saya melihat bahwa , publik menyukai bagian sejarah dari cerita saya, dan oleh karena itu bukanlah dosa untuk melanjutkannya.
Kereta berkecepatan tinggi seperti TGV tidak lagi mengandalkan pengereman udara
Hari ini kita akan berbicara tentang modernitas, yaitu pendekatan apa untuk menciptakan sistem rem untuk rolling stock yang digunakan di abad ke-21, yang secara harfiah memasuki dekade ketiga hanya dalam waktu satu bulan.
1. Klasifikasi rem rolling stock
Berdasarkan prinsip fisik penciptaan gaya pengereman, semua rem kereta api dapat dibagi menjadi dua jenis utama: gesekan, menggunakan gaya gesekan, dan dinamis, menggunakan penggerak traksi untuk menciptakan torsi pengereman.
Rem gesekan mencakup rem sepatu dari semua desain, termasuk rem cakram, juga rem rel magnetik, yang digunakan dalam transportasi jarak jauh berkecepatan tinggi, terutama di Eropa Barat. Di jalur 1520, rem jenis ini digunakan secara eksklusif pada kereta listrik ER200. Sedangkan untuk Sapsan yang sama, Kereta Api Rusia menolak menggunakan rem rel magnetis di dalamnya, meski prototipe kereta listrik ini, ICE3 Jerman, dilengkapi dengan rem tersebut.
Bogie kereta ICE3 dengan rem rel magnet
Troli kereta api Sapsan
Untuk dinamis, atau lebih tepatnya rem elektrodinamik mencakup semua rem, yang tindakannya didasarkan pada pengalihan motor traksi ke mode generator (yg membarui и rem rheostat), serta pengereman berlawanan
Dengan rem regeneratif dan rheostatik, semuanya relatif jelas - mesin dialihkan ke mode generator dengan satu atau lain cara, dan dalam kasus pemulihan, mereka melepaskan energi ke jaringan kontak, dan dalam kasus rheostat, energi yang dihasilkan adalah dibakar pada resistor khusus. Kedua rem tersebut digunakan baik pada kereta api dengan traksi lokomotif maupun pada beberapa unit rolling stock, dimana rem elektrodinamik merupakan rem servis utama, karena banyaknya motor traksi yang didistribusikan ke seluruh kereta. Satu-satunya kelemahan pengereman elektrodinamik (EDB) adalah ketidakmungkinan pengereman hingga berhenti total. Ketika efisiensi EDT menurun, maka secara otomatis digantikan oleh rem gesekan pneumatik.
Sedangkan untuk counter-braking, memberikan pengereman hingga berhenti total, karena terdiri dari membalikkan motor traksi saat bergerak. Namun, mode ini, dalam banyak kasus, adalah mode darurat - penggunaan normalnya dapat menyebabkan kerusakan pada penggerak traksi. Jika kita mengambil, misalnya, motor komutator, maka ketika polaritas tegangan yang disuplai padanya berubah, EMF balik yang timbul pada motor yang berputar tidak dikurangi dari tegangan suplai tetapi ditambahkan ke dalamnya - roda berputar dan berputar. putar ke arah yang sama seperti dalam mode traksi! Hal ini menyebabkan peningkatan arus seperti longsoran salju, dan hal terbaik yang dapat terjadi adalah perangkat proteksi listrik akan beroperasi.
Oleh karena itu, pada lokomotif dan kereta listrik, segala upaya dilakukan untuk mencegah mesin mundur saat bergerak. Pegangan pembalik dikunci secara mekanis saat pengontrol pengemudi dalam posisi berjalan. Dan pada kendaraan Sapsan dan Lastochka yang sama, memutar saklar mundur pada kecepatan di atas 5 km/jam akan langsung menyebabkan pengereman darurat.
Namun beberapa lokomotif dalam negeri, misalnya lokomotif listrik VL65, menggunakan pengereman mundur sebagai mode standar pada kecepatan rendah.
Pengereman mundur merupakan mode pengereman standar yang disediakan oleh sistem kendali pada lokomotif listrik VL65
Harus dikatakan bahwa meskipun pengereman elektrodinamik memiliki efisiensi tinggi, setiap kereta api, saya tekankan, selalu dilengkapi dengan rem pneumatik otomatis, yaitu diaktifkan dengan mengeluarkan udara dari saluran rem. Baik di Rusia maupun di seluruh dunia, rem sepatu gesekan tua yang bagus menjaga keselamatan lalu lintas.
Menurut fungsinya, rem tipe gesekan dibagi menjadi
- Parkir, manual atau otomatis
- Kereta api - rem pneumatik (PT) atau elektro-pneumatik (EPT), dipasang pada setiap unit gerbong di kereta dan dikendalikan secara terpusat dari kabin pengemudi
- Lokomotif - rem kerja langsung pneumatik yang dirancang untuk memperlambat lokomotif tanpa memperlambat kereta. Mereka dikelola secara terpisah dari kereta api.
2. Rem parkir
Rem manual yang digerakkan secara mekanis tidak hilang dari rolling stock, dipasang pada lokomotif dan mobil - hanya diubah kekhasannya, yaitu berubah menjadi rem parkir, yang memungkinkan untuk mencegah pergerakan spontan rolling. stok jika terjadi udara keluar dari sistem pneumatiknya. Roda berwarna merah, mirip dengan roda kapal, merupakan salah satu varian penggerak rem tangan.
Roda kemudi rem tangan di kabin lokomotif listrik VL60pk
Rem tangan di ruang depan mobil penumpang
Rem tangan pada gerbong barang modern
Rem tangan, yang digerakkan secara mekanis, menekan bantalan yang sama pada roda yang digunakan selama pengereman normal.
Pada kereta api modern, khususnya pada kereta listrik EVS1/EVS2 “Sapsan”, ES1 “Lastochka”, serta pada lokomotif listrik EP20, rem parkirnya otomatis dan bantalannya ditekan ke cakram rem. akumulator energi pegas. Beberapa mekanisme penjepit yang menekan bantalan ke cakram rem dilengkapi dengan pegas yang kuat, sangat kuat sehingga pelepasannya dilakukan oleh penggerak pneumatik dengan tekanan 0,5 MPa. Penggerak pneumatik, dalam hal ini, melawan pegas yang menekan bantalan. Rem parkir ini dikendalikan melalui tombol di konsol pengemudi.
Tombol pengontrol rem pegas parkir (SPT) pada kereta listrik ES1 “Lastochka”
Desain rem ini mirip dengan yang digunakan pada truk bertenaga. Namun sebagai rem utama pada kereta api, sistem seperti itu sama sekali tidak cocok, dan alasannya, akan saya jelaskan secara detail setelah cerita tentang pengoperasian rem udara kereta api.
3. Rem pneumatik tipe truk
Setiap gerbong barang dilengkapi dengan seperangkat peralatan pengereman berikut
Peralatan pengereman gerbong barang: 1 - selang penghubung rem; 2 - katup ujung; 3 - katup penghenti; 5 - pengumpul debu; 6, 7, 9 — kondisi modul distributor udara. Nomor 483; 8 - katup pelepas; VR - distributor udara; TM - saluran rem; ZR - tangki cadangan; TC - silinder rem; AR - mode kargo otomatis
Garis rem (TM) - pipa dengan diameter 1,25" yang membentang di sepanjang seluruh mobil, di ujungnya dilengkapi dengan katup ujung, untuk melepaskan saluran rem saat melepaskan kopling mobil sebelum melepaskan selang penghubung fleksibel. Di saluran rem, dalam mode normal, yang disebut зарядное tekanannya 0,50 - 0,54 MPa, jadi melepaskan selang tanpa mematikan katup ujung adalah tugas yang meragukan, yang benar-benar dapat membuat Anda pusing.
Pasokan udara yang langsung disuplai ke silinder rem disimpan di tangki cadangan (ZR), yang volumenya dalam banyak kasus adalah 78 liter. Tekanan pada reservoir cadangan sama persis dengan tekanan pada saluran rem. Tapi tidak, ini bukan 0,50 - 0,54 MPa. Faktanya, tekanan tersebut akan berada di saluran rem pada lokomotif. Dan semakin jauh dari lokomotif maka tekanan pada saluran rem semakin rendah, karena pasti ada kebocoran yang mengakibatkan kebocoran udara. Jadi tekanan pada saluran rem gerbong terakhir di kereta akan sedikit lebih kecil dibandingkan tekanan pada gerbong pengisi daya.
Silinder rem, dan pada kebanyakan mobil hanya ada satu; ketika diisi dari tangki cadangan, melalui transmisi tuas rem ia menekan semua bantalan pada mobil hingga ke roda. Volume silinder rem sekitar 8 liter, sehingga selama pengereman penuh, tekanan di dalamnya tidak lebih dari 0,4 MPa. Tekanan di tangki cadangan juga menurun dengan nilai yang sama.
“Aktor” utama dalam sistem ini adalah penyalur udara. Perangkat ini bereaksi terhadap perubahan tekanan pada saluran rem, melakukan operasi tertentu tergantung pada arah dan laju perubahan tekanan ini.
Ketika tekanan pada saluran rem berkurang, maka terjadilah pengereman. Namun tidak dengan adanya penurunan tekanan – penurunan tekanan harus terjadi pada kecepatan tertentu, disebut tingkat pengereman servis. Kecepatan ini terjamin derek pengemudi di kabin lokomotif dan berkisar antara 0,01 hingga 0,04 MPa per detik. Ketika tekanan berkurang pada tingkat yang lebih lambat, pengereman tidak terjadi. Hal ini dilakukan agar rem tidak berfungsi jika terjadi kebocoran standar pada saluran rem, dan juga tidak berfungsi ketika tekanan pengisian berlebih dihilangkan, yang akan kita bahas nanti.
Ketika distributor udara diaktifkan untuk pengereman, ia melakukan pelepasan tambahan saluran rem dengan kecepatan servis 0,05 MPa. Hal ini dilakukan untuk memastikan penurunan tekanan yang stabil di sepanjang kereta. Jika detente tambahan tidak dilakukan, gerbong terakhir dari kereta yang panjang tidak boleh diperlambat sama sekali. Pelepasan tambahan saluran rem dilakukan semua distributor udara modern, termasuk penumpang.
Saat pengereman diaktifkan, distributor udara memutus reservoir cadangan dari saluran rem dan menghubungkannya ke silinder rem. Silinder rem sedang terisi. Hal ini terjadi selama penurunan tekanan pada saluran rem terus berlanjut. Ketika penurunan tekanan minyak rem berhenti, pengisian silinder rem terhenti. Rezim akan datang atap ulang. Tekanan yang dimasukkan ke dalam silinder rem bergantung pada dua faktor:
- kedalaman pelepasan saluran rem, yaitu besarnya penurunan tekanan di dalamnya relatif terhadap pengisian
- mode operasi distributor udara
Distributor udara kargo memiliki tiga mode pengoperasian: terisi (L), sedang (C) dan kosong (E). Mode-mode ini berbeda dalam tekanan maksimum yang masuk ke dalam silinder rem. Peralihan antar mode dilakukan secara manual dengan memutar pegangan mode khusus.
Ringkasnya, ketergantungan tekanan pada silinder rem pada kedalaman pelepasan saluran rem dengan distributor udara 483 dalam berbagai mode terlihat seperti ini
Kerugian menggunakan saklar mode adalah operator gerbong harus berjalan di sepanjang kereta, naik ke bawah setiap gerbong dan mengalihkan saklar mode ke posisi yang diinginkan. Menurut rumor yang beredar dari operasi, hal ini tidak selalu dilakukan. Pengisian silinder rem yang berlebihan pada mobil kosong dapat mengakibatkan selip, berkurangnya efisiensi pengereman, dan kerusakan pada set roda. Untuk mengatasi keadaan ini pada gerbong barang, digunakan apa yang disebut mode otomatis (AR), yang secara mekanis menentukan massa mobil, dengan lancar mengatur tekanan maksimum pada silinder rem. Jika mobil dilengkapi dengan mode otomatis, maka sakelar mode pada VR diatur ke posisi “bermuatan”.
Pengereman biasanya dilakukan secara bertahap. Tingkat pelepasan saluran rem minimum untuk BP483 adalah 0,06 - 0,08 MPa. Dalam hal ini, tekanan 0,1 MPa diatur dalam silinder rem. Dalam hal ini, pengemudi menempatkan katup pada posisi tumpang tindih, di mana tekanan yang disetel setelah pengereman dipertahankan di saluran rem. Jika efisiensi pengereman dari satu tahap tidak mencukupi, maka dilakukan tahap berikutnya. Dalam hal ini, distributor udara tidak peduli pada kecepatan pelepasan yang terjadi - ketika tekanan menurun pada kecepatan berapa pun, silinder rem terisi sebanding dengan jumlah penurunan tekanan.
Pelepasan rem penuh (pengosongan total silinder rem pada seluruh kereta) dilakukan dengan meningkatkan tekanan pada saluran rem di atas tekanan pengisian. Selain itu, pada kereta barang, tekanan di TM meningkat secara signifikan di atas tekanan pengisian, sehingga gelombang peningkatan tekanan mencapai gerbong terakhir. Melepaskan rem sepenuhnya pada kereta barang memerlukan proses yang panjang dan dapat memakan waktu hingga satu menit.
BP483 memiliki dua mode liburan: datar dan gunung. Dalam mode datar, ketika tekanan pada saluran rem meningkat, terjadi pelepasan penuh tanpa langkah. Dalam mode gunung, rem dapat dilepas secara bertahap, yang berarti silinder rem tidak sepenuhnya dikosongkan. Mode ini digunakan saat berkendara di sepanjang profil kompleks dengan kemiringan yang besar.
Distributor udara 483 umumnya merupakan perangkat yang sangat menarik. Analisis terperinci tentang struktur dan operasinya merupakan topik untuk artikel besar yang terpisah. Di sini kita melihat prinsip umum pengoperasian rem kargo.
3. Rem udara tipe penumpang
Peralatan pengereman mobil penumpang: 1 - selang penghubung; 2 - katup ujung; 3, 5 — kotak penghubung untuk saluran rem elektro-pneumatik; 4 - katup penghenti; 6 — tabung dengan kabel rem elektro-pneumatik; 7 — suspensi berinsulasi dari selongsong penghubung; 8 - pengumpul debu; 9 — saluran keluar ke distributor udara; 10 - katup pelepas; 11 — ruang kerja distributor udara listrik; TM - saluran rem; VR - distributor udara; EVR - distributor udara listrik; TC - silinder rem; ZR - tangki cadangan
Sejumlah besar peralatan langsung menarik perhatian Anda, dimulai dengan fakta bahwa sudah ada tiga katup penghenti (satu di setiap ruang depan, dan satu di kompartemen kondektur), diakhiri dengan fakta bahwa mobil penumpang domestik dilengkapi dengan pneumatik dan rem elektro-pneumatik (EPT).
Pembaca yang penuh perhatian akan segera memperhatikan kelemahan utama kontrol rem pneumatik - kecepatan akhir rambat gelombang pengereman, dibatasi lebih tinggi oleh kecepatan suara. Dalam prakteknya, kecepatan ini lebih rendah yaitu sebesar 280 m/s pada saat pengereman servis, dan 300 m/s pada saat pengereman darurat. Selain itu, kecepatan ini sangat bergantung pada suhu udara dan di musim dingin, misalnya, lebih rendah. Oleh karena itu, pendamping abadi rem pneumatik adalah komposisi pengoperasiannya yang tidak merata.
Pengoperasian yang tidak merata menyebabkan dua hal - terjadinya reaksi longitudinal yang signifikan di kereta, serta peningkatan jarak pengereman. Yang pertama tidak begitu khas untuk kereta penumpang, meskipun wadah berisi teh dan minuman lain yang memantul di atas meja di kompartemen tidak akan menyenangkan siapa pun. Menambah jarak pengereman merupakan masalah serius, terutama pada lalu lintas penumpang.
Apalagi distributor udara penumpang domestik seperti standar lama. No 292, dan kondisi baru. 242 (yang, omong-omong, semakin banyak di armada mobil penumpang), kedua perangkat ini adalah keturunan langsung dari katup rangkap tiga Westinghouse yang sama, dan mereka beroperasi pada perbedaan antara dua tekanan - pada saluran rem dan reservoir cadangan. Mereka dibedakan dari katup rangkap tiga dengan adanya mode tumpang tindih, yaitu kemungkinan pengereman bertahap; adanya pelepasan tambahan saluran rem selama pengereman; kehadiran akselerator pengereman darurat dalam desain. Distributor udara ini tidak memberikan pelepasan bertahap - mereka segera memberikan pelepasan penuh segera setelah tekanan di saluran rem melebihi tekanan di reservoir cadangan yang dipasang di sana setelah pengereman. Dan pelepasan bertahap sangat berguna saat mengatur pengereman untuk berhenti secara akurat di platform pendaratan.
Kedua masalah tersebut - pengoperasian rem yang tidak merata dan kurangnya pelepasan langkah, pada lintasan 1520 mm diselesaikan dengan memasang distributor udara yang dikontrol secara elektrik pada mobil - distributor udara listrik (EVR), arb. Nomor 305.
EPT domestik - rem elektro-pneumatik - kerja langsung, non-otomatis. Pada kereta penumpang dengan traksi lokomotif, EPT beroperasi pada sirkuit dua kabel.
Diagram blok EPT dua kabel: 1 - pengontrol kontrol pada derek pengemudi; 2 - baterai; 3 - konverter daya statis; 4 — panel lampu kendali; 5 — unit kendali; 6 — blok terminal; 7 — menghubungkan kepala di lengan; 8 — suspensi terisolasi; 9 - katup semikonduktor; 10 - lepaskan katup elektromagnetik; 11 - katup solenoid rem.
Ada dua kabel yang direntangkan di sepanjang kereta: No. 1 dan No. 2 pada gambar. Pada bagian belakang mobil, kabel-kabel ini dihubungkan secara elektrik satu sama lain dan arus bolak-balik dengan frekuensi 625 Hz dialirkan melalui loop yang dihasilkan. Hal ini dilakukan untuk memantau integritas jalur kendali EPT. Jika kabel putus, rangkaian arus bolak-balik putus, pengemudi mendapat sinyal berupa lampu peringatan “O” (liburan) padam di dalam kabin.
Kontrol dilakukan dengan arus searah dengan polaritas berbeda. Dalam hal ini, kawat dengan potensial nol adalah relnya. Ketika tegangan positif (relatif terhadap rel) diterapkan ke kabel EPT, kedua katup elektromagnetik yang dipasang di distributor udara listrik diaktifkan: katup pelepas (OV) dan katup rem (TV). Yang pertama mengisolasi ruang kerja (WC) distributor udara listrik dari atmosfer, yang kedua mengisinya dari tangki cadangan. Selanjutnya, sakelar tekanan yang dipasang di EVR ikut berperan, yang beroperasi berdasarkan perbedaan tekanan di ruang kerja dan silinder rem. Ketika tekanan di RC melebihi tekanan di TC, yang terakhir diisi dengan udara dari tangki cadangan, hingga tekanan yang terakumulasi di ruang kerja.
Ketika potensial negatif diterapkan pada kawat, katup rem mati, karena arus yang mengalir ke kawat tersebut diputus oleh dioda. Hanya katup pelepas, yang mempertahankan tekanan di ruang kerja, yang tetap aktif. Beginilah posisi plafon diwujudkan.
Ketika tegangan dihilangkan, katup pelepas kehilangan daya dan membuka ruang kerja ke atmosfer. Ketika tekanan di ruang kerja berkurang, saklar tekanan melepaskan udara dari silinder rem. Jika, setelah istirahat sejenak, katup pengemudi dikembalikan ke posisi mati, maka penurunan tekanan di ruang kerja akan terhenti, dan pelepasan udara dari silinder rem juga akan terhenti. Dengan cara ini, kemungkinan pelepasan rem bertahap dapat dicapai.
Apa yang terjadi jika kawatnya putus? Benar - EPT akan dirilis. Oleh karena itu, rem ini (pada rolling stock domestik) tidak otomatis. Jika EPT gagal, pengemudi berkesempatan beralih ke kontrol rem pneumatik.
EPT ditandai dengan pengisian silinder rem secara simultan dan pengosongannya di seluruh kereta. Kecepatan pengisian dan pengosongan cukup tinggi - 0,1 MPa per detik. EPT merupakan rem yang tidak ada habisnya, karena selama pengoperasiannya distributor udara konvensional berada dalam mode pelepasan dan mengumpankan reservoir cadangan dari saluran rem, yang selanjutnya disuplai oleh ketukan pengemudi pada lokomotif dari reservoir utama. Oleh karena itu, EPT dapat direm pada frekuensi apa pun yang diperlukan untuk pengendalian operasional rem. Kemungkinan pelepasan langkah memungkinkan Anda mengontrol kecepatan kereta dengan sangat akurat dan lancar.
Pengendalian pneumatik rem kereta penumpang tidak jauh berbeda dengan rem barang. Ada perbedaan dalam cara pengendaliannya, misalnya rem udara dilepaskan ke tekanan pengisian, tanpa melebih-lebihkannya. Secara umum, perkiraan tekanan yang berlebihan pada saluran rem kereta penumpang menimbulkan masalah, oleh karena itu, ketika EPT dilepaskan sepenuhnya, tekanan pada saluran rem dinaikkan maksimum 0,02 MPa di atas nilai pengisian yang ditetapkan. tekanan.
Kedalaman minimum pelepasan logam berat selama pengereman pada rem penumpang adalah 0,04 - 0,05 MPa, sedangkan tekanan 0,1 - 0,15 MPa tercipta di dalam silinder rem. Tekanan maksimum pada silinder rem mobil penumpang dibatasi oleh volume tangki cadangan dan biasanya tidak melebihi 0,4 MPa.
Kesimpulan
Sekarang saya akan beralih ke beberapa komentator yang terkejut (dan menurut saya, bahkan marah, tapi saya tidak bisa mengatakannya) dengan rumitnya rem kereta. Komentar tersebut menyarankan penggunaan sirkuit mobil dengan baterai penyimpan energi. Tentu saja, dari sofa atau kursi komputer di kantor, melalui jendela browser, banyak masalah yang lebih terlihat dan solusinya lebih jelas, namun izinkan saya mencatat bahwa sebagian besar keputusan teknis yang dibuat di dunia nyata memiliki alasan yang jelas.
Seperti yang telah disebutkan, masalah utama rem pneumatik pada kereta api adalah kecepatan akhir pergerakan penurunan tekanan sepanjang pipa saluran rem yang panjang (hingga 1,5 km dalam kereta dengan 100 gerbong) - gelombang rem. Untuk mempercepat gelombang pengereman ini diperlukan debit tambahan oleh penyalur udara. Tidak akan ada penyalur udara, dan tidak akan ada pembuangan tambahan. Artinya, rem pada akumulator energi jelas akan menjadi lebih buruk dalam hal keseragaman operasi, membawa kita kembali ke zaman Westinghouse. Kereta barang bukanlah truk; ada skala yang berbeda, dan karena itu prinsip pengendalian remnya berbeda. Saya yakin hal ini tidak terjadi begitu saja, dan bukan suatu kebetulan bahwa arah ilmu pengereman dunia mengikuti jalan yang membawa kita pada konstruksi semacam ini. Dot.
Artikel ini merupakan semacam review dari sistem pengereman yang ada pada rolling stock modern. Selanjutnya, di artikel lain dalam seri ini, saya akan membahas masing-masing artikel secara lebih rinci. Kita akan mempelajari perangkat apa saja yang digunakan untuk mengontrol rem dan bagaimana distributor udara dirancang. Mari kita lihat lebih dekat masalah pengereman regeneratif dan reostatik. Dan tentu saja, mari kita pertimbangkan rem kendaraan berkecepatan tinggi. Sampai jumpa lagi dan terima kasih atas perhatian Anda!
PS: Teman! Saya ingin mengucapkan terima kasih khusus atas banyaknya pesan pribadi yang menunjukkan kesalahan dan kesalahan ketik dalam artikel. Ya, saya adalah orang berdosa yang tidak bersahabat dengan bahasa Rusia dan bingung dengan tombolnya. Saya mencoba mengoreksi komentar Anda.
Sumber: www.habr.com