Урок №3 История развития тормозной техники

Первые тормоза, применявшиеся на подвижном составе, были ручными. Значительный шаг в развитии тормозной техники был сделан в 1847 г., когда были предложены автоматические непрерывные тормоза (автоматическими считаются тормоза, срабатывающие при обрыве воздухопровода поезда, непрерывными — тормоза, связанные в единую систему и управляемые с одного пульта). Первые такие тормоза были механическими. Они управлялись с помощью натянутого вдоль поезда троса, отличались громоздкостью и не были приспособлены для работы в длинных поездах.

В 1869 г. появился первый неавтоматический тормоз, действующий при помощи сжатого воздуха: вдоль поезда проходил воздухопровод, к которому на каждом вагоне подключался тормозной цилиндр. Впуском сжатого воздуха в воздухопровод из главного резервуара через трехходовой кран производилось торможение, а выпуском — отпуск. Этот тормоз был непрерывным, но неавтоматическим, так как при разъединении рукавов воздухопровода утрачивалась возможность торможения.

Активное участие в разработке и создании тормозных устройств для железнодорожного транспорта принимали десятки талантливых изобретателей, наиболее известными из которых являются Ф. П. Казанцев и И. К. Матросов.

Автотормозная техника является одним из важнейших элементов железнодорожного транспорта, от уровня развития и состояния этой техники в значительной мере зависит провозная способность дорог и безопасность движения поездов.

Тормозное оборудование подвижного состава должно нормально работать в условиях сложных процессов, происходящих в движущемся поезде (сухое трение тормозных колодок с преобразованием механической энергии в тепловую, газодинамические процессы в тормозной магистрали, качение колес по рельсам в условиях предельного использования сил сцепления, взаимодействия вагонов между собой с появлением значительных продольных сил и др.).

Успешному решению этих задач способствует применение композиционных тормозных колодок, имеющих значительно больший срок службы, чем чугунные колодки, и автоматических регуляторов тормозной рычажной передачи, которые практически исключают необходимость в трудоемких ручных операциях регулировки. В воздухораспределителях вместо металлических притираемых деталей используются резиновые уплотнители, обладающие высокими техническими свойствами при минимальных затратах на ремонт, который предельно упрощен и заключается практически в замене резиновых деталей и смазки

Свойства композиционных тормозных колодок будут совершенствоваться в направлении увеличения износостойкости, стабильности фрикционных характеристик в различных климатических условиях и уменьшения воздействия колодки на колесо. Повышение износостойкости колодок в сочетании с автоматическим регулированием тормозной рычажной передачи позволит производить их замену только по предельному износу при плановом ремонте вагонов, благодаря чему резко сократится объем работ на пунктах технического обслуживания.

Предусматривается внедрение систем, автоматизирующих процесс разрядки тормозов на сортировочных станциях, переключение режимов торможения в зависимости от загрузки, закрепление от самопроизвольного перемещения стоящих без локомотива вагонов и др. Для высокоскоростных пассажирских поездов будут широко применяться магнитно-рельсовые и дисковые тормоза в сочетании с колодочными, электронные противоюзные устройства, надежно защищающие колеса от повреждений на участках с низким сцеплением между рельсами и колесами. Значительное развитие получат системы автоматизации процесса управления тормозами (автомашинист), а также устройства электрического (рекуперативного и реостатного) торможения на локомотивах и мотор-вагонном подвижном составе.

Все мероприятия по дальнейшему совершенствованию тормозного оборудования направлены на повышение его надежности и долговечности, на оптимизацию условий обслуживания и ремонта, обеспечение безопасности движения подвижного 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 №4 Классификация тормозов

Законспектировать, нарисовать и выучить схему

Урок №5 Автоматические 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:

- непрямодействующие автоматические (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№6 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 №7 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.