Пневматические тормоза
По мере развития железнодорожного транспорта увеличивались как вес поезда, так и скорость движения. В этой связи ручной механический тормоз уже не мог обеспечивать необходимый уровень эффективности и безопасности движения. Поэтому для создания необходимого усилия (вместо мускульной силы тормозильщика) было предложено использовать силу сжатого воздуха, и тогда появился пневматический прямодействующий неавтоматический тормоз, схема которого представлена на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Схема пневматического прямодействующего неавтоматического тормоза
Основной идеей, реализованной в этих тормозах, стало применение воздухопровода – тормозной магистрали (ТМ) с соединительными рукавами, которыми оборудовалась каждая подвижная единица. В поезде после соединения рукавов создавался непрерывный пневматический канал, через который можно подавать энергию в виде сжатого воздуха на вагоны от локомотива непосредственно в тормозные цилиндры (ТЦ).
На рис. 3.2 показано устройство тормозного цилиндра.
Рис. 3.2. Устройство тормозного цилиндра
На рис. 3.2 цифрами обозначено: 1 – корпус ТЦ; 2 – шток; 3 – возвратная пружина; 4 – поршень.
Сжатый воздух, поступая в ТЦ, перемещает поршень со штоком с усилием, соответствующим давлению сжатого воздуха, и через механическую часть (рычажную передачу) колодки прижимаются к колесам, и происходит торможение. При выпуске сжатого воздуха из ТЦ под действием возвратной пружины поршень со штоком перемещается обратно, и через рычажную передачу колодки отводятся от колес, т.е. происходит отпуск.
Однако данный тормоз является неавтоматическим и при разрыве состава, а значит, и тормозной магистрали, поезд остается без тормозов. В этой связи практически сразу пытались создать пневматический автоматический тормоз, который при разрыве ТМ срабатывал бы на торможение. Такой тормоз был разработан как в России, так и в других странах. Но наибольшее распространение получил тормоз Дж. Вестингауза.
Принципиальная схема пневматического автоматического тормоза представлена на рис. 3.3, из которого следует, что для его работы под каждым вагоном кроме тормозного цилиндра необходимо иметь запас сжатого воздуха в запасном резервуаре (ЗР), а главное – прибор, который должен реагировать на изменение давления в тормозной магистрали – воздухораспределитель (ВР).
Рис. 3.3. Схема пневматического автоматического непрямодействующего (истощимого) тормоза
Исходя из того, что при разрыве ТМ давление сжатого воздуха в ней падает, это и должно быть командой для ВР произвести торможение. В процессе торможения ВР соединяет ЗР с ТЦ, и в этом случае давление в ТЦ может возрастать до тех пор, пока давление в ТЦ и ЗР не выровняется. Также при этом связь с ТМ прерывается. Таким образом, данный тормоз является непрямодействующим и истощимым, т.е. утечки в ТЦ могут восполняться только из ЗР. В нашей стране данная схема используется на пассажирском подвижном составе.
Учитывая, что грузовые составы более длинные, чем пассажирские, и значительно более тяжелые, использование истощимого тормоза на данном подвижном составе не представляется возможным. Поэтому на грузовых вагонах используется неистощимый тормоз. Схема пневматического автоматического неистощимого прямодействующего тормоза представлена на рис. 3.4. Неистощимость и прямодействие при этом реализуется за счет конструкции ВР и наличия обратного клапана, постоянно связывающего ЗР с ТМ.
Рис. 3.4. Схема пневматического автоматического прямодействующего (неистощимого) тормоза