saya nampak itu pertama, orang ramai menyukai bahagian sejarah cerita saya, dan oleh itu tidak berdosa untuk meneruskan.

Kereta api berkelajuan tinggi seperti TGV tidak lagi bergantung pada brek udara

Hari ini kita akan bercakap tentang kemodenan, iaitu pendekatan untuk mencipta sistem brek untuk rolling stock yang digunakan pada abad ke-XNUMX, yang secara literal memasuki dekad ketiga dalam masa sebulan sahaja.

1. Klasifikasi brek rolling stock

Berdasarkan prinsip fizikal mencipta daya brek, semua brek kereta api boleh dibahagikan kepada dua jenis utama: geseran, menggunakan daya geseran, dan dinamik, menggunakan pemacu daya tarikan untuk mencipta tork brek.

Brek geseran termasuk brek kasut untuk semua reka bentuk, termasuk brek cakera, serta brek rel magnetik, yang digunakan dalam pengangkutan jarak jauh berkelajuan tinggi, terutamanya di Eropah Barat. Di landasan 1520, brek jenis ini digunakan secara eksklusif pada kereta api elektrik ER200. Bagi Sapsan yang sama, Keretapi Rusia enggan menggunakan brek rel magnetik di atasnya, walaupun prototaip kereta api elektrik ini, ICE3 Jerman, dilengkapi dengan brek sedemikian.

Bogie kereta api ICE3 dengan brek rel magnetik

Troli kereta api Sapsan

Untuk dinamik, atau sebaliknya brek elektrodinamik termasuk semua brek, tindakan yang berdasarkan pemindahan motor daya tarikan ke mod penjana (regeneratif и brek rheostat), serta brek pembangkang

Dengan brek regeneratif dan rheostatik, semuanya agak jelas - enjin ditukar kepada mod penjana dalam satu cara atau yang lain, dan dalam kes pemulihan mereka melepaskan tenaga ke dalam rangkaian kenalan, dan dalam kes rheostat, tenaga yang dijana adalah dibakar pada perintang khas. Kedua-dua brek digunakan pada kedua-dua kereta api dengan daya tarikan lokomotif dan pada stok rolling berbilang unit, di mana brek elektrodinamik adalah brek perkhidmatan utama, disebabkan oleh bilangan besar motor daya tarikan yang diedarkan di seluruh kereta api. Satu-satunya kelemahan brek elektrodinamik (EDB) ialah ketidakmungkinan brek berhenti sepenuhnya. Apabila kecekapan EDT berkurangan, ia secara automatik digantikan dengan brek geseran pneumatik.

Bagi brek balas, ia menyediakan brek untuk berhenti sepenuhnya, kerana ia terdiri daripada menterbalikkan motor cengkaman semasa bergerak. Walau bagaimanapun, mod ini, dalam kebanyakan kes, adalah mod kecemasan - penggunaan biasanya penuh dengan kerosakan pada pemacu daya tarikan. Jika kita mengambil, sebagai contoh, motor komutator, maka apabila kekutuban voltan yang dibekalkan kepadanya berubah, EMF belakang yang timbul dalam motor berputar tidak ditolak daripada voltan bekalan tetapi ditambah kepadanya - roda kedua-duanya berputar dan putar ke arah yang sama seperti dalam mod daya tarikan! Ini membawa kepada peningkatan arus seperti runtuhan salji, dan perkara terbaik yang boleh berlaku ialah peranti perlindungan elektrik akan beroperasi.

Atas sebab ini, pada lokomotif dan kereta api elektrik, semua langkah diambil untuk mengelakkan enjin daripada berundur semasa bergerak. Pemegang undur dikunci secara mekanikal apabila pengawal pemandu berada dalam kedudukan berjalan. Dan pada kenderaan Sapsan dan Lastochka yang sama, memutar suis undur pada kelajuan melebihi 5 km/j akan membawa kepada brek kecemasan serta-merta.

Walau bagaimanapun, beberapa lokomotif domestik, contohnya lokomotif elektrik VL65, menggunakan brek undur sebagai mod standard pada kelajuan rendah.

Brek undur ialah mod brek standard yang disediakan oleh sistem kawalan pada lokomotif elektrik VL65

Perlu dikatakan bahawa walaupun kecekapan brek elektrodinamik yang tinggi, mana-mana kereta api, saya tekankan, sentiasa dilengkapi dengan brek pneumatik automatik, iaitu, diaktifkan dengan melepaskan udara dari garisan brek. Di Rusia dan di seluruh dunia, brek kasut geseran lama yang baik menjaga keselamatan lalu lintas.

Mengikut tujuan fungsinya, brek jenis geseran dibahagikan kepada

1. Tempat letak kereta, manual atau automatik
2. Kereta api - brek pneumatik (PT) atau elektro-pneumatik (EPT), dipasang pada setiap unit rolling stock pada kereta api dan dikawal secara berpusat dari teksi pemandu
3. Lokomotif - brek bertindak terus pneumatik direka untuk memperlahankan lokomotif tanpa memperlahankan kereta api. Mereka diuruskan secara berasingan daripada kereta api.

2. Brek parkir

Brek manual dengan pemacu mekanikal tidak hilang dari stok rolling; ia dipasang pada kedua-dua lokomotif dan kereta - ia hanya menukar keistimewaannya, iaitu, ia bertukar menjadi brek letak kereta, yang memungkinkan untuk mengelakkan pergerakan spontan rolling. stok sekiranya udara keluar dari sistem pneumatiknya. Roda merah, sama dengan roda kapal, adalah pemacu brek tangan, salah satu variannya.

Stereng brek tangan di dalam kabin lokomotif elektrik VL60pk

Brek tangan di ruang depan kereta penumpang

Brek tangan pada kereta kargo moden

Brek tangan, menggunakan pemacu mekanikal, menekan pad yang sama pada roda yang digunakan semasa brek biasa.

Pada kereta api moden, khususnya pada kereta api elektrik EVS1/EVS2 "Sapsan", ES1 "Lastochka", serta pada lokomotif elektrik EP20, brek letak kereta adalah automatik dan pad ditekan pada cakera brek. penumpuk tenaga spring. Beberapa mekanisme penyepit yang menekan pad pada cakera brek dilengkapi dengan spring yang kuat, sangat kuat sehingga pelepasan dilakukan oleh pemacu pneumatik dengan tekanan 0,5 MPa. Pemacu pneumatik, dalam kes ini, menentang mata air yang menekan pad. Brek letak kereta ini dikawal oleh butang pada konsol pemandu.

Butang untuk mengawal brek spring letak kereta (SPT) pada kereta api elektrik ES1 "Lastochka"

Reka bentuk brek ini serupa dengan yang digunakan pada trak berkuasa. Tetapi sebagai brek utama pada kereta api, sistem sedemikian tidak sesuai sama sekali, dan kenapa, saya akan terangkan secara terperinci selepas cerita tentang operasi brek udara kereta api.

3. Brek pneumatik jenis trak

Setiap kereta kargo dilengkapi dengan set peralatan brek berikut

Peralatan brek kereta barang: 1 - hos penyambung brek; 2 - injap hujung; 3 - injap berhenti; 5 - pengumpul habuk; 6, 7, 9 — keadaan modul pengedar udara. No. 483; 8 - injap putus; VR - pengedar udara; TM - garis brek; ZR - tangki simpanan; TC - silinder brek; AR - mod auto kargo


Garis brek (TM) - paip dengan diameter 1,25" berjalan di sepanjang keseluruhan kereta, di hujungnya dilengkapi dengan injap hujung, untuk memutuskan talian brek apabila membuka gandingan kereta sebelum memutuskan sambungan hos penyambung fleksibel. Dalam talian brek, dalam mod biasa, apa yang dipanggil зарядное tekanan ialah 0,50 - 0,54 MPa, jadi mencabut hos tanpa menutup injap hujung adalah tugas yang meragukan, yang benar-benar boleh menghilangkan kepala anda.

Bekalan udara yang dibekalkan terus ke silinder brek disimpan di dalam tangki simpanan (ZR), isipadu yang dalam kebanyakan kes ialah 78 liter. Tekanan dalam takungan simpanan betul-betul sama dengan tekanan dalam talian brek. Tetapi tidak, ia bukan 0,50 - 0,54 MPa. Hakikatnya ialah tekanan sedemikian akan berada di garisan brek pada lokomotif. Dan semakin jauh dari lokomotif, semakin rendah tekanan dalam talian brek, kerana ia pasti mempunyai kebocoran yang membawa kepada kebocoran udara. Jadi tekanan dalam talian brek kereta terakhir di dalam kereta api akan menjadi kurang sedikit daripada yang sedang dicas.

Silinder brek, dan pada kebanyakan kereta hanya ada satu; apabila ia diisi dari tangki ganti, melalui transmisi tuil brek ia menekan semua pad pada kereta ke roda. Isipadu silinder brek adalah kira-kira 8 liter, jadi semasa brek penuh, tekanan tidak lebih daripada 0,4 MPa ditubuhkan di dalamnya. Tekanan dalam tangki simpanan juga berkurangan kepada nilai yang sama.

"Pelakon" utama dalam sistem ini ialah pengedar udara. Peranti ini bertindak balas terhadap perubahan tekanan dalam talian brek, melakukan satu atau operasi lain bergantung pada arah dan kadar perubahan tekanan ini.

Apabila tekanan dalam talian brek berkurangan, brek berlaku. Tetapi tidak dengan sebarang penurunan tekanan - penurunan tekanan mesti berlaku pada kadar tertentu, dipanggil kadar brek perkhidmatan. Kadar ini dipastikan kren pemandu dalam kabin lokomotif dan berkisar antara 0,01 hingga 0,04 MPa sesaat. Apabila tekanan berkurangan pada kadar yang lebih perlahan, brek tidak berlaku. Ini dilakukan supaya brek tidak beroperasi sekiranya berlaku kebocoran standard dari talian brek, dan juga tidak beroperasi apabila tekanan pengecasan berlebihan dihapuskan, yang akan kita bincangkan kemudian.

Apabila pengedar udara diaktifkan untuk brek, ia melakukan pelepasan tambahan talian brek pada kadar servis 0,05 MPa. Ini dilakukan untuk memastikan penurunan tekanan yang stabil di sepanjang keseluruhan kereta api. Jika detente tambahan tidak dilakukan, maka kereta terakhir kereta api yang panjang mungkin tidak diperlahankan sama sekali. Pelepasan tambahan garisan brek dilakukan semua pengedar udara moden, termasuk yang penumpang.

Apabila brek diaktifkan, pengedar udara memutuskan sambungan takungan simpanan dari talian brek dan menyambungkannya ke silinder brek. Silinder brek sedang diisi. Ia berlaku tepat selagi penurunan tekanan dalam talian brek berterusan. Apabila pengurangan tekanan dalam cecair brek berhenti, mengisi silinder brek berhenti. Rejim akan datang ubah semula. Tekanan yang dibina ke dalam silinder brek bergantung kepada dua faktor:

1. kedalaman pelepasan garis brek, iaitu, magnitud penurunan tekanan di dalamnya berbanding dengan pengecasan
2. mod operasi pengedar udara

Pengedar udara kargo mempunyai tiga mod operasi: dimuatkan (L), sederhana (C) dan kosong (E). Mod ini berbeza dalam tekanan maksimum yang diperoleh ke dalam silinder brek. Bertukar antara mod dilakukan secara manual dengan memutarkan pemegang mod khas.

Untuk meringkaskan, pergantungan tekanan dalam silinder brek pada kedalaman pelepasan saluran brek dengan pengedar 483-udara dalam pelbagai mod kelihatan seperti ini

Kelemahan menggunakan suis mod ialah pengendali kereta mesti berjalan di sepanjang keseluruhan kereta api, memanjat di bawah setiap kereta dan menukar suis mod ke kedudukan yang dikehendaki. Menurut khabar angin yang datang dari operasi itu, ini tidak selalu dilakukan. Pengisian silinder brek yang berlebihan pada kereta kosong penuh dengan tergelincir, kecekapan brek berkurangan dan kerosakan pada set roda. Untuk mengatasi keadaan ini pada kereta barang, apa yang dipanggil apa yang dipanggil mod auto (AR), yang secara mekanikal menentukan jisim kereta, dengan lancar mengawal tekanan maksimum dalam silinder brek. Jika kereta dilengkapi dengan mod auto, maka suis mod pada VR ditetapkan ke kedudukan "dimuatkan".

Brek biasanya dilakukan secara berperingkat. Tahap minimum pelepasan talian brek untuk BP483 ialah 0,06 - 0,08 MPa. Dalam kes ini, tekanan 0,1 MPa ditetapkan dalam silinder brek. Dalam kes ini, pemandu meletakkan injap dalam kedudukan bertindih, di mana set tekanan selepas brek dikekalkan dalam talian brek. Jika kecekapan brek dari satu peringkat tidak mencukupi, peringkat seterusnya dilakukan. Dalam kes ini, pengedar udara tidak peduli pada kadar pelepasan berlaku - apabila tekanan berkurangan pada sebarang kadar, silinder brek diisi mengikut kadar penurunan tekanan.

Pelepasan brek lengkap (pengosongan sepenuhnya silinder brek pada keseluruhan kereta api) dilakukan dengan meningkatkan tekanan dalam talian brek melebihi tekanan pengecasan. Lebih-lebih lagi, pada kereta api kargo, tekanan dalam TM meningkat dengan ketara melebihi pengecasan, supaya gelombang tekanan meningkat mencapai kereta terakhir. Melepaskan brek sepenuhnya pada kereta api barang adalah proses yang panjang dan boleh mengambil masa sehingga seminit.

BP483 mempunyai dua mod percutian: rata dan gunung. Dalam mod rata, apabila tekanan dalam talian brek meningkat, pelepasan tanpa langkah yang lengkap berlaku. Dalam mod gunung, adalah mungkin untuk melepaskan brek secara berperingkat, yang bermaksud bahawa silinder brek tidak dikosongkan sepenuhnya. Mod ini digunakan semasa memandu di sepanjang profil kompleks dengan cerun yang besar.

Pengedar udara 483 secara amnya merupakan peranti yang sangat menarik. Analisis terperinci tentang struktur dan operasinya ialah topik untuk artikel besar yang berasingan. Di sini kita melihat prinsip umum operasi brek kargo.

3. Brek udara jenis penumpang

Peralatan brek kereta penumpang: 1 - hos penyambung; 2 - injap hujung; 3, 5 — kotak penyambung untuk talian brek elektro-pneumatik; 4 - injap berhenti; 6 — tiub dengan pendawaian brek elektro-pneumatik; 7 - penggantungan terlindung lengan penyambung; 8 - pengumpul habuk; 9 — saluran keluar ke pengedar udara; 10 - injap putus; 11 — ruang kerja pengedar udara elektrik; TM - garis brek; VR - pengedar udara; EVR - pengedar udara elektrik; TC - silinder brek; ZR - tangki ganti

Sejumlah besar peralatan segera menarik perhatian anda, bermula dengan fakta bahawa sudah ada tiga injap henti (satu di setiap ruang depan, dan satu di petak konduktor), berakhir dengan fakta bahawa kereta penumpang domestik dilengkapi dengan kedua-dua pneumatik dan brek elektro-pneumatik (EPT).

Pembaca yang penuh perhatian akan segera melihat kelemahan utama kawalan brek pneumatik - kelajuan akhir perambatan gelombang brek, dihadkan di atas oleh kelajuan bunyi. Dalam amalan, kelajuan ini lebih rendah dan berjumlah 280 m/s semasa brek servis, dan 300 m/s semasa brek kecemasan. Di samping itu, kelajuan ini sangat bergantung pada suhu udara dan pada musim sejuk, sebagai contoh, ia lebih rendah. Oleh itu, pendamping kekal brek pneumatik adalah ketidaksamaan operasi mereka dalam komposisi.

Operasi yang tidak sekata membawa kepada dua perkara - berlakunya tindak balas membujur yang ketara dalam kereta api, serta peningkatan dalam jarak brek. Yang pertama tidak begitu tipikal untuk kereta api penumpang, walaupun bekas dengan teh dan minuman lain yang melantun di atas meja di dalam petak tidak akan menggembirakan sesiapa pun. Meningkatkan jarak brek adalah masalah yang serius, terutamanya dalam trafik penumpang.

Selain itu, pengedar udara penumpang domestik adalah seperti standard lama. No 292, dan syarat baru. No. 242 (yang mana, omong-omong, terdapat lebih banyak daripada mereka dalam armada kereta penumpang), kedua-dua peranti ini adalah keturunan langsung injap tiga Westinghouse yang sama, dan ia beroperasi pada perbezaan antara dua tekanan - dalam talian brek dan takungan simpanan. Mereka dibezakan daripada injap tiga dengan kehadiran mod tumpang tindih, iaitu, kemungkinan brek berperingkat; kehadiran pelepasan tambahan garis brek semasa brek; kehadiran pemecut brek kecemasan dalam reka bentuk. Pengedar udara ini tidak memberikan pelepasan berperingkat - mereka serta-merta memberikan pelepasan lengkap sebaik sahaja tekanan dalam talian brek melebihi tekanan dalam takungan simpanan yang ditubuhkan di sana selepas brek. Dan pelepasan berperingkat sangat berguna apabila melaraskan brek untuk berhenti tepat di platform pendaratan.

Kedua-dua masalah - operasi brek yang tidak sekata dan kekurangan pelepasan langkah, pada trek 1520 mm diselesaikan dengan memasang pengedar udara terkawal elektrik pada kereta - pengedar udara elektrik (EVR), arb. No. 305.

EPT domestik - brek elektro-pneumatik - bertindak terus, bukan automatik. Pada kereta api penumpang dengan daya tarikan lokomotif, EPT beroperasi pada litar dua wayar.

Gambar rajah blok EPT dua wayar: 1 - pengawal kawalan pada kren pemandu; 2 - bateri; 3 - penukar kuasa statik; 4 — panel lampu kawalan; 5 - unit kawalan; 6 - blok terminal; 7 - menyambung kepala pada lengan; 8 - penggantungan terpencil; 9 - injap semikonduktor; 10 - melepaskan injap elektromagnet; 11 - injap solenoid brek.

Terdapat dua wayar yang diregangkan di sepanjang keseluruhan kereta api: No. 1 dan No. 2 dalam rajah. Pada kereta ekor, wayar ini disambungkan secara elektrik antara satu sama lain dan arus ulang alik dengan frekuensi 625 Hz dialirkan melalui gelung yang terhasil. Ini dilakukan untuk memantau integriti talian kawalan EPT. Jika wayar putus, litar arus ulang-alik rosak, pemandu menerima isyarat dalam bentuk lampu amaran "O" (percutian) padam di dalam teksi.

Kawalan dijalankan oleh arus terus kekutuban yang berbeza. Dalam kes ini, wayar dengan potensi sifar ialah rel. Apabila voltan positif (berbanding dengan rel) digunakan pada wayar EPT, kedua-dua injap elektromagnet yang dipasang dalam pengedar udara elektrik diaktifkan: injap pelepas (OV) dan injap brek (TV). Yang pertama daripada mereka mengasingkan ruang kerja (WC) pengedar udara elektrik dari atmosfera, yang kedua mengisinya dari tangki simpanan. Seterusnya, suis tekanan yang dipasang dalam EVR mula bermain, beroperasi pada perbezaan tekanan dalam ruang kerja dan silinder brek. Apabila tekanan dalam RC melebihi tekanan dalam TC, yang terakhir diisi dengan udara dari tangki simpanan, sehingga tekanan yang terkumpul di dalam ruang kerja.

Apabila potensi negatif dikenakan pada wayar, injap brek dimatikan, kerana arus kepadanya terputus oleh diod. Hanya injap pelepas, yang mengekalkan tekanan dalam ruang kerja, kekal aktif. Ini adalah bagaimana kedudukan siling direalisasikan.

Apabila voltan dikeluarkan, injap pelepas kehilangan kuasa dan membuka ruang kerja ke atmosfera. Apabila tekanan dalam ruang kerja berkurangan, suis tekanan membebaskan udara daripada silinder brek. Jika, selepas bercuti singkat, injap pemandu diletakkan semula pada kedudukan tutup, penurunan tekanan dalam ruang kerja akan berhenti, dan pelepasan udara dari silinder brek juga akan berhenti. Dengan cara ini, kemungkinan pelepasan brek berperingkat dicapai.

Apakah yang berlaku jika wayar putus? Betul - EPT akan keluarkan. Oleh itu, brek ini (pada stok rolling domestik) tidak automatik. Sekiranya EPT gagal, pemandu berpeluang menukar kepada kawalan brek pneumatik.

EPT dicirikan oleh pengisian serentak silinder brek dan pengosongannya di seluruh kereta api. Kadar pengisian dan pengosongan agak tinggi - 0,1 MPa sesaat. EPT adalah brek yang tidak habis-habis, kerana semasa operasinya, pengedar udara konvensional berada dalam mod pelepasan dan menyalurkan takungan ganti dari saluran brek, yang seterusnya disuap oleh paip pemandu pada lokomotif dari takungan utama. Oleh itu, EPT boleh dibrek pada sebarang frekuensi yang diperlukan untuk kawalan operasi brek. Kemungkinan pelepasan langkah membolehkan anda mengawal kelajuan kereta api dengan sangat tepat dan lancar.

Kawalan pneumatik brek kereta api penumpang tidak jauh berbeza dengan brek barang. Terdapat perbezaan dalam kaedah kawalan, contohnya, brek udara dilepaskan kepada tekanan pengecasan, tanpa melebihkannya. Secara umum, anggaran berlebihan tekanan dalam talian brek kereta api penumpang penuh dengan masalah, oleh itu, apabila EPT dilepaskan sepenuhnya, tekanan dalam talian brek meningkat maksimum 0,02 MPa melebihi nilai pengecasan yang ditetapkan tekanan.

Kedalaman minimum pelepasan logam berat semasa brek pada brek penumpang ialah 0,04 - 0,05 MPa, manakala tekanan 0,1 - 0,15 MPa dicipta dalam silinder brek. Tekanan maksimum dalam silinder brek kereta penumpang dihadkan oleh isipadu tangki simpanan dan biasanya tidak melebihi 0,4 MPa.

Kesimpulan

Sekarang saya akan beralih kepada beberapa pengulas yang terkejut (dan pada pendapat saya, walaupun marah, tetapi saya tidak boleh mengatakan) dengan kerumitan brek kereta api. Komen mencadangkan menggunakan litar kereta dengan bateri simpanan tenaga. Sudah tentu, dari sofa atau kerusi komputer di pejabat, melalui tetingkap penyemak imbas, banyak masalah lebih kelihatan dan penyelesaiannya lebih jelas, tetapi izinkan saya ambil perhatian bahawa kebanyakan keputusan teknikal yang dibuat di dunia nyata mempunyai justifikasi yang jelas.

Seperti yang telah disebutkan, masalah utama brek pneumatik pada kereta api adalah kelajuan terakhir pergerakan penurunan tekanan sepanjang paip talian brek (sehingga 1,5 km dalam kereta api 100 kereta) - gelombang brek. Untuk mempercepatkan gelombang brek ini, pelepasan tambahan diperlukan oleh pengedar udara. Tidak akan ada pengedar udara, dan tidak akan ada pelepasan tambahan. Iaitu, brek pada penumpuk tenaga jelas akan menjadi lebih teruk dari segi keseragaman operasi, membawa kita kembali ke zaman Westinghouse. Kereta api barang bukan trak; terdapat skala yang berbeza, dan oleh itu prinsip yang berbeza untuk mengawal brek. Saya yakin bahawa ini bukan begitu sahaja, dan bukan secara kebetulan bahawa arah sains brek dunia telah mengikut laluan yang membawa kita kepada pembinaan seperti ini. titik.

Artikel ini adalah sejenis ulasan sistem brek yang sedia ada pada stok rolling moden. Selanjutnya, dalam artikel lain dalam siri ini, saya akan membincangkan setiap daripada mereka dengan lebih terperinci. Kami akan mempelajari peranti yang digunakan untuk mengawal brek dan cara pengedar udara direka bentuk. Mari kita lihat dengan lebih dekat isu brek regeneratif dan reostatik. Dan sudah tentu, mari kita pertimbangkan brek kenderaan berkelajuan tinggi. Jumpa lagi dan terima kasih atas perhatian anda!

PS: Kawan! Saya ingin mengucapkan terima kasih khas untuk banyak mesej peribadi yang menunjukkan kesilapan dan kesilapan dalam artikel. Ya, saya seorang pendosa yang tidak mesra dengan bahasa Rusia dan menjadi keliru pada kunci. Saya cuba membetulkan komen anda.

Sumber: www.habr.com