ブレーキを制御するために設計されたデバイスについて話しましょう。これらの装置は「蛇口」と呼ばれていますが、進化の長い道のりにより、日常的な意味での蛇口からはかなり遠く離れ、かなり複雑な空気圧自動化装置に変わりました。

古き良きスプールバルブ 394 は今でも鉄道車両に使用されています

1. オペレーター用クレーン - 簡単な紹介

定義により

運転士用列車バルブ - 列車のブレーキライン内の圧力の変化の大きさと変化率を制御するために設計された装置 (または一連の装置)

現在使用されているドライバートレインクレーンは、直接制御装置と遠隔制御装置に分けられます。

直接制御装置はこのジャンルの古典であり、ほとんどの機関車、複数のユニット列車、および特殊用途の車両 (さまざまな道路車両、鉄道車両など) に設置されています。 No.394とコンバージョン。 395号。 KDPV に表示されている最初のものは貨物機関車に設置され、XNUMX つ目は旅客機関車に設置されています。

空気圧という意味では、これらのクレーンは互いにまったく違いはありません。つまり全く同一です。上部の 395 バルブには、XNUMX つのネジ穴のあるボスが一緒に鋳造されており、そこに電空ブレーキ制御コントローラーの「缶」が取り付けられています。

自然生息地にいるオペレーターの 395 番目のクレーン


これらの装置はほとんどの場合明るい赤色に塗装されており、機関車の乗務員と機関車を整備する技術者の両方がそれらに与えるべき非常に重要であり、特別な注意を払う必要があることを示しています。電車のブレーキがすべてであることをもう一度思い出させます。

これらの機器にはサプライパイプライン（PM）とブレーキライン（TM）が直結されており、ハンドルを回すことで空気の流れを直接制御します。

遠隔操作クレーンでは、運転席に設置されるクレーン自体ではなく、いわゆる制御コントローラーが、デジタルインターフェースを介して、車両のエンジンルームに設置された別個の電空パネルにコマンドを送信します。機関車。国内の鉄道車両は運転士が苦労してクレーンを使っています。久しぶりに車両に登場した130号。

クレーンコントローラーの状態。電気機関車EP130の制御盤のNo.20（右側、圧力計盤の隣）


電気機関車EP20の機関室空気圧パネル


なぜこのようになったのでしょうか?ブレーキの手動制御に加えて、たとえば列車の自動操舵システムによる自動制御も標準で可能です。 394/395 クレーンを装備した機関車では、クレーンに特別なアタッチメントを取り付ける必要がありました。計画通り、130 台目のクレーンは、国内の鉄道車両で使用されている CAN バスを介して列車制御システムに統合されています。

なぜ私はこのデバイスを「忍耐強い」と呼んだのでしょうか?それは、私が車両に初めて登場した瞬間を直接目撃したからです。このような装置は、ロシアの新しい電気機関車の最初の番号、2ES5K-001 Ermak、2ES4K-001 Donchak、および EP2K-001 に搭載されました。

2007年には2ES4K-001形電気機関車の検定試験に参加しました。この機械には130台目のクレーンが搭載されました。しかし、当時から信頼性が低いと話題になっており、しかも自然にブレーキが解除される奇跡の技術です。したがって、彼らはすぐにそれを放棄し、「Ermaki」、「Donchak」、およびEP2Kは394台と395台のクレーンで生産を開始しました。新しいデバイスが完成するまで進捗が遅れました。このクレーンは、20 年に EP2011 電気機関車の生産が開始されて初めてノヴォチェルカッスク機関車に戻りました。しかし、「Ermaki」、「Donchak」、および EP2K にはこのクレーンの新しいバージョンが提供されませんでした。ちなみに、2号機のクレーンを搭載したEP001K-130は、現在予備基地で朽ち果てていることを、ある放棄された鉄道ファンのビデオで最近知った。

しかし、鉄道労働者はそのようなシステムに完全な信頼を置いているわけではないため、バルブ 130 を備えたすべての機関車には、簡易モードでブレーキ ライン内の圧力を直接制御できるバックアップ制御バルブも装備されています。

EP20 キャビン内のバックアップ ブレーキ コントロール バルブ


機関車には 2 番目の制御装置も設置されています - 補助ブレーキバルブ (KVT) は、列車のブレーキに関係なく、機関車のブレーキを制御するように設計されています。こちら、電車クレーンの左側です

補助ブレーキバルブの状態。 No.254


写真は古典的な補助ブレーキバルブの状態を示しています。 254号。現在でも旅客機関車と貨物機関車の両方に多くの場所に設置されています。馬車のブレーキとは異なり、機関車のブレーキシリンダーは 決して リザーブタンクからは直接充填されません。予備タンクと空気分配器の両方が機関車に取り付けられていますが。一般に、機関車にはブレーキ シリンダーの数が多いため、機関車のブレーキ回路はより複雑になります。総容量は8リットルよりも大幅に大きいため、予備タンクから0,4MPaの圧力まで充填することはできません。予備タンクの容量を増やす必要があり、これにより充電時間が長くなります。車載充填装置へ。

機関車では、TC は主タンクから補助ブレーキ バルブ、または運転士の列車バルブによって操作される空気分配器によって操作される圧力スイッチを介して充填されます。

クレーン 254 には、それ自体が圧力スイッチとして機能するという特性があり、列車にブレーキがかけられたときに機関車のブレーキを (段階的に!) 解除することができます。この方式は中継器として KVT をオンにする回路と呼ばれ、貨物機関車で使用されています。

補助ブレーキ弁は、機関車の入換動作時や、停止後や駐車時の列車の固定に使用されます。列車が停止した直後、このバルブはブレーキの最後の位置に配置され、列車のブレーキが解除されます。機関車のブレーキは、かなり深刻な坂道でも機関車と列車の両方を保持することができます。

EP20 などの最新の電気機関車には、他の KVT が取り付けられています。 No.224

補助ブレーキバルブの状態。 No.224（別パネル右側）

2. 運転手のクレーン制御の設計と動作原理。 No.394/395

したがって、私たちのヒーローは、時間と何百万キロメートルの移動によって証明された古いもの、クレーン394（および395ですが、似ています。したがって、130番目のデバイスを念頭に置いて、デバイスの394つについて説明します）。なぜ最新の 130 ではなくこれなのでしょうか?まず、今日では 394 蛇口の方が一般的です。そして第二に、XNUMX番目のクレーン、またはむしろその空気圧パネルは、原則として古いクレーンXNUMXと似ています。

ドライバーズクレーン変換No. 394: 1 — 排気バルブシャンクのベース。 2 — 下半身。 3 - シールカラー。 4 - 春。 5 - 排気バルブ。 6 — 排気バルブシート付きブッシング。 7 - イコライジングピストン。 8 — ゴム製の袖口を密閉します。 9 — シール用真鍮リング。 10 — 中央部分の本体。 11 — 上部の本体。 12 - スプール。 13 - コントロールハンドル。 14 — ハンドルロック。 15 - ナット; 16 — クランプネジ。 17 - ロッド。 18 - スプールスプリング。 19 - 高圧洗浄機。 20 - 取り付けスタッド。 21 - ロックピン。 22 - フィルター。 23 — 供給バルブスプリング。 24 - 供給バルブ。 25 — 供給バルブのシートを備えたブッシュ。 26 - ギアボックスダイヤフラム。 30 — ギアボックス調整スプリング。 31 — ギアボックス調整カップ


いかがですか？本格的な装置。この装置は上部（スプール）、中間（中間）部分、下部（イコライザー）、スタビライザー、ギアボックスで構成されています。ギアボックスは図の右下に示されていますが、スタビライザーは個別に示します

運転席クレーンのスタビライザーの状態。 No. 394: 1 - プラグ; 2 - スロットルバルブスプリング; 3 - スロットルバルブ; 4 - スロットルバルブシート。 5 - 直径0,45 mmの校正された穴。 6 - ダイヤフラム。 7 - スタビライザー本体。 8 — 強調。 10 - 調整スプリング。 11 — ガラスの調整。

蛇口の動作モードはハンドルを回すことで設定され、スプールが回転します。スプールは蛇口の中央部分にあるミラーにしっかりと研磨されています (そして完全に潤滑されています!)。 7 つの条項があり、通常はローマ数字で指定されます。

• 私 - 休暇と運動
• II - 電車
• III - ブレーキラインに漏れを供給せずにオーバーラップする
• IV - ブレーキラインからの漏れの供給と重複する
• Va - ゆっくりとしたブレーキング
• V - サービスペースでのブレーキング
• VI - 緊急ブレーキ

牽引モード、惰性走行モード、および駐車モードでは、列車ブレーキを作動させる必要がない場合、クレーン ハンドルは 2 番目の位置に設定されます。 電車 位置

スプールとスプールミラーには、ハンドルの位置に応じて、デバイスのある部分から別の部分に空気が流れるチャネルと調整された穴が含まれています。スプールとミラーはこんな感じです

さらに、運転者用クレーン３９４は、いわゆるクレーンに接続されている。 サージタンク (UR) 容量20リットル。このリザーバーはブレーキライン (TM) の圧力レギュレーターです。イコライジングタンクに設置された圧力は、ドライバータップのイコライジング部分とブレーキライン内で維持されます（ハンドルの位置 I、III、VI を除く）。

均等化リザーバーとブレーキライン内の圧力は、計器パネル (通常は運転席のバルブの近く) に取り付けられた制御圧力ゲージに表示されます。 2 針圧力計がよく使用されます。たとえば、次のような圧力計です。

赤い矢印はブレーキライン内の圧力を示し、黒い矢印はサージタンク内の圧力を示します


したがって、クレーンがトレイン位置にあるとき、いわゆる 充填圧力。機関車牽引の複数ユニットの車両および旅客列車の場合、その値は通常 0,48 ～ 0,50 MPa、貨物列車の場合は 0,50 ～ 0,52 MPa です。しかし、ほとんどの場合、0,50 MPa であり、Sapsan と Lastochka では同じ圧力が使用されます。

UR 内の装入圧力を維持する装置は、減速機とクレーンスタビライザーであり、それぞれ完全に独立して動作します。スタビライザーは何をするのですか？本体にある直径 0,45 mm の校正された穴を通して、均等化タンクから空気を継続的に放出します。このプロセスを一瞬たりとも中断することなく、継続的に。スタビライザーを通る空気の放出は厳密に一定の速度で発生し、その速度はスタビライザー内のスロットル バルブによって維持されます。均圧タンク内の圧力が低くなるほど、スロットル バルブがわずかに開きます。この速度は常用ブレーキ速度よりもはるかに低く、スタビライザー本体の調整カップを回すことで調整できます。これはサージタンク内を排除するために行われます スーパーチャージャー （つまり、充電を超える）圧力。

均等化タンクからの空気がスタビライザーを通って常に出ていく場合、遅かれ早かれすべての空気が出るでしょうか?私は出発したいのですが、ギアボックスがそれを許しませんでした。 UR 内の圧力が充填レベルを下回ると、減速機の供給バルブが開き、均圧タンクと供給ラインが接続され、空気供給が補充されます。したがって、均圧タンク内では、バルブハンドルの 0,5 番目の位置で、XNUMX MPa の圧力が常に維持されます。

このプロセスは、次の図で最もよく説明されています

II (トレイン) 位置での運転士クレーンの動作: GR - メインタンク。 TM - ブレーキライン。 UR - サージタンク。 - 大気中


ブレーキラインはどうでしょうか？その中の圧力は、バルブの均圧部分を使用して均圧タンク内の圧力と等しく維持されます。均圧部分は均圧ピストン (図の中央)、ピストンによって駆動される供給および出口バルブで構成されます。ピストン上部のキャビティはサージ タンク (黄色の領域) と連通し、ピストンの下のキャビティはブレーキ ライン (赤色の領域) と連通しています。 UR 内の圧力が増加すると、ピストンが下降してブレーキ ラインと供給ラインが接続され、TM 内の圧力と UR 内の圧力が等しくなるまでその圧力が増加します。

均等化リザーバー内の圧力が低下すると、ピストンが上向きに移動して排気バルブが開き、ピストンの上下の圧力が再び均等になるまで、そこを通ってブレーキラインからの空気が大気中に逃げます。

したがって、トレイン位置では、ブレーキライン内の圧力はチャージ圧力と等しく維持されます。同時に、そこからの漏れも供給されます。なぜなら、私はこれについて常に話しているのですが、そこには間違いなく常に漏れがあります。車両と機関車の予備タンクにも同じ圧力が確立され、漏れも排出されます。

ブレーキを作動させるには、ドライバーはクレーンのハンドルを V の位置に置き、サービスペースでブレーキをかけます。この場合、空気は調整された穴を通して均等化タンクから放出され、0,01 秒あたり 0,04 ～ XNUMX MPa の圧力降下率が確保されます。このプロセスは、サージタンクの圧力計を使用してドライバーによって制御されます。バルブハンドルが位置 V にある間、空気は均圧タンクから出ます。イコライジングピストンが作動し、上昇してリリースバルブを開き、ブレーキラインからの圧力を解放します。

均圧タンクから空気を放出するプロセスを停止するには、オペレーターはバルブハンドルをオーバーラップ位置 (III または IV) に置きます。イコライゼーションタンクから、つまりブレーキラインから空気を放出するプロセスが停止します。これがサービスブレーキ段階の実行方法です。ブレーキの効きが不十分な場合は、別のステップが実行され、そのためにオペレーターのクレーンハンドルが再び V の位置に移動されます。

通常時 公式 制動時、ブレー​​キラインの最大吐出深さは 0,15 MPa を超えてはなりません。なぜ？第一に、より深く放電しても意味がありません。車のリザーブタンクとブレーキシリンダー (BC) の容積の比率により、BC 内には 0,4 MPa を超える圧力が蓄積されません。また、0,15 MPa の吐出量は、ブレーキ シリンダー内の圧力 0,4 MPa に相当します。第二に、より深く放電することは単純に危険です。ブレーキライン内の圧力が低いと、ブレーキラインから正確に充電されるため、ブレーキを解除すると予備リザーバーの充電時間が長くなります。つまり、そのような行動はブレーキの消耗を伴います。

好奇心旺盛な読者は、ポジション III と IV の天井の違いは何なのかと尋ねるでしょう。

位置 IV では、バルブ スプールがミラーのすべての穴を完全に覆います。減速機は均圧タンクに圧力を供給せず、UR からの漏れが非常に少ないため、均圧タンク内の圧力は非常に安定したままになります。同時に、均等化ピストンは作動し続け、ブレーキラインからの漏れを補充し、最後のブレーキング後に均等化リザーバー内に確立された圧力をブレーキライン内で維持します。したがって、この規定は「ブレーキラインからの漏れの供給との重複」と呼ばれます。

位置 III では、バルブ スプールは均等化ピストンの上下のキャビティと連通し、均等化本体の動作をブロックします。両方のキャビティ内の圧力は漏れの速度で同時に低下します。このリークはイコライザーによって再充電されません。したがって、バルブの 3 番目の位置は「ブレーキラインからの漏れを供給せずにオーバーラップする」と呼ばれます。

なぜこのようなポジションが 2 つあるのか、またドライバーはどのようなオーバーラップを使用するのでしょうか?どちらも、状況と機関車の運行の種類に応じて異なります。

助手席ブレーキを操作するとき、指示に従って、次の場合、ドライバーはバルブを位置 III (動力のないルーフ) に置く必要があります。

• 禁止信号に従うとき
• 制御ブレーキ一段目以降にEPTを制御する場合
• 急な坂道や行き止まりに下りるとき

これらすべての状況において、ブレーキを自然に解除することは容認できません。どうしてそんなことが起こるのでしょうか？はい、それは非常に簡単です。乗客用空気分配器は、ブレーキラインと予備リザーバーの 2 つの圧力の差で動作します。ブレーキライン内の圧力が増加すると、ブレーキは完全に解放されます。

ここで、ブレーキをかけてポジション IV にしたときに、バルブの供給がブレーキ ラインから漏れたと想像してみましょう。そしてこのとき、前室の誰かがストップバルブを少し開いてから閉じます-悪党が遊んでいます。運転席のバルブはこの漏れを吸収し、これによりブレーキライン内の圧力が上昇し、これに敏感な助手席のエアディストリビュータが完全に解放します。

貨物トラックでは、主に IV 位置が使用されます。貨物 VR は TM 内の圧力の増加にそれほど敏感ではなく、より厳しいリリースを行います。ポジション III は、ブレーキラインに許容できない漏れの疑いがある場合にのみ設定されます。

ブレーキはどのように解除されるのでしょうか？完全にリリースするには、オペレータのタップ ハンドルを位置 I (リリースおよび充電) に置きます。この場合、均圧タンクとブレーキラインの両方が供給ラインに直接接続されます。均等化タンクへの充填のみが、校正された穴を通して、速く、しかしかなり穏やかなペースで行われるため、圧力計を使用して圧力を制御できます。また、ブレーキラインはより幅広のチャネルを介して充填されるため、そこでの圧力はすぐに 0,7 ～ 0,9 MPa (列車の長さに応じて) に上昇し、バルブハンドルが XNUMX 番目の位置に配置されるまでその圧力が維持されます。何故ですか？

これは、ブレーキラインに大量の空気を押し込み、ブレーキライン内の圧力を急激に高め、解放波が確実に最後尾の車両に到達するようにするために行われます。この効果はと呼ばれます パルス過給。これにより、休暇そのものを早めることと、列車内で予備のタンクをより速く充電することができます。

均一化タンクを一定の速度で充填することで、分注プロセスを制御できます。列車内の圧力が充填圧力に達したとき (旅客列車の場合)、または列車の長さに応じてある程度過大評価した場合 (貨物列車の場合)、運転士のタップ ハンドルは 2 番目の列車の位置に配置されます。スタビライザーは均圧タンクの過充電を防ぎ、均圧ピストンはブレーキライン内の圧力を均圧タンク内の圧力と迅速に等しくします。ドライバーの視点から、ブレーキを完全に解放して充電圧力まで解放するプロセスは次のようになります。

EPT 制御の場合、またはエアディストリビュータの山岳運転モード中の貨物列車の場合、段階的なリリースは、バルブハンドルを第 2 列車位置に置き、その後天井に移動することによって実行されます。

電空ブレーキはどのように制御されているのですか？ EPT は、EPT コントローラーを備えた同じオペレーター クレーン (395 のみ) から制御されます。ハンドル シャフトの上部に配置されたこの「缶」には、制御ユニットを介して、レールに対して EPT ワイヤへの正または負の電位の供給を制御する接点があり、この電位を除去して解放することもできます。ブレーキ。

EPT がオンになると、運転手のクレーンを位置 Va (低速ブレーキ) に置くことによってブレーキが実行されます。この場合、ブレーキシリンダーには電気エアディストリビューターから毎秒 0,1 MPa の速度で直接充填されます。プロセスはブレーキシリンダー内の圧力計を使用して監視されます。均圧タンクの排出はかなりゆっくりと行われます。

EPT は、バルブを位置 II に置くことで段階的に解放することも、位置 I に設定して UR 内の圧力を充填圧力レベルより 0,02 MPa だけ高めることによって完全に解放することもできます。ドライバーから見るとこんな感じです

緊急ブレーキはどのように行われますか?オペレーターのバルブハンドルが位置 VI に設定されている場合、バルブスプールはブレーキラインを幅広のチャネルを介して大気中に直接開きます。圧力は充電から 3 ～ 4 秒でゼロまで低下します。サージタンク内の圧力も低下しますが、その速度は遅くなります。同時に、エアディストリビューターの緊急ブレーキアクセルが作動し、各 VR がブレーキラインを大気に開放します。車輪の下から火花が飛び、車輪の下に砂を入れているのに車輪が滑ってしまう…。

このような「6 回目のスローイン」ごとに、運転士は車両基地で分析を受けることになる。つまり、運転士の行動がブレーキ制御に関する指示と車両の技術的操作に関する規則の指示に基づいて正当化されたかどうか、また、いくつかの基準に基づいて正当化されたかどうかである。ローカル指示の。 「6回目を投げる」ときに彼が経験するストレスは言うまでもありません。

したがって、あなたが線路に出たり、車で踏切への遮断機をくぐったりする場合は、あなたの間違い、愚かさ、気まぐれ、虚勢の最終的な責任は生きている人間、つまり電車の運転士にあることを忘れないでください。そして、ホイールセットの車軸から腸をほどき、トラクションギアボックスから生首を取り除かなければならない人々...

誰も怖がらせるつもりはありませんが、これが真実です。血と膨大な物質的損害で書かれた真実です。したがって、電車のブレーキは見た目ほど単純ではありません。

合計

この記事では補助ブレーキバルブの動作については考慮しません。理由は 2 つあります。まず、この記事は専門用語とドライエンジニアリングで飽和しすぎており、ポピュラーサイエンスの枠組みにほとんど当てはまりません。次に、KVT の動作を考慮するには、機関車のブレーキの空気圧回路の微妙な違いを説明する必要があります。これについては別の議論のトピックとします。

この記事で読者に迷信的な恐怖を植え付けられれば幸いです...いいえ、いいえ、もちろん冗談です。冗談はさておき、鉄道ブレーキシステムは相互接続された非常に複雑な装置の複合体であり、その設計は車両の迅速かつ安全な制御を目的としていることが明らかになったと思います。さらに、ブレーキバルブをいじって機関車乗務員をからかいたいという気持ちを思いとどまらせていただければ幸いです。少なくとも誰かにとっては…

コメントでサプサンについて教えてほしいと頼まれました。 「ハヤブサ」があり、それは非常に微妙な詳細を含む、独立した、優れた大きな記事になる予定です。この電車は私の人生において、短いながらも非常に創造的な時期を与えてくれたので、ぜひこの電車について話したいと思います。必ず約束を果たします。

以下の方々および団体に感謝の意を表したいと思います。

1. EP20 キャビンの写真素材用 Roman Biryukov (ロミチ ロシア鉄道)
2. サイト www.pomogala.ru — リソースから取得した図の場合
3. もう一度ローマ・ビリュコフとセルゲイ・アヴドニンにブレーキ操作の微妙な側面についてアドバイスを求めた

親愛なる友人たち、また会いましょう！

出所： habr.com