Тормозная система
Тормозом называется устройство на подвижном составе, с помощью которого создается искусственное сопротивление движению, необходимое для снижения скорости и остановки поезда. От надежности тормозов в значительной мере
зависят пропускная способность железных дорог, возможность движения поездов с высокими скоростями, обеспечение минимального тормозного пути и повышение безопасности движения поездов
На подвижном составе железных дорог применяется пять типов тормозов: стояночные (ручные), пневматические, электропневматические, электрические и магнитно-рельсовые.
Стояночными тормозами обо рудованы локомотивы, пассажирские вагоны и примерно 10% грузовых вагонов.
Пневматическими тормозами оснащен весь подвижной состав железных дорог с использованием сжатого воздуха давлением до 0,9 МПа на локомотивах и 0,45— 0,62 МПа на вагонах.
Электропневматическими тормозами (ЭПТ) оборудованы пассажирские локомотивы и вагоны, электро- и дизельпоезда (рисунок 31).
Стояночные, пневматические и электропневматические тормоза относятся к разряду фрикционных тормозов, у которых сила трения создается непосредственно на поверхности колеса либо на специальных дисках, жестко связанных с колесными парами.
Электрическими тормозами, которые часто называют динамическими или реверсивными (вследствие перевода тяговых двигателей в режим электрических генераторов), оборудованы отдельные серии электровозов, тепловозов и электропоездов.
Магнитно-рельсовыми тормозами оборудованы высокоскоростные поезда ЭР200 и РТ200, а также скоростные и высокоскоростные вагоны. Данные тормоза применяются как дополнительные (резервные или аварийные) к электропневматическим и электрическим тормозам.
Торможение подвижного состава может осуществляться различными способами. Основной способ торможения — фрикционный — заключается в возникновении трения при нажатии тормозных колодок на поверхность катания вращающихся колес (колодочный тормоз) или специальных дисков (дисковый тормоз). Большинство вагонов оборудовано колодочным тормозом с чугунными или неметаллическими (композиционными) колодками.
Композиционные колодки обладают высоким коэффициентом трения, мало
зависящим от скорости движения поезда. При использовании таких колодок длина тормозного пути, т.е. расстояния, проходимого поездом от момента приведения тормозов в действие до остановки, меньше, чем при использовании чугунных.
При нажатии колодок на колеса возникает сила трения, которая затрудняет вращение колес и уменьшает скорость движения поезда. Эта сила трения называется тормозной силой. Сила трения значительно меньше силы нажатия колодки на колесо. Величина, которая показывает, какую часть от силы нажатия составляет сила трения, называется коэффициентом трения. Величина коэффициента трения зависит от скорости движения поезда (чем больше скорость, тем меньше коэффициент трения, и наоборот), а также от материала и состояния трущихся поверхностей (при влажных поверхностях коэффициент трения меньше, чем при сухих).
Под действием нагрузки и тормозной силы в месте соприкосновения вращающегося колеса с рельсом возникает сила сцепления, которая характеризуется коэффициентом сцепления. Коэффициент сцепления показывает, какую часть от нагрузки, передаваемой колесом на рельс, составляет сила сцепления. Величина коэффициента сцепления колеблется в широких пределах и зависит главным образом от состояния пути. Например, при замасливании рельсов и колес, при моросящем дожде, инее, снежной пороше или гололеде коэффициент сцепления резко уменьшается.
Между тормозной силой и силой сцепления существует определенная зависимость: для вращения заторможенного колеса необходимо, чтобы максимальная тормозная сила не превышала максимальной силы сцепления его с рельсом, иначе колеса заклинятся и будут скользить по рельсам (идти юзом). Тормозная сила поезда складывается из тормозных сил, возникающих в результате нажатия колодок на колеса всех вагонов и локомотива.
Рисунок 31. Схема тормозного электропневматического оборудования
пассажирского вагона
Воздухораспределитель 13 № 292-001 и электровоздухораспределитель 12 № 305-000 установлены на рабочей камере 11, которая смонтирована на кронштейне задней крышки тормозного цилиндра (ТЦ) 14 диаметром 356 мм. Под вагоном также расположены магистральная труба 17 диаметром 32 мм, концевые краны 2 № 190 с соединительными рукавами 1 и пылеловка 8. Тормозная магистраль (ТМ) 17 через разобщительный кран 10 соединена трубопроводом (отводом) 9 с воздухораспределителем 13. Соединительные рукава 1 оборудованы универсальными головками № 369А и закреплены на изолированных подвесках 7.
В каждом пассажирском вагоне имеется не менее трех стоп-кранов 4, два из которых расположены в тамбурах вагонов, в нашем случае они отсутствуют. В Запасный резервуар (ЗР) 16 объемом 78 л соединен трубой диаметром 1" (25,4 мм) с кронштейном задней крышки тормозного цилиндра 14. На трубе от запасного резервуара к ТЦ установлен выпускной клапан 15 № 31. На некоторых типах пассажирских вагонов рабочая камера 11 с воздухораспределителями 12 и 13 установлены на отдельном кронштейне, а тормозной цилиндр 14 имеет обычную крышку.
Рабочий и контрольный электрические провода электропневматического тормоза (ЭПТ) уложены в стальной трубе 6 и подведены к концевым двухтрубным 3 № 316 и средней 5 трехтрубной № 317 коробкам. От средней коробки 5 провод в металлической трубе подходит к рабочей камере 11 электровоздухораспределителя 12, а от концевых коробок 3 - к контактам в соединительной головке № 369А междувагонного рукава 1.
При зарядке и отпуске тормоза воздух из ТМ через воздухораспределитель 13 поступает в запасный резервуар 16, а тормозной цилиндр 14 через воздухораспределитель (или электровоздухораспределитель) сообщен с атмосферой.
При пневматическом торможении сжатый воздух из ЗР поступает в ТЦ через воздухораспределитель, который отключает тормозной цилиндр 14 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 16. При полном торможении давление в запасном резервуаре и тормозном выравниваются. При торможении ЭПТ сжатый воздух из ЗР поступает в ТЦ через электровоздухораспределитель 12.
Тормозной рычажной передачей называется система тяг и рычагов, посредством которых усилие человека (при ручном торможении) или усилие, развиваемое сжатым воздухом, по штоку тормозного цилиндра (при пневматическом и электропневматическом торможениях) передаются на тормозные колодки, которые прижимаются к колесам. По действию на колесо различают рычажные передачи с односторонним и двухсторонним нажатием колодок.
Рычажная передача пассажирского вагона (рисунок 32) отличается от передач грузовых вагонов тем, что вместо триангелей применены траверсы 17, на цапфы которых установлены башмаки 15 с тормозными колодками 21. Вертикальные рычаги 24 и затяжки 23 подвешены к раме на подвесках 22.
Нажатие тормозных колодок двухстороннее; вертикальные рычаги расположены в два ряда по бокам возле колес.
Траверсы 17 с башмаками и колодками подвешены на одинарных подвесках 20, ушки которых проходят между бортами башмаков. Кроме горизонтальных 7, имеются промежуточные рычаги 10, соединенные с вертикальными рычагами тягами 2. Приспособление 19 предназначено для фиксации положения тормозных колодок относительно колес, скобы 4, 9, 11 - для предохранения отпадения на путь деталей рычажной передачи в случае их разъединения или обрыва.
Регулировка рычажной передачи пассажирского вагона осуществляется автоматическим регулятором 8 со стержневым приводом 6. Запас винта после ремонта должен быть не менее 525 мм. Для ручной регулировки рычажной передачи предусмотрены отверстия в головках тяг и стяжные муфты 14. Привод ручного тормоза состоит из рукоятки 18, которая помещается в тамбуре вагона, винта 16, пары конических шестерен и тяги 13, соединенной с рычагом 12. Последний сочленен тягой 1 с рычагом 3 и далее тягой 5 с горизонтальным рычагом 7. При остановке композиёционных колодок ведущие плечи горизонтальных рычагов уменьшают сверлением новых отверстий, т. е. уменьшают передаточное число.
Рисунок 32. Тормозная рычажная передача 4х-осного пассажирского вагона
1-тормозная тяга;2-вертикальный рычаг;3-направляющий рычаг;4-предохранительная скоба;5-тормозной цилиндр;6-горизонтальный рычаг;7-поддерживающая скоба;8-стяжень муфты;9-стержневой привод;10-упор;11-автоматический регулятор;12-промежуточные равноплечные рычаги;13-подвесока тормозных башмаков;14-предохранительная скоба;15-горизонтальный рычаг;16-тяга;17-винт;18-ручной тормоз
В данном типе вагона автоматические непрямодействующие тормоза в процессе торможения цилиндры не сообщаются с источником питания - главным резервуаром, который установлен на локомотиве. Наполнение тормозных цилиндров воздухом при торможении происходит из запасных резервуаров, размещенных под каждым вагоном. При торможении давление воздуха в тормозных цилиндрах и запасных резервуарах уменьшается. А поскольку во время торможения запасные резервуары разобщены с магистралью, то при длительных торможениях они истощаются и тормозная сила уменьшается, поэтому такой тормоз является истощимым.
Штурвал привода стояночного тормоза вынесен под вагон.
Дополнительное оборудование
В целях создания условий для быстрой погрузки и выгрузки автомобилей, а так же надёжной перевозки вагон оснащен дополнительными системами.
Устройства крепления автомобилей во время движения вагона
В грузовом помещении предусмотрено несколько способов крепления автомобилей:
С помощью специальных башмаков (рисунок 33)
Рисунок 33. Башмак для крепления автомобиля
С помощью стяжных ремней – рэтчеров (рисунок 34)
Рисунок 34. Крепления с помощью ремней
Дополнительный комплект аппарелей
Дополнительный комплект аппарелей необходим для возможности перегона машин из вагона в вагон, а так же для осуществления выгрузки на не оборудованную эстакадой платформу (рисунок 35).
Рисунок 35. Дополнительные аппарели
Система пожаротушения
В случае возникновения пожара и достижении в грузовом помещении температуры 93°С срабатывает тепловой пускатель и на пульте в вагоне сопровождения срабатывает сигнализация «ПОЖАР». Установка автоматического пожаротушения в случае возникновения пожара срабатывает без участия обслуживающего персонала.
Кроме этого предусмотрены емкости с песком, лопаты и огнетушители.
Система электропитания
Электропитание светильников, хвостовых фонарей и охранной сигнализации осуществляются от соседнего вагона (вагона сопровождения). Предусмотрена возможность питания светильников от внешней сети ~ 220В, 50 Гц, для этого подвешен ящик с кабелем длина 20 м. для подключения к внешней сети ~ 220В,
50 Гц.
Погрузка и выгрузка
По прибытии в город назначения вагон отцепляют и буксируют на платформу погрузки-выгрузки.
Возможны несколько способов погрузки- выгрузки вагона:
С помощью доп. аппарелей непосредственно на платформу высотой от 1180 мм до 1345 мм.
С помощью стационарных (рисунок 36) или передвижных (рисунок 37) рамп.
Рисунок 36. Стационарная рампа
Рисунок 37. Передвижная рампа
Выводы
Описанный выше пассажирский вагон для перевозки легковых автомобилей, на мой взгляд, является необходимым, и обязательно найдёт своё применение в составе пассажирских поездов в России.
Рассмотрим преимущества и недостатки данного вагона.
С июня 2011 г. Аналогичные вагоны-автомобилевозы курсируют по популярным маршрутам в Украине. В качестве примера возьмём маршрут Киев-Симферополь (поезд № 12).
Стоимость поездки зависит от массы автомобиля и расстояния. Тариф рассчитывается исходя из стоимости перевозки 1000 кг. Таким образом, провоз, например, Nissan Qashqai (снаряженная масса 1509 кг) по железной дороге в Симферополь обойдется в 957 грн. + 250 грн. + 40 грн. + 12 грн. = 1259 грн. (4600 рублей).
Нужно учесть, что приобретение билета для автомобиля не освобождает от приобретения пассажирского билета. Пассажирский билет Киев-Симферополь обойдется в вагоне-купе - 264 грн. (1000 руб.), вагоне «люкс» - 863 грн. (3150 руб.).
Итого, поездка в целом обойдется в 1523 грн. (5600руб.) (исходя из того, что владелец будет перемещаться минимум в вагоне-купе) и 16 часов времени (прибытие на погрузку за 2 часа до отправления, 13 часов в пути и 1 час на разгрузку).
А теперь сравним с поездкой «своим ходом».
Поездка «своим ходом» – дешевле. Nissan Qashqai, потребление 7,5 л/100 км А95 (заявленный производителем расход топлива по трассе - 7,0 л/100 км, добавим к этому расходу 0,5 л, которыми будет «питаться» кондиционер). Стоимость А95 на сегодняшний день - 10,15 грн. (37.5 руб.).
Маршрут рассчитаем с помощью сервиса расчета расстояний: маршрут Киев-Симферополь. Длина пути составляет 763 км, время в пути 8:28 (на практике поездка за рулем в Симферополь занимает минимум 12-14 часов), будет потрачено 57,2 л бензина, который обойдется в 581 грн. (2130 руб).
Итоги. Минусы поездки на поезде с автомобилем:
Поездка на поезде вместе с автомобилем обойдется существенно дороже
(в нашем примере - 1523 грн. (5600 руб.) против 581 грн. (2130 руб.)) и займет чуть больше времени (16 часов против 12-14);
Невозможность остановки в местах, не входящих в маршрут, а также отклонения от него;
Необходимы специальные площадки для погрузки-выгрузки автомобилей.
Плюсы поездки на поезде с автомобилем:
Подвеска, да и сам автомобиль в целом не будут подвергаться излишним нагрузкам;
Нет опасности быть пойманным «на радар» (что на таком длинном маршруте вполне может сравнять стоимость обоих вариантов);
Практически полностью исключается вероятность попадания в ДТП и прочих повреждений автомобиля (ремонт или даже покупка нового авто обойдётся в разы дороже, а жизнь и здоровье пассажиров вообще бесценны);
Водитель не будет подвергаться моральным и физическим нагрузкам,
а сможет спокойно посидеть и отдохнуть в своем купе, читая газету и попивая кофе;
По прибытии на место назначения вы просто пересаживаетесь на своё авто и продолжаете путешествие (не надо тащить на себе сумки, не надо искать такси и т.д.).
Таким образом, преимуществ путешествий на поезде со своим авто больше.
Так что у данного вида перевозок, безусловно, есть будущее.