Vidim da , javnosti se svidio istorijski dio moje priče, pa stoga nije grijeh nastaviti.
Brzi vozovi poput TGV-a više ne trebaju vazdušne kočnice.
Danas ćemo govoriti o sadašnjosti, odnosno o tome kakvi se pristupi kreiranju kočionih sistema šinskih vozila koriste u XNUMX. veku, koji bukvalno za mesec dana menja treću deceniju.
1. Klasifikacija kočnica željezničkih vozila
Na osnovu fizičkog principa stvaranja sile kočenja, sve željezničke kočnice mogu se podijeliti u dva glavna tipa: trenja, koristeći silu trenja, i dinamičan, koristeći vučni pogon za stvaranje kočionog momenta.
Frikcijske kočnice uključuju papučaste kočnice svih izvedbi, uključujući disk kočnice, kao i magnetna šinska kočnica, koji se koristi u brzom magistralnom transportu, uglavnom u zapadnoj Evropi. Na pruzi 1520 ova vrsta kočnice korištena je isključivo na električnom vozu ER200. Što se tiče istog Sapsana, Ruske željeznice su odbile koristiti magnetnu šinu kočnicu na njemu, iako je prototip ovog električnog voza, njemački ICE3, opremljen takvom kočnicom.
ICE3 pokretna postolja s magnetnom šinskom kočnicom
Vagon Sapsanskog voza
Na dinamičan, tačnije elektrodinamičke kočnice uključuje sve kočnice čije se djelovanje zasniva na prijenosu vučnih motora u generatorski režim (regenerativno и reostatska kočnica), kao i kočenje opozicija
Sa regenerativnom i reostatskom kočnicom sve je relativno jasno - motori se na ovaj ili onaj način prebacuju u generatorski režim i u slučaju rekuperacije daju energiju kontaktnoj mreži, a u slučaju reostata proizvedenu energija se sagorijeva na posebnim otpornicima. Obje kočnice se koriste kako na vozovima sa lokomotivskom vučom, tako i na višeslojnim voznim sredstvima, gdje je elektrodinamička kočnica glavna radna kočnica, zbog velikog broja vučnih motora raspoređenih po vozu. Jedini nedostatak elektrodinamičkog kočenja (EDB) je nemogućnost kočenja do potpunog zaustavljanja. Sa smanjenjem efikasnosti EDT-a, on se automatski zamjenjuje pneumatskom frikcionom kočnicom.
Što se tiče kočenja unazad, omogućava kočenje do potpunog zaustavljanja, budući da se sastoji u okretanju vučnog motora u pokretu. Međutim, ovaj način rada je u većini slučajeva hitan - njegova redovita upotreba prepuna je oštećenja vučnog pogona. Ako uzmemo, na primjer, kolektorski motor, onda kada se promijeni polaritet napona koji se na njega primjenjuje, povratni EMF koji se javlja u rotirajućem motoru ne oduzima se od napona napajanja, već mu se dodaje - oba kotača rotirajte i rotirajte u istom smjeru kao u režimu vuče! To dovodi do lavinskog povećanja struje, a najbolja stvar koja se može dogoditi je da će električni zaštitni uređaji raditi.
Zbog toga se na lokomotivama i elektromotornim vozovima poduzimaju sve mjere kako bi se spriječio preokret motora u pokretu. Reverzibilna ručka je mehanički blokirana kada je vozačev kontroler u radnim položajima. A na istim "Sokolima" i "Lastama", okretanje prekidača za vožnju unatrag pri brzini iznad 5 km / h dovest će do trenutnog kočenja u nuždi.
Međutim, neke domaće lokomotive, kao što je električna lokomotiva VL65, koriste kočenje unazad kao standardni način rada pri malim brzinama.
Kočenje unazad je standardni način kočenja koji osigurava upravljački sistem na električnoj lokomotivi VL65
Moram reći da je unatoč visokoj efikasnosti elektrodinamičkog kočenja, svaki vlak, uvijek, naglašavam, uvijek opremljen automatskom pneumatskom kočnicom, to jest pokrenutom ispuštanjem zraka iz kočionog voda. I u Rusiji i u cijelom svijetu, dobre stare frikcione kočnice štite sigurnost u saobraćaju.
Prema svojoj funkcionalnoj namjeni, kočnice frikcionog tipa dijele se na
- Parking, ručni ili automatski
- Vlak - pneumatske (PT) ili elektropneumatske (EPT) kočnice instalirane na svakoj jedinici željezničkog vozila u vozu i upravljane centralno iz vozačke kabine
- Lokomotiva - pneumatske kočnice direktnog djelovanja dizajnirane za kočenje lokomotive, bez kočenja voza. Rade se odvojeno od željezničkih.
2. Parkirna kočnica
Ručna kočnica s mehaničkim pogonom nije otišla iz voznog parka, ugrađena je i na lokomotive i na vagone - samo je promijenila svoju specijalnost, naime pretvorila se u parkirnu kočnicu, što omogućava da se isključi spontano kretanje vozila. vozni park u slučaju izlaska vazduha iz njegovog pneumatskog sistema. Crveni točak, sličan brodskom upravljaču, je pogon ručne kočnice, jedna od njegovih opcija.
Volan ručne parkirne kočnice u kabini električne lokomotive VL60pk
Ručna kočnica u predvorju putničkog automobila
Ručna kočnica na modernom teretnom vagonu
Ručna kočnica mehanički postavlja iste pločice na kotače koje se koriste za normalno kočenje.
Na modernim voznim parkovima, posebno na električnim vlakovima EVS1 / EVS2 Sapsan, ES1 Lastochka, kao i na električnoj lokomotivi EP20, parkirna kočnica je automatska, a pločice su pritisnute na kočioni disk. opružni akumulatori. Neki od mehanizama hvataljki koji pritiskaju pločice na kočione diskove opremljeni su snažnim oprugama, i toliko snažnim da se otpuštanje vrši pneumatskim pogonom s pritiskom od 0,5 MPa. Pneumatski aktuator, u ovom slučaju, suprotstavlja oprugama koje pritiskaju jastučiće. Takva parkirna kočnica se kontroliše dugmadima na vozačevoj konzoli.
Dugmad za upravljanje parkirnom opružnom kočnicom (SPT) na električnom vozu ES1 "Lastochka"
Po svom dizajnu, takva kočnica je slična onoj koja se koristi na snažnim kamionima. Ali kao glavna kočnica u vozovima, takav sistem potpuno neupotrebljiv, a zašto, detaljno ću objasniti nakon priče o radu pneumatskih kočnica voza.
3. Pneumatske kočnice teretnog tipa
Svaki teretni vagon je opremljen sledećim kompletom kočionih uređaja
Kočna oprema teretnog vagona: 1 - spojna čaura kočnice; 2 - krajnji ventil; 3 - zaporni ventil; 5 - sakupljač prašine; 6, 7, 9 — moduli za razvod zraka konv. br. 483; 8 - slavina za odvajanje; BP - distributer zraka; TM - kočni vod; ZR - rezervni rezervoar; TC - kočioni cilindar; AR - cargo auto mod
Kočna linija (TM) - cijev prečnika 1,25" koja prolazi duž cijelog automobila, na krajevima je opremljena krajnji ventili, da odvojite kočioni vod prilikom odvajanja automobila prije odvajanja fleksibilnih spojnih rukava. U kočionom vodu u normalnom režimu rada tzv punjač pritisak od 0,50 - 0,54 MPa, tako da je odvajanje čaura bez zatvaranja krajnjih ventila sumnjiv zadatak, koji vam u doslovnom smislu riječi može oduzeti glavu.
U njemu se pohranjuje dovod zraka koji se direktno dovodi u kočione cilindre rezervni rezervoar (ZR), čija je zapremina u većini slučajeva 78 litara. Pritisak u rezervnom rezervoaru je tačno jednak pritisku u kočionom vodu. Ali ne, ovo nije 0,50 - 0,54 MPa. Činjenica je da će takav pritisak biti u kočionoj liniji na lokomotivi. A što je dalje od lokomotive, to je manji pritisak u kočionoj liniji, jer neminovno ima curenja koja dovode do curenja vazduha. Tako će pritisak u kočionoj liniji zadnjeg vagona u vozu biti nešto manji od onog za punjenje.
Kočni cilindar, a na većini auta je sam, pri punjenju iz rezervnog rezervoara, preko kočione poluge, pritišće sve pločice na autu na točkove. Zapremina kočionog cilindra je oko 8 litara, stoga se, uz puno kočenje, u njemu postavlja pritisak ne veći od 0,4 MPa. Pritisak u rezervnom rezervoaru takođe se smanjuje na istu vrednost.
Glavni "akter" u ovom sistemu je distributer vazduha. Ovaj uređaj reagira na promjenu tlaka u kočionom vodu, obavljajući jednu ili drugu operaciju, ovisno o smjeru i brzini promjene tog tlaka.
Kada se smanji pritisak u kočionom vodu dolazi do kočenja. Ali ne sa bilo kakvim smanjenjem pritiska - smanjenje pritiska se mora dogoditi određenim tempom, tzv stopa radnog kočenja. Ovaj tempo je obezbeđen vozač dizalice u kabini lokomotive i kreće se od 0,01 do 0,04 MPa u sekundi. Kada se pritisak smanji nižom brzinom, kočenje se ne dešava. To je učinjeno tako da kočnice ne rade sa standardnim curenjem iz kočionog voda, a također ne rade ni kada se eliminira prekomjerni pritisak, o čemu ćemo kasnije.
Kada je razdjelnik zraka aktiviran za kočenje, vrši dodatno pražnjenje kočionog voda radnim tempom od 0,05 MPa. Ovo se radi kako bi se osiguralo stalno smanjenje pritiska duž cijele dužine vlaka. Ako se dodatno pražnjenje ne izvrši, onda posljednji vagoni dugog vlaka u principu neće usporiti. Izvodi se dodatno pražnjenje kočionog voda sve moderni razdjelnici zraka, uključujući i putničke.
Prilikom kočenja, razdjelnik zraka odvaja rezervni spremnik od kočionog voda i spaja ga na kočioni cilindar. Kočioni cilindar se puni. Događa se tačno sve dok pad pritiska u kočionom vodu traje. Kada smanjenje pritiska u TM prestane, punjenje kočionog cilindra prestaje. Mod dolazi preklapanje. Pritisak ugrađen u kočioni cilindar zavisi od dva faktora:
- dubina pražnjenja kočionog voda, odnosno veličina pada pritiska u njemu u odnosu na punjenje
- režim rada distributera vazduha
Distributer vazduha za teret ima tri načina rada: natovaren (G), srednji (S) i prazan (L). Ovi načini rada razlikuju se po maksimalnom pritisku postignutom u kočionim cilindrima. Prebacivanje između načina rada vrši se ručno okretanjem posebne ručke za način rada.
Da sumiramo, ovisnost tlaka u kočionom cilindru o dubini pražnjenja kočionog voda sa 483 razdjelnikom zraka u različitim režimima izgleda ovako
Nedostatak korištenja prekidača načina rada je u tome što vagonski radnik mora hodati duž cijelog voza, popeti se ispod svakog vagona i prebaciti prekidač načina rada u željeni položaj. To se radi, prema glasinama koje izlaze iz pogona, daleko od uvijek. Prekomjerno punjenje kočionih cilindara na praznom automobilu prepuno je proklizavanja, smanjene efikasnosti kočenja i oštećenja kotača. Za izlazak iz ove situacije na teretnim vagonima između razvodnika zraka i kočionog cilindra uključite tzv. automatski način rada (AP), koji, mehanički određujući masu automobila, glatko reguliše maksimalni pritisak u kočionom cilindru. Ako je automobil opremljen automatskim načinom rada, tada je prekidač načina rada na BP-u postavljen na položaj "natovaren".
Kočenje se obično izvodi u koracima. Minimalni stupanj pražnjenja kočionog voda za VR483 će biti 0,06 - 0,08 MPa. U tom slučaju se u kočionim cilindrima postavlja tlak od 0,1 MPa. U tom slučaju, vozač postavlja ventil u položaj isključenja, u kojem se vrijednost tlaka postavljena nakon kočenja održava u kočionom vodu. Ako efekat kočenja iz jedne faze nije dovoljan, izvodi se sljedeća faza. U isto vrijeme, distributer zraka ne brine kojom brzinom dolazi do pražnjenja - kada se pritisak bilo kojom brzinom smanji, kočioni cilindri se pune proporcionalno veličini pada tlaka.
Potpuno otpuštanje kočnica (potpuno pražnjenje kočionih cilindara na cijelom vozu) vrši se povećanjem pritiska u kočionom vodu iznad onog za punjenje. Štaviše, na teretnim vozovima se u TM vrši značajan nadpritisak preko punjača, tako da talas povećanja pritiska stiže do poslednjih vagona. Potpuno otpuštanje kočnica u teretnom vozu je dugotrajan proces i može potrajati do jedne minute.
VR483 ima dva režima odmora: ravan i planinski. U ravnom režimu, sa povećanjem pritiska u kočionom vodu, dolazi do potpunog, bezstepenog otpuštanja. U planinskom načinu rada moguće je postupno otpuštanje kočnica, što znači da kočioni cilindri nisu potpuno ispražnjeni. Ovaj način se koristi kada vozite duž složenog profila s velikim nagibom.
Razdjelnik zraka 483 je općenito vrlo zanimljiv uređaj. Detaljna analiza njegovog uređaja i rada tema je za poseban veliki članak. Ovdje smo razmotrili opća načela rada teretne kočnice.
3. Pneumatske kočnice putničkog tipa
Kočna oprema putničkog automobila: 1 - spojna čaura; 2 - krajnji ventil; 3, 5 - razvodne kutije elektropneumatskog kočionog voda; 4 - zaporni ventil; 6 - cijev sa ožičenjem elektro-pneumatskih kočnica; 7 - izolirani ovjes spojne čahure; 8 - sakupljač prašine; 9 - izlaz u razvodnik vazduha; 10 - slavina za odvajanje; 11 - radna komora električnog razvodnika vazduha; TM - kočni vod; BP - distributer zraka; EVR - električni razdjelnik zraka; TC - kočioni cilindar; ZR - rezervni rezervoar
Veća količina opreme odmah vam upada u oči, počevši od činjenice da već postoje tri zaustavne dizalice (po jedna u svakom predvorju, a jedna u kondukterskoj kabini), pa do toga da su domaći putnički automobili opremljeni i pneumatskim i elektropneumatska kočnica (EPT).
Pažljivi čitatelj odmah će primijetiti glavni nedostatak pneumatske kontrole kočnica - konačnu brzinu širenja kočionog vala, ograničenu odozgo brzinom zvuka. U praksi je ova brzina manja i iznosi 280 m/s pri radnom kočenju, a 300 m/s pri kočenju u nuždi. Osim toga, ova brzina u velikoj mjeri ovisi o temperaturi zraka i zimi je, na primjer, niža. Stoga je vječni pratilac pneumatskih kočnica neravnomjeran rad njihovog sastava.
Neravnomjeran rad dovodi do dvije stvari - pojave značajnih longitudinalnih reakcija u vozu, kao i povećanja kočionog puta. Prvi nije tako tipičan za putničke vozove, iako kontejneri s čajem i drugim pićima koji skaču po stolu u kupeu neće nikome prijati. Povećanje puta kočenja je ozbiljan problem, posebno u putničkom saobraćaju.
Osim toga, domaći distributer putničkog zraka je kao stari konv. br. 292, a nova konv. br. 242 (od kojih je, inače, sve više putničkih automobila u voznom parku), oba ova uređaja su direktni naslednici istog Westinghouse trostrukog ventila, a rade na razlici između dva pritiska - u kočnici liniji i u rezervnom rezervoaru. Od trostrukog ventila razlikuju se po prisutnosti načina preklapanja, odnosno mogućnosti stepenastog kočenja; prisustvo dodatnog pražnjenja kočionog voda tokom kočenja; prisutnost u dizajnu gasa za kočenje u nuždi. Ovi razdjelnici zraka ne obezbjeđuju postupno otpuštanje - oni odmah daju potpuno otpuštanje čim tlak u kočionom vodu pređe tlak u rezervnom spremniku koji je tu uspostavljen nakon kočenja. A otpuštanje koraka je vrlo korisno za podešavanje kočnica za precizna zaustavljanja na platformi za slijetanje.
Oba problema - neravnomjeran rad kočnica i nedostatak stepenastog otpuštanja, na stazi od 1520 mm rješavaju se ugradnjom električno kontroliranog razdjelnika zraka na automobile - električni razvodnik vazduha (EVR), arb. br. 305.
Domaća EPT - elektro-pneumatska kočnica - direktnog djelovanja, neautomatskog djelovanja. U putničkim vozovima sa lokomotivskom vučom, EPT radi na dvožičnom krugu.
Strukturna šema dvožilnog EPT-a: 1 - upravljački kontroler na dizalici vozača; 2 - baterija; 3 - statički pretvarač snage; 4 — tabla kontrolnih lampi; 5 - upravljačka jedinica; 6 - terminalni blok; 7 - spojne glave na rukavima; 8 - izolovana suspenzija; 9 - poluprovodnički ventil; 10 - elektromagnetni ventil za otpuštanje; 11 - elektromagnetni ventil kočnice.
Dvije žice su razvučene duž cijelog vlaka: #1 i #2 na slici. Na zadnjem vagonu, ove žice su međusobno električno povezane i kroz rezultirajuću petlju prolazi naizmjenična struja frekvencije od 625 Hz. Ovo se radi kako bi se kontrolirao integritet EPT kontrolne linije. Kada se žica prekine, strujni krug naizmjenične struje se prekida, vozač prima signal u obliku gašenja u kabini kontrolne lampice "O" (odmor).
Upravljanje se vrši jednosmjernom strujom različitog polariteta. U ovom slučaju, šine su žica s nultim potencijalom. Kada se na EPT žicu dovede pozitivan (u odnosu na šinu) napon, aktiviraju se oba elektromagnetna ventila ugrađena u električni razdjelnik zraka: otpuštanje (OV) i kočnica (TV). Prvi od njih izolira radnu komoru (RK) električnog razdjelnika zraka od atmosfere, drugi je puni iz rezervnog spremnika. Nadalje, dolazi u obzir presostat ugrađen u EVR, koji radi na razliku tlaka u radnoj komori i kočionom cilindru. Kada pritisak u RC pređe pritisak u TC, ovaj se puni vazduhom iz rezervnog rezervoara, do pritiska koji je sakupljen u radnoj komori.
Kada se na žicu dovede negativan potencijal, kočni ventil se isključuje, jer struju do njega prekida dioda. Ostaje aktivan samo otpusni ventil koji održava pritisak u radnoj komori. Tako se ostvaruje preklapajući položaj.
Kada se napon ukloni, ventil za otpuštanje gubi snagu, otvara radnu komoru u atmosferu. Kada se tlak u radnoj komori smanji, tlačni prekidač ispušta zrak iz kočionih cilindara. Ako se nakon kratkog odmora dizalica vozača ponovo stavi u položaj isključenja, tada će se zaustaviti pad tlaka u radnoj komori, a prestati i ispuštanje zraka iz kočionog cilindra. Na taj način se postiže postupno otpuštanje kočnice.
Šta se dešava kada žica pukne? Tako je - EPT će pustiti. Dakle, ova kočnica (na domaćim voznim parkovima) nije automatska. U slučaju kvara EPT-a, vozač ima mogućnost da pređe na pneumatsko upravljanje kočnicama.
EPT se odlikuje simultanim punjenjem kočionih cilindara i njihovim pražnjenjem u cijelom vozu. Brzina punjenja i pražnjenja je prilično visoka - 0,1 MPa u sekundi. EPT je neiscrpna kočnica, budući da je za vrijeme svog rada konvencionalni razdjelnik zraka u režimu odmora i napaja rezervne rezervoare iz kočionog voda, koje zauzvrat napaja mašinovođa na lokomotivi iz glavnih rezervoara. Stoga se EPT može kočiti na bilo kojoj frekvenciji potrebnoj za operativnu kontrolu kočnica. Mogućnost otpuštanja koraka omogućava vam da vrlo precizno i glatko kontrolišete brzinu voza.
Pneumatska kontrola kočnica putničkog voza ne razlikuje se mnogo od teretne kočnice. Postoji razlika u metodama upravljanja, na primjer, otpuštanje pneumatske kočnice vrši se do tlaka punjenja, bez precjenjivanja. Općenito, prekomjerni nadtlak u kočionoj liniji putničkog vlaka je prepun problema, stoga, kada se EPT potpuno otpusti, tlak u TM se povećava za maksimalno 0,02 MPa iznad vrijednosti postavljenog tlaka punjenja.
Minimalna dubina pražnjenja TM pri kočenju na putničkoj kočnici je 0,04 - 0,05 MPa, dok se u kočionim cilindrima stvara pritisak od 0,1 - 0,15 MPa. Maksimalni pritisak u kočionom cilindru putničkog automobila ograničen je zapreminom rezervnog rezervoara i obično ne prelazi 0,4 MPa.
zaključak
Sada se obraćam nekim komentatorima koji su iznenađeni (a mislim čak i ogorčeni, ali ne usuđujem se tvrditi) složenošću kočnice voza. U komentarima se predlaže primjena automobilskog kruga s akumulatorima. Naravno, sa sofe, ili kompjuterske stolice u kancelariji, kroz prozor pretraživača, mnogi problemi su vidljiviji i očigledniji od njihovog rešenja, ali dozvolite mi da kažem da je većina tehničkih odluka doneta u stvarnom svetu. imaju jasno opravdanje.
Kao što je već spomenuto, glavni problem pneumatske kočnice u vozu je konačna brzina pada pritiska duž dugačke (do 1,5 km u vozu od 100 vagona) cijevi kočionog voda - kočnog vala. Da bi se ubrzao ovaj val kočenja, potrebno je dodatno pražnjenje od strane razdjelnika zraka. Neće biti razdjelnika zraka, neće biti dodatnog pražnjenja. Odnosno, kočnice skladištenja energije će očigledno biti znatno lošije u smislu ujednačenosti rada, vraćajući nas u dane Westinghousea. Teretni voz nije kamion, postoje različite skale, a samim tim i različiti principi upravljanja kočnicama. Siguran sam da nije baš tako, a smjer svjetske nauke o kočnicama nije slučajno krenuo putem koji nas je doveo do ovakvih konstrukcija. Dot.
Ovaj članak je svojevrsni pregled kočionih sistema koji postoje na modernim voznim parkovima. Nadalje, u drugim člancima ove serije, detaljnije ću se zadržati na svakom od njih. Naučit ćemo koji se uređaji koriste za kontrolu kočnica, kako su raspoređeni razdjelnici zraka. Pogledajmo pobliže pitanja regenerativnog i reostatskog kočenja. I naravno uzmite u obzir kočnice brzih vozila. Vidimo se ponovo i hvala na pažnji!
PS: Prijatelji! Želim da se posebno zahvalim za mnogo ličnih poruka koje ukazuju na greške i greške u kucanju u članku. Da, ja sam grešnik koji nije prijateljski raspoložen sa ruskim jezikom i zbunjuje se na tasterima. Pokušao da ispravim vaše komentare.
izvor: www.habr.com