ik zie dat eerste, het publiek vond het historische deel van mijn verhaal leuk, en daarom is het geen zonde om door te gaan.

Hogesnelheidstreinen zoals de TGV zijn niet langer afhankelijk van luchtremmen

Vandaag zullen we het hebben over de moderniteit, namelijk welke benaderingen voor het creëren van remsystemen voor rollend materieel worden gebruikt in de 21e eeuw, die binnen slechts een maand letterlijk zijn derde decennium ingaat.

1. Classificatie van remmen van rollend materieel

Gebaseerd op het fysieke principe van het creëren van remkracht, kunnen alle spoorwegremmen in twee hoofdtypen worden verdeeld: wrijving, met behulp van wrijvingskracht, en dynamiek, waarbij gebruik wordt gemaakt van een tractieaandrijving om een ​​remkoppel te creëren.

Wrijvingsremmen omvatten schoenremmen in alle uitvoeringen, inclusief schijfremmen magnetische railrem, dat wordt gebruikt in het hogesnelheidsvervoer over lange afstanden, voornamelijk in West-Europa. Op spoor 1520 werd dit type rem uitsluitend gebruikt op de elektrische trein ER200. Wat dezelfde Sapsan betreft, weigerden de Russische spoorwegen er een magnetische railrem op te gebruiken, hoewel het prototype van deze elektrische trein, de Duitse ICE3, met een dergelijke rem is uitgerust.

ICE3 treindraaistel met magnetische railrem

Sapsan-treinwagen

Naar dynamisch, of beter gezegd elektrodynamische remmen omvatten alle remmen, waarvan de werking is gebaseerd op de overdracht van tractiemotoren naar generatormodus (regeneratief и reostaat rem), evenals remmen oppositie

Met regeneratieve en reostatische remmen is alles relatief duidelijk: de motoren worden op de een of andere manier overgeschakeld naar de generatormodus, en in het geval van recuperatie geven ze energie af aan het contactnetwerk, en in het geval van een reostaat wordt de opgewekte energie verbrand op speciale weerstanden. Beide remmen worden zowel gebruikt op treinen met locomotieftractie als op rollend materieel met meerdere eenheden, waarbij de elektrodynamische rem de hoofdbedrijfsrem is, vanwege het grote aantal tractiemotoren dat over de trein is verdeeld. Het enige nadeel van elektrodynamisch remmen (EDB) is de onmogelijkheid om tot volledige stilstand te remmen. Wanneer de efficiëntie van de EDT afneemt, wordt deze automatisch vervangen door een pneumatische wrijvingsrem.

Wat het tegenremmen betreft, het zorgt voor remmen tot volledige stilstand, omdat het bestaat uit het omkeren van de tractiemotor terwijl deze in beweging is. Deze modus is in de meeste gevallen echter een noodmodus - het normale gebruik ervan gaat gepaard met schade aan de tractieaandrijving. Als we bijvoorbeeld een commutatormotor nemen, dan wordt, wanneer de polariteit van de daaraan geleverde spanning verandert, de tegen-EMK die ontstaat in de roterende motor niet afgetrokken van de voedingsspanning, maar eraan toegevoegd - de wielen draaien en draaien. draai in dezelfde richting als in de tractiemodus! Dit leidt tot een lawine-achtige toename van de stroom, en het beste dat kan gebeuren is dat de elektrische beveiligingsapparatuur werkt.

Om deze reden worden bij locomotieven en elektrische treinen alle maatregelen genomen om te voorkomen dat de motoren tijdens het rijden achteruit rijden. De omkeerhendel wordt mechanisch vergrendeld als de bestuurderscontroller in de rijpositie staat. En bij dezelfde Sapsan- en Lastochka-voertuigen zal het draaien van de achteruitschakelaar bij een snelheid boven 5 km/u leiden tot een onmiddellijke noodstop.

Sommige binnenlandse locomotieven, bijvoorbeeld de elektrische locomotief VL65, gebruiken echter standaard achteruitremmen bij lage snelheden.

Achteruit remmen is een standaard remmodus die wordt aangeboden door het besturingssysteem op de elektrische locomotief VL65

Het moet gezegd worden dat ondanks de hoge efficiëntie van elektrodynamisch remmen, elke trein, zo benadruk ik, altijd is uitgerust met een automatische pneumatische rem, dat wil zeggen geactiveerd door lucht uit de remleiding te laten ontsnappen. Zowel in Rusland als over de hele wereld waken de goede oude wrijvingsschoenremmen over de verkeersveiligheid.

Volgens hun functionele doel zijn wrijvingsremmen onderverdeeld in

1. Parkeren, handmatig of automatisch
2. Trein - pneumatische (PT) of elektropneumatische (EPT) remmen, geïnstalleerd op elke eenheid rollend materieel in de trein en centraal bestuurd vanuit de bestuurderscabine
3. Locomotief - pneumatische, direct werkende remmen ontworpen om een ​​locomotief te vertragen zonder de trein te vertragen. Ze worden afzonderlijk van de treinen beheerd.

2. Parkeerrem

De handrem met mechanische aandrijving is niet uit het rollend materieel verdwenen; hij is zowel op locomotieven als op auto's geïnstalleerd - hij heeft zojuist zijn specialiteit veranderd, namelijk hij is veranderd in een parkeerrem, die het mogelijk maakt om spontane beweging van het rollend materieel te voorkomen voorraad in het geval dat er lucht uit het pneumatische systeem ontsnapt. Het rode wiel, vergelijkbaar met een scheepswiel, is een handremaandrijving, een van de varianten.

Handremstuur in de cabine van de elektrische locomotief VL60pk

Handrem in de vestibule van een personenauto

Handrem op een moderne goederenwagen

De handrem drukt, met behulp van een mechanische aandrijving, dezelfde remblokken tegen de wielen die bij normaal remmen worden gebruikt.

Bij modern rollend materieel, vooral bij de elektrische treinen EVS1/EVS2 “Sapsan”, ES1 “Lastochka”, evenals bij de elektrische locomotief EP20, werkt de parkeerrem automatisch en worden de remblokken tegen de remschijf gedrukt. veerenergie-accumulatoren. Sommige van de tangmechanismen die de remblokken tegen de remschijven drukken, zijn uitgerust met krachtige veren, zo krachtig dat de ontkoppeling wordt uitgevoerd door een pneumatische aandrijving met een druk van 0,5 MPa. De pneumatische aandrijving werkt in dit geval de veren tegen die op de kussens drukken. Deze parkeerrem wordt bediend met knoppen op de bestuurdersconsole.

Knoppen voor het bedienen van de parkeerveerrem (SPT) op de elektrische trein ES1 “Lastochka”

Het ontwerp van deze rem is vergelijkbaar met die van krachtige vrachtwagens. Maar als hoofdrem op treinen heeft zo'n systeem wel een functie volkomen ongeschikt, en waarom, zal ik uitgebreid uitleggen na het verhaal over de werking van treinluchtremmen.

3. Pneumatische remmen van het vrachtwagentype

Elke goederenwagen is uitgerust met de volgende remuitrusting

Remuitrusting van een goederenwagen: 1 - remaansluitslang; 2 - eindklep; 3 - afsluiter; 5 - stofafscheider; 6, 7, 9 — Staat van de luchtverdelermodules. nr. 483; 8 - ontkoppelklep; VR - luchtverdeler; TM - remleiding; ZR - reservetank; TC - remcilinder; AR - automatische vrachtmodus


Remleiding (TM) - een pijp met een diameter van 1,25 "die langs de hele auto loopt en aan de uiteinden is uitgerust met eindkleppen, om de remleiding los te koppelen bij het afkoppelen van de auto voordat u de flexibele aansluitslangen loskoppelt. In de remleiding, in de normale modus, de zogenaamde зарядное de druk is 0,50 - 0,54 MPa, dus het loskoppelen van de slangen zonder de eindkleppen af ​​te sluiten is een twijfelachtige taak, die u letterlijk van uw hoofd kan beroven.

De luchttoevoer die rechtstreeks naar de remcilinders wordt gevoerd, wordt opgeslagen in reservetank (ZR), waarvan het volume in de meeste gevallen 78 liter is. De druk in het reservereservoir is exact gelijk aan de druk in de remleiding. Maar nee, het is niet 0,50 - 0,54 MPa. Feit is dat een dergelijke druk in de remleiding van de locomotief zal zitten. En hoe verder weg van de locomotief, hoe lager de druk in de remleiding, omdat er onvermijdelijk lekkages zijn die tot luchtlekken leiden. De druk in de remleiding van de laatste auto in de trein zal dus iets minder zijn dan die in de laadleiding.

Rem cilinder, en bij de meeste auto's is er maar één; wanneer deze wordt gevuld vanuit een reservetank, drukt hij via een remhendeltransmissie alle remblokken op de auto tegen de wielen. Het volume van de remcilinder is ongeveer 8 liter, dus bij volledig remmen wordt er een druk van niet meer dan 0,4 MPa in ingesteld. Ook de druk in de reservetank daalt tot dezelfde waarde.

De belangrijkste “acteur” in dit systeem is lucht verdeler. Dit apparaat reageert op veranderingen in de druk in de remleiding en voert een of andere handeling uit, afhankelijk van de richting en snelheid van verandering van deze druk.

Wanneer de druk in de remleiding afneemt, vindt er remmen plaats. Maar niet bij enige drukdaling - de drukdaling moet met een bepaalde snelheid plaatsvinden, genaamd remsnelheid tijdens de dienst. Dit tempo is gegarandeerd machinistenkraan in de locomotiefcabine en varieert van 0,01 tot 0,04 MPa per seconde. Wanneer de druk langzamer afneemt, vindt er geen remming plaats. Dit wordt gedaan zodat de remmen niet werken in het geval van standaardlekken uit de remleiding, en ook niet werken wanneer de overlaaddruk wordt geëlimineerd, waarover we later zullen praten.

Wanneer de luchtverdeler wordt geactiveerd om te remmen, voert deze een extra ontlading van de remleiding uit met een servicesnelheid van 0,05 MPa. Dit wordt gedaan om een ​​gestage drukverlaging over de gehele lengte van de trein te garanderen. Als er geen extra vertraging plaatsvindt, mogen de laatste wagons van een lange trein helemaal niet worden afgeremd. Er wordt extra ontlading van de remleiding uitgevoerd alle moderne luchtverdelers, inclusief passagiersluchtverdelers.

Wanneer er wordt geremd, ontkoppelt de luchtverdeler het reservereservoir van de remleiding en verbindt deze met de remcilinder. De remcilinder wordt gevuld. Dit gebeurt precies zolang de drukval in de remleiding voortduurt. Wanneer de drukverlaging in de remvloeistof stopt, stopt het vullen van de remcilinder. Het regime komt eraan herdak. De in de remcilinder ingebouwde druk is afhankelijk van twee factoren:

1. de ontladingsdiepte van de remleiding, dat wil zeggen de grootte van de drukval daarin ten opzichte van het opladen
2. bedrijfsmodus luchtverdeler

De vrachtluchtverdeler kent drie bedrijfsmodi: geladen (L), medium (C) en leeg (E). Deze modi verschillen in de maximale druk die in de remcilinders wordt uitgeoefend. Schakelen tussen modi gebeurt handmatig door aan een speciale modushendel te draaien.

Samenvattend ziet de afhankelijkheid van de druk in de remcilinder van de afvoerdiepte van de remleiding er bij een 483-luchtverdeler in verschillende modi als volgt uit

Het nadeel van het gebruik van een modusschakelaar is dat de autobestuurder langs de hele trein moet lopen, onder elke wagon moet klimmen en de modusschakelaar in de gewenste stand moet zetten. Volgens geruchten uit de operatie gebeurt dit niet altijd. Overmatig vullen van de remcilinders van een lege auto gaat gepaard met slippen, verminderde remefficiëntie en schade aan wielstellen. Om deze situatie op goederenwagons te ondervangen, wordt een zogenaamde zogenaamde automatische modus (AR), dat mechanisch de massa van de auto bepaalt en de maximale druk in de remcilinder soepel regelt. Als de auto is voorzien van een automatische modus, dan staat de modusschakelaar op de VR in de ‘geladen’ stand.

Het remmen gebeurt meestal in fasen. Het minimale ontladingsniveau van de remleiding voor de BP483 bedraagt ​​0,06 - 0,08 MPa. In dit geval ontstaat er een druk van 0,1 MPa in de remcilinders. In dit geval plaatst de bestuurder de klep in de overlappositie, waarbij de na het remmen ingestelde druk in de remleiding behouden blijft. Als de remefficiëntie van de ene fase onvoldoende is, wordt de volgende fase uitgevoerd. In dit geval maakt het de luchtverdeler niet uit in welk tempo de ontlading plaatsvindt - wanneer de druk in ieder geval afneemt, worden de remcilinders gevuld in verhouding tot de hoeveelheid drukafname.

Het volledig lossen van de rem (volledig legen van de remcilinders van de hele trein) wordt bereikt door de druk in de remleiding te verhogen tot boven de laaddruk. Bovendien wordt op goederentreinen de druk in de TM aanzienlijk verhoogd boven de laaddruk, zodat de golf van verhoogde druk de allerlaatste wagons bereikt. Het volledig losmaken van de remmen van een goederentrein is een langdurig proces en kan wel een minuut duren.

BP483 heeft twee vakantiemodi: vlak en bergachtig. In de vlakke modus, wanneer de druk in de remleiding toeneemt, vindt er een volledige, traploze vrijgave plaats. In de bergmodus is het mogelijk om de remmen gefaseerd los te laten, waardoor de remcilinders niet volledig geleegd worden. Deze modus wordt gebruikt bij het rijden langs een complex profiel met grote hellingen.

De luchtverdeler 483 is over het algemeen een zeer interessant apparaat. Een gedetailleerde analyse van de structuur en werking ervan is een onderwerp voor een apart groot artikel. Hier hebben we gekeken naar de algemene werkingsprincipes van de vrachtrem.

3. Luchtremmen voor passagiers

Remuitrusting van een personenauto: 1 - verbindingsslang; 2 - eindklep; 3, 5 — aansluitdozen voor de elektropneumatische remleiding; 4 - afsluiter; 6 — buis met elektropneumatische rembedrading; 7 — geïsoleerde ophanging van de verbindingsmof; 8 - stofafscheider; 9 — uitlaat naar de luchtverdeler; 10 - ontkoppelklep; 11 — werkkamer van de elektrische luchtverdeler; TM - remleiding; VR - luchtverdeler; EVR - elektrische luchtverdeler; TC - remcilinder; ZR - reservetank

Een grote hoeveelheid apparatuur springt meteen in het oog, te beginnen met het feit dat er al drie afsluiters zijn (één in elke vestibule en één in het conducteurscompartiment), eindigend met het feit dat binnenlandse personenauto's zijn uitgerust met zowel pneumatische als elektro-pneumatische rem (EPT).

Een oplettende lezer zal onmiddellijk het belangrijkste nadeel van pneumatische rembediening opmerken: de uiteindelijke voortplantingssnelheid van de remgolf, hierboven beperkt door de snelheid van het geluid. In de praktijk is deze snelheid lager en bedraagt ​​deze tijdens de dienstremming 280 m/s en tijdens de noodremming 300 m/s. Daarnaast is deze snelheid sterk afhankelijk van de luchttemperatuur en is deze bijvoorbeeld in de winter lager. Daarom is de eeuwige metgezel van pneumatische remmen de oneffenheden van hun werking in samenstelling.

Een ongelijkmatige werking leidt tot twee dingen: het optreden van aanzienlijke longitudinale reacties in de trein, evenals een toename van de remweg. De eerste is niet zo typerend voor passagierstreinen, hoewel containers met thee en andere dranken die op de tafel in de coupé stuiteren niemand zullen plezieren. Vooral in het personenverkeer is het vergroten van de remweg een serieus probleem.

Bovendien is de luchtverdeler voor binnenlandse passagiers zoals de oude standaard. Nr. 292, en de nieuwstaat. Nr. 242 (waarvan er overigens steeds meer in het wagenpark van personenauto's voorkomen), beide apparaten zijn directe afstammelingen van diezelfde Westinghouse drievoudige klep, en ze werken op het verschil tussen twee drukken - in de remleiding en het reservereservoir. Ze onderscheiden zich van een drievoudige klep door de aanwezigheid van een overlapmodus, dat wil zeggen de mogelijkheid van getrapt remmen; de aanwezigheid van extra ontlading van de remleiding tijdens het remmen; de aanwezigheid van een noodremversneller in het ontwerp. Deze luchtverdelers zorgen niet voor een stapsgewijze ontlading; ze zorgen onmiddellijk voor een volledige ontlading zodra de druk in de remleiding de druk in het reservereservoir overschrijdt die daar na het remmen ontstaat. En de getrapte ontgrendeling is erg handig bij het afstellen van het remmen voor een nauwkeurige stop op het landingsplatform.

Beide problemen - ongelijkmatige werking van de remmen en het ontbreken van trapontgrendeling, op de 1520 mm spoorbreedte worden opgelost door een elektrisch gestuurde luchtverdeler op de auto's te installeren - elektrische luchtverdeler (EVR), geb. Nr. 305.

Binnenlandse EPT - elektropneumatische rem - direct werkend, niet-automatisch. Op passagierstreinen met locomotieftractie werkt de EPT op een tweedraadscircuit.

Blokschema van een tweedraads EPT: 1 - besturingscontroller op de bestuurderskraan; 2 - batterij; 3 - statische stroomomvormer; 4 — paneel met controlelampen; 5 — besturingseenheid; 6 — aansluitblok; 7 — verbindingskoppen op de mouwen; 8 — geïsoleerde ophanging; 9 - halfgeleiderklep; 10 - laat de elektromagnetische klep los; 11 - magneetventiel rem.

Er zijn twee draden over de hele trein gespannen: nr. 1 en nr. 2 in de figuur. Op de staartwagen zijn deze draden elektrisch met elkaar verbonden en door de resulterende lus wordt een wisselstroom met een frequentie van 625 Hz geleid. Dit wordt gedaan om de integriteit van de EPT-controlelijn te bewaken. Als de draad breekt, wordt het wisselstroomcircuit verbroken en krijgt de chauffeur een signaal in de vorm van het uitgaan van het “O” (vakantie)-waarschuwingslampje in de cabine.

De besturing wordt uitgevoerd door gelijkstroom met verschillende polariteit. In dit geval zijn de draden met nulpotentiaal de rails. Wanneer er een positieve (ten opzichte van de rails) spanning op de EPT-draad wordt gezet, worden beide in de elektrische luchtverdeler geïnstalleerde elektromagnetische kleppen geactiveerd: de losklep (OV) en de remklep (TV). De eerste isoleert de werkkamer (WC) van de elektrische luchtverdeler van de atmosfeer, de tweede vult deze vanuit een reservetank. Vervolgens komt de in de EVR geïnstalleerde drukschakelaar in actie, die werkt op het drukverschil in de werkkamer en de remcilinder. Wanneer de druk in de RC de druk in de TC overschrijdt, wordt deze gevuld met lucht uit de reservetank, tot de druk die zich in de werkkamer heeft opgebouwd.

Wanneer een negatieve potentiaal op de draad wordt aangelegd, wordt de remklep uitgeschakeld, omdat de stroom ernaartoe wordt afgesneden door de diode. Alleen de ontlastklep, die de druk in de werkkamer handhaaft, blijft actief. Zo wordt de positie van het plafond gerealiseerd.

Wanneer de spanning wordt verwijderd, verliest de ontlastklep kracht en opent de werkkamer naar de atmosfeer. Wanneer de druk in de werkkamer afneemt, laat de drukschakelaar lucht uit de remcilinders ontsnappen. Als na een korte vakantie de bestuurdersklep weer in de afsluitstand wordt gezet, stopt de drukval in de werkkamer en stopt ook het vrijkomen van lucht uit de remcilinder. Op deze manier wordt de mogelijkheid van stapsgewijs lossen van de rem bereikt.

Wat gebeurt er als de draad breekt? Dat klopt: de EPT zal uitkomen. Daarom is deze rem (op binnenlands rollend materieel) niet automatisch. Mocht de EPT uitvallen, dan heeft de bestuurder de mogelijkheid om over te stappen op pneumatische rembediening.

EPT wordt gekenmerkt door het gelijktijdig vullen van remcilinders en het legen ervan door de hele trein. De snelheid van vullen en legen is vrij hoog: 0,1 MPa per seconde. De EPT is een onuitputtelijke rem, aangezien de conventionele luchtverdeler tijdens zijn werking in de vrijgavemodus staat en de reservereservoirs voedt vanuit de remleiding, die op zijn beurt wordt gevoed door de kraan van de machinist op de locomotief vanuit de hoofdreservoirs. Daarom kan de EPT op elke frequentie worden afgeremd die nodig is voor de operationele controle van de remmen. Door de mogelijkheid tot trapontgrendeling kunt u de snelheid van de trein zeer nauwkeurig en soepel regelen.

De pneumatische bediening van de remmen van een reizigerstrein verschilt niet veel van de goederenrem. Er is een verschil in controlemethoden, de luchtrem wordt bijvoorbeeld vrijgegeven tot de laaddruk, zonder deze te overschatten. Over het algemeen levert een overmatige overschatting van de druk in de remleiding van een passagierstrein problemen op. Wanneer de EPT volledig wordt vrijgegeven, wordt de druk in de remleiding daarom met maximaal 0,02 MPa verhoogd boven de waarde van de ingestelde laadwaarde. druk.

De minimale ontladingsdiepte van zwaar metaal tijdens het remmen op de passagiersrem bedraagt ​​0,04 - 0,05 MPa, terwijl in de remcilinders een druk van 0,1 - 0,15 MPa ontstaat. De maximale druk in de remcilinder van een personenauto wordt beperkt door het volume van de reservetank en bedraagt ​​doorgaans niet meer dan 0,4 MPa.

Conclusie

Nu zal ik me wenden tot enkele commentatoren die verrast zijn (en naar mijn mening zelfs verontwaardigd, maar dat kan ik niet zeggen) door de complexiteit van de treinrem. De opmerkingen suggereren het gebruik van een autocircuit met energieopslagbatterijen. Natuurlijk zijn veel problemen vanaf een bank of een computerstoel op kantoor, via een browservenster, beter zichtbaar en liggen hun oplossingen duidelijker, maar laat me opmerken dat de meeste technische beslissingen die in de echte wereld worden genomen een duidelijke rechtvaardiging hebben.

Zoals eerder vermeld, is het grootste probleem van een pneumatische rem in een trein de uiteindelijke bewegingssnelheid van de drukval langs een lange (tot 1,5 km in een trein van 100 auto's) remleidingpijp - de remgolf. Om deze remgolf te versnellen is er extra afvoer nodig door de luchtverdeler. Er zal geen luchtverdeler zijn en er zal geen extra afvoer plaatsvinden. Dat wil zeggen dat de remmen van energieaccumulatoren duidelijk merkbaar slechter zullen zijn in termen van uniformiteit van de werking, wat ons terugvoert naar de tijd van Westinghouse. Een goederentrein is geen vrachtwagen; er zijn verschillende schalen en dus verschillende principes voor het aansturen van de remmen. Ik ben er zeker van dat dit niet zomaar zo is, en het is geen toeval dat de richting van de wereldremmende wetenschap het pad heeft gevolgd dat ons naar dit soort constructies heeft geleid. Punt.

Dit artikel is een soort overzicht van de remsystemen die op modern rollend materieel bestaan. Verder zal ik in andere artikelen in deze serie dieper op elk van hen ingaan. We zullen leren welke apparaten worden gebruikt om de remmen te bedienen en hoe de luchtverdelers zijn ontworpen. Laten we de problemen van regeneratief en reostatisch remmen eens nader bekijken. En laten we natuurlijk eens kijken naar de remmen van hogesnelheidsvoertuigen. Tot ziens en bedankt voor uw aandacht!

P.S.: Vrienden! Ik wil graag mijn speciale dank uitspreken voor de massa aan persoonlijke berichten waarin fouten en typefouten in het artikel worden aangegeven. Ja, ik ben een zondaar die niet vriendelijk is met de Russische taal en in de war raakt met de toetsen. Ik heb geprobeerd je opmerkingen te corrigeren.

Bron: www.habr.com