De kinetyske enerzjy fan 'e Sapsan op maksimale snelheid is mear as 1500 megajoule. Foar in folsleine halte moat alles troch de remapparaten wurde ferwidere.
Der wie in ding hjir op Habré. In soad oersjochartikels oer spoarûnderwerpen wurde hjir publisearre, mar dit ûnderwerp is noch net yn detail behannele. Ik tink dat it soe wêze hiel nijsgjirrich om te skriuwen in artikel oer dit, en miskien mear as ien. Dêrom freegje ik de kat fan dyjingen dy't ynteressearre binne yn hoe't de remsystemen fan it spoarferfier binne ûntwurpen, en om hokker redenen se op dizze manier binne ûntwurpen.
1. De skiednis fan 'e loftrem
De taak om elk auto te kontrolearjen omfettet it regeljen fan syn snelheid. Spoarferfier is gjin útsûndering; boppedat bringe syn ûntwerpfunksjes wichtige nuânses yn dit proses. De trein bestiet út in grut oantal mei-inoar ferbûn weinen, en it resultearjende systeem hat in wichtige lingte en gewicht op in hiel fatsoenlike snelheid.
A-priory, remmen binne in set fan apparaten ûntworpen om keunstmjittige, ferstelbere wjerstânskrêften te meitsjen dy't brûkt wurde om kontroleare de snelheid fan in auto te ferminderjen.
De meast foar de hân lizzende, op it oerflak, manier om remkrêft te meitsjen is wriuwing te brûken. Fan it begjin ôf oant hjoed de dei binne skuorremmen brûkt. Spesjale apparaten - remblokken, makke fan in materiaal mei in hege wriuwingskoëffisjint, wurde meganysk yndrukt tsjin it rôljende oerflak fan it tsjil (of tsjin spesjale skiven dy't op 'e as fan' e wielstel binne). In wriuwingskrêft ûntstiet tusken de pads en it tsjil, wêrtroch in remkoppel ûntstiet.
De remkracht wurdt oanpast troch it feroarjen fan de krêft fan it drukken fan de pads tsjin it tsjil - rem druk. De ienige fraach is hokker driuwfear wurdt brûkt om de pads te drukken, en, foar in part, de skiednis fan remmen is de skiednis fan 'e ûntwikkeling fan dit stasjon.
De earste spoarremmen wiene meganysk en waarden mei de hân betsjinne, apart op elke koets troch spesjale minsken - remmers of kondukteurs. De kondukteurs sieten op de saneamde remplatfoarms dêr't elke auto mei útrist wie, en se remden op it sinjaal fan de lokomotyfsjauffeur. De útwikseling fan sinjalen tusken de bestjoerder en de kondukteurs waard útfierd mei in spesjale sinjaal tou spand lâns de hiele trein, dy't aktivearre in spesjale fluit.
Vintage twa-assige frachtwein mei remblok. Handrem knop sichtber
De meganysk oandreaune rem sels hat net folle macht. De hoemannichte rem druk wie ôfhinklik fan 'e sterkte en behendigheid fan' e dirigint. Boppedat, de minsklike faktor interfered mei de wurking fan sa'n rem systeem - diriginten net altyd útfiere harren plichten goed. Der wie net nedich om te praten oer de hege effisjinsje fan sokke remmen, en ek de tanimming fan de snelheid fan treinen útrist mei harren.
Fierdere ûntwikkeling fan remmen easke, yn it foarste plak, in tanimming fan de rem druk, en twad, de mooglikheid fan remote control op alle auto fan de bestjoerder syn wurkplak.
Hydraulic oandriuwing brûkt yn auto remmen is wiidferspraat wurden fanwege it feit dat it jout hege druk mei kompakte actuators. Lykwols, by it brûken fan sa'n systeem op in trein, syn wichtichste nadeel sil ferskine: de needsaak foar in spesjale wurkjende floeistof - rem floeistof, it lekken fan dat is net akseptabel. De grutte lingte fan hydraulyske remlinen yn in trein, tegearre mei hege easken foar har dichtheid, meitsje it ûnmooglik en irrasjoneel om in hydraulyske spoarrem te meitsjen.
In oar ding is de pneumatyske oandriuwing. It brûken fan hege druk lucht makket it mooglik om te krijen hege rem druk mei akseptabele ôfmjittings fan de actuators - rem silinders. D'r is gjin tekoart oan wurkjende floeistof - de loft is oeral om ús hinne, en sels as d'r in lek fan wurkfluid út it remsysteem is (en dat is wis), kin it relatyf maklik oanfolle wurde.
De ienfâldichste rem systeem mei help fan komprimearre lucht enerzjy is direkte acting net-automatyske rem
Diagram fan in direkte aktearjende net-automatyske rem: 1 - compressor; 2 - wichtichste tank; 3 - oanbod line; 4 - bestjoerder syn trein kraan; 5 - rem line; 6 - rem silinder; 7 - frijlitting spring; 8, 9 - meganyske rem oerdracht; 10 - remblok.
Om sa'n rem te betsjinjen is in oanbod fan komprimearre loft nedich, opslein op 'e lokomotyf yn in spesjale tank neamd wichtichste reservoir (2). It ynjeksje fan lucht yn 'e wichtichste tank en it behâld fan konstante druk dêryn wurdt útfierd compressor (1), oandreaun troch de lokomotyf krêftsintrale. Komprimearre lucht wurdt levere oan de rem kontrôle apparaten fia in spesjale pipeline neamd Nutritional (NM) of druk snelweg (3).
De remmen fan 'e auto's wurde kontrolearre en komprimeare loft wurdt har levere troch in lange pipeline dy't troch de hiele trein rint en neamd remline (TM) (5). As komprimearre loft wurdt levere troch de TM, foltôget it remcilinders (TC) (6) direkt ferbûn oan de TM. Sawol op 'e lokomotyf as op' e auto's drukt de komprimearre lucht op 'e piston, en drukt de remblokken 10 tsjin 'e tsjillen. Remmen komt foar.
Om op te hâlden mei remmen, dat wol ferlitte remmen, is it nedich om te lossen lucht út 'e rem line yn' e sfear, dat sil liede ta it weromkommen fan de rem meganismen nei harren oarspronklike posysje fanwege de krêft fan de release springs ynstallearre yn de TC.
Om te remmen is it nedich om de remline (TM) te ferbinen mei de feedline (PM). Foar fakânsje, ferbine de rem line oan 'e sfear. Dizze funksjes wurde útfierd troch in spesjale apparaat - bestjoerder syn trein kraan (4) - as it remmen, ferbynt it de PM en PM, as it wurdt frijlitten, ferbynt it dizze pipelines, tagelyk loslitte lucht fan 'e PM yn' e sfear.
Yn sa'n systeem is d'r in tredde, tuskenlizzende posysje fan 'e sjauffeurskraan - reroof as de PM en TM binne skieden, mar de frijlitting fan lucht út 'e TM yn' e sfear komt net foar, isolearret de sjauffeur syn kraan it folslein. De druk opboude yn 'e TM en TC wurdt hanthavene en de tiid dat it wurdt hâlden op it ynstelde nivo wurdt bepaald troch de hoemannichte loftlekkage troch ferskate lekken, lykas ek troch de termyske wjerstân fan' e remblokken, dy't opwarmje by wriuwing tsjin it tsjil bannen. Troch it yn it plafond te pleatsen, sawol by it remmen as by it loslitten, kinne jo de remkrêft yn stappen oanpasse. Dit type rem jout sawol stap remmen as stap release.
Nettsjinsteande de ienfâld fan sa'n remsysteem hat it in fatale flater - as de trein loskeppele wurdt, brekt de remline, loft ûntkomt derút en de trein bliuwt sûnder remmen. Om dizze reden kin sa'n rem net brûkt wurde yn it spoarferfier, de kosten fan har mislearring binne te heech. Sels sûnder in treinbreuk, as der in grutte loftlek is, sil de rem-effisjinsje fermindere wurde.
Op grûn fan it boppesteande ûntstiet de eask dat treinremmen net troch in ferheging, mar troch in fermindering fan de druk yn 'e TM wurdt inisjeare. Mar hoe dan folje de rem silinders? Dit soarget foar de twadde eask - elke bewegende ienheid yn 'e trein moat in oanbod fan komprimearre loft opslaan, dy't fuortendaliks nei elke remming oanfolle wurde moat.
Engineering tinken oan 'e ein fan' e 1872e ieu kaam ta ferlykbere konklúzjes, wat resultearre yn de skepping fan de earste automatyske spoarrem troch George Westinghouse yn XNUMX.
Westinghouse rem apparaat: 1 - compressor; 2 - wichtichste tank; 3 - oanbod line; 4 - bestjoerder syn trein kraan; 5 - rem line; 6 - luchtferdeler (trijeklep) fan it Westinghouse-systeem; 7 - rem silinder; 8 - reserve tank; 9 - stopventil.
De figuer lit de struktuer fan dizze rem sjen (figuer a - wurking fan 'e rem by frijlitting; b - wurking fan' e rem by remmen). It wichtichste elemint fan de Westigauze rem wie brake lucht distributeur of, sa't it soms neamd wurdt, triple klep. Dizze luchtferdeler (6) hat in gefoelich oargel - in piston dy't wurket op it ferskil tusken twa drukken - yn 'e remline (TM) en it reservereservoir (R). As de druk yn 'e TM minder wurdt as yn' e TC, dan beweecht de piston nei lofts, en iepenet de wei foar lucht fan 'e CM nei de TC. As de druk yn 'e TM grutter wurdt as de druk yn' e SZ, beweecht de piston nei rjochts, kommunisearje de TC mei de sfear, en tagelyk kommunisearje de TM en de SZ, soargje dat de lêste is fol mei komprimearre loft út de TM.
Dus, as de druk yn 'e TM om ien of oare reden ôfnimt, of it no de aksjes fan' e sjauffeur is, oermjittige luchtlekkage fan 'e TM, of in treinbreuk, sille de remmen wurkje. Dat is, sokke remmen hawwe automatyske aksje. Dit eigendom fan 'e rem makke it mooglik om in oare mooglikheid ta te foegjen foar it kontrolearjen fan de treinremmen, dy't oant hjoed de dei brûkt wurdt op passazjierstreinen - in needstop fan' e trein troch in passazjier troch de remline te kommunisearjen mei de sfear fia in spesjale klep - needrem (9).
Foar dyjingen dy't bekend binne mei dizze funksje fan it remsysteem fan 'e trein, is it grappich om films te sjen wêr't dieven-cowboys in koets mei goud út in trein losmeitsje. Om dat mooglik te meitsjen moatte de cowboys foar it loskoppelen de einkleppen op de remlieding slute dy't de remlieding skiede fan de ferbiningsslangen tusken de auto's. Mar se dogge it noait. Oan 'e oare kant hawwe sletten einkleppen mear as ien kear ferskriklike rampen feroarsake yn ferbân mei remfalen, sawol hjir (Kamensk yn 1987, Eral-Simskaya yn 2011) en yn it bûtenlân.
Fanwege it feit dat it foljen fan de rem silinders komt út in sekundêre boarne fan komprimearre lucht (reserve tank), sûnder de mooglikheid fan syn konstante oanfolling, sa'n rem wurdt neamd yndirekt aktearjen. Opladen fan 'e rem mei komprimearre loft komt allinich as de rem wurdt loslitten, wat liedt ta it feit dat by faak remmen folge troch frijlitting, as der net genôch tiid is nei frijlitting, sil de rem gjin tiid hawwe om te laden nei de fereaske druk. Dit kin resultearje yn folsleine útputting fan 'e rem en ferlies fan kontrôle oer de remmen fan' e trein.
De pneumatyske rem hat ek in oar nadeel yn ferbân mei it feit dat de druk drop yn 'e rem line, lykas alle steuring, propagearret yn' e loft op in hege, mar noch eindige, snelheid - net mear as 340 m / s. Wêrom net mear? Omdat de snelheid fan lûd is ideaal. Mar yn it trein pneumatyske systeem binne der in oantal obstakels dy't ferminderje de snelheid fan fuortplanting fan de druk drop ferbûn mei ferset tsjin luchtstream. Dêrom, útsein as spesjale maatregels wurde nommen, sil it taryf fan drukreduksje yn 'e TM leger wêze, hoe fierder de auto fan' e lokomotyf is. Yn it gefal fan de Westinghouse rem, de snelheid fan de saneamde rem weach net mear as 180 - 200 m / s.
De komst fan 'e pneumatyske rem makke it lykwols mooglik om sawol de krêft fan' e remmen as de effisjinsje fan har kontrôle direkt fan 'e wurkplak fan' e bestjoerder te fergrutsjen. Dit tsjinne as in krêftige ympuls foar de ûntwikkeling fan it spoarferfier, wêrtroch't de snelheid en gewicht fan 'e sjauffeur ferhege wurde. treinen, en as gefolch, in kolossale tanimming fan fracht omset op it spoar, de tanimming fan de lingte fan spoarlinen om 'e wrâld.
George Westinghouse wie net allinnich in útfiner, mar ek in ûndernimmende sakeman. Hy patintearre syn útfining werom yn 1869, wêrtroch't hy massaproduksje fan remapparatuer koe lansearje. Hiel fluch, de Westinghouse-rem waard wiidferspraat yn 'e Feriene Steaten, West-Jeropa en it Russyske Ryk.
Yn Ruslân, de Westinghouse-rem hearske suver oant de Oktoberrevolúsje, en noch in lange tiid dêrnei. It bedriuw Westinghouse boude har eigen remfabryk yn Sint-Petersburch, en ferdreaun ek konkurrinten fan 'e Russyske merk mei kunde. De Westinghouse-rem hie lykwols in oantal fûnemintele neidielen.
As earste, dizze rem levere mar twa wurkwizen: remje oant de rem silinders binne folslein fol, en fakânsje - it leegjen fan de remcilinders. It wie ûnmooglik om in tuskenlizzende bedrach fan rem druk te meitsjen mei syn lange termyn ûnderhâld, dat is, de Westinghouse-rem hie gjin modus reroof. Dêrmei koe gjin krekte kontrôle fan de treinsnelheid.
As twadde wurke de Westinghouse-rem net goed op lange treinen, en wylst dat yn it passazjiersferkear wol ferneare koe, ûntstiene problemen yn it frachtferkear. Unthâld de remwelle? Dus, de Westinghouse-rem hie net de middels om syn snelheid te ferheegjen, en yn in lange trein koe de ôfnimming fan 'e druk yn' e remvloeistof op 'e lêste auto te let begjinne, en yn in taryf signifikant leger as oan' e kop fan 'e trein, dy't makke wylde ûngelyk wurking fan de rem apparaten oer de trein.
It moat sein wurde dat alle aktiviteiten fan it bedriuw Westinghouse, sawol yn Ruslân op dat stuit en oer de hiele wrâld, binne yngeand verzadigd mei de kapitalistyske geur fan patintoarloggen en ûnearlike konkurrinsje. Dit is wat soarge foar sa'n ûnfolslein systeem sa'n lang libben, teminsten yn dy histoaryske perioade.
Mei dit alles moat it erkend wurde dat de Westinghouse-rem de fûneminten fan remwittenskip lei en it prinsipe fan har wurking is net feroare yn moderne remmen fan rollend materieel.
2. Fan 'e Westinghouse-rem nei de Matrosov-rem - de formaasje fan ynlânske remwittenskip.
Hast fuortdaliks nei it ferskinen fan 'e Westinghouse-rem en it realisearjen fan syn tekoarten ûntstiene besykjen om dit systeem te ferbetterjen, of in oare, yn prinsipe nij te meitsjen. Us lân wie gjin útsûndering. Oan it begjin fan 'e 20e ieu hie Ruslân in ûntwikkele spoarnetwurk, dat in wichtige rol spile yn it garandearjen fan de ekonomyske ûntwikkeling en definsjefermogen fan it lân. Ferheegjen fan de effisjinsje fan ferfier is ferbûn mei in ferheging fan 'e snelheid fan har beweging en de massa fan tagelyk ferfierde fracht, wat betsjut dat problemen fan ferbetterjen fan remsystemen driuwend binne opnommen.
In wichtige ympuls foar de ûntwikkeling fan remwittenskip yn 'e RSFSR en letter de USSR wie de ôfnimming fan' e ynfloed fan grutte westerske haadstêd, benammen it Westinghouse-bedriuw, op 'e ûntwikkeling fan 'e ynlânske spoaryndustry nei oktober 1917.
F.P. Kazantsev (links) en I.K. Sailors (rjochts) - makkers fan de ynlânske spoar rem
It earste teken, de earste serieuze prestaasje fan jonge ynlânske braking wittenskip, wie de ûntwikkeling fan yngenieur Florenty Pimenovich Kazantsev. Yn 1921 stelde Kazantsev in systeem foar direkte acting automatyske rem. It diagram hjirûnder beskriuwt alle haadideeën dy't net allinich Kazantsev yntrodusearre, en har doel is om de basisprinsipes fan wurking fan 'e ferbettere automatyske rem te ferklearjen
Direkte acting automatyske rem: 1 - compressor; 2 - wichtichste tank; 3 - oanbod line; 4 - bestjoerder syn trein kraan; 5 - rem line lek supply apparaat; 6 - rem line; 7 - ferbinende remslangen; 8 - einklep; 9 - stopklep; 10 - kontrôle fentyl; 11 - reserve tank; 12 - lucht distributeur; 13 - rem silinder; 14 - remhendel oerdracht.
Dat, it earste haadidee is dat de druk yn 'e TM yndirekt regele wurdt - troch in fermindering / ferheging fan druk yn in spesjale reservoir neamd surge tank (UR). It wurdt werjûn yn 'e figuer oan' e rjochterkant fan 'e tap fan' e bestjoerder (4) en boppe op 'e stroomfoarsjenning foar lekken fan' e TM (5). De tichtens fan dit reservoir is technysk folle makliker te garandearjen as de tichtens fan 'e remline - in piip dy't ferskate kilometer lang berikt en troch de hiele trein rint. De relative stabiliteit fan 'e druk yn' e UR makket it mooglik om de druk yn 'e TM te behâlden, mei de druk yn' e UR as referinsje. Yndied, de piston yn it apparaat (5) as de druk yn 'e TM ôfnimt, iepenet it fentyl dat de TM foltôget fan' e oanfierline, en hâldt dêrmei in druk yn 'e TM gelyk oan de druk yn' e UR. Dit idee hie noch in lange wei te gean yn ûntwikkeling, mar no wie de druk yn 'e TM net ôfhinklik fan de oanwêzigens fan eksterne lekken derút (oant bepaalde grinzen). Apparaat 5 migrearre nei de kraan fan 'e operator en bliuwt dêr, yn feroare foarm, oant hjoed de dei.
In oar wichtich idee ûnderlizzende it ûntwerp fan dit type rem is de macht oanbod fan de rem floeistof troch de kontrôle fentyl 10. As de druk yn 'e rem fentyl grutter is as de druk yn' e rem fentyl, dit fentyl iepenet, folje it fentyl út 'e rem floeiber. Op dizze manier wurde lekken kontinu oanfolle út it reservereservoir en rint de rem net út.
It tredde wichtige idee foarsteld troch Kazantsev is it ûntwerp fan in luchtdistributeur dy't wurket op it ferskil fan net twa drukken, mar trije - druk yn 'e remline, druk yn' e remsilinder, en druk yn in spesjale wurkkeamer (WC), dy't, by frijlitting, wurdt fiede troch druk fan 'e remline, tegearre mei in reservetank. Yn remmodus wurdt de oplaaddruk loskeppele fan it reservereservoir en de remline, en behâldt de wearde fan 'e earste oplaaddruk. Dit pân wurdt in protte brûkt yn remmen fan rollende materieel, sawol om stapsgewijze frijlitting te leverjen as om de uniformiteit fan it filling fan 'e TC lâns de trein yn frachttreinen te kontrolearjen, om't de wurkkeamer as standert tsjinnet foar de earste oplaaddruk. Op grûn fan syn wearde is it mooglik om stapsgewijze frijlitting te leverjen en eardere filling fan 'e winkelsintrum yn' e sturtauto's te organisearjen. Ik sil in detaillearre beskriuwing fan dizze dingen litte foar oare artikels oer dit ûnderwerp, mar foar no sil ik gewoan sizze dat it wurk fan Kazantsev tsjinne as in stimulâns foar de ûntwikkeling fan in wittenskiplike skoalle yn ús lân, wat late ta de ûntwikkeling fan orizjinele remsystemen foar rollend materieel.
In oare Sovjet útfiner dy't radikaal beynfloede de ûntwikkeling fan ynlânske rôljend materieel remmen wie Ivan Konstantinovich Matrosov. Syn ideeën wiene net fûneminteel oars út de ideeën fan Kazantsev, lykwols, de folgjende operasjonele tests fan de Kazantsev en Matrosov rem systemen (tegearre mei oare rem systemen) toande de signifikante superioriteit fan it twadde systeem yn termen fan prestaasjes skaaimerken doe't brûkt benammen op fracht treinen. Sa, de rem Matrosov mei in lucht distributeur is betingst. No.. 320 waard de basis foar de fierdere ûntwikkeling en ûntwerp fan rem apparatuer foar 1520 mm gauge spoarwegen. Moderne automatyske rem brûkt yn Ruslân en de GOS-lannen kin mei rjocht drage de namme fan de rem Matrosov, om't it opnomd, yn 'e earste faze fan syn ûntwikkeling, ideeën en ûntwerp oplossings Ivan Konstantinovich.
Yn stee fan in konklúzje
Wat is de konklúzje? Wurkje oan dit artikel oertsjûge my dat it ûnderwerp in searje artikels wurdich is. Yn dit pilotartikel hawwe wy de skiednis fan 'e ûntwikkeling fan remmen foar rollende materieel oansprutsen. Yn 'e folgjende sille wy yngean op sappige details, oanreitend net allinich op' e ynlânske rem, mar ek op 'e ûntjouwings fan kollega's út West-Jeropa, en markearje it ûntwerp fan remmen fan ferskate soarten en soarten rôljende materieeltsjinsten. Dat, ik hoopje dat it ûnderwerp ynteressant sil wêze, en oant sjen op 'e hub!
Tank foar jo oandacht!
Boarne: www.habr.com