Näen, et esmalt, ajalooline osa minu jutustusest publikule meeldis, seega pole patt jätkata.

Kiirusrongid, nagu TGV, ei kasuta enam pneumaatilisi pidureid

Täna räägime tänapäevast, nimelt, milliseid lähenemisviise pidurisüsteemide loomisel kasutatakse 21. sajandil, mis järgmisel kuul tähistab oma kolmandat kümnendit.

1. Rongi pidurite klassifikatsioon

Füüsilise põhimõtte põhjal, kuidas pidurdusjõud luuakse, saab kõik raudtee pidurid jagada kaheks põhiliigiks: friktsioonilised, mis kasutavad hõõrdumisjõudu, ja dünaamilised, mis kasutavad pidurdusmomendi loomiseks tõukejõudu.

Friktsiooniliste pidurite hulka kuuluvad kõik konstruktsioonid, sealhulgas ketaspidurid, samuti magneetrailsed pidurid, mida kasutatakse kõrge kiirusliku reisitranspordi jaoks, peamiselt Lääne-Euroopas. Rööbastele 1520 kasutati seda piduri tüüpi ainult elektrirongil ER200. Mis puutub „Sapsani”, siis RZD loobus sellel magneetrailsest pidurist, kuigi selle prototüüp, Saksamaa ICE3, on sellise piduriga varustatud.

ICE3 rongi magneetrailsed pidurid

Sapsani rongi veok

Dünaamiliste, täpsemalt elektrodünaamiliste pidurite alla kuuluvad kõik pidurid, mille toimimine põhineb tõukeelektromootorite genereerimise režiimi üleviimisel (rekupereeriv ja reostatiline pidur), samuti pidurdumine vastuüksega

Rekuperatiivne ja reostaattõmme on mõlemad suhteliselt arusaadavad — mootorid muudetakse mingil viisil generaatori režiimi ning rekupeerimise korral antakse energia kontaktvõrku tagasi, reostaadi puhul aga põletatakse genereeritud energia spetsiaalsetes takistites. Mõlemat tõmmet kasutatakse nii lokomotiivi vedamisel kui ka mootorvaatmise koosseisudel, kus elektridünaamiline pidur on põhitegevuspidur, arvestades suuri vedamismootoreid, mis on jaotatud kogu rongi ulatuses. Elektridünaamilise pidurdamise (EDT) ainus puudus on see, et see ei võimalda pidurdamist täieliku peatumiseni. EDT efektiivsuse vähenemise korral toimub automaatne asendamine pneumaatilise friktsioonipiduriga.

Mis puutub vastupidi pidurdamisse, siis see tagab pidurdamise täieliku peatumiseni, kuna see seisneb tõstemootori pööramise muutmises sõidu ajal. Siiski on see režiim enamikul juhtudel hädapiduri — selle regulaarne kasutamine on seotud tõstmisseadmestiku kahjustamisega. Kui võtta näiteks kollektorimootor, siis pingepolariteeti muutes, mis sellele antakse, ei arvestata pöördemomenti, mis tekib pöörlevas mootoris, toitepingest maha, vaid liitub sellega — rattad pöörlevad nagu nad pöörlesid ka tõstmisrežiimis! See viib voolu kiirele suurenemisele ning kõige parem, mis juhtuda võib, on see, et elektrilised kaitse seadmed käivituvad.

Sel põhjusel võtavad lokomotiivid ja elektrirongid kõik ettevaatusabinõud, et vältida mootorite pööramist sõidu ajal. Pöördemuhv on mehaaniliselt blokeeritud, kui juhtimisseade asub liikumisseisundites. Samuti, kui "Sapsanid" ja "Lastod" on kiirusest üle 5 km/h, põhjustab pöördemuhvi liikumine kohest hädapidurdust.

Kuid mõned kodumaised lokomotiivid, nagu näiteks elektrivagun VL65, kasutavad pöördpidurdust normaalses režiimis madalatel kiirusel.

Pöördpidurdus on VL65 elektrivagunile normaalses režiimis, tagades juhtimissüsteemi kaudu pidurdamise.

Peab öelda, et hoolimata elektridünaamilise pidurdamise kõrgest efektiivsusest, varustatakse iga rong alati, rõhutan — alati, automaatse õhkpiduriga, mis käivitub tänu õhu vabastamisele pidurisüsteemist. Nii Venemaal kui ka üle kogu maailma on vanad head nupp-pidurite friktsioonipidurid liiklusohutuse kaitsja.

Funktsionaalsete eesmärkide kohaselt jagunevad friktsioonipidurid järgmistesse gruppidesse

1. Püsipidurid, manuaalsed või automaatilised
2. Rongipidurid — pneumaatilised (PT) või elektropneumaatilised (EPT) pidurid, mis paigaldatakse igasse rongi veosüsteemi ja mida juhitakse keskjuhtimispunktist juhikohtadest.
3. Loksomotiivid — pneumaatilised otse toimivad pidurid, mille eesmärk on lokomotiivi pidurdamine, ilma vedude pidurdamiseta. Need juhitakse eraldi rongipiduritest.

2. Püsipidur

Mehaanilise käiguga manuaalne pidur pole sõidukist kadunud; see paigaldatakse nii lokomotiividele kui ka vagunitele — lihtsalt on muutunud selle aine, nimelt on see saanud püsipiduriks, mis välistab veosüsteemi iseenesliku liikumise õhu väljaviimise korral. Punane rattasarnane nagu laevajuht — manuaalse piduri juht, üks variandina selle teostamisest.

Manuaalse püsipiduri ratas VL60pk elektrilootsikabiinis

Manuaalne pidur reisivaguni tamburis

Manuaalne pidur kaasaegsel kaubarongil

Manuaalne pidur mehaanilise käigu abil surub rattastele samad padjad, mida kasutatakse tavalise pidurdamise puhul.

Kaasaegsetes veosüsteemides, sealhulgas EVS1/EVS2 'Sapsan', ES1 'Lastočka' ja samuti EP20 elektrilootsis, on püsipidur automaatne ja padjad surutakse pidurduskettale vedruenergiakumulaatoritega.. Osa klambrimehhanisme, mis suruvad padjad pidurikettadele, on varustatud tugevate vedrude jaoks, kusjuures need on nii tugevad, et vabastamine toimub pneumaajami abil rõhul 0,5 MPa. Antud juhul takistab pneumaajam padjadele suruvate vedrude toimet. Sellise parkimispiduri juhtimine toimub masinisti juhtimispultide nuppudega.

Parkimisvedruga piduri (PVP) juhtimisseaded elektrirongis ES1 "Lastočka"

Oma ülesehituselt sarnaneb selline pidur sellele, mida kasutatakse võimsatel kaubikutel. Kuid peamise pidurina rongides on selline süsteem täiesti sobimatu, miks, selgitan pärast rongide pneumaaperatiivide töötamise selgitamist.

3. Kaubaklassi pneumaaperatiid

Iga kaubavaguni varustamine järgmise pidurisüsteemi komplektiga

Kaubavaguni pidurisüsteem: 1 — pidurisidekimp; 2 — lõppkraana; 3 — peatamisventiil; 5 — tolmuimeja; 6, 7, 9 — õhujagaja moodulid nr 483; 8 — eraldusventiil; BR — õhujagaja; TM — pidurijuhe; ZR — reservuaar; TC — piduritsüliinder; AR — kaubaautomatic


Pidurijuhe (TM) — toru läbimõõduga 1,25", mis ulatub mööda kogu vagonit, ja selle otstes on varustatud lõppkraana, et eraldada pidurijuhe vaguni eraldamisel enne paindlike ühendusvööde purustamist. Pidurijuhtmes hoitakse normaalses režiimis nn. laadimis- rõhu suurus on 0,50 – 0,54 MPa, seega on ühenduste purustamine ilma lõppkraante sulgemata kahtlane tegevus, mis sõna otseses mõttes võib teid pea ilma jätta.

Õhu reserve, mis suunatakse otse piduritsülimisse, hoitakse reservuaaris (ZR), milleks on enamikul juhtudel 78 liitrit. Rõhk varureservuaaris on täpselt samasugune nagu pidurisüsteemi rõhk. Kuid ei, see ei ole 0,50 — 0,54 MPa. Asi on selles, et selline rõhk on pidurisüsteemis lokomotiivil. Ja mida kaugemale lokomotiivist, seda väiksem on pidurisüsteemi rõhk, kuna seal on paratamatult lekkeid, mis viivad õhu kadumiseni. Seega on viimasel vagunil oleva pidurisüsteemi rõhk veidi madalam kui varuressursis.

Piduritsüli, ja enamikul vagunitest on see üks, olles täidetud varureservuaarist, surub see pidurisüsteemi kõiki raha olemasolevaid klotse ratastele. Piduritsükli maht on umbes 8 liitrit, mistõttu saavutatakse täieliku pidurdamise korral rõhk mitte üle 0,4 MPa. Samale tasemele langeb rõhk ka varureservuaaris.

Selles süsteemis on peamine "tegija" õhujagaja. See seade reageerib pidurisüsteemi rõhu muutusele, täites teatud toimingut sõltuvalt rõhu suunast ja muudatuste tempot.

Kui pidurisüsteemi rõhk langeb, toimub pidurdus. Kuid mitte iga rõhu langemisel — rõhu vähenemine peab toimuma teatud tempos, mida nimetatakse teeninduslikuks pidurdamise tempoks. See tempo tagab masinisti ventiil lokomotiivi kabinas ja see on vahemikus 0,01 kuni 0,04 MPa sekundis. Kui rõhu langus toimub väiksema tempoga, ei toimu pidurdust. See on tehtud selleks, et pidurid ei aktiveeruks normatiivsete lekkete korral pidurisüsteemist ning samuti ei aktiveeruks need ülemäärase laadimise rõhu kõrvaldamisel, millest räägime hiljem.

Kui õhujagaja aktiveerub pidurdamiseks, viib ta läbi täiendava rõhu vabastamise teenindusliku tempoga mastaabis 0,05 MPa. Seda tehakse selleks, et tagada pidev rõhu langus kogu rongi pikkuses. Kui täiendavat vabastust ei tehta, siis võivad pika rongi viimased vagunid mitte pidurduda. Täiendavat pidurisüsteemi vabastust teevad kõik kaasaegsed õhujagajad, sealhulgas ka reisivagunite puhul.

Käivitamisel aeglustamiseks eraldab õhujagaja varureservuaarist piduri pea- ja ühendab selle piduritsükliga. See täidab piduritsükkli. See toimub täpselt nii kaua, kui püsib rõhu langus piduripeas. Kui piduripeas rõhu langus lõpetatakse, peatub piduritsükli täitmine. Jõuab režiim katkestused. Piduritsükli rõhk sõltub kahest tegurist:

1. piduripea tühjendamise sügavus, st rõhu languse suurus võrreldes laadimisrežiimiga
2. õhujagaja töörežiim

Kaubanduslikul õhujagajal on kolm töörežiimi: koormatud (K), keskmine (K) ja tühi (T). Need režiimid erinevad maksimaalse rõhu poolest, mis koguneb piduritsüklitesse. Režiimide vahel vahetamine toimub käsitsi spetsiaalse režiimivihiku pööramise kaudu.

Kokkuvõttes näeb õhujagaja 483 korral piduritsükli rõhu sõltuvus piduripea tühjendamise sügavusest erinevates režiimides välja nii

Režiimi lüliti kasutamise puuduseks on see, et vagunihoidiku töötaja peab minema kogu koosseisu mööda, ronima iga vaguni alla ja lülitama režiimi lüliti soovitud asendisse. Seda, kuulujuttude järgi, millega tuleb tegeleda, ei tehta alati. Ülemäärane piduritsüklite täitmine tühjal vagunil põhjustab libisemist, vähendab pidurdusvõimet ja kahjustab rataste paari. Selle olukorra parandamiseks kaubavagunitel lülitatakse õhujagaja ja piduritsükli vahele nii nimetatud autorežiim (AR), mis, mehhaaniliselt määrates vaguni kaalu, reguleerib sujuvalt maksimaalset rõhku piduritsüklis. Kui vagun on varustatud autorežiimiga, siis paigaldatakse režiimi lüliti õhujagajale asendisse „koormatud“.

Pidurdus toimub tavaliselt astmeliselt. BV483 pidurdusliini minimaalne väljapressimise aste on 0,06 — 0,08 MPa. Sel ajal paigaldatakse pidurdustsilindrites rõhk 0,1 MPa. Sel hetkel paneb masinisti kraani sulgemisse, mille puhul pidurdusliinis säilib pärast pidurdust seatud rõhk. Kui ühe etapi pidurdusefektiivsus ei ole piisav, minnakse järgmise etapi juurde. Sel juhul ei ole õhu jaoturile üldse oluline, millise tempoga toimub väljapressimine — rõhu vähenemisel mis tahes tempos täidetakse pidurduscilindrid vastavalt rõhu vähenemise suurusele.

Pidurite täielik vabastamine (pidurduscilindrite täielik tühjendamine kogu rongis) toimub pidurdusliini rõhu tõstmise kaudu üle laadimisrõhu. Kui kaubavagunite puhul tehakse pidurdusliinis pigistuse rõhu olulist ülehindamist laadimisest, et rõhu tõusu laine jõuaks viimaste vaguniteni. Kaubavaguni pidurite täielik vabastamine on pikk protsess ja võib kesta kuni ühe minuti.

BV483-l on kaks vabastamisrežiimi: tasane ja mägine. Tasase režiimi korral toimub pidurdusliinis rõhu tõstmisel täielik, astmevaba vabastamine. Mägirežiimis on võimalik pidurite astmeline vabastamine, mis on pidurduscilindrite mitte täielik tühjendamine. Seda režiimi kasutatakse keerulisel maastikul suure kaldega sõidul.

Õhu jaotur 483 on üldiselt väga huvitav seade. Selle seadme ja töö üksikasjalik analüüs on teema eraldi suurele artiklile. Siin käsitlesime kauba piduri üldpõhimõtteid.

3. Pneumaatilised pidurid reisijatele

Rehvide varustus reisirongis: 1 — ühendav voolik; 2 — lõppkraana; 3, 5 — ühendav kast elektripneumaatilise piduri liinile; 4 — pidurivoolik; 6 — toru elektripneumaatilise piduri juhtmestikuga; 7 — isoleeritud ühendava vooliku riputus; 8 — tolmu püüdja; 9 — tee õhujagajale; 10 — lahutuskraan; 11 — töökamber elektriohutusjaoturi; TM — piduri magistral; VR — õhujagaja; EVR — elektriohutusjaoturi; TC — pidurikamber; ZR — varurakendus.

Silma hakkab kohe suurem varustuse hulk, alates sellest, et siin on lausa kolm pidurivoolikut (üks igas vestibüülis ja üks veduri teeninduses), lõpetades sellega, et kodumaised reisirongid on varustatud nii pneumaatiliste kui ka elektripneumaatiliste piduritega. (EPT).

Kohanud lugeja märkab kohe peamist puudust pneumaatilisest pidurite juhtimise süsteemist — pidurilaine levimise lõppkiirus, mida piirdub helikiirusest, on piiratud. Praktikas on see kiirus siiski madalam ja ulatub 280 m/s teenindamise ajal ning 300 m/s hädapidurdusel. Lisaks sõltub see kiirus tugevalt õhutemperatuurist ja talvel on see näiteks madalam. Seetõttu on igavene kaaslane pneumaatiliste pidurite — nende toimimise ebaühtlus.

Ebaühtne toimimine toob kaasa kaks asja — märkimisväärsete pikisuunaliste reaktsioonide tekkimise rongis ning pidurdusteekonna pikenemise. Esimene ei ole reisirongide puhul nii iseloomulik, ehkki tassis pöörlevad tassi jooksuloolikad ja muud joogid ei rõõmusta kedagi. Pidurdusteekonna pikenemine on aga tõsine probleem, eriti reisiliikluses.

Lisaks sellele on kodumaine reisijate õhujagaja — vanem mudel nr 292 ja uus mudel nr 242 (mõlemat koos, muide, reisijate vagunite pargis järjest rohkem), mõlemad need seadmed on otsesed järglased sama kolmikventiili Westinghouse'ist, ja nad töötavad kahe rõhu erinevuse põhjal — pidurisüsteemi ja reserveeratud reservuaari. Kolmikventiilist erinevad nad selle poolest, et neil on sulgemise režiim, st astmelise pidurdamise võimalus; lisaks on pidurisüsteemis täiendav rõhu vabastamine pidurdamisel; konstruktsioonis on kiiresti reageeriv hädapidur. Need õhujagajad ei tagada astmelist vabastamist — nad vabastavad kohe täielikult, kui pidurisüsteemi rõhk ületab reserveeritud reservuaari rõhku, mis seal pidurdamise järel kehtestatakse. Astmeline vabastamine on väga kasulik reguleerimispidurdustes, et täpselt peatuda peatusplatvormi juures.

Mõlemad probleemid — pidurite ebaühtlane toimimine ja astmelise vabastamise puudumine, 1520 mm raudteel lahendatakse vagunitele õhujagaja paigaldamisega elektrilise juhtimisega — elektriline õhujagaja (EVR), mudel nr 305.

Kodumaine EPT — elektropneumaatiline pidur — otsese tegevusega, automaatika puudub. Reisijate rongides, mille veaks on lokomotiiv, töötab EPT kahe juhtme skeemil.

Kahe juhtmega EPT struktuuri skeem: 1 — juhtimisseade masinisti kraanil; 2 — akumulator; 3 — staatiline toitekonverter; 4 — kontrolllampide paneel; 5 — juhtimismoodul; 6 — klemmipink; 7 — ühendusotsikud voolikutel; 8 — isoleeritud riputus; 9 — pooljuhtventiil; 10 — vabastamise elektromagnetventiil; 11 — pidurite elektromagnetventiil.

Kogu rongi ulatuses on kaks juhtme: nr 1 ja nr 2 nagu joonisel. Tagavagunil on need juhtmed elektriliselt omavahel ühendatud ja saadetakse saadud silmust kaudu vahelduvvoolu sagedusega 625 Hz. See on tehtud EPT juhtimisliini terviklikkuse kontrollimiseks. Juhtme katkemise korral katkevad vahelduvvoolu ahelad, masinist saab signaali kontrolllambi "O" (vabastamine) kustumise näol kabiinis.

Juhtimine toimub erineva polariteediga alalisvooluga. Nullpotentsiaalina toimivad raudteerelli. Kui juhi EPT-le rakendatakse positiivset (seoses relli) pinget, aktiveeritakse kaks elektromagnetilist klappi, mis on paigaldatud elektriahjude jaoturisse: vabastav (OV) ja pidur (TV). Esimene neist isoleerib töökambrist (RK) elektriahju jaoturi atmosfääri, teine – täidab seda õhuga reservuaarist. Edasi astub mängu EVRis paigaldatud rõhulüliti, mis töötab rõhu erinevuse järgi töökambris ja piduritsilindris. Kui RK rõhk ületab TSi rõhu, toimub viimane täitmine õhuga reservuaarist kuni rõhuni, mis oli saavutatud töökambris.

Kui juhi negatiivne potentsiaal rakendatakse, lülitatakse piduriklapp välja, kuna diood katkestab toite. Ainult vabastav klapp jääb aktiivseks, hoides rõhku töökambris. Nii saavutatakse katkemise asend.

Kui pinget eemaldatakse, kaotab vabastav klapp toite ja avab töökambrist atmosfääri. Kui töökambris rõhk langeb, vabastab rõhulüliti õhu ka piduritsilindritest. Kui pärast lühiajalist vabastamist asetada masinisti kraan taas katkemise asendisse, peatub töökambris rõhu langus ja piduritsilindrist õhu väljalaske lõpetamine. Nii saavutatakse piduri astmeline vabastamine.

Mis juhtub juhtme katkestamise korral? Õige - EPT vabastab. Seetõttu ei ole see pidur (kodumaisel ronge) automaatne. Kui EPT rikke tõttu masinist pääseb pneumaatilisele pidurite juhtimisele.

EPT erineb sellega, et samal ajal täidetakse piduritsilindreid ja tühjendatakse neid kogu rongis. Täitmise ja tühjendamise tempo on üsna kõrge — 0,1 MPa sekundis. EPT on ammendamatu pidur, kuna selle toimimise ajal on tavaline õhujaotur vabastamisrežiimis ja toidab varureservuaare pidurite magistralist, mis omakorda voolab lokomotiivi peavarudest masina juhi kraani kaudu. Seetõttu on EPT-ga võimalik pidurdada igasuguste sagedustega, mis on vajalik pidurite operatiivseks juhtimiseks. Astmelise vabastamise võimalus võimaldab rongi kiirusetäpset ja sujuvat juhtimist.

Kuid reisirongi pidurite pneumaatiline juhtimine ei erine palju kaubikute pidurite omast. Juhtimistehnikad on erinevad, näiteks pneumaatilise piduri vabastamine toimub laadimisrõhu tasemeni, ilma liialdamata. Üldiselt võib reisirongi pidurite magistralis liigset rõhu tõusu pidurdada, seetõttu ei ületa EPT täieliku vabastamise korral TMs rõhk maksimaalselt 0,02 MPa ettenähtud laadimisrõhu väärtusest.

Reisirongi piduritõrke minimaalne sügavus TM tühjendamisel on 0,04 — 0,05 MPa, samal ajal kui piduritsilindrites tekib rõhk 0,1 — 0,15 MPa. Reisirongi piduritsilindri maksimaalne rõhk on piiratud varureservuaari mahuga ja tavaliselt ei ületa see 0,4 MPa.

Kokkuvõte

Nüüd pöördun nende mõned kommentaaride all olevate inimeste poole, keda hämmastab (ja minu arvates isegi häirib, kuid ma ei saa seda kinnitada) rongi piduri keerukus. Kommentaarides pakutakse välja rakendada autotööstuse skeemi energiakogujatega. Loomulikult, diivanilt või kontoris arvutikusest, on paljusid probleeme kergem näha ja nende lahendusi ilmselge, kuid lubage mul märkida, et enamik tehnilisi lahendusi, mis on reaalses maailmas rakendatud, on kindla põhjendusega.

Nagu juba mainitud, on peamine probleem rongi pneumaatilises pidurdussüsteemis pidurduslainete lõppkiirus, mis tuleneb rõhu langemisest pika (kuni 1,5 km 100 vaguni rongis) pidurdusmagistraali toru jooksul. Selle pidurduslaine kiirendamiseks on vajalik täiendav tühjendamine, mida teostab õhujaotur. Ilma õhujaoturita ei toimu ka täiendavat tühjendamist. See tähendab, et energiasalvestite pidurid on ilmselgelt märgatavalt halvemad iseloomu ühtsuse osas, tuues meid tagasi Westinghouse'i aegadesse. Kaubavagun ei ole veoauto, siin on teised mõõtmed ja seega ka teised pidurite juhtimise põhimõtted. Olen kindel, et see ei ole lihtsalt nii ning maailma pidurdusteaduse suund ei ole juhuslikult läinud mööda teed, mis viis meid selliste konstruktsioonideni. Punkt.

See artikkel on omamoodi ülevaade olemasolevatest pidurdussüsteemidest kaasaegses rongehituses. Edasi, selle artikli seeria järgmistes osades käsitlen ma igat neist põhjalikumalt. Me saame teada, milliseid seadmeid kasutatakse pidurite juhtimiseks, kuidas on ehitatud õhujaoturid. Üksikasjalikumalt käsitleme rekupeeriva ja reostaadi pidurdamise küsimusi. Ja muidugi vaatleme kiirusetransiidi pidureid. Kohtumiseni ja aitäh tähelepanu eest!

P.S.: Sõbrad! Erilised tänud tahan öelda kõikide isiklike sõnumite eest, milles viidati artikli vigadele ja trükivigadele. Jah, ma olen patune, kes ei saa vene keelest aru ja eksib klahvidega. Püüdsin teie märkused parandada.

Allikas: habr.com