Урок №1 Историяразвитиятормознойтехники

Первые тормоза, применявшиеся на подвижномсоставе, былиручными. Значительный шаг в развитиитормознойтехникибылсделан в 1847 г., когдабылипредложеныавтоматическиенепрерывные тормоза (автоматическимисчитаются тормоза, срабатывающие при обрывевоздухопроводапоезда, непрерывными — тормоза, связанные в единую систему и управляемые с одного пульта). Первыетакие тормоза былимеханическими. Они управлялись с помощьюнатянутоговдольпоезда троса, отличалисьгромоздкостью и не былиприспособлены для работы в длинныхпоездах.

В 1869 г. появилсяпервыйнеавтоматическийтормоз, действующий при помощисжатоговоздуха: вдольпоездапроходилвоздухопровод, к которому на каждомвагонеподключалсятормознойцилиндр. Впуском сжатоговоздуха в воздухопроводизглавного резервуара через трехходовой кран производилосьторможение, а выпуском — отпуск. Этоттормозбылнепрерывным, нонеавтоматическим, так как при разъединениирукавоввоздухопроводаутрачиваласьвозможностьторможения.

Активноеучастие в разработке и созданиитормозныхустройств для железнодорожноготранспортапринимали десятки талантливыхизобретателей, наиболееизвестнымиизкоторыхявляются Ф. П. Казанцев и И. К. Матросов.

Автотормознаятехникаявляется одним изважнейшихэлементовжелезнодорожноготранспорта, от уровняразвития и состоянияэтойтехники в значительной мере зависитпровознаяспособностьдорог и безопасностьдвиженияпоездов.

Тормозноеоборудованиеподвижного состава должно нормально работать в условияхсложныхпроцессов, происходящих в движущемсяпоезде (сухоетрениетормозных колодок с преобразованиеммеханическойэнергии в тепловую, газодинамическиепроцессы в тормозноймагистрали, качениеколес по рельсам в условияхпредельногоиспользования сил сцепления, взаимодействиявагоновмеждусобой с появлениемзначительныхпродольных сил и др.).

Успешномурешениюэтих задач способствуетприменениекомпозиционныхтормозных колодок, имеющихзначительнобольшийсрокслужбы, чемчугунные колодки, и автоматическихрегуляторовтормознойрычажнойпередачи, которыепрактическиисключаютнеобходимость в трудоемкихручныхоперацияхрегулировки. В воздухораспределителяхвместометаллическихпритираемых деталей используютсярезиновыеуплотнители, обладающиевысокимитехническимисвойствами при минимальных затратах на ремонт, которыйпредельноупрощен и заключаетсяпрактически в заменерезиновых деталей и смазки

Свойствакомпозиционныхтормозных колодок будутсовершенствоваться в направленииувеличенияизносостойкости, стабильностифрикционных характеристик в различныхклиматическихусловиях и уменьшениявоздействия колодки на колесо. Повышениеизносостойкости колодок в сочетании с автоматическимрегулированиемтормознойрычажнойпередачипозволитпроизводитьихзаменутолько по предельномуизносу при плановомремонтевагонов, благодарячемурезкосократитсяобъемработ на пунктах техническогообслуживания.

Предусматриваетсявнедрение систем, автоматизирующихпроцессразрядкитормозов на сортировочныхстанциях, переключениережимовторможения в зависимости от загрузки, закрепление от самопроизвольногоперемещениястоящих без локомотива вагонов и др. Для высокоскоростныхпассажирскихпоездовбудут широко применятьсямагнитно-рельсовые и дисковые тормоза в сочетании с колодочными, электронныепротивоюзныеустройства, надежнозащищающие колеса от повреждений на участках с низкимсцеплениеммеждурельсами и колесами. Значительноеразвитиеполучатсистемыавтоматизациипроцессауправлениятормозами (автомашинист), а такжеустройстваэлектрического (рекуперативного и реостатного) торможения на локомотивах и мотор-вагонномподвижномсоставе.

Все мероприятия по дальнейшемусовершенствованию тормозного оборудованиянаправлены на повышениеегонадежности и долговечности, на оптимизациюусловийобслуживания и ремонта, обеспечениебезопасностидвиженияподвижного состава при высоких скоростях.

Законспектировать и ответить на вопросы:

1. Какие тормоза называются автоматическими непрерывными?

2. Отличие автоматического и неавтоматического тормоза?

3. Перспективы развития тормозной техники

Урок №2 Классификация тормозов

Законспектировать, нарисовать и выучить схему

Урок №3Автоматические и не автоматические,

прямодействующие и непрямодействующие тормоза

Прямодействующий неавтоматический тормоз (рис. 1) состоит из компрессора 1, главного резервуара 2, крана машиниста 7, тормоз­ного цилиндра 9, рычажной передачи 10 и фрикционного узла 11. В от­пущенном положении пружина 4 крана машиниста не оказывает воз­действия на диафрагму 5 и тормозной цилиндр 9 сообщен с атмосферой через каналы 6 и Ат.

При торможении машинист поворачивает ручку 3, пружина 4 сжи­мается, диафрагма 5 прогибается вниз и клапан 8 закрывает канал 6. Затем клапан 8 открывается и сообщает главный резервуар 2 с тормоз­ным цилиндром 9. Повышение давления в цилиндре происходит до тех пор, пока действие давления сжатого воздуха на диафрагму 5 уравновесит усилие пружины 4, после чего клапан 8 закрывается. Поршень тормозного цилиндра через рычажную передачу 10 обес­печивает прижатие тормозных колодок к колесам.

Если имеется снижение давления в тормозном цилиндре, то диаф­рагма 5 прогибается под действием пружины 4 вниз, открывает клапан 8 и обеспечивает восполнение утечки воздуха.

Для отпуска тормоза поворачивают ручку 3 крана маши­ниста, ослабляя усилие пружины 4. Диафрагма 5 под действием давления из тормозного цилиндра прогибается вверх и через канал6 сообщает тормозной цилиндр с атмосферой.

Рис. 1. Схема

прямодействующего неавтоматического тормоза

Прямодействующий и непрямодействующий автоматический тормоз.

Применяемые на подвижном составе пневматические тормоза делятся на следующие группы:

- непрямодействующиеавтоматические (воздухораспределительусл. № 292);

- прямодействующие автоматические (воздухораспределителиусл.№ 270-002 и др.).

Автоматические тормоза при разрыве поезда или тормозной магистрали, проложенной вдоль всех вагонов, а также при откры­тии стоп-крана из любого вагона автоматически приходят в дей­ствие вследствие понижения давления воздуха в магистрали; при повышении давления происходит отпуск тормозов.

Работу автоматических тормозов определяют следующие три процесса:

зарядка — воздухопровод (магистраль) и запасные резер­вуары под каждой единицей подвижного состава заполняются сжа­тым воздухом давлением около 5 кГ/см²;

торможение — производится понижение давления воз­духа в магистрали вагона или всего поезда для приведения в дей­ствие воздухораспределителей, и воздух из запасных резервуаров поступает в тормозные цилиндры; последние приводят в действие рычажную тормозную передачу, которая прижимает колодки к бандажам;

отпуск - осуществляется при повышении давления в ма­гистрали, вследствие чего воздухораспределители выпускают воз­дух из тормозных цилиндров в атмосферу, одновременно производя подзарядку запасных резервуаров, сообщая их с тормозной маги­стралью.

Схема автоматического тормоза

Непрямодействующий автоматический тормоз. Отличие тор­моза этого типа от прямодействующего неавтоматического состоит в том, что на каждой единице подвижного состава между магистральюи тормозным цилиндром установлен прибор,называемый воздухораспределителем, и запасной резервуар.

Перед отправлением поезда тормоз заряжают, для чего ручку крана машиниста ставят в отпускное положение, при котором воздух из главного резервуара по питательной магистрали через кран машиниста поступает в тормозную магистраль и далее через воздухораспределитель - в запасной резервуар.При этом тормозной цилиндр через воздухораспределитель сообщен с атмосферой Ат.

Для торможения поезда ручку крана машиниста переводят в тормозное положение, питательная магистральразобщается, а тормозная магистральсообщается с атмосферой. При пониже­нии давления в магистрали воздухораспределитель приходит в действие, разобщает тормозной цилиндр с атмосферой сообщает его с запасным резервуаром,наполненным сжатым воз­духом. Под действием сжатого воздуха поршень тормозного цилиндра перемещается и при помощи системы тяг и рычагов при­жимает тормозные колодки к бандажам.

Для отпуска тормоза ручку крана машиниста ставят в пер­вое положение. Питательная магистраль сообщается с тормозной магистралью, вследствие чего давление в ней повы­шается и воздухораспределитель сообщает тормозной цилиндр с атмосферой, а магистраль - с запасным резервуаром.

Такие тормоза называются автоматическими, так как при разры­ве поезда или в случае открытия в вагоне крана экстренного тор­можения (стоп-крана) они автоматически приходят в действие.

Показанный тормоз называется непрямодействующий, или истощимым, потому что в процессе торможения кран машиниста отъединяет питательную магистраль и главный ре­зервуар с компрессором от тормозной магистрали, а воздухо­распределитель — тормозную магистраль от запасного резерву­ара и тормозного цилиндра .

Прямодействующий автоматический тормоз. Прямодействующий автоматический тормоз состоит из тех же основных ча­стей, что и непрямодействующий автоматический тормоз. По схеме выполнены тормоза грузовых вагонов и локомотивов с воздухораспределителями усл. № 135, 270-002 и др.

Принципиальное отличие прямодействующего автоматического тормоза от непрямодействующего заключается в устройстве воз­духораспределителя и крана машиниста.

В зависимости от положения крана происходит:

зарядка и отпуск к — тормозная магистраль сообщает­ся с питательной, тормозной цилиндрчерез воздухораспределитель - с атмосферой Ат, а запасной резервуар через обрат­ный клапан — с тормозной магистралью;

торможение — давление в тормозной магистрали по­нижается путем выпуска воздуха в атмосферу Ат. В действие приходят воздухораспределители, которые разобща­ют цилиндры вс атмосферой и сообщают их с запасными резервуа­рами.

Кран машиниста через воздухопровод автоматически по­полняет из главного резервуара все утечки воздуха в магистра­ли, а воздухораспределители через обратный кран - все утеч­ки воздуха в запасных резервуарах и тормозных цилиндрах. Поэтому прямодействующие автоматические тормоза не истоща­ются.

Путем изменения краном машиниста давления воздуха в тормозной магистралиосуществляется ступенчатое торможение и ступенчатый отпуск.

Законспектировать и ответить на вопросы:

1. Что происходит с давлением в тормозной магистрали при торможении и отпуске у неавтоматического тормоза?

2. Что происходит с давлением в тормозной магистрали при торможении и отпуске у автоматического прямодействующего тормоза?

3. Что происходит с давлением в тормозной магистрали при торможении и отпуске у автоматического не прямодействующего тормоза?

Урок№4 Тормозные процессы и режимы работы тормозов

Законспектировать и дать ответы на вопросы:

1. Что такое тормозная волна?

2. Что такое отпускная волна?

3. Что такое воздушная волна?

Урок №5 Тормозное оборудование локомотивов

Приборы тормозного оборудования подвижного состава выполняют все основные рабочие функции по питанию тормозной системы сжатым воздухом, управлению ее действием и непосредственному осуществлению (совместно с силовыми механическими органами) процесса торможения.

Выбор схемы тормозного оборудования и применяемых в ней типовых приборов зависит от назначения подвижного состава.

Тяговые единицы подвижного состава (локомотивы, электро- и дизель-поезда) оборудованы компрессорными установками, состоящими из компрессоров, главных резервуаров, регуляторов давления, предохранительных клапанов, маслоотделителей и воздухоохладителей. Эта группа приборов служит для питания сжатым воздухом тормозной системы и накопления запаса воздуха требуемого давления. Главные резервуары, кроме того, являются осушителями воздуха, который, охлаждаясь в них, освобождается от примесей попавшего в него из компрессора масла и имеющейся влаги. Для эффективной осушки и очистки сжатого воздуха резервуары соединяются последовательно группами не менее чем по два. Маслоотделители на разных сериях локомотивов устанавливаются по-разному: до и после главных резервуаров или между ними. Предохранительные клапаны предотвращают чрезмерное повышение давления в главных резервуарах в случае не­исправности регулятора давления. Количество предохранительных клапанов определяется производительностью компрессора.

Для питательной и тормозной магистралей используется трубопровод диаметром условного прохода 32 мм (1¹/₄”), стандартный для всех типов подвижного состава. Рабочее давление в тормозной магистрали грузовых поездов 5,3—5,5 атм., пассажирских — 5,0— 5,2 атм.

Все современные локомотивы для управления автотормозами оборудованы универсальными кранами машиниста № 394 или 395 автоматического тормоза и кранами № 254 для быстродействующего вспомогательного тормоза, а также блокировочными устройствами № 367М, предназначенными для правильного включения и отключения кранов машиниста и принудительного затормаживания локомотива при смене кабины управления. Грузовые локомотивы оснащены дополнительными устройствами пневматической синхронизации для управления тормозами соединенных поездов и сигнализаторами обрыва тормозной магистрали с пневмоэлектрическим датчиком № 418.

Грузовой подвижной состав оснащается воздухораспределителями грузового типа 483, а пассажирский — воздухораспределителями № 292 и электровоздухораспределителями № 305. При оборудовании пассажирских поездов и моторвагонного подвижного состава электропневматическими тормозами добавляются источники электрического питания, контроллер крана машиниста и блок управления.