Типы пневматических тормозов

Тормоза можно разделить на три типа и три подгруппы.

1. Прямодействующие неавтоматические. Тормоз называется прямодействующим потому, что в процессе торможения тормозные цилиндры сообщаются с источником сжатого воздуха и являются неистощимыми, так как с помощью крана машиниста всегда можно пополнить утечку воздуха из тормозных цилиндров.

Неавтоматические потому, что при разрыве поезда тормоз не приходит в действие, а если тормозные цилиндры были наполнены воздухом, то произойдет оттормаживание. Действие тормоза медленное т.к. весь воздух проходит через кран машиниста.

2. Автоматические не прямодействующие. Отличаются от неавтоматических прямодействующих тем, что на каждом вагоне между тормозной магистралью и тормозным цилиндром установлен воздухораспределитель, который соединен с запасным резервуаром. Этот тормоз перед отправлением поезда заряжается сжатым воздухом при отпускном положении ручки крана машиниста (КМ). При этом магистраль и запасные резервуары наполняются сжатым воздухом из главного резервуара через КМ до зарядного давления, а тормозные цилиндры через воздухораспределитель сообщены с атмосферой.

Торможение производится постановкой ручки КМ в тормозное положение, при этом воздух из тормозной магистрали выпускается в атмосферу. Т.к.

давление в запасном резервуаре станет больше давления в тормозной магистрали, то поршень воздухораспределителя разобщит тормозной резервуар с магистралью, а тормозной цилиндр с атмосферой и тормозной цилиндр наполнится воздухом из запасного резервуара.

Для отпуска тормоза ручку КМ ставят в отпускное положение, при этом главный резервуар сообщается с тормозной магистралью и давление в ней повышается до зарядного. Воздухораспределитель приходит в действие, его поршень перемещается и сообщает тормозные цилиндры с атмосферой, а запасной резервуар с тормозной магистралью (происходит зарядка тормоза). Такие тормоза являются автоматическими, т.к. при любом понижении давления в тормозной магистрали немедленно приходят в действие. Торможение происходит быстро, т.к. запас воздуха для наполнения тормозных цилиндров есть на каждом вагоне.

Тормоз называется не прямодействующим потому, что при торможении тормозные цилиндры не сообщаются с источником сжатого воздуха, пополнение утечек из тормозных цилиндров производится из запасного резервуара, который в процессе торможения разобщен с тормозной магистралью.

При длительном торможении давление в тормозных цилиндрах и запасном резервуаре падает, поэтому тормоз называется истощимым. Истощение заключается в том, что уменьшается сила торможения при понижении давления в тормозных цилиндрах.

3. Автоматические прямодействующие. Благодаря особому устройству КМ и воздухораспределителя поддерживают давление в тормозной магистрали и позволяют регулировать силу в нужных пределах.

Если в процессе торможения давление в тормозных цилиндрах снижается, то оно восстанавливается за счет поступления сжатого воздуха из запасного резервуара. А в запасном резервуаре давление восстанавливается через клапан из тормозной магистрали.

Расход воздуха из тормозной магистрали в свою очередь пополнится через КМ из главного резервуара. Благодаря этому давление в тормозных цилиндрах может поддерживаться постоянным длительное время. Такие тормоза называют неистощимыми.

Автоматические тормоза делятся на три подгруппы:

Жесткие – требующие для нормальной работы определенного зарядного давления в тормозной магистрали. При любом снижении давления в

• тормозной магистрали тормоза приходят в действие. Для полного отпуска требуется восстановить первоначальное давление в тормозной магистрали.

• Нежесткие – могут работать при любом зарядном давлении в магистрали, при медленном снижении давления в тормозной магистрали они в действие не приходят. Отпуск тормоза происходит при повышении давления в тормозной магистрали 0,2 – 0,3 атм.

• Полужесткие – имеют те же свойства что и жесткие, но для полного отпуска тормоза давление в тормозной магистрали необходимо повысить до первоначального.

Прямодействие – свойство тормоза у которого в процессе торможения, воздух поступает в ТЦ из главного резервуара (ГР) или напорной магистрали (НМ) прямо или через приборы.

Непрямодействие – свойство тормоза у которого при торможении ГР и НМ разобщаются от ТЦ, а воздух в ТЦ поступает через запасной резервуар (ЗР).

Автоматичность – свойство тормоза у которого при любой разрядке ТМ автоматически происходит процесс торможения.

Не автоматичность – при любой разрядке ТМ тормоз не срабатывает.

СИЛЫ ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КОЛЕСО ПРИ ТОРМОЖЕНИИ

Тормозная сила поезда возникает в результате нажатия тормозных колодок на колеса. Нажатие колодки силой К вызывает силу трения Fтр.

Сила трения равна произведению силы нажатия К на коэффициент трения тр между колодкой и колесом. Fтр = 1000 х К х тр

Коэффициент трения является величиной непостоянной и изменяется:

• от скорости движения, с ростом скорости уменьшается;

• от материала и состояния трущихся поверхностей;

• от величины силы нажатия К на колодки (с ростом силы К, коэффициент несколько снижается);

• от длительности торможения (поверхности пришлифовываются, коэффициент уменьшается).

Т.к. колесо имеет упор в рельс в точке 0, то заторможенное колесо действует с продольной силой F₂, стремящейся потянуть рельс в сторону движения. Поскольку рельс закреплен неподвижно, то он создаст реактивную силу F₁, приложенную к колесу и направленную в противоположную сторону.

Эта сила F₁, равна силе трения Fтр и есть тормозная сила (рис.1).

Наибольшая допустимая сила трения Fтр определяется величиной коэффициента сцепления (сц). F тр

К

рис.1

F-1 F-2 рельс

Сцепление – это сопротивление сдвигу колеса относительно рельса, к которому оно прижато вертикальной нагрузкой Р.

Коэффициент сцепления сц зависит:

• от состояния поверхности рельса и колеса (влажность и грязь уменьшают сц);

• от скорости движения (с увеличением скорости  уменьшается).

Сила сцепления – является внешней силой и зависит от силы давления колеса на рельс и коэффициента сцепления сц колеса с рельсом.

Fсц = 1000 х Р х сц

Если увеличить силу К сверх нормы, то сила трения Fтр станет больше силы сцепления Fсц, в этом случае колесо перестанет вращаться и начнет скользить по рельсу – заклинивание или юз.

На метрополитене для бакелитовых колодок тр = 0,2/0,35;  = 0,2/0,22

Для предупреждения юза необходимо чтобы К х тр был меньше чем Р х сц или Fтр меньше или равно Fсц.

Тормозной путь – наибольшее расстояние проходимое поездом от начала торможения до полной остановки. Sт – состоит из предтормозного пути Sп, т.е. расстояние проходимое поездом с момента поворота ручки КМ до достижения расчетного нажатия колодок на колеса, и действительного пути торможения Sд, который поезд проходит, будучи заторможенным.

ОБЩАЯ СХЕМА ПНЕВМАТИКИ

Включает в себя следующие участки (рис.2):

1. напорная магистраль;

2. тормозная магистраль;

3. автостопная магистраль;

4. магистраль управления;

5. дверная магистраль;

6. вспомогательная магистраль.

В напорную пневматическую магистраль входят приборы .,

• воздушный фильтр;

• мотор – компрессор (МК);

• змеевик – охладитель;

• масло – влагоотделители (два);

• обратный клапан;

• разобщительный кран (для подключения к деповской магистрали);

• главный резервуар (ГР) 300л;

• предохранительный клапан и воздухопроводы.

От трубы напорной магистрали заполняется запасной резервуар объемом 100л.

В тормозную пневматическую магистраль входят:

• кран машиниста (с редуктором для КМ-334 и без КМ-013)

• воздухораспределитель (ВР) с авторежимом;

• тормозные цилиндры (ТЦ);

• уравнительный резервуар.

Пневматика управления обеспечивает сжатым воздухом электрические аппараты.

В автостопную пневматическую магистраль входят : ( рис.3)

• УАВА;

• срывной клапан.

рис. 2

рис. 3

В дверную пневматическую магистраль входят:

• фильтр контакторный;

• редуктор;

• ДВР;

• дверные цилиндры;

• катарактные клапана (пневмодроссели);

• шумоглушитель.

Во вспомогательную пневматическую магистраль входят:

• тифон;

• педаль тифона;

• стеклоочиститель;

• манометры;

• стеклообдув.

СХЕМА НАПОРНОЙ МАГИСТРАЛИ

Напорная магистраль служит для создания запаса сжатого воздуха, необходимого для обеспечения работы всех пневматических устройств на вагоне.

Начинается схема от всасывающего фильтра и заканчивается трубой напорной магистрали, проходящей вдоль всего поезда. Такое прохождение напорной магистрали обеспечивает большой запас сжатого воздуха, который машинист может использовать при работе.

В схеме напорной пневматики вагона питание всех воздушных приборов обеспечивается мотор – компрессором типа ЭК – 4А.

Количество воздуха, которое должен обеспечить МК определяется потребностью вагона в сжатом воздухе.

Сжатый воздух потребляется:

• тормозными приборами;

• приборами управления;

• дверными цилиндрами;

• вспомогательными приборами.

Общее количество воздуха, необходимое для работы поезда, обеспечивается его объемом заключенным в ГР поезда, соединенных между собой общей трубой напорной магистрали.

Для присоединения шланга деповской магистрали при ремонте вагонов в депо имеется резьбовой штуцер с краном.

Кран штуцера перекрыт, если его ручка находится в вертикальном положении вниз.

После главного резервуара установлен предохранительный клапан. Далее воздух поступает в напорную магистраль. Трубопровод напорной магистрали проложен трубами диаметром 1 дюйм (25,4 мм) вдоль рамы вагона.

Перед автосцепкой трубопровод имеет резинотканевые рукава, закрепленные накидными гайками.

Междувагонное соединение напорной и тормозной магистралей в комбинированной автосцепке осуществляется через автоматические пневматические соединительные клапана.

Для разобщения магистрали при расцепке вагонов в поезде имеются концевые краны. Штанги этих кранов выведены на торцевую сторону вагонов по обе стороны автосцепки.

Рукоятки штанг напорной магистрали окрашены в синий цвет, тормозной – в красный.

Для поддержания давления в НМ 6,3 – 8,0 атм., к ней подключен регулятор давления, который автоматически включает и выключает МК.