我看到 ，公众喜欢我故事中的历史部分，因此继续下去并不是罪过。
TGV 等高速列车不再依赖空气制动
今天我们将讨论现代性，即二十一世纪采用了哪些方法来制造机车车辆制动系统，而二十一世纪实际上在短短一个月内就进入了第三个十年。
1、机车车辆制动器的分类
根据产生制动力的物理原理，所有铁路制动器可分为两种主要类型： 摩擦，利用摩擦力，并且 动态，使用牵引驱动来产生制动扭矩。
摩擦制动器包括所有设计的蹄式制动器，包括盘式制动器，以及 磁轨制动器，用于高速长途运输，主要在西欧。 在1520号轨道上，这种制动器专门用于ER200电力列车。 至于同一辆Sapsan，俄罗斯铁路公司拒绝在其上使用磁轨制动器，尽管这辆电动列车的原型德国ICE3就配备了这样的制动器。
ICE3磁轨制动列车转向架
萨普桑火车电车
动态，或者更确切地说 电动制动器 包括所有制动器，其动作基于牵引电机向发电机模式的转换（再生的 и 变阻器制动器），以及制动 反对
对于再生制动器和变阻制动器，一切都相对清楚 - 发动机以一种或另一种方式切换到发电机模式，在恢复的情况下，它们将能量释放到接触网络中，而在变阻器的情况下，产生的能量是烧毁在特殊电阻上。 这两种制动器均用于机车牵引的列车和动车组机车车辆上，其中电动制动器是主要的行车制动器，因为整个列车上分布着大量牵引电机。 电动制动 (EDB) 的唯一缺点是无法制动至完全停止。 当EDT的效率下降时，它会自动被气动摩擦制动器取代。
至于反制动，它提供制动直至完全停止，因为它包括在移动时反转牵引电机。 然而，在大多数情况下，这种模式是一种紧急模式 - 其正常使用会对牵引驱动装置造成损坏。 例如，如果我们采用换向器电机，那么当提供给它的电压的极性发生变化时，旋转电机中产生的反电动势不会从电源电压中减去，而是会添加到其中 - 车轮既旋转又旋转与牵引模式下的旋转方向相同！ 这会导致电流像雪崩一样增加，最好的结果就是电气保护装置能够运行。
为此，在机车和电力列车上，采取一切措施防止发动机在行驶时反转。 当驾驶员控制器处于运行位置时，换向手柄被机械锁定。 在相同的 Sapsan 和 Lastochka 车辆上，以超过 5 公里/小时的速度转动倒车开关将导致立即紧急制动。
然而，一些国产机车，例如VL65型电力机车，在低速时采用反向制动作为标准模式。
反向制动是VL65型电力机车控制系统提供的标准制动方式
必须说的是，尽管电动制动效率很高，但我强调，任何火车都始终配备自动气动制动，即通过从制动管路释放空气来激活。 无论是在俄罗斯还是在世界各地，优质的老式摩擦蹄式制动器都守护着交通安全。
根据其功能用途，摩擦式制动器分为
- 停车，手动或自动
- 火车 - 气动 (PT) 或电动气动 (EPT) 制动器，安装在火车上的每个机车车辆单元上，并从驾驶室进行集中控制
- 机车 - 气动直动式制动器，设计用于在不减慢火车速度的情况下减慢机车速度。 它们与火车分开管理。
2.驻车制动
机械驱动的手动制动器并没有从机车车辆上消失；它安装在机车和汽车上 - 它只是改变了它的特殊性，即它变成了驻车制动器，这使得可以防止滚动的自发移动以防空气从气动系统中逸出。 红轮类似于船轮，是手刹驱动器，是其变体之一。
VL60pk电力机车驾驶室内的手制动方向盘
客车前厅的手刹
现代货车上的手刹
手刹采用机械驱动，将与正常制动期间使用的相同的刹车片压在车轮上。
在现代机车车辆上，特别是电动列车 EVS1/EVS2“Sapsan”、ES1“Lastochka”以及电力机车 EP20 上，驻车制动是自动的，刹车片压在制动盘上。 弹簧蓄能器。 一些将刹车片压到制动盘上的钳式机构配备了强大的弹簧，其力量如此之大，以至于可以通过压力为 0,5 MPa 的气动驱动器来释放。 在这种情况下，气动驱动器抵消了按压垫片的弹簧。 该驻车制动器由驾驶员控制台上的按钮控制。
用于控制电动列车 ES1“Lastochka”上的驻车弹簧制动器 (SPT) 的按钮
该制动器的设计类似于大功率卡车上使用的制动器。 但作为火车上的主要制动器，这样的系统 完全不适合以及为什么，我会在讲述火车空气制动装置的操作的故事后详细解释。
3.卡车式气压制动器
每辆货车均配备以下一套制动设备
货车制动设备： 1-制动连接软管； 2——端阀； 3——截止阀； 5——除尘器； 6、7、9 — 空气分配器模块状况。 第483号； 8——断开阀门； VR——空气分配器； TM——制动管路； ZR——储备罐； TC——制动缸； AR-货物自动模式
刹车线 (TM) - 一根直径为 1,25 英寸的管道沿着整个汽车延伸，两端配有 端阀，在断开汽车连接时先断开制动管路，然后再断开柔性连接软管。 在制动管路中，在正常模式下，所谓的 充电器 压力为 0,50 - 0,54 MPa，因此在不关闭端阀的情况下断开软管是一项可疑的任务，这实际上可能会导致您失去头部。
直接供给制动缸的空气储存在 储备罐 (ZR)，大多数情况下其体积为 78 升。 储备容器中的压力恰好等于制动管路中的压力。 但不，它不是 0,50 - 0,54 MPa。 事实上，这样的压力将存在于机车的制动管路中。 而且离机车越远，制动管路中的压力就越低，因为它不可避免地会出现泄漏，导致漏气。 因此，列车最后一节车厢制动管路中的压力将略小于充电车厢。
制动缸，而在大多数汽车上只有一个；当从备用油箱加注时，通过制动杆传动装置将汽车上的所有刹车片压到车轮上。 制动缸的容积约为8升，因此在完全制动时，制动缸内形成的压力不超过0,4兆帕。 储备罐中的压力也降低至相同值。
该系统的主要“参与者”是 空气分配器。 该装置对制动管路中的压力变化做出反应，根据该压力变化的方向和速率执行一种或另一种操作。
当制动管路中的压力降低时，就会发生制动。 但压力不会随任何下降而变化——压力下降必须以一定的速率发生，称为 行车制动率。 这个节奏有保证 驾驶员起重机 机车车厢内的压力范围为每秒 0,01 至 0,04 兆帕。 当压力以较慢的速度下降时，不会发生制动。 这样做是为了在制动管路发生标准泄漏时制动器不会工作，并且在消除过度充电压力时也不会工作，我们将在稍后讨论。
当空气分配器启动制动时，它会以 0,05 MPa 的工作压力对制动管路进行额外的放电。 这样做是为了确保列车整个长度上的压力稳定下降。 如果不进行额外的缓和，那么长火车的最后一节车厢可能根本不会减速。 执行制动管路的额外放电 所有 现代航空分销商，包括客运分销商。
当制动启动时，空气分配器将储气罐与制动管路断开并将其连接到制动缸。 制动缸正在加注。 只要制动管路中的压力持续下降，就会发生这种情况。 当制动液中的压力停止下降时，制动缸的填充也停止。 政权来了 翻修屋顶。 制动缸内的压力取决于两个因素：
- 制动管路的放电深度，即其中相对于充电的压降大小
- 空气分配器运行模式
货机空气分配器具有满载（L）、中载（C）和空载（E）三种工作模式。 这些模式的不同之处在于制动缸获得的最大压力。 模式之间的切换是通过转动特殊模式手柄手动完成的。
总而言之，在各种模式下，制动缸中的压力对带有 483 空气分配器的制动管路的排放深度的依赖性如下所示
使用模式开关的缺点是车厢操作员必须沿着整列列车行走，爬到每节车厢下方并将模式开关切换到所需位置。 根据来自该行动的传言，这种做法并不总是如此。 在空车上过度填充制动缸会导致打滑、制动效率降低以及轮组损坏。 为了克服货运车上的这种情况，所谓的所谓 自动模式 (AR)，它通过机械方式确定汽车的质量，平稳地调节制动缸中的最大压力。 如果汽车配备自动模式，则 VR 上的模式开关设置为“加载”位置。
制动通常是分阶段进行的。 BP483 的制动管路泄压最低水平为 0,06 - 0,08 MPa。 在这种情况下，制动缸内会建立 0,1 MPa 的压力。 在这种情况下，驾驶员将阀门置于重叠位置，其中制动后设定的压力保持在制动管路中。 如果某一阶段的制动效率不够，则进行下一阶段。 在这种情况下，空气分配器不再关心排放发生的速率 - 当压力以任何速率下降时，制动缸将与压力下降量成比例地填充。
通过将制动管路中的压力增加到高于充气压力来实现完全制动释放（整个列车上制动缸的完全排空）。 此外，在货运列车上，TM中的压力明显高于充电压力，因此增加的压力波会到达最后一节车厢。 完全释放货运列车的刹车是一个漫长的过程，可能需要长达一分钟的时间。
BP483有两种度假模式：平地和山地。 在平坦模式下，当制动管路中的压力增加时，会发生完全、无级的释放。 在山地模式下，可以分阶段释放制动器，这意味着制动缸不会完全排空。 当沿着大坡度的复杂路面行驶时使用此模式。
空气分配器483通常是一个非常有趣的装置。 其结构和操作的详细分析是一篇单独的大文章的主题。 在这里，我们了解了货物制动器的一般操作原理。
3. 乘用型空气制动器
客车制动设备：1-连接软管； 2——端阀； 3、5——电空制动管路连接盒； 4——截止阀； 6——电空制动接线管； 7——连接套管的绝缘悬挂； 8——除尘器； 9——空气分配器的出口； 10——断开阀门； 11——电动空气分配器工作室； TM——制动管路； VR——空气分配器； EVR——电动空气分配器； TC——制动缸； ZR——备用油箱
大量的设备立刻映入眼帘，首先是已经设置了三个截止阀（每个前厅各一个，列车员室各一个），最后是国产客车都配备了气动和 电空制动 （EPT）。
细心的读者会立即注意到气动制动控制的主要缺点 - 制动波的最终传播速度受到声速的限制。 实际上，该速度较低，在行车制动时为 280 m/s，在紧急制动时为 300 m/s。 此外，该速度很大程度上取决于气温，例如在冬季，该速度会较低。 因此，气动制动器的永恒伴侣是其操作成分的不均匀性。
不均匀的运行会导致两件事：列车中出现显着的纵向反作用力，以及制动距离的增加。 第一种情况对于客运列车来说并不常见，尽管装着茶和其他饮料的容器在车厢的桌子上弹跳不会让任何人满意。 增加制动距离是一个严重的问题，尤其是在客运交通中。
另外，国内客运航空经销商就像旧标准一样。 292号，新条件。 第 242 号（顺便说一句，客车车队中越来越多），这两种设备都是同一个西屋三联阀的直接后代，它们根据两种压力之间的差异进行操作 -在制动管路和储备容器中。 它们与三阀的区别在于存在重叠模式，即可以进行分级制动； 制动过程中制动管路是否存在额外放电； 设计中存在紧急制动加速器。 这些空气分配器不提供逐步释放 - 一旦制动管路中的压力超过制动后在此处建立的储备罐中的压力，它们立即提供完全释放。 当调整制动以在着陆平台准确停止时，分级释放非常有用。
通过在车辆上安装电控空气分配器，可以解决 1520 毫米轨道上的制动操作不均匀和踏板释放不足这两个问题 - 电动空气分配器 (EVR)，任意。 305号。
国产EPT——电空制动——直动式，非自动。 在机车牵引的旅客列车上，EPT 在两线电路上运行。
两线 EPT 框图： 1 - 驾驶员起重机上的控制控制器； 2-电池； 3——静态功率转换器； 4——控制灯面板； 5——控制单元； 6——接线端子； 7——袖子上的连接头； 8——隔离悬架； 9——半导体阀； 10——释放电磁阀； 11——制动电磁阀。
整列火车上有两根电线：图中的1号线和2号线。 在尾车上，这些电线相互电连接，并且频率为 625 Hz 的交流电通过所形成的回路。 这样做是为了监控 EPT 控制线的完整性。 如果电线断了，交流电电路就断了，驾驶员就会收到一个信号，该信号的形式是驾驶室内“O”（休假）警告灯熄灭。
通过不同极性的直流电进行控制。 在这种情况下，零电位的电线就是铁轨。 当正电压（相对于轨道）施加到 EPT 线上时，安装在电动空气分配器中的两个电磁阀都会被激活：释放阀 (OV) 和制动阀 (TV)。 第一个将电动空气分配器的工作室 (WC) 与大气隔离，第二个从储备罐填充该工作室。 接下来，安装在 EVR 中的压力开关开始发挥作用，根据工作室和制动缸中的压力差进行操作。 当 RC 中的压力超过 TC 中的压力时，TC 中充满来自储气罐的空气，直至达到工作室中积聚的压力。
当对电线施加负电位时，制动阀关闭，因为流向制动阀的电流被二极管切断。 只有保持工作室压力的释放阀保持活动状态。 这就是天花板位置的实现方式。
当电压移除时，释放阀失去动力并将工作室打开至大气。 当工作室中的压力降低时，压力开关从制动缸中释放空气。 如果在短暂休息后，将驾驶员阀门放回关闭位置，工作室中的压力下降将停止，制动缸中的空气释放也将停止。 这样，就实现了逐步释放制动器的可能性。
如果电线断了怎么办？ 没错 - EPT 即将发布。 因此，这种制动器（在国内机车车辆上）不是自动的。 如果 EPT 失败，驾驶员有机会切换到气动制动控制。
EPT 的特点是在整个列车上同时填充和排空制动缸。 填充和排空速率相当高 - 每秒 0,1 MPa。 EPT 是一种取之不尽用之不竭的制动器，因为在其运行过程中，传统的空气分配器处于释放模式，并从制动管路向备用储气罐供油，而驾驶员在机车上轻按主储气罐又向备用储气罐供油。 因此，EPT 可以以制动器操作控制所需的任何频率进行制动。 步进释放的可能性使您能够非常准确且平稳地控制火车的速度。
客运列车制动器的气动控制与货运制动器没有太大区别。 控制方法上有区别，比如空气制动释放到充气压力，不要高估它。 一般来说，过度高估旅客列车制动管路中的压力会带来麻烦，因此，当 EPT 完全释放时，制动管路中的压力最多会比设定充气值增加 0,02 MPa压力。
乘客制动器制动时重金属的最小排出深度为 0,04 - 0,05 MPa，而制动缸中会产生 0,1 - 0,15 MPa 的压力。 客车制动分泵内的最大压力受储气罐容积的限制，通常不超过0,4MPa。
结论
现在我要谈谈一些评论家，他们对火车制动器的复杂性感到惊讶（在我看来，甚至是愤怒，但我不能说）。 评论建议使用带有储能电池的汽车电路。 当然，从办公室的沙发或电脑椅上，通过浏览器窗口，许多问题更加明显，其解决方案也更加明显，但我要指出的是，现实世界中做出的大多数技术决策都有明确的理由。
如前所述，列车气动制动器的主要问题是压力降沿长制动管路（1,5 节车厢的列车长达 100 公里）移动的最终速度 - 制动波。 为了加速该制动波，空气分配器需要额外的排放。 不会有空气分配器，也不会产生额外的排放。 也就是说，蓄能器上的制动器在操作的均匀性方面显然会明显变差，让我们回到西屋电气时代。 货运列车不同于卡车；其规模不同，因此控制制动的原理也不同。 我相信事情并非如此，世界制动科学的发展方向也并非偶然。 点。
本文是对现代机车车辆现有制动系统的回顾。 此外，在本系列的其他文章中，我将更详细地阐述每一篇文章。 我们将了解哪些设备用于控制制动器以及空气分配器是如何设计的。 让我们仔细看看再生制动和变阻制动的问题。 当然，让我们考虑一下高速车辆的制动器。 再次见到您，感谢您的关注！
PS：朋友们！ 我要特别感谢大量指出本文中错误和拼写错误的个人信息。 是的，我是一个对俄语不友好并且对按键感到困惑的罪人。 我试图纠正你的评论。
来源： habr.com