látom, hogy első, a közvéleménynek tetszett történetem történelmi része, ezért nem bűn folytatni.

Az olyan nagysebességű vonatok, mint a TGV, már nem támaszkodnak légfékezésre

Ma a modernitásról fogunk beszélni, nevezetesen arról, hogy milyen megközelítéseket alkalmaznak a gördülőállomány fékrendszereinek létrehozására a 21. században, amely szó szerint egy hónap múlva a harmadik évtizedébe lép.

1. A gördülőállomány fékeinek osztályozása

A fékezőerő létrehozásának fizikai elve alapján az összes vasúti fék két fő típusra osztható: súrlódás, súrlódási erő alkalmazásával, és dinamikus, vonóhajtás segítségével fékezőnyomatékot hoz létre.

A súrlódó fékek közé tartoznak minden típusú fékpofa, beleértve a tárcsafékeket is mágneses sínfék, amelyet a nagysebességű távolsági fuvarozásban alkalmaznak, elsősorban Nyugat-Európában. Az 1520-as vágányon ezt a féktípust kizárólag az ER200-as villamos vonaton alkalmazták. Ami ugyanazt a Sapsant illeti, az orosz vasút nem volt hajlandó mágneses sínféket használni rajta, bár ennek az elektromos vonatnak a prototípusa, a német ICE3 ilyen fékkel van felszerelve.

ICE3 vonat forgóváz mágneses sínfékkel

Sapsan vonatkocsi

Dinamikusra, vagy inkább elektrodinamikus fékek magában foglalja az összes féket, amelyek működése a vontatómotorok generátor üzemmódba való átvitelén alapul (regeneráló и reosztát fék), valamint a fékezést ellenzék

A regeneratív és reosztatikus fékkel minden viszonylag egyértelmű - a motorok így vagy úgy generátor üzemmódba kapcsolnak, és rekuperáció esetén energiát adnak le az érintkező hálózatba, reosztát esetén pedig a keletkező energiát speciális ellenállásokon égett. Mindkét féket alkalmazzák mind a mozdonyos vontatású vonatokon, mind a többegységes gördülőállományon, ahol az elektrodinamikus fék a fő üzemi fék, a vonaton elosztott vontatómotorok nagy száma miatt. Az elektrodinamikus fékezés (EDB) egyetlen hátránya a teljes leállásig történő fékezés lehetetlensége. Amikor az EDT hatékonysága csökken, automatikusan pneumatikus súrlódó fékre váltja.

Ami az ellenfékezést illeti, a teljes leállásig fékezést biztosít, mivel a vontatómotor mozgás közbeni visszafordításából áll. Ez az üzemmód azonban a legtöbb esetben vészhelyzeti mód - normál használata tele van a vontatási hajtás károsodásával. Ha például egy kommutátoros motort veszünk, akkor a rá betáplált feszültség polaritásának megváltozásakor a forgó motorban keletkező hátsó-EMF-et nem levonjuk a tápfeszültségből, hanem hozzáadjuk - a kerekek mind forognak, mind ugyanabba az irányba forogjon, mint a vontatási módban! Ez lavinaszerű áramnövekedéshez vezet, és a legjobb, ami történhet, hogy az elektromos védőberendezések működni fognak.

Emiatt a mozdonyokon és az elektromos vonatokon minden intézkedést megtesznek annak érdekében, hogy a hajtóművek mozgás közben ne forduljanak vissza. A hátrameneti fogantyú mechanikusan reteszelődik, amikor a vezetői vezérlő futási helyzetben van. És ugyanazokon a Sapsan és Lastochka járműveken a hátrameneti kapcsoló 5 km/h feletti sebességgel történő elfordítása azonnali vészfékezéshez vezet.

Egyes belföldi mozdonyok, például a VL65 elektromos mozdonyok azonban alacsony sebességnél normál üzemmódként hátrameneti fékezést alkalmaznak.

A hátrameneti fékezés egy szabványos fékezési mód, amelyet a VL65 elektromos mozdony vezérlőrendszere biztosít

Azt kell mondanunk, hogy az elektrodinamikus fékezés nagy hatékonysága ellenére, hangsúlyozom, minden vonat mindig fel van szerelve automatikus pneumatikus fékkel, vagyis a fékvezetékből levegő kiengedésével aktiválódik. Oroszországban és az egész világon a jó öreg dörzsfékek őrzik a közlekedés biztonságát.

Funkcionális rendeltetésük szerint a súrlódó típusú fékeket a következőkre osztják

1. Parkoló, kézi vagy automata
2. Vonat – pneumatikus (PT) vagy elektropneumatikus (EPT) fékek, amelyeket a vonat minden egyes gördülőállományára szerelnek fel, és központilag a vezetőfülkéből vezérelnek
3. Mozdony - pneumatikus, közvetlen működésű fékek, amelyek a mozdony lelassítására szolgálnak a vonat lassítása nélkül. Ezeket a vonatoktól elkülönítve kezelik.

2. Rögzítőfék

A mechanikus hajtású kézi fék nem tűnt el a gördülőállományból, mozdonyokra és személygépkocsikra egyaránt fel van szerelve - csak változtatta a specialitását, nevezetesen kézifék lett, amely lehetővé teszi a gördülés spontán mozgásának megakadályozását készlet, ha levegő szökne ki a pneumatikus rendszeréből. A hajókerékhez hasonló piros kerék egy kézifékhajtás, ennek egyik változata.

Kézifékes kormánykerék a VL60pk elektromos mozdony kabinjában

Kézifék egy személygépkocsi előterében

Kézifék egy modern teherkocsin

A kézifék mechanikus meghajtással ugyanazokat a fékbetéteket nyomja a kerekekre, amelyeket normál fékezéskor használnak.

A modern gördülőállományon, különösen az EVS1/EVS2 „Sapsan”, ES1 „Lastochka”, valamint az EP20 elektromos mozdonyokon a rögzítőfék automatikus és a féktárcsákhoz nyomódnak a fékbetétek. rugós energiatárolók. A fékbetéteket a féktárcsákhoz szorító szorítómechanizmusok némelyike ​​erős rugókkal van felszerelve, amelyek olyan erősek, hogy a kioldást egy 0,5 MPa nyomású pneumatikus hajtás végzi. A pneumatikus hajtás ebben az esetben ellensúlyozza a párnákat nyomó rugókat. Ezt a rögzítőféket a vezetőkonzolon található gombok vezérlik.

A rögzítőrugós fék (SPT) vezérlésére szolgáló gombok az ES1 „Lastochka” elektromos vonaton

Ennek a féknek a kialakítása hasonló az erős teherautókon használthoz. De a vonatok fő fékjeként egy ilyen rendszer teljesen alkalmatlan, és miért, azt a vonat légfékeinek működéséről szóló történet után részletesen kifejtem.

3. Teherautó típusú pneumatikus fékek

Minden teherkocsi a következő fékberendezésekkel van felszerelve

Tehervagon fékberendezése: 1 - fékcsatlakozó tömlő; 2 - végszelep; 3 - elzárószelep; 5 - porgyűjtő; 6, 7, 9 — légelosztó modulok állapota. 483. sz.; 8 - leválasztó szelep; VR - légelosztó; TM - fékvezeték; ZR - tartalék tartály; TC - fékhenger; AR - cargo auto mód


Fékvezeték (TM) - egy 1,25" átmérőjű cső fut végig az egész autón, a végein fel van szerelve végszelepek, a fékvezeték leválasztására az autó lecsatolásakor, mielőtt a rugalmas csatlakozótömlőket leválasztja. A fékvezetékben normál üzemmódban az ún зарядное A nyomás 0,50 - 0,54 MPa, ezért a tömlők leválasztása a végszelepek elzárása nélkül kétes feladat, ami szó szerint megfoszthatja a fejétől.

A közvetlenül a fékhengerekhez szállított levegő betárolásra kerül tartalék tartály (ZR), amelynek térfogata a legtöbb esetben 78 liter. A tartalék tartályban lévő nyomás pontosan megegyezik a fékvezeték nyomásával. De nem, ez nem 0,50-0,54 MPa. A helyzet az, hogy ilyen nyomás a mozdony fékvezetékében lesz. És minél távolabb van a mozdonytól, annál kisebb a nyomás a fékvezetékben, mert elkerülhetetlenül vannak olyan szivárgások, amelyek légszivárgáshoz vezetnek. Tehát a vonat utolsó kocsijának fékvezetékében a nyomás valamivel kisebb lesz, mint a töltőé.

Fékhenger, és a legtöbb autón csak egy van, ha póttartályból töltik, egy fékkaros sebességváltón keresztül az autó összes betétjét a kerekekhez nyomja. A fékhenger térfogata körülbelül 8 liter, így teljes fékezéskor legfeljebb 0,4 MPa nyomás jön létre benne. Ugyanerre az értékre csökken a nyomás a tartaléktartályban is.

A fő „szereplő” ebben a rendszerben az légelosztó. Ez az eszköz reagál a nyomásváltozásokra a fékvezetékben, és ennek a nyomásnak az irányától és sebességétől függően hajt végre egy vagy másik műveletet.

Amikor a nyomás a fékvezetékben csökken, fékezés történik. De nem a nyomás csökkenésével - a nyomáscsökkenésnek egy bizonyos sebességgel, ún üzemi fékhatás. Ez a tempó biztosított vezetői daru a mozdony kabinjában, és másodpercenként 0,01 és 0,04 MPa között mozog. Ha a nyomás lassabb ütemben csökken, a fékezés nem történik meg. Ez azért történik, hogy a fékek ne működjenek a fékvezeték szabványos szivárgása esetén, és ne működjenek a túltöltési nyomás megszüntetése esetén is, amiről később beszélünk.

Amikor a légelosztó fékezésre aktiválva van, akkor a fékvezetéket 0,05 MPa üzemi sebességgel további kisüti. Ez azért történik, hogy biztosítsák a nyomás folyamatos csökkenését a vonat teljes hosszában. Ha nem hajtják végre a további lassítást, akkor előfordulhat, hogy egy hosszú vonat utolsó kocsijai egyáltalán nem lassulnak le. A fékvezeték további ürítése történik minden modern légelosztók, beleértve az utasszállítókat is.

A fékezés aktiválásakor a légelosztó leválasztja a tartalék tartályt a fékvezetékről és csatlakoztatja a fékhengerhez. A fékhenger feltöltődik. Pontosan addig következik be, amíg a nyomásesés a fékvezetékben folytatódik. Amikor a fékfolyadék nyomáscsökkenése leáll, a fékhenger töltése leáll. Jön a rezsim visszatető. A fékhengerbe épített nyomás két tényezőtől függ:

1. a fékvezeték kisülési mélysége, vagyis a benne lévő nyomásesés nagysága a töltéshez viszonyítva
2. légelosztó üzemmód

A teherlevegő-elosztó három üzemmóddal rendelkezik: terhelt (L), közepes (C) és üres (E). Ezek az üzemmódok a fékhengerekbe jutó maximális nyomásban különböznek. Az üzemmódok közötti váltás manuálisan, egy speciális üzemmódfogantyú elforgatásával történik.

Összefoglalva, a fékhengerben lévő nyomás függése a fékvezeték ürítési mélységétől egy 483-as levegőelosztóval különböző üzemmódokban így néz ki

Az üzemmódkapcsoló használatának az a hátránya, hogy a kocsikezelőnek végig kell járnia az egész vonatot, be kell másznia minden egyes kocsi alá, és az üzemmódkapcsolót a kívánt helyzetbe kell kapcsolnia. Az operációból származó pletykák szerint ez nem mindig történik meg. A fékhengerek túlzott feltöltése üres autó esetén csúszással, csökkent fékhatékonysággal és a kerékpárok károsodásával jár. Ennek a helyzetnek a leküzdésére a tehervagonokon egy ún automatikus mód (AR), amely mechanikusan meghatározza az autó tömegét, simán szabályozza a maximális nyomást a fékhengerben. Ha az autó automatikus üzemmóddal van felszerelve, akkor a VR módkapcsolója „terhelt” állásban van.

A fékezés általában szakaszosan történik. A BP483 fékvezeték-kisülésének minimális szintje 0,06–0,08 MPa. Ebben az esetben a fékhengerekben 0,1 MPa nyomás jön létre. Ebben az esetben a vezető a szelepet átfedési helyzetbe helyezi, amelyben a fékezés után beállított nyomást fenntartja a fékvezetékben. Ha az egyik fokozat fékezési hatékonysága nem megfelelő, akkor a következő szakaszt kell végrehajtani. Ebben az esetben a légelosztót nem érdekli, hogy milyen ütemben történik a kisülés - ha a nyomás bármilyen ütemben csökken, a fékhengerek a nyomáscsökkenés mértékével arányosan megtelnek.

A teljes fékoldás (a fékhengerek teljes kiürítése a teljes vonaton) úgy történik, hogy a fékvezetékben lévő nyomást a töltőnyomás fölé emelik. Sőt, a tehervonatokon a TM-ben a nyomás jelentősen megnő a töltőnél, így a megnövekedett nyomáshullám a legutolsó kocsikat is eléri. Egy tehervonaton a fékek teljes kioldása hosszadalmas folyamat, és akár egy percig is eltarthat.

A BP483-nak két üdülési módja van: sík és hegyi. Lapos üzemmódban, amikor a nyomás a fékvezetékben megnő, teljes, fokozatmentes kioldás következik be. Hegyi üzemmódban lehetőség van a fékek fokozatos kioldására, ami azt jelenti, hogy a fékhengerek nem ürülnek ki teljesen. Ezt az üzemmódot nagy lejtőkkel rendelkező, összetett profil mentén való haladáskor használják.

A 483-as légelosztó általában nagyon érdekes eszköz. Felépítésének és működésének részletes elemzése egy külön nagy cikk témája. Itt megnéztük a rakományfék általános működési elveit.

3. Utas típusú légfékek

Személygépkocsi fékberendezése: 1 - csatlakozó tömlő; 2 - végszelep; 3, 5 — csatlakozódobozok az elektro-pneumatikus fékvezetékhez; 4 - elzárószelep; 6 — cső elektro-pneumatikus fékvezetékkel; 7 — a csatlakozó hüvely szigetelt felfüggesztése; 8 - porgyűjtő; 9 — kivezetés a levegőelosztóhoz; 10 - leválasztó szelep; 11 — az elektromos légelosztó munkakamrája; TM - fékvezeték; VR - légelosztó; EVR - elektromos légelosztó; TC - fékhenger; ZR - póttartály

A nagy mennyiségű felszerelés azonnal megragadja a tekintetét, kezdve azzal, hogy már három elzárószelep van (mindegyik előszobában egy, a vezetőfülkében egy), egészen addig, hogy a hazai személygépkocsik mind pneumatikus, mind elektro-pneumatikus fék (EPT).

A figyelmes olvasó azonnal észreveszi a pneumatikus fékvezérlés fő hátrányát - a fékhullám végső terjedési sebességét, amelyet a hangsebesség korlátoz. A gyakorlatban ez a sebesség alacsonyabb, üzemi fékezéskor 280 m/s, vészfékezéskor pedig 300 m/s. Ezenkívül ez a sebesség erősen függ a levegő hőmérsékletétől, és például télen alacsonyabb. Ezért a pneumatikus fékek örök kísérője az összetételük egyenetlensége.

Az egyenetlen működés két dologhoz vezet - jelentős hosszirányú reakciók előfordulásához a vonatban, valamint a féktávolság növekedéséhez. Az első nem annyira jellemző a személyvonatokra, bár a fülkében az asztalon pattogó teát és egyéb italokat tartalmazó konténerek senkinek sem fognak tetszeni. A fékút növelése különösen az utasforgalomban jelent komoly problémát.

Ráadásul a hazai utasszállító légelosztó olyan, mint a régi szabvány. 292. sz., és az új állapot. 242-es számú (amelyből egyébként egyre több van a személygépkocsi-flottában), mindkét készülék ugyanannak a Westinghouse hármas szelepnek a közvetlen leszármazottja, és két nyomáskülönbségen működik - a fékvezetékben és a tartalék tartályban. A hármas szeleptől az átfedési mód jelenléte, azaz a fokozatos fékezés lehetősége különbözteti meg őket; a fékvezeték további kisülése fékezés közben; vészfékező gyorsító jelenléte a tervezésben. Ezek a légelosztók nem biztosítanak fokozatos kioldást - azonnal teljes kioldást biztosítanak, amint a fékvezetékben a nyomás meghaladja az ott kialakított tartalék tartály nyomását fékezés után. A fokozatos kioldás pedig nagyon hasznos a fékezés beállításánál a leszállóplatformon történő pontos megálláshoz.

Mindkét probléma - a fékek egyenetlen működése és a lépcsős kioldás hiánya, az 1520 mm-es pályán - megoldódik egy elektromosan vezérelt légelosztó felszerelésével az autókra - elektromos légelosztó (EVR), arb. 305. sz.

Háztartási EPT - elektro-pneumatikus fék - közvetlen működésű, nem automatikus. A mozdonyos vontatású személyvonatokon az EPT kétvezetékes áramkörön működik.

Kétvezetékes EPT blokkvázlata: 1 - vezérlő vezérlő a vezető daruján; 2 - akkumulátor; 3 - statikus teljesítmény-átalakító; 4 — ellenőrző lámpák panelje; 5 — vezérlőegység; 6 — sorkapocs; 7 — összekötő fejek az ujjakon; 8 — izolált szuszpenzió; 9 - félvezető szelep; 10 - elektromágneses szelep kioldása; 11 - fék mágnesszelep.

Két vezeték van kifeszítve a teljes vonaton: az 1-es és a 2-es az ábrán. A farokkocsin ezek a vezetékek elektromosan kapcsolódnak egymáshoz, és 625 Hz frekvenciájú váltakozó áramot vezetnek át a kapott hurkon. Ez az EPT vezérlővonal integritásának ellenőrzésére szolgál. Ha a vezeték megszakad, a váltakozó áramkör megszakad, a vezető jelzést kap az „O” (nyaralás) figyelmeztető lámpa formájában, amely a fülkében kialszik.

A szabályozás különböző polaritású egyenárammal történik. Ebben az esetben a nulla potenciálú vezeték a sínek. Ha pozitív (a sínekhez viszonyítva) feszültséget kapcsolunk az EPT vezetékre, az elektromos légelosztóba szerelt mindkét elektromágneses szelep aktiválódik: a kioldószelep (OV) és a fékszelep (TV). Az első elszigeteli az elektromos légelosztó munkakamráját (WC) a légkörtől, a második tartaléktartályból tölti fel. Ezután az EVR-be szerelt nyomáskapcsoló lép működésbe, amely a munkakamra és a fékhenger nyomáskülönbségére működik. Amikor az RC-ben a nyomás meghaladja a TC-ben lévő nyomást, az utóbbit a tartaléktartályból levegővel töltik fel a munkakamrában felgyülemlett nyomásig.

Ha negatív potenciál kerül a vezetékre, a fékszelep kikapcsol, mivel a dióda levágja az áramot. Csak a kioldószelep marad aktív, amely fenntartja a nyomást a munkakamrában. Így valósul meg a mennyezet helyzete.

Amikor a feszültséget eltávolítják, a kioldószelep elveszti teljesítményét, és kinyitja a munkakamrát a légkör felé. Amikor a nyomás a munkakamrában csökken, a nyomáskapcsoló levegőt bocsát ki a fékhengerekből. Ha rövid szünet után a vezető szelepét visszahelyezik elzárt helyzetbe, akkor a munkakamrában leáll a nyomásesés, és leáll a levegő kibocsátása is a fékhengerből. Ily módon elérhető a fokozatos fékoldás lehetősége.

Mi történik, ha elszakad a vezeték? Így van – az EPT kiad. Ezért ez a fék (a belföldi gördülőállományon) nem automatikus. Ha az EPT meghibásodik, a vezetőnek lehetősége van pneumatikus fékvezérlésre váltani.

Az EPT jellemzője a fékhengerek egyidejű feltöltése és ürítése a vonat egészében. A töltés és ürítés sebessége meglehetősen magas - 0,1 MPa másodpercenként. Az EPT egy kimeríthetetlen fék, hiszen működése közben a hagyományos légelosztó kioldó üzemmódban van és a fékvezetékről táplálja a tartalék tartályokat, amit viszont a mozdony vezetői csapja táplál a főtartályokból. Ezért az EPT bármilyen frekvencián fékezhető, amely a fékek működési vezérléséhez szükséges. A lépcsős kioldás lehetősége lehetővé teszi a vonat sebességének nagyon pontosan és gördülékeny szabályozását.

A személyvonat fékeinek pneumatikus vezérlése nem sokban különbözik a teherfékétől. Különbség van a szabályozási módokban, például a légféket a töltőnyomásra engedik, anélkül, hogy túlbecsülnék. Általában a személyvonat fékvezetékében a nyomás túlzott túlbecslése problémákkal jár, ezért az EPT teljes felengedésekor a fékvezetékben a nyomás legfeljebb 0,02 MPa-al növekszik a beállított töltési érték fölé. nyomás.

A nehézfém kisülési mélysége fékezéskor az utasféken 0,04-0,05 MPa, míg a fékhengerekben 0,1-0,15 MPa nyomás keletkezik. A személygépkocsi fékhengerében a maximális nyomást a tartaléktartály térfogata korlátozza, és általában nem haladja meg a 0,4 MPa-t.

Következtetés

Most néhány hozzászólóhoz fordulok, akiket meglep (sőt, véleményem szerint fel is háborít, de nem mondhatok) a vonatfék bonyolultsága. A megjegyzések energiatároló akkumulátorokkal ellátott autós áramkör használatát javasolják. Természetesen az irodai kanapéról vagy számítógépes székről, a böngészőablakon keresztül sok probléma jobban látható, és a megoldása is kézenfekvőbb, de hadd jegyezzem meg, hogy a való világban meghozott technikai döntések többsége egyértelműen indokolt.

Amint már említettük, a vonaton lévő pneumatikus fék fő problémája a nyomásesés végső mozgási sebessége egy hosszú (1,5 kocsiból álló vonatban legfeljebb 100 km-es) fékvezeték - a fékhullám - mentén. Ennek a fékhullámnak a felgyorsításához a légelosztónak további kisülésre van szüksége. Nem lesz levegőelosztó, és nem lesz további ürítés. Azaz az energiaakkumulátorok fékezése nyilván érezhetően rosszabb lesz a működés egységességét tekintve, visszarepítve minket a Westinghouse időkbe. A tehervonat nem teherautó, különböző skálák vannak, és ezért a fékek szabályozására is eltérő elvek vonatkoznak. Biztos vagyok benne, hogy ez nem csak így van, és nem véletlenül követte a világfékező tudomány iránya azt az utat, amely elvezetett minket ehhez a fajta építkezéshez. Pont.

Ez a cikk egyfajta áttekintést nyújt a modern gördülőállományon meglévő fékrendszerekről. Továbbá a sorozat más cikkeiben mindegyikkel részletesebben foglalkozom. Megtanuljuk, milyen eszközökkel vezéreljük a fékeket, és hogyan készülnek a légelosztók. Nézzük meg közelebbről a regeneratív és reosztatikus fékezés kérdéseit. És persze vegyük figyelembe a nagy sebességű járművek fékjeit. Viszontlátásra és köszönöm a figyelmet!

P.S.: Barátaim! Szeretnék külön köszönetet mondani a cikkben található hibákra és elírásokra utaló személyes üzenetek tömegéért. Igen, én egy bűnös vagyok, aki nem barátkozik az orosz nyelvvel, és összezavarodik a billentyűkön. Megpróbáltam javítani a megjegyzéseidet.

Forrás: will.com