиндрах и запасных резервуарах:

  • прямодействующие (неистощимые) — восполняют утечки на каждой единице подвижного состава из главного резервуара локомотива;

  • непрямодействующие (истощимые) — снижение давления в запасных резервуарах и тормозных цилиндрах не компенсируется.

• По характеру действия:

  • нежесткие — работают с любого зарядного давления, не реагируют на медленное снижение давления в тормозной магистрали (темп мягкости), производят полный отпуск при небольшом повышении давления в тормозной магистрали (на 0,02—0,03 МПа);

  • полужесткие — работают с любого зарядного давления, не реагируют на снижение давления в тормозной магистрали темпом мягкости, производят ступенчатый отпуск, при котором каждой величине повышения давления в тормозной магистрали соответствует определённая величина снижения давления в тормозных цилиндрах;

  • жесткие тормоза — настраиваются на определённое давление в тормозной магистрали и при его изменении в любом темпе устанавливают соответствующее давление в тормозных цилиндрах.

• По темпу изменения давления в тормозных цилиндрах:

  • медленнодействующие грузовые;

  • быстродействующие пассажирские.

Пневматический тормоз

Самыми распространёнными являются пневматические тормоза, которые приводятся в действие сжатым воздухом. В них воздух поступает в тормозные цилиндры и давит на поршень, который преобразует давление воздуха в усилие, передающееся через тормозную рычажную передачу на тормозные колодки, прижимая их к ободу колеса, либо к тормозному диску на оси. Впервые пневматический тормоз был предложен в 1869 году Вестингаузом и с тех пор постоянно совершенствовался. Тормоз Вестингауза имеет только два режима — торможение и отпуск, в настоящее время он ещё используется в поездах метрополитена. В отличие от него, современные пневматические тормоза позволяют регулировать тормозную силу, меняя давление воздуха в тормозных цилиндрах. Машинист управляет тормозами, изменяя давление в тормозной магистрали, при помощи крана машиниста — производит разрядку тормозной магистрали (торможение), поддерживает установленное давление (перекрыша) и заряжает тормозную магистраль (отпуск тормозов). Пневматическая схема локомотива также включает в себя кран вспомогательного тормоза, позволяющий управлять тормозами локомотива независимо от тормозов состава.

На каждой единице подвижного состава к тормозной магистрали через тройник и разобщительный кран подключен воздухораспределитель, соединённый с тормозным цилиндром и запасным резервуаром. На грузовых вагонах между воздухораспределителем и тормозным цилиндром может включаться грузовой авторежим. Зарядное давление в тормозной магистрали зависит от типа поезда, так для пассажирского поезда оно составляет 4,5—5,2 кг/см² (около 0,44—0,51 МПа). При снижении давления в тормозной магистрали воздухораспределитель наполняет тормозной цилиндр сжатым воздухом из запасного резервуара. Давление в тормозном цилиндре устанавливается в зависимости от величины разрядки тормозной магистрали, режима работы воздухораспределителя (порожний, средний, гружёный) и загрузки вагона при использовании авторежима. В режиме перекрыши в прямодействующих тормозах утечки воздуха из тормозного цилиндра компенсируются из запасного резервуара, а запасной резервуар может пополняться из тормозной магистрали через обратный клапан. В непрямодействующих тормозах утечки воздуха из тормозных цилиндров не компенсируются. При повышении давления в тормозной магистрали тормозной цилиндр разряжается в атмосферу либо полностью, при равнинном (нежестком) режиме работы воздухораспределителя, либо на ступень, пропорциональную повышению давления в тормозной магистрали при горном (полужестком) режиме работы и происходит дозарядка запасного резервуара. В случае повреждения тормозной магистрали (в том числе при разрыве поезда) и выходе воздуха из неё в атмосферу, воздухораспределитель напрямую соединяет запасной резервуар с тормозным цилиндром. В этом случае происходит экстренное торможение — воздух поступает в цилиндры под максимальным давлением, благодаря чему реализуется максимальная тормозная сила. Экстренное торможение можно вызвать и принудительно — постановкой ручки крана машиниста в положение «Экстренное торможение», либо открытием стоп-крана — в этом случае тормозная магистраль также напрямую соединяется с атмосферой.

Основной недостаток пневматического тормоза заключается в том, что скорость распространения воздействия от крана машиниста к воздухораспределителям, а следовательно и срабатывания тормозов по составу, не может превышать скорости звука (331 м/с). Распространение области пониженного давления по тормозной магистрали называется воздушной волной, её скорость близка к скорости звука. Процесс распространения по составу поезда нарастающего давления в тормозных цилиндрах называется тормозной волной. Скорость тормозной волны зависит от конструкции воздухораспределителей, температуры воздуха, зарядного давления. Для поддержания скорости тормозной волны воздухораспределителями производится дополнительная разрядка тормозной магистрали. Скорость тормозной волны может достигать 280 м/с при служебном торможении и 300 м/с — при экстренном.. Неодновременность срабатывания тормозов может привести к продольным толчкам, что в пассажирских поездах приводит к дискомфорту пассажиров, а в длинных грузовых — к разрыву поезда. Поэтому на пассажирских, а также грузовых длинносоставных поездах используют электропневматические тормоза. В этом случае параллельно тормозной магистрали идёт электрический провод, по которому и передаются сигналы на воздухораспределители (последний при этом называется электровоздухораспределителем, из-за наличия в конструкции электрической части). Преимущество такого типа тормоза заключается в практически одновременном срабатывании тормозов по всей длине состава, что также позволяет сократить тормозной путь.

Для проверки работы пневматических тормозов, после завершения формирования поезда производят их полное опробование. При этом проверяется действие тормозов всех вагонов в составе, а также скорость утечки воздуха из тормозной магистрали. После полного опробования тормозов, осмотрщик вагонов вручает машинисту ведущего локомотива справку об обеспеченности поезда тормозами и их исправности. На моторвагонных поездах данные о полном опробовании тормозов заносятся в журнал технического состояния. На российских железных дорогах также производят сокращённое опробование тормозов, при этом проверяется действие тормозов лишь на последнем вагоне. Сокращённое опробование производят в следующих случаях: после прицепки поездного локомотива к составу, если предварительно на станции было выполнено полное опробование автотормозов от компрессорной установки (станционной сети) или локомотива, после смены локомотивных бригад, когда локомотив от поезда не отцепляется, при стоянке поезда больше 20 минут, после всякого разъединения рукавов в составе поезда или между составом и локомотивом (кроме отцепки подталкивающего локомотива, включенного в тормозную магистраль), соединения рукавов вследствие прицепки подвижного состава, а также после перекрытия концевого крана в составе, при падении давления в главных резервуарах ниже 5,5 кгс/см², при смене кабины управления или после передачи управления машинисту второго локомотива на перегоне после остановки поезда в связи с невозможностью дальнейшего управления движением поезда из головной кабины, в грузовых поездах, если при стоянке поезда произошло самопроизвольное срабатывание автотормозов или в случае изменения плотности более чем на 20 % от указанной в справке формы ВУ-45, в грузовых поездах после стоянки поезда более 30 мин, где имеются осмотрщики вагонов или работники, обученные выполнению операций по опробованию автотормозов, и на которых эта обязанность возложена. Также в пути следования в установленных местах производится проверка тормозов на эффективность — машинист торможением уменьшает скорость на определённую величину, при этом проверяется длина пути торможения.