тормоз подвижного состава — это комплекс устройств, создающих искусственное сопротивление движению поезда с целью регулирования скорости его движения или остановки. Наиболее распространены колодочные тормоза, при которых колеса локомотива и вагона тормозятся прижатием колодок к вращающимся колесам. Источником торможения является сила трения. Колодки могут приводиться в действие вручную человеком или сжатым воздухом, давящим на поршень тормозного цилиндра. Усовершенствованием последнего является электропневматический тормоз, т.е. пневматический тормоз с электрическим управлением.
Тормоза подвижного состава железных дорог делятся на фрикционные и электрические. По способу управления и источнику энергии для прижатия тормозных колодок фрикционные тормоза подразделяются на пневматические. электропневматические и ручные. Основным видом фрикционного тормоза, применяемого на подвижном составе наших дорог, является пневматический тормоз. Его действие основано на создании разности давлений сжатого воздуха в камерах соответствующих приборов. Пневматические тормоза в свою очередь подразделяются на неавтоматические прямодействующие, автоматические непрямодействующие и автоматические прямодействующие. Неавтоматический прямодействующий тормоз обеспечивает непосредственную подачу сжатого воздуха в процессе торможения от источника (главного резервуара) в тормозной цилиндр. Для отпуска тормоза цилиндр сообщается с атмосферой. Такой тормоз применяется в качестве вспомогательного для торможения только локомотива при маневровой работе и в отдельных случаях при ведении поезда по неблагоприятному профилю пути. Вспомогательный пневматический прямодействующий тормоз является неавтоматическим, так как он при разъединении магистрали поезда не срабатывает.
На каждом вагоне и локомотиве устанавливается пневматический прибор — воздухораспределитель и запасный резервуар для сжатого воздуха. Сжатый воздух от компрессора (см. рис. 22.15) поступает в главный резервуар. Тормозами поезда управляют при помощи крана машиниста, позволяющего сообщать главный резервуар с воздушной магистралью, разобщать ее от главного резервуара, а также сообщать тормозную магистраль с атмосферой. Воздушная магистраль, расположенная под локомотивом и каждым вагоном, соединяется гибкими рукавами. Перед рукавами имеются концевые краны, с помощью которых перекрывается магистраль при отцепке и прицепке локомотива или вагонов. Воздухораспределитель подключается к магистрали, запасному резервуару и тормозному цилиндру. Шток поршня тормозного цилиндра передает усилие давления сжатого воздуха на тормозную рычажную передачу, связанную с тормозными колодками.
На каждом вагоне и локомотиве устанавливается пневматический прибор — воздухораспределитель и запасный резервуар для сжатого воздуха. Сжатый воздух от компрессора (см. рис. 22.15) поступает в главный резервуар. Тормозами поезда управляют при помощи крана машиниста, позволяющего сообщать главный резервуар с воздушной магистралью, разобщать ее от главного резервуара, а также сообщать тормозную магистраль с атмосферой. Воздушная магистраль, расположенная под локомотивом и каждым вагоном, соединяется гибкими рукавами. Перед рукавами имеются концевые краны, с помощью которых перекрывается магистраль при отцепке и прицепке локомотива или вагонов. Воздухораспределитель подключается к магистрали, запасному резервуару и тормозному цилиндру. Шток поршня тормозного цилиндра передает усилие давления сжатого воздуха на тормозную рычажную передачу, связанную с тормозными колодками.
На каждом вагоне и локомотиве устанавливается пневматический прибор — воздухораспределитель и запасный резервуар для сжатого воздуха. Сжатый воздух от компрессора (см. рис. 22.15) поступает в главный резервуар. Тормозами поезда управляют при помощи крана машиниста, позволяющего сообщать главный резервуар с воздушной магистралью, разобщать ее от главного резервуара, а также сообщать тормозную магистраль с атмосферой. Воздушная магистраль, расположенная под локомотивом и каждым вагоном, соединяется гибкими рукавами. Перед рукавами имеются концевые краны, с помощью которых перекрывается магистраль при отцепке и прицепке локомотива или вагонов. Воздухораспределитель подключается к магистрали, запасному резервуару и тормозному цилиндру. Шток поршня тормозного цилиндра передает усилие давления сжатого воздуха на тормозную рычажную передачу, связанную с тормозными колодками.
Наиболее распространены тормоза, где колодки прижимаются к ободу колёсной пары, однако при этом, помимо износа самих колодок, происходит износ поверхности качения колёс, что ведёт к необходимости проведения дорогостоящей обточки колёс. Поэтому часто стараются применить электрическое торможение, то есть торможение тяговыми электродвигателями, при котором тормозные колодки не участвуют, что также позволяет уменьшать расход энергии за счёт рекуперации. Однако отказываться от них полностью нельзя, так как при малых скоростях электрическое торможение уже не может дать необходимого тормозного эффекта, к тому же не исключена вероятность его выхода из строя, и в этом случае ему на смену должен прийти механический тормоз с колодками. В результате иногда на железнодорожном транспорте применяют дисковые тормоза, где колодки трутся не о колёса, а о специальный тормозной диск, размещённый на оси колёсной пары. Такой тормоз применяют на высокоскоростных поездах, а также на вагонах трамвая.
Можно также отметить магниторельсовый тормоз, где тормозная колодка прижимается к рельсу, а сила нажатия образуется за счёт электромагнитного поля, создаваемого расположенными на колодке индуктивными катушками. Такой тормоз тоже распространён на высокоскоростных поездах, трамваях, а также на промышленном железнодорожном транспорте.
Дисковый тормоз : Наиболее распространены тормоза, где колодки прижимаются к ободу колёсной пары, однако при этом, помимо износа самих колодок, происходит износ поверхности качения колёс, что ведёт к необходимости проведения дорогостоящей обточки колёс. Поэтому часто стараются применить электрическое торможение, то есть торможение тяговыми электродвигателями, при котором тормозные колодки не участвуют, что также позволяет уменьшать расход энергии за счёт рекуперации. Однако отказываться от них полностью нельзя, так как при малых скоростях электрическое торможение уже не может дать необходимого тормозного эффекта, к тому же не исключена вероятность его выхода из строя, и в этом случае ему на смену должен прийти механический тормоз с колодками. В результате иногда на железнодорожном транспорте применяют дисковые тормоза, где колодки трутся не о колёса, а о специальный тормозной диск, размещённый на оси колёсной пары. Такой тормоз применяют на высокоскоростных поездах, а также на вагонах трамвая.
Можно также отметить магниторельсовый тормоз, где тормозная колодка прижимается к рельсу, а сила нажатия образуется за счёт электромагнитного поля, создаваемого расположенными на колодке индуктивными катушками. Такой тормоз тоже распространён на высокоскоростных поездах, трамваях, а также на промышленном железнодорожном транспорте.
Наиболее распространены тормоза, где колодки прижимаются к ободу колёсной пары, однако при этом, помимо износа самих колодок, происходит износ поверхности качения колёс, что ведёт к необходимости проведения дорогостоящей обточки колёс. Поэтому часто стараются применить электрическое торможение, то есть торможение тяговыми электродвигателями, при котором тормозные колодки не участвуют, что также позволяет уменьшать расход энергии за счёт рекуперации. Однако отказываться от них полностью нельзя, так как при малых скоростях электрическое торможение уже не может дать необходимого тормозного эффекта, к тому же не исключена вероятность его выхода из строя, и в этом случае ему на смену должен прийти механический тормоз с колодками. В результате иногда на железнодорожном транспорте применяют дисковые тормоза, где колодки трутся не о колёса, а о специальный тормозной диск, размещённый на оси колёсной пары. Такой тормоз применяют на высокоскоростных поездах, а также на вагонах трамвая.
Можно также отметить магниторельсовый тормоз, где тормозная колодка прижимается к рельсу, а сила нажатия образуется за счёт электромагнитного поля, создаваемого расположенными на колодке индуктивными катушками. Такой тормоз тоже распространён на высокоскоростных поездах, трамваях, а также на промышленном железнодорожном транспорте.
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 черезтормозную 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 Вестингаузаимеет 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 подключенвоздухораспределитель, 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.