Го гледам тоа прво, на јавноста и се допадна историскиот дел од мојата приказна и затоа не е грев да се продолжи.

Возови со голема брзина како TGV повеќе не се потпираат на сопирање на воздухот

Денес ќе зборуваме за модерноста, имено, какви пристапи за создавање системи за сопирање на возен парк се користат во 21 век, кој буквално влегува во третата деценија за само еден месец.

1. Класификација на сопирачките на возен парк

Врз основа на физичкиот принцип на создавање сила на сопирање, сите железнички сопирачки можат да се поделат на два главни типа: триење, користејќи сила на триење и динамичен, користејќи влечен погон за да се создаде вртежен момент за сопирање.

Сопирачките за триење вклучуваат сопирачки за чевли од сите дизајни, вклучително и диск сопирачки, како и магнетна железничка сопирачка, кој се користи во брз транспорт на долги дестинации, главно во Западна Европа. На патеката 1520, овој тип на сопирачки се користеше исклучиво на електричниот воз ER200. Што се однесува до истиот Сапсан, Руските железници одбија да користат магнетна шинска кочница на него, иако прототипот на овој електричен воз, германскиот ICE3, е опремен со таква сопирачка.

Воз ICE3 со кочница со магнетна шина

Сапсан воз количка

До динамична, поточно електродинамички сопирачки ги вклучува сите сопирачки, чие дејство се заснова на префрлање на влечните мотори во режим на генератор (регенеративни и реостатска сопирачка), како и сопирање опозиција

Со регенеративните и реостатските сопирачки сè е релативно јасно - моторите се префрлаат на режим на генератор на еден или друг начин, а во случај на закрепнување тие ослободуваат енергија во контактната мрежа, а во случај на реостат, генерираната енергија е изгорени на специјални отпорници. Двете сопирачки се користат и на возови со влечна локомотива и на повеќе единици на возен парк, каде што електродинамичната сопирачка е главната работна сопирачка, поради големиот број влечни мотори распоредени низ возот. Единствениот недостаток на електродинамичкото сопирање (EDB) е неможноста за сопирање до целосно запирање. Кога ефикасноста на EDT се намалува, тој автоматски се заменува со пневматска сопирачка за триење.

Што се однесува до контра-сопирањето, тоа обезбедува сопирање до целосно запирање, бидејќи се состои во враќање на влечниот мотор додека се движите. Сепак, овој режим, во повеќето случаи, е итен режим - неговата нормална употреба е полн со оштетување на влечниот погон. Ако земеме, на пример, мотор со комутатор, тогаш кога се менува поларитетот на напонот што му се испорачува, задниот EMF што се појавува во ротирачкиот мотор не се одзема од напонот за напојување, туку се додава на него - тркалата се ротираат и ротирајте во иста насока како во режимот на влечење! Ова доведува до зголемување на струјата како лавина, а најдоброто што може да се случи е да работат електричните заштитни уреди.

Поради оваа причина, на локомотивите и електричните возови се преземаат сите мерки за да се спречи движењето на моторите во рикверц при движење. Рачката за рикверц се заклучува механички кога контролорот на возачот е во трчање. И кај истите возила Сапсан и Ласточка, вртењето на прекинувачот за рикверц при брзина над 5 km/h ќе доведе до итно итно сопирање.

Сепак, некои домашни локомотиви, на пример електричната локомотива VL65, користат обратно сопирање како стандарден режим при мали брзини.

Обратно сопирање е стандарден режим на сопирање обезбеден од контролниот систем на електричната локомотива VL65

Мора да се каже дека и покрај високата ефикасност на електродинамичкото сопирање, секој воз, нагласувам, секогаш е опремен со автоматска пневматска сопирачка, односно активирана со ослободување на воздухот од линијата на сопирачките. И во Русија и во целиот свет, старите добри сопирачки за триење стојат на стража над безбедноста во сообраќајот.

Според нивната функционална намена, сопирачките од типот на триење се поделени на

1. Паркинг, рачен или автоматски
2. Воз - пневматски (PT) или електро-пневматски (EPT) сопирачки, инсталирани на секоја единица на возен парк на возот и контролирани централно од кабината на возачот
3. Локомотива - пневматски сопирачки со директно дејство дизајнирани да ја забават локомотивата без да го забавуваат возот. Тие се управуваат одделно од возовите.

2. Паркирна сопирачка

Рачната сопирачка со механички погон не исчезна од возниот парк, таа е инсталирана и на локомотиви и на автомобили - туку што ја промени својата специјалност, имено, се претвори во сопирачка за паркирање, што овозможува да се спречи спонтано движење на возен парк во случај на истекување на воздух од неговиот пневматски систем. Црвеното тркало, слично на тркалото на бродот, е погон на рачна сопирачка, една од неговите варијанти.

Рачна сопирачка волан во кабината на електричната локомотива VL60pk

Рачна сопирачка во предворјето на патнички автомобил

Рачна сопирачка на модерен товарен вагон

Рачната сопирачка, користејќи механички погон, ги притиска истите влошки на тркалата што се користат при нормално сопирање.

На современиот возен парк, особено на електричните возови EVS1/EVS2 „Sapsan“, ES1 „Lastochka“, како и на електричната локомотива EP20, рачната сопирачка е автоматска, а влошките се притиснати на дискот на сопирачката. пролетни енергетски акумулатори. Некои од механизмите за штипка што ги притискаат влошките на дисковите на сопирачките се опремени со моќни пружини, толку моќни што ослободувањето го врши пневматски погон со притисок од 0,5 MPa. Пневматскиот погон, во овој случај, се спротивставува на пружините што ги притискаат влошките. Оваа рачна сопирачка се контролира со копчиња на возачката конзола.

Копчиња за контрола на рачната сопирачка (SPT) на електричниот воз ES1 „Ласточка“

Дизајнот на оваа сопирачка е сличен на оној што се користи кај моќните камиони. Но, како главна кочница на возовите, таков систем целосно несоодветни, и зошто, детално ќе објаснам по приказната за работата на сопирачките на возот.

3. Пневматски сопирачки од типот на камион

Секој товарен вагон е опремен со следниот сет на опрема за сопирање

Опрема за сопирање на товарен вагон: 1 - црево за поврзување на сопирачките; 2 - крајниот вентил; 3 - стоп вентил; 5 - колектор за прашина; 6, 7, 9 — состојба на модулите на дистрибутерот на воздух. бр.483; 8 - вентил за исклучување; VR - дистрибутер на воздух; ТМ - линија на сопирачките; ZR - резервен резервоар; ТЦ - цилиндар за сопирачки; AR - автоматски режим на товар


Линија за сопирачки (TM) - цевка со дијаметар од 1,25" што се протега по целиот автомобил, на краевите е опремена со крајни вентили, за да ја исклучите линијата на сопирачките кога го одврзувате автомобилот пред да ги исклучите флексибилните црева за поврзување. Во линијата на сопирачките, во нормален режим, т.н полнач притисокот е 0,50 - 0,54 MPa, така што исклучувањето на цревата без исклучување на крајните вентили е сомнителна задача, која буквално може да ви ја одземе главата.

Доводот на воздух директно доставен до цилиндрите на сопирачките се складира во резервен резервоар (ZR), чиј волумен во повеќето случаи е 78 литри. Притисокот во резервниот резервоар е точно еднаков на притисокот во линијата на сопирачките. Но, не, тоа не е 0,50 - 0,54 MPa. Факт е дека таков притисок ќе биде во линијата на сопирачките на локомотивата. И колку подалеку од локомотивата, толку е помал притисокот во линијата на сопирачките, бидејќи неминовно има протекување што доведува до протекување на воздух. Така, притисокот во линијата на сопирачките на последниот вагон во возот ќе биде малку помал од оној за полнење.

Цилиндар за сопирање, а кај повеќето автомобили има само еден; кога се полни од резервен резервоар, преку менувачот на рачката на сопирачките ги притиска сите влошки на автомобилот до тркалата. Волуменот на цилиндерот на сопирачката е околу 8 литри, така што при целосно сопирање во него се воспоставува притисок не поголем од 0,4 MPa. Притисокот во резервниот резервоар исто така се намалува до истата вредност.

Главниот „актер“ во овој систем е дистрибутер на воздух. Овој уред реагира на промени во притисокот во линијата на сопирачките, изведувајќи една или друга операција во зависност од насоката и брзината на промена на овој притисок.

Кога притисокот во линијата на сопирачките се намалува, се случува сопирање. Но, не со какво било намалување на притисокот - намалувањето на притисокот мора да се случи со одредена брзина, т.н стапка на работно сопирање. Ова темпо е обезбедено возачки кран во кабината на локомотивата и се движи од 0,01 до 0,04 MPa во секунда. Кога притисокот се намалува со побавно темпо, сопирањето не се случува. Ова е направено така што сопирачките не работат во случај на стандардно истекување од линијата на сопирачките, а исто така не работат кога ќе се елиминира притисокот од преполнување, за што ќе зборуваме подоцна.

Кога дистрибутерот на воздухот е активиран за сопирање, врши дополнително празнење на линијата на сопирачките со брзина на услуга од 0,05 MPa. Ова е направено со цел да се обезбеди постојано намалување на притисокот по целата должина на возот. Ако не се направи дополнително детант, тогаш последните вагони од долгиот воз може воопшто да не се успорат. Се врши дополнително празнење на линијата на сопирачките сите модерни дистрибутери на воздух, вклучително и патнички.

Кога е активирано сопирањето, дистрибутерот на воздухот го исклучува резервоарот за резерва од линијата на сопирачките и го поврзува со цилиндерот на сопирачката. Се полни цилиндерот на сопирачката. Тоа се случува точно додека трае падот на притисокот во линијата на сопирачките. Кога ќе престане намалувањето на притисокот во течноста за сопирачките, полнењето на цилиндерот за сопирачките престанува. Режимот доаѓа рекровен покрив. Притисокот вграден во цилиндерот на сопирачките зависи од два фактори:

1. длабочината на празнење на линијата на сопирачките, односно големината на падот на притисокот во неа во однос на полнењето
2. режим на работа на дистрибутер на воздух

Дистрибутерот на карго воздух има три режими на работа: натоварен (L), среден (C) и празен (E). Овие режими се разликуваат по максималниот притисок добиен во цилиндрите на сопирачките. Префрлувањето помеѓу режимите се врши рачно со вртење на специјална рачка за режим.

Да резимираме, зависноста на притисокот во цилиндерот на сопирачките од длабочината на празнење на линијата на сопирачките со дистрибутер 483-воздух во различни режими изгледа вака

Недостаток на користење на прекинувач за режим е тоа што операторот на автомобилот мора да оди по целиот воз, да се качи под секој вагон и да го префрли прекинувачот за режим на саканата положба. Според гласините кои доаѓаат од операцијата, ова не се прави секогаш. Преголемото полнење на цилиндрите на сопирачките на празен автомобил е полн со лизгање, намалена ефикасност на сопирањето и оштетување на комплетите на тркалата. Да се ​​надмине оваа состојба на товарните автомобили, т.н. т.н. автоматски режим (AR), кој, механички одредувајќи ја масата на автомобилот, непречено го регулира максималниот притисок во цилиндерот на сопирачката. Ако автомобилот е опремен со автоматски режим, тогаш прекинувачот за режим на VR е поставен на позицијата „вчитана“.

Сопирањето обично се изведува во фази. Минималното ниво на празнење на линијата на сопирачките за BP483 ќе биде 0,06 - 0,08 MPa. Во овој случај, во цилиндрите на сопирачките се воспоставува притисок од 0,1 MPa. Во овој случај, возачот го става вентилот во положба на преклопување, во која притисокот поставен по сопирањето се одржува во линијата на сопирачките. Ако ефикасноста на сопирање од една фаза е недоволна, се изведува следната фаза. Во овој случај, на дистрибутерот на воздухот не му е грижа со која брзина се случува празнењето - кога притисокот се намалува по која било брзина, цилиндрите на сопирачките се полнат пропорционално на количината на намалување на притисокот.

Целосното ослободување на сопирачката (целосно празнење на цилиндрите на сопирачките на целиот воз) се врши со зголемување на притисокот во линијата на сопирачките над притисокот на полнење. Покрај тоа, на товарните возови, притисокот во ТМ е значително зголемен над оној за полнење, така што бранот на зголемен притисок допира до последните вагони. Целосното отпуштање на сопирачките на товарен воз е долг процес и може да потрае до една минута.

BP483 има два режими на одмор: рамен и планински. Во рамен режим, кога притисокот во линијата на сопирачките се зголемува, се случува целосно, без чекори ослободување. Во планинскиот режим, можно е етапно ослободување на сопирачките, што значи дека цилиндрите на сопирачките не се целосно испразнети. Овој режим се користи при возење по сложен профил со големи падини.

Воздушниот дистрибутер 483 е генерално многу интересен уред. Детална анализа на неговата структура и работа е тема за посебна голема статија. Овде ги разгледавме општите принципи на работа на товарната сопирачка.

3. Патнички тип на воздушни сопирачки

Опрема за сопирање на патнички автомобил: 1 - приклучно црево; 2 - крајниот вентил; 3, 5 — приклучни кутии за електропневматската линија на сопирачките; 4 - стоп вентил; 6 — цевка со електро-пневматски жици на сопирачките; 7 — изолирана суспензија на поврзувачкиот чаур; 8 - колекционер на прашина; 9 — излез до дистрибутерот на воздух; 10 - исклучување на вентилот; 11 — работна комора на електродистрибутер на воздух; ТМ - линија на сопирачките; VR - дистрибутер на воздух; EVR - електричен дистрибутер на воздух; TC - цилиндар на сопирачките; ZR - резервен резервоар

Голема количина опрема веднаш ви го привлекува вниманието, почнувајќи од фактот дека веќе има три вентили за запирање (по еден во секое предворје и еден во одделот на проводникот), завршувајќи со фактот дека домашните патнички автомобили се опремени и со пневматски и со Електро-пневматска сопирачка (ЕПТ).

Внимателниот читател веднаш ќе го забележи главниот недостаток на пневматската контрола на сопирачките - конечната брзина на ширење на бранот на сопирање, ограничена погоре со брзината на звукот. Во пракса, оваа брзина е помала и изнесува 280 m/s за време на сопирањето на услугите, а 300 m/s за време на сопирањето на итни случаи. Покрај тоа, оваа брзина силно зависи од температурата на воздухот и во зима, на пример, таа е помала. Затоа, вечниот придружник на пневматските сопирачки е нерамномерност на нивното работење во составот.

Нерамномерното работење доведува до две работи - појава на значајни надолжни реакции во возот, како и зголемување на растојанието за сопирање. Првиот не е толку типичен за патнички возови, иако контејнерите со чај и други пијалоци кои потскокнуваат на масата во купето нема да му угодат на никого. Зголемувањето на растојанието за сопирање е сериозен проблем, особено во патничкиот сообраќај.

Покрај тоа, дистрибутерот на домашниот патнички воздух е како стариот стандард. бр.292, а новата состојба. бр. 242 (од кои, патем, ги има сè повеќе во возниот парк на патнички автомобили), и двата уреди се директни потомци на истиот тој троен вентил на Вестингхаус и работат на разликата помеѓу два притисоци - во линијата на сопирачките и резервоарот за резерва. Тие се разликуваат од троен вентил со присуство на режим на преклопување, односно можност за засилено сопирање; присуство на дополнително празнење на линијата на сопирачките за време на сопирањето; присуство на забрзувач за итно сопирање во дизајнот. Овие дистрибутери на воздух не обезбедуваат постепено ослободување - тие веднаш обезбедуваат целосно ослободување штом притисокот во линијата на сопирачките го надмине притисокот во резервниот резервоар воспоставен таму по сопирањето. И скалестото ослободување е многу корисно при прилагодување на сопирањето за точно стопирање на платформата за слетување.

Двата проблема - нерамномерна работа на сопирачките и недостатокот на отпуштање на чекорот, на патеката од 1520 mm се решаваат со инсталирање на електрично контролиран дистрибутер на воздух на болидите - електричен дистрибутер на воздух (ЕВР), Арб. Бр. 305.

Домашна EPT - електро-пневматска сопирачка - директно дејство, неавтоматска. На патнички возови со влечна локомотива, EPT работи на коло со две жици.

Блок дијаграм на двожичен EPT: 1 - контролен контролер на дигалката на возачот; 2 - батерија; 3 - конвертор на статичка моќност; 4 — панел на контролни светилки; 5 — контролна единица; 6 — терминален блок; 7 — поврзувачки глави на ракавите; 8 — изолирана суспензија; 9 - полупроводнички вентил; 10 - електромагнетен вентил за ослободување; 11 - електромагнетниот вентил на сопирачката.

По должината на целиот воз се протегаат две жици: бр. 1 и бр. 2 на сликата. На опашката кола, овие жици се електрично поврзани едни со други и наизменична струја со фреквенција од 625 Hz се пренесува низ добиената јамка. Ова е направено за да се следи интегритетот на контролната линија EPT. Ако жицата се скрши, колото на наизменична струја е прекинато, возачот добива сигнал во форма на предупредувачка светилка „О“ (одмор) што се гаси во кабината.

Контролата се врши со директна струја со различен поларитет. Во овој случај, жицата со нула потенцијал се шините. Кога се применува позитивен (во однос на шините) напон на жицата EPT, се активираат двата електромагнетни вентили инсталирани во електричниот дистрибутер на воздух: вентилот за ослободување (OV) и вентилот на сопирачката (ТВ). Првиот од нив ја изолира работната комора (WC) на електричниот дистрибутер на воздух од атмосферата, вториот ја полни од резервен резервоар. Следно, стапува во игра прекинувачот за притисок инсталиран во EVR, кој работи на разликата во притисокот во работната комора и цилиндерот на сопирачката. Кога притисокот во RC го надминува притисокот во TC, вториот се полни со воздух од резервниот резервоар, до притисокот што бил акумулиран во работната комора.

Кога се нанесува негативен потенцијал на жицата, вентилот на сопирачката се исклучува, бидејќи струјата до неа е отсечена од диодата. Само вентилот за ослободување, кој го одржува притисокот во работната комора, останува активен. Така се реализира положбата на таванот.

Кога ќе се отстрани напонот, вентилот за ослободување ја губи моќта и ја отвора работната комора кон атмосферата. Кога притисокот во работната комора се намалува, прекинувачот за притисок ослободува воздух од цилиндрите на сопирачките. Ако, по краток одмор, вентилот на возачот се врати во положба за исклучување, падот на притисокот во работната комора ќе престане, а испуштањето воздух од цилиндерот на сопирачката исто така ќе престане. На овој начин се постигнува можноста за ослободување на сопирачките.

Што се случува ако жицата се скрши? Така е - EPT ќе излезе. Затоа, оваа сопирачка (на домашен возен парк) не е автоматска. Ако EPT не успее, возачот има можност да се префрли на пневматска контрола на сопирачките.

EPT се карактеризира со истовремено полнење на цилиндрите на сопирачките и нивно празнење низ возот. Стапката на полнење и празнење е доста висока - 0,1 MPa во секунда. EPT е неисцрпна сопирачка, бидејќи за време на неговата работа, конвенционалниот дистрибутер на воздух е во режим на ослободување и ги напојува резервните резервоари од линијата на сопирачките, кои пак се напојуваат со славината на возачот на локомотивата од главните резервоари. Затоа, EPT може да се сопира на која било фреквенција потребна за оперативна контрола на сопирачките. Можноста за ослободување на чекор ви овозможува да ја контролирате брзината на возот многу прецизно и непречено.

Пневматската контрола на сопирачките на патнички воз не се разликува многу од товарната сопирачка. Има разлика во методите на контрола, на пример, воздушната сопирачка се ослободува до притисокот на полнење, без да се прецени. Општо земено, прекумерното преценување на притисокот во линијата за сопирање на патнички воз е полн со проблеми, затоа, кога EPT е целосно ослободен, притисокот во линијата на сопирачките се зголемува за максимум 0,02 MPa над вредноста на поставеното полнење притисок.

Минималната длабочина на празнење на тешкиот метал при сопирање на сопирачката на патникот е 0,04 - 0,05 MPa, додека во цилиндрите на сопирачките се создава притисок од 0,1 - 0,15 MPa. Максималниот притисок во цилиндерот на сопирачките на патнички автомобил е ограничен со волуменот на резервниот резервоар и обично не надминува 0,4 MPa.

Заклучок

Сега ќе се осврнам на некои коментатори кои се изненадени (и според мене дури и револтирани, но не можам да кажам) од сложеноста на сопирачката на возот. Коментарите сугерираат користење кола за автомобил со батерии за складирање енергија. Се разбира, од софа или компјутерско столче во канцеларија, преку прозорец на прелистувачот, многу проблеми се повидливи и нивните решенија се поочигледни, но дозволете ми да забележам дека повеќето технички одлуки донесени во реалниот свет имаат јасно оправдување.

Како што веќе беше споменато, главниот проблем на пневматската сопирачка на воз е конечната брзина на движење на падот на притисокот по долгата (до 1,5 км во воз од 100 вагони) цевка на сопирачката линија - бранот на сопирачките. За да се забрза овој бран на сопирање, потребно е дополнително празнење од дистрибутерот на воздухот. Нема да има дистрибутер на воздух, а нема да има дополнително празнење. Односно, сопирачките на енергетските акумулатори очигледно ќе бидат значително полоши во однос на униформноста на работењето, што нè враќа во времето на Вестингхаус. Товарниот воз не е камион, има различни скали, а со тоа и различни принципи за контролирање на сопирачките. Сигурен сум дека ова не е само така, и не случајно правецот на светската наука за кочење тргна по патот што не доведе до ваква градба. Точка.

Оваа статија е еден вид преглед на системите за сопирање кои постојат на современиот возен парк. Понатаму, во други написи во оваа серија, подетално ќе живеам на секоја од нив. Willе научиме кои уреди се користат за контрола на сопирачките и како се дизајнирани дистрибутерите на воздухот. Ајде да ги разгледаме подетално прашањата за регенеративно и реостатичко сопирање. И, се разбира, да ги разгледаме сопирачките на возила со голема брзина. Се гледаме повторно и ви благодариме за вниманието!

P.S.: Пријатели! Би сакал да кажам посебна благодарност за масата на лични пораки што укажуваат на грешки и типови во статијата. Да, јас сум грешник кој не е пријателски расположен со рускиот јазик и се меша со клучевите. Се обидов да ги поправам вашите коментари.

Извор: www.habr.com