ma näen seda esimene, avalikkusele meeldis mu loo ajalooline osa ja seetõttu pole patt jätkata.

Kiirrongid nagu TGV ei sõltu enam õhkpidurdamisest

Täna räägime modernsusest, nimelt sellest, milliseid lähenemisi veeremi pidurisüsteemide loomisel kasutatakse XNUMX. sajandil, mis on juba kuu aja pärast jõudmas oma kolmandasse kümnendisse.

1. Veeremi pidurite klassifikatsioon

Pidurdusjõu loomise füüsikalise põhimõtte alusel võib kõik raudteepidurid jagada kahte põhitüüpi: hõõrduv, kasutades hõõrdejõudu ja dünaamiline, kasutades pidurdusmomendi loomiseks veoajamit.

Hõõrdpidurite hulka kuuluvad igasuguse konstruktsiooniga piduriklotsid, sealhulgas ketaspidurid, samuti magnetrööpa pidur, mida kasutatakse kiirel kaugvedudel, peamiselt Lääne-Euroopas. Rajal 1520 kasutati seda tüüpi pidureid eranditult elektrirongil ER200. Mis puudutab sedasama Sapsani, siis Venemaa Raudtee keeldus sellel magnetrööpapidurit kasutamast, kuigi selle elektrirongi prototüüp Saksa ICE3 on sellise piduriga varustatud.

ICE3 rongi pöördvanker magnetrööpapiduriga

Sapsani rongikäru

Dünaamiliseks või õigemini elektrodünaamilised pidurid sisaldab kõiki pidureid, mille toime põhineb veomootorite ülekandmisel generaatorirežiimile (taastav и reostaatpidur), samuti pidurdamine opositsioon

Regeneratiiv- ja reostaatpiduritega on kõik suhteliselt selge - mootorid lülitatakse ühel või teisel viisil generaatori režiimile ja rekuperatsiooni korral lasevad nad energiat kontaktvõrku ning reostaadi puhul tekib tekkiv energia. põles spetsiaalsetel takistitel. Mõlemat pidurit kasutatakse nii veduri veojõuga rongidel kui ka mootorrongidel, kus elektrodünaamiline pidur on peamine sõidupidur, kuna rongis on palju veomootoreid. Elektrodünaamilise pidurdamise (EDB) ainsaks puuduseks on võimatus pidurdada kuni täieliku peatumiseni. Kui EDT efektiivsus väheneb, asendatakse see automaatselt pneumaatilise hõõrdpiduriga.

Mis puutub vastupidurdusse, siis see tagab täieliku pidurdamise, kuna see seisneb veomootori tagurdamises liikumise ajal. Kuid see režiim on enamikul juhtudel hädarežiim - selle tavaline kasutamine on täis veoajami kahjustamist. Kui võtame näiteks kommutaatormootori, siis kui sellele antava pinge polaarsus muutub, siis pöörlevas mootoris tekkivat tagasi-EMF-i ei lahutata toitepingest, vaid liidetakse sellele - rattad nii pöörlevad kui pöörake samas suunas nagu veorežiimil! See toob kaasa laviinilaadse voolu suurenemise ja parim, mis juhtuda saab, on see, et elektrilised kaitseseadmed hakkavad tööle.

Sel põhjusel rakendatakse veduritel ja elektrirongidel kõik meetmed, et vältida mootori tagurdamist liikumise ajal. Tagurduskäepide on mehaaniliselt lukustatud, kui juhi kontroller on tööasendis. Ja samadel Sapsani ja Lastochka sõidukitel viib tagurpidilüliti pööramine kiirusel üle 5 km/h kaasa kohese hädapidurduse.

Mõned koduvedurid, näiteks elektrivedur VL65, kasutavad aga madalatel kiirustel standardrežiimina tagurpidipidurdust.

Tagurpidi pidurdamine on standardne pidurdusrežiim, mille tagab elektriveduri VL65 juhtimissüsteem

Peab ütlema, et hoolimata elektrodünaamilise pidurdamise kõrgest efektiivsusest on iga rong, rõhutan, alati varustatud automaatse pneumaatilise piduriga, see tähendab, et see aktiveeritakse piduritorustiku õhu vabastamisega. Nii Venemaal kui ka mujal maailmas valvavad vanad head hõõrdklotside pidurid liiklusohutuse eest.

Vastavalt nende funktsionaalsele otstarbele jagunevad hõõrdetüüpi pidurid

1. Parkimine, manuaalne või automaatne
2. Rong – pneumaatilised (PT) või elektropneumaatilised (EPT) pidurid, mis on paigaldatud rongi igale veeremiüksusele ja mida juhitakse tsentraalselt juhikabiinist
3. Vedur – pneumaatilised otsetoimega pidurid, mis on ette nähtud veduri aeglustamiseks ilma rongi aeglustamata. Neid hallatakse rongidest eraldi.

2. Seisupidur

Mehaanilise ajamiga käsipidur pole veeremist kuhugi kadunud, see on paigaldatud nii veduritele kui ka autodele - see muutis just oma eriala, nimelt muutus seisupiduriks, mis võimaldab vältida veeremise spontaanset liikumist. varu, kui õhk pääseb selle pneumaatilisest süsteemist välja. Punane ratas, mis sarnaneb laevarattaga, on käsipiduri ajam, üks selle variante.

Elektriveduri VL60pk kabiinis käsipiduri rool

Sõiduauto vestibüülis käsipidur

Käsipidur kaasaegsel kaubavagunil

Käsipidur surub mehaanilise ajamiga rataste vastu samad klotsid, mida kasutatakse tavalisel pidurdamisel.

Kaasaegsel veeremil, eelkõige elektrirongidel EVS1/EVS2 “Sapsan”, ES1 “Lastochka”, samuti elektriveduril EP20 on seisupidur automaatne ja klotsid surutud vastu piduriketast. kevadised energiaakud. Mõned näpitsmehhanismid, mis suruvad klotsid piduriketastele, on varustatud võimsate vedrudega, mis on nii võimsad, et vabastamist teostab pneumaatiline ajam rõhuga 0,5 MPa. Pneumaatiline ajam töötab sel juhul vastu vedrudele, mis suruvad patju. Seda seisupidurit juhitakse juhikonsoolil olevate nuppudega.

Elektrirongi ES1 “Lastochka” seisuvedrupiduri (SPT) juhtimise nupud

Selle piduri konstruktsioon on sarnane võimsate veoautode omaga. Aga rongide põhipidurina selline süsteem täiesti sobimatud, ja miks, selgitan üksikasjalikult pärast lugu rongide õhkpidurite tööst.

3. Veoauto tüüpi pneumaatilised pidurid

Iga kaubavagun on varustatud järgmise piduriseadmete komplektiga

Kaubavaguni piduriseadmed: 1 - piduri ühendusvoolik; 2 - otsaventiil; 3 - sulgeventiil; 5 - tolmukoguja; 6, 7, 9 — õhujaoturi moodulite seisukord. nr 483; 8 - lahtiühendamisventiil; VR - õhujaotur; TM - piduritoru; ZR - reservpaak; TC - pidurisilinder; AR - lasti automaatrežiim


Piduritorustik (TM) - 1,25" läbimõõduga toru, mis jookseb mööda kogu autot, otstes on see varustatud otsaventiilid, pidurivooliku lahtiühendamiseks auto lahtiühendamisel enne painduvate ühendusvoolikute lahtiühendamist. Piduritorustikus tavarežiimil nn laadija rõhk on 0,50–0,54 MPa, seega on voolikute lahtiühendamine ilma otsaventiile sulgemata kahtlane ülesanne, mis võib sõna otseses mõttes peast ilma jätta.

Otse pidurisilindritesse tarnitud õhu juurdevool salvestatakse reservpaak (ZR), mille maht on enamikul juhtudel 78 liitrit. Rõhk reservuaaris on täpselt võrdne rõhuga piduritorustikus. Aga ei, see ei ole 0,50–0,54 MPa. Fakt on see, et selline rõhk on veduri piduritorustikus. Ja mida kaugemale vedurist, seda madalam on rõhk piduritorustikus, sest sellel on paratamatult õhulekkeid viivad lekked. Seega on rõhk rongi viimase vaguni piduritorustikus veidi väiksem kui laadival.

Pidurisilinder, ja enamikul autodel on ainult üks; kui see täidetakse varupaagist, surub see läbi pidurihoova käigukasti kõik autol olevad klotsid rataste külge. Pidurisilindri maht on umbes 8 liitrit, nii et täieliku pidurdamise ajal kehtestatakse selles rõhk mitte üle 0,4 MPa. Sama väärtuseni väheneb ka rõhk reservpaagis.

Selle süsteemi peamine "tegija" on õhujaotur. See seade reageerib rõhu muutustele piduritorustikus, sooritades ühe või teise toimingu sõltuvalt selle rõhu muutumise suunast ja kiirusest.

Kui rõhk piduritorustikus väheneb, toimub pidurdamine. Kuid mitte mingi rõhu langusega – rõhu langus peab toimuma teatud kiirusega, nn sõidupidurduse määr. See tempo on tagatud juhi kraana veduri salongis ja jääb vahemikku 0,01–0,04 MPa sekundis. Kui rõhk langeb aeglasemalt, pidurdamist ei toimu. Seda tehakse selleks, et pidurid ei töötaks piduritorustiku tavaliste lekete korral ega töötaks ka siis, kui ülelaadimisrõhk on kõrvaldatud, millest räägime hiljem.

Kui õhujaotur on pidurdamiseks aktiveeritud, teostab see piduritoru täiendava tühjenemise töökiirusega 0,05 MPa. Seda tehakse selleks, et tagada pidev rõhu langus kogu rongi pikkuses. Kui täiendavat kinnihoidmist ei tehta, siis ei pruugi pika rongi viimased vagunid üldse pidurdada. Teostatakse piduritoru täiendav tühjendamine kõik kaasaegsed õhujaoturid, sealhulgas reisijate jaoks.

Kui pidurdamine on aktiveeritud, ühendab õhujaotur reservuaari piduritoru küljest lahti ja ühendab selle pidurisilindriga. Pidurisilinder täitub. See ilmneb täpselt seni, kuni rõhulangus piduritorustikus jätkub. Kui pidurivedeliku rõhu alandamine peatub, peatub pidurisilindri täitmine. Režiim tuleb katus. Pidurisilindrisse sisseehitatud rõhk sõltub kahest tegurist:

1. piduritoru tühjendamise sügavus, see tähendab rõhu languse suurus selles laadimise suhtes
2. õhujaoturi töörežiim

Kaubaõhujaoturil on kolm töörežiimi: laaditud (L), keskmine (C) ja tühi (E). Need režiimid erinevad pidurisilindritesse saavutatava maksimaalse rõhu poolest. Režiimide vahel vahetamine toimub käsitsi, keerates spetsiaalset režiimi käepidet.

Kokkuvõttes näeb pidurisilindris oleva rõhu sõltuvus piduritoru tühjendussügavusest 483-õhujaoturiga erinevates režiimides välja selline

Režiimilüliti kasutamise miinuseks on see, et auto operaator peab kõndima mööda kogu rongi, ronima iga vaguni alla ja lülitama režiimilüliti soovitud asendisse. Operatsioonist tulnud kuulujuttude järgi seda alati ei tehta. Pidurisilindrite liigne täitmine tühjal autol on täis libisemist, pidurdustõhususe vähenemist ja rattakomplektide kahjustusi. Selle olukorra ületamiseks kaubavagunitel nn automaatrežiim (AR), mis auto massi mehaaniliselt määrates reguleerib sujuvalt maksimaalset rõhku pidurisilindris. Kui auto on varustatud automaatrežiimiga, seatakse VR-i režiimilüliti asendisse "laaditud".

Pidurdamine toimub tavaliselt etapiviisiliselt. BP483 piduritoru tühjenemise minimaalne tase on 0,06–0,08 MPa. Sel juhul kehtestatakse pidurisilindrites rõhk 0,1 MPa. Sel juhul asetab juht klapi ülekatteasendisse, kus piduritorustikus säilib pärast pidurdamist seatud rõhk. Kui pidurdustõhusus ühest etapist on ebapiisav, viiakse läbi järgmine etapp. Sel juhul ei huvita õhujaoturit, millise kiirusega tühjendamine toimub - kui rõhk igal juhul väheneb, täidetakse pidurisilindrid proportsionaalselt rõhu langusega.

Täielik pidurite vabastamine (pidurisilindrite täielik tühjendamine kogu rongis) teostatakse piduritorustiku rõhu tõstmisega laadimisrõhust kõrgemale. Veelgi enam, kaubarongidel tõstetakse TM-i rõhku oluliselt üle laadimistaseme, nii et suurenenud rõhu laine jõuab viimaste autodeni. Kaubarongi pidurite täielik vabastamine on pikk protsess ja võib kesta kuni minuti.

BP483-l on kaks puhkuserežiimi: tasane ja mägi. Lamerežiimis, kui rõhk piduritorustikus suureneb, toimub täielik, astmeteta vabastamine. Mägirežiimis on võimalik pidureid vabastada etappide kaupa, mis tähendab, et pidurisilindrid ei tühjenda täielikult. Seda režiimi kasutatakse suurte kallakutega keeruka profiiliga sõitmisel.

Õhujaotur 483 on üldiselt väga huvitav seade. Selle struktuuri ja toimimise üksikasjalik analüüs on eraldi suure artikli teema. Siin vaatlesime lastipiduri üldisi tööpõhimõtteid.

3. Reisija tüüpi õhkpidurid

Sõiduauto piduriseadmed: 1 - ühendusvoolik; 2 - otsaventiil; 3, 5 — elektropneumaatilise piduritoru ühenduskarbid; 4 - sulgeventiil; 6 — elektropneumaatilise pidurijuhtmestikuga toru; 7 — ühendushülsi isoleeritud vedrustus; 8 - tolmukoguja; 9 — väljalaskeava õhujaoturisse; 10 - lahtiühendamisventiil; 11 — elektrilise õhujaoturi töökamber; TM - piduritoru; VR - õhujaotur; EVR - elektriline õhujaotur; TC - pidurisilinder; ZR - varupaak

Kohe hakkab silma suur hulk varustust, alustades sellest, et sulgurklappe on juba kolm (üks igas vestibüülis ja üks juhtmeruumis), lõpetades sellega, et kodumaised sõiduautod on varustatud nii pneumaatiliste kui ka elektropneumaatiline pidur (EPT).

Tähelepanelik lugeja märgib koheselt pneumaatilise pidurijuhtimise peamise puuduse - pidurduslaine levimise lõppkiiruse, mida piirab ülalpool helikiirus. Praktikas on see kiirus väiksem ja ulatub sõidupidurduse ajal 280 m/s ja hädapidurduse ajal 300 m/s. Lisaks sõltub see kiirus tugevalt õhutemperatuurist ja näiteks talvel on see väiksem. Seetõttu on pneumaatiliste pidurite igavene kaaslane nende töö ebaühtlus koostises.

Ebaühtlane töötamine toob kaasa kaks asja – oluliste pikisuunaliste reaktsioonide esinemist rongis, samuti pidurdusteekonna pikenemist. Esimene pole reisirongidele nii tüüpiline, kuigi kupees laual põrgatavad anumad tee ja muude jookidega ei meeldi kellelegi. Pidurdusteekonna pikendamine on tõsine probleem, eriti reisijateliikluses.

Lisaks on kodumaine reisilennu jaotur nagu vana standard. nr 292 ja uus seisukord. nr 242 (mida, muide, sõiduautode pargis on neid aina rohkem), on mõlemad seadmed selle sama Westinghouse'i kolmikventiili otsesed järeltulijad ja nad töötavad kahe rõhu erinevusel - piduritorustikus ja reservuaaris. Neid eristab kolmekordsest ventiilist kattumisrežiimi olemasolu, see tähendab astmelise pidurdamise võimalus; piduritoru täiendava tühjenemise olemasolu pidurdamise ajal; hädapidurduse gaasipedaali olemasolu konstruktsioonis. Need õhujaoturid ei võimalda astmelist vabastamist – need tagavad kohe täieliku vabastamise niipea, kui rõhk piduritorustikus ületab pärast pidurdamist seal tekkinud reservuaari rõhu. Ja astmeline vabastus on väga kasulik pidurdamise reguleerimisel maandumisplatvormil täpseks peatumiseks.

Mõlemad probleemid - pidurite ebaühtlane töö ja astmevabastuse puudumine 1520 mm rajal lahendatakse autodele elektriliselt juhitava õhujaoturi paigaldamisega - elektriline õhujaotur (EVR), arb. nr 305.

Kodune EPT - elektropneumaatiline pidur - otsetoimega, mitteautomaatne. Veduri veojõuga reisirongidel töötab EPT kahejuhtmelisel ahelal.

Kahejuhtmelise EPT plokkskeem: 1 - juhtkontroller juhi kraanal; 2 - aku; 3 - staatiline võimsusmuundur; 4 — juhtlampide paneel; 5 — juhtplokk; 6 — klemmiplokk; 7 — ühenduspead varrukatel; 8 — isoleeritud suspensioon; 9 - pooljuhtklapp; 10 - vabastage elektromagnetiline ventiil; 11 - piduri solenoidklapp.

Kogu rongi ulatuses on venitatud kaks traati: nr 1 ja nr 2 joonisel. Sabaautol on need juhtmed omavahel elektriliselt ühendatud ja läbi tekkinud ahela juhitakse vahelduvvool sagedusega 625 Hz. Seda tehakse EPT juhtliini terviklikkuse jälgimiseks. Kui juhe puruneb, vahelduvvooluahel katkeb, saab juht signaali O (puhkuse) hoiatuslambi kujul, mis kabiinis kustub.

Juhtimine toimub erineva polaarsusega alalisvooluga. Sel juhul on nullpotentsiaaliga traat rööpad. Kui EPT juhtmele rakendatakse positiivset (rööbaste suhtes) pinget, aktiveeruvad mõlemad elektrilise õhujaoturisse paigaldatud elektromagnetklapid: vabastusklapp (OV) ja piduriklapp (TV). Esimene neist isoleerib atmosfäärist elektrilise õhujaoturi töökambri (WC), teine ​​täidab selle reservpaagist. Järgmisena hakkab mängu EVR-i paigaldatud rõhulüliti, mis töötab töökambri ja pidurisilindri rõhkude erinevusel. Kui rõhk RC-s ületab rõhu TC-s, täidetakse viimane reservpaagist õhuga kuni töökambrisse kogunenud rõhuni.

Kui juhtmele rakendatakse negatiivset potentsiaali, lülitub piduriklapp välja, kuna diood katkestab selle voolu. Ainult vabastusklapp, mis hoiab töökambris rõhku, jääb aktiivseks. Nii realiseeritakse lae asend.

Pinge eemaldamisel kaotab vabastusventiil võimsuse ja avab töökambri atmosfääri. Kui rõhk töökambris väheneb, vabastab rõhulüliti pidurisilindritest õhku. Kui pärast lühikest puhkust pannakse juhi ventiil tagasi väljalülitusasendisse, peatub rõhulang töökambris ja peatub ka õhu vabanemine pidurisilindrist. Nii saavutatakse piduri astmelise vabastamise võimalus.

Mis juhtub, kui juhe puruneb? See on õige – EPT avaldab. Seetõttu ei ole see pidur (kodumaisel veeremil) automaatne. Kui EPT ebaõnnestub, on juhil võimalus lülituda pneumaatilisele pidurijuhtimisele.

EPT-le on iseloomulik pidurisilindrite samaaegne täitmine ja tühjendamine kogu rongi ulatuses. Täitmise ja tühjendamise kiirus on üsna kõrge - 0,1 MPa sekundis. EPT on ammendamatu pidur, kuna selle töötamise ajal on tavaline õhujaotur vabastusrežiimil ja toidab piduritorustikust varumahuteid, mida omakorda toidab veduril põhimahutitest juhi kraan. Seetõttu saab EPT-d pidurdada mis tahes sagedusega, mis on vajalik pidurite juhtimiseks. Astmevabastuse võimalus võimaldab juhtida rongi kiirust väga täpselt ja sujuvalt.

Reisirongi pidurite pneumaatiline juhtimine ei erine palju kaubapidurist. Juhtimismeetodites on erinevusi, näiteks vabastatakse õhkpidur laadimisrõhuni, seda üle hindamata. Üldiselt on reisirongi piduritorustiku rõhu liigne ülehindamine täis probleeme, seetõttu suureneb EPT täielikul vabastamisel rõhk piduritorustikus maksimaalselt 0,02 MPa üle seatud laadimise väärtuse. survet.

Raskmetalli minimaalne tühjendamise sügavus sõitja piduri pidurdamisel on 0,04–0,05 MPa, samal ajal kui pidurisilindrites tekib rõhk 0,1–0,15 MPa. Maksimaalne rõhk sõiduauto pidurisilindris on piiratud reservpaagi mahuga ja tavaliselt ei ületa see 0,4 MPa.

Järeldus

Nüüd pöördun mõne kommentaatori poole, kes on üllatunud (ja minu arust isegi nördinud, aga ei oska öelda) rongipiduri keerukusest. Kommentaarides soovitatakse kasutada energiasalvestusakudega autoahelat. Muidugi on kontoris diivanilt või arvutitoolilt läbi brauseriakna paljud probleemid paremini nähtavad ja nende lahendused ilmsemad, kuid panen tähele, et enamikul reaalses maailmas tehtud tehnilistest otsustest on selge põhjendus.

Nagu juba mainitud, on rongi pneumaatilise piduri põhiprobleemiks rõhulanguse lõplik liikumiskiirus piki pikka (1,5 autoga rongis kuni 100 km) piduritoru toru - pidurilaine. Selle pidurduslaine kiirendamiseks on õhujaoturil vaja täiendavat tühjendust. Õhujaoturit ei ole ja täiendavat väljalaskmist ei toimu. See tähendab, et energiaakumulaatorite pidurid on töö ühtsuse osas ilmselgelt märgatavalt halvemad, viies meid tagasi Westinghouse'i aegadesse. Kaubarong ei ole veoauto, seal on erinevad mastaabid ja seega ka pidurite juhtimise põhimõtted. Olen kindel, et see pole lihtsalt nii ja pole juhus, et maailma pidurdusteaduse suund on läinud seda teed, mis viis meid sellise ehituseni. Punkt.

See artikkel on omamoodi ülevaade kaasaegse veeremi pidurisüsteemidest. Lisaks peatun selle sarja teistes artiklites igaühel neist üksikasjalikumalt. Saame teada, milliseid seadmeid kasutatakse pidurite juhtimiseks ja kuidas on õhujaoturid konstrueeritud. Vaatame lähemalt regeneratiiv- ja reostaatilise pidurduse küsimusi. Ja muidugi, mõelgem ka kiirsõidukite piduritele. Kohtumiseni ja tänan tähelepanu eest!

PS: Sõbrad! Tahaksin öelda erilist tänu isiklike sõnumite hulga eest, mis viitavad artiklis esinevatele vigadele ja kirjavigadele. Jah, ma olen patune, kes ei ole vene keelega sõbralik ja läheb klahvide peale segadusse. Püüdsin teie kommentaare parandada.

Allikas: www.habr.com