16. Развитие железнодорожных тормозов, сцепных приборов.

Развитие железнодорожных тормозов и сцепных приборов

Железнодорожные тормоза – комплекс устройств, создающих искусственное сопротивление движению для остановки или регулирования скорости и тем самым обеспечивающих безопасность движения подвижного состава.

Основные этапы развития железнодорожных тормозов:

Ручное торможение.

Тормоз старше самого железнодорожного транспорта. Тормозные устройства появились еще в колесных экипажах для регулирования скорости, например, в Англии на почтовых дилижансах в конце ХVIII века.

Тормоза рельсового транспорта в ХVIII веке были ручными, приводились в действие тормозильщиками. Тормозное устройство состояло из рычага, вручную прижимаемого к колесу вагона или к полотну дороги сбоку от рельсового пути. По такому же принципу приводились в действие и первые тормоза поездов с паровой тягой.

Механические тормоза.

В середине XIX в. были созданы несколько систем механических тормозов. Один из таких тормозов приводился в действие энергией больших спиральных пружин на торцовых стенках вагонов. Специальные тормозильщики заводили пружины на станциях отправления, а для торможения машинист тянул за веревку, привязанную к каждой пружине вдоль всего поезда.

Первые механические тормоза были автономными. Машинист и кочегар с помощью рычага прижимали тормозные колодки к ободам колес локомотива и тендера. Тормозильщики, сидевшие на высоких скамьях в конце состава, для торможения перебегали от вагона к вагону по их крышам и прижимали тормозные колодки к колесу вагона при помощи рычагов, расположенных на тормозных площадках в торце вагонов.

В 1833 г. Роберт Стефенсон изобрел паровой тормоз, передающий давление пара от небольшого парового цилиндра через рычажную передачу на тормозные колодки.

Воздушные тормоза.

В середине XIX в. почти одновременно были созданы тормоза, использующие действие разреженного (вакуумные) или сжатого (пневматические) воздуха.

Патент на первый воздушный тормоз был выдан в 1859 г. российскому инженеру О.Мартину, но он не смог реализовать проект практически.

В 1869 г. американский изобретатель и промышленник Дж. Вестингауз получил патент на прямодействующий воздушный (пневматический) тормоз, организовал производство тормозов и их внедрение на подвижном составе в США, Западной Европе и в России. В 1872 г. фирма "Вестингауз" приступила к выпуску тормозов с автоматическим управлением. Эти тормоза были широко распространены в XX веке.

К 30-м годам XX века произошло разграничение тормозного оборудования на тормоза пассажирские и грузовые в соответствии с типами подвижного состава. Такое деление тормозов было вызвано разными длиной торможения и максимальными скоростями движения пассажирских и грузовых поездов, а также разным соотношением массы тары и груза у пассажирского и грузового вагонов.

К середине XX века на железных дорогах мира наметилось два направления в развитии тормозной техники, условно названные “европейское" и "американское". Различия зависят от вида сцепки и длины тормозного пути.

В СССР в конце 20-х на грузовых поездах взамен тормозов фирмы "Вестингауз" начали применять тормоз с воздухораспределителем конструкции Ф.П. Казанцева.

С 1931 г. в тормозных системах грузовых вагонов и локомотивов стал использоваться воздухораспределитель И.К. Матросова.

В 1952 г. было начато изготовление воздухораспределителя для длинносоставных и тяжеловесных поездов; с 1959 г. грузовые вагоны и локомотивы оборудуются усовершенствованным воздухораспределителем высокой чувствительности.

Автоматические тормоза.

Обязательным прибором, обеспечивающим безопасность следования поезда, является автостоп, установленный в кабине локомотива. Он вызывает экстренное торможение автоматически, если машинист не реагирует своевременно на запрещающий сигнал светофора.

В настоящее время используется современное тормозное оборудование, в т.ч. дисковые тормоза производства «Кнорр-Бремзе» (Германия), противоюзная система. В тормозных системах для высокоскоростного движения применяют не только колодочный, но и так называемый дисковый или магнитно-рельсовый тормоз. В скоростных пассажирских и пригородных электропоездах применяют также электропневматическое торможение.

Сцепные приборы – устройства для соединения отдельных единиц подвижного состава.

Основные этапы развития сцепных приборов:

Ручная винтовая стяжка.

Винтовая упряжь, изобретенная в США, состояла из петель и серег, свободно укрепленных на крюке вагона, и нарезного винта, вращая который можно сближать и раздвигать серьги. Ручная винтовая сцепка сдерживала рост объема перевозок из-за недостаточной прочности, а также усложняла маневровую работу.

Велика была опасность травматизма сцепщиков, которые осуществляли винтовую стяжку, находившись между вагонами.

Автосцепное устройство.

В конце XIX века взамен ручной сцепки стали применять автосцепку. В 1876 г. в США была изобретена автосцепка типа Джени, американские железные дороги перешли на автосцепку в 1890 – 1900 гг. Автосцепка широко  внедрялась и в других странах, в том числе в России.

В СССР перевод на автосцепку проходил в 1930-е – 1950-е гг. В 1932 г. в Институте реконструкции тяги под руководством В.Ф. Егорченко была разработана автосцепка СА-3, имеющая двузубый контур зацепления. Дальнейшее развитие как американской, так и советской автосцепки было направлено на повышение эксплуатационных показателей сцепки, ее долговечности и прочности. Например, у автосцепки СА-3 рабочая нагрузка повысилась в 3 раза (с 0,8 до 2,5-3 МН).

Современные пассажирские поезда формируются из вагонов, оборудованных закрытыми и герметичными переходами, автосцепными устройствами закрытого, жесткого типа.