Перспективы развития тормозной техники.

Ермилов А.В.

 

Автоматические тормоза

 

Учебно-методическое пособие

Для подготовки групп машинистов электропоездов

 

 

Екатеринбург

2014

Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии № 1 «___»_______________2014 г. Протокол № _____ _______________А.П. Сигуткин

 

 

Автор:            А.В. Ермилов

                         преподавательЕкатеринбург-Сортировочного подразделения

                       Свердловского УЦПК

 

Рецензенты:     П.Е. Наймушин

              преподаватель Екатеринбург-Сортировочного подразделения

              Свердловского УЦПК

 

                  С.Н. Пилевцев

                  заместитель начальника по эксплуатации

                  депо ТЧприг-11 Нижний Тагил

 

 

Содержание

 

Введение. …………………………………………………………………….6

Условные обозначения …………………………………………………….7

1 Теория торможения …………………………………………………......8

1.1 Общие сведения о тормозах ………………………………………..8

1.2 Тормозная сила ……………………………………………………..10

1.3 Тормозные процессы ………………………………………………15

1.4 Классификация тормозов …………………………………………17

1.5 Принципиальные схемы различных типов тормозов ………...23

1.6 Контрольные вопросы ……………………………………………27

2 Назначение и размещение тормозного оборудования …………….28

2.1 Классификация тормозного оборудования ……………………..28

Пневматическая схема электропоездов

ЭТ2М, ЭР2Т и ЭД2Т ……………………………………………….28

Особенности пневматической схемы электропоездов

ЭД4М …………………………………………………………………34

2.4 Контрольные вопросы …………………………………………….38

3 Приборы питания тормозов сжатым воздухом …………………….39

3.1 Классификация компрессоров …………………………………...39

3.2 Компрессор ЭК-7Б (ЭК-7В) ……………………………………….40

3.3 Винтовая компрессорная установка ВКУ-0,6-ЭП ……………..44

3.4 Агрегат компрессорный винтовой АКВ-0,65 …………………..54

3.5 Регулятор давления АК-11Б ……………………………………...63

3.6 Модернизированный регулятор давления АК-11Б ……………65

3.7 Контрольные вопросы …………………………………………….68

4 Приборы управления тормозами …………………………………….69

4.1 Типы кранов машиниста ………………………………………….69

4.2 Кран машиниста № 395.000.5 ……………………………………..71

4.3 Манометры ………………………………………………………….85

4.4 Редуктор № 348 ……………………………………………………..87

4.5 Сигнализаторы отпуска тормозов ……………………………….89

4.6 Контрольные вопросы …………………………………………….91

5 Приборы торможения …………………………………………………92

5.1 Типы ВР и их свойства …………………………………………….92

5.2 Воздухораспределитель № 292-001 ………………………………93

5.3 Воздухораспределитель № 242-1 ………………………………..101

5.4 Электровоздухораспределитель ЭВР № 305-001 ……………...119

5.5 Реле давления № 404 ……………………………………………...125

5.6 Тормозные цилиндры …………………………………………….128

5.7 Резервуары ………………………………………………………...130

5.8 Контрольные вопросы …………………………………………...133

6 Электропневматические тормоза ……………………………….….134

6.1 Классификация ЭПТ ……………………………………………..134

6.2 Работа схемы ЭПТ электропоездов с КрМ № 395.000.5 ……...135

6.3 ЭПТ электропоездов с электрическим тормозом …………….142

6.4 Контрольные вопросы …………………………………………...151

7 Воздухопровод и его арматура ………………………………………152

7.1 Тормозная магистраль …………………………………………...152

7.2 Краны ………………………………………………………………154

7.3 Клапаны ……………………………………………………………157

7.4 Маслоотделители, фильтры и тройники ………………………161

7.5 Пневматические выключатели управления ………………….164

7.6 Соединительные рукава …………………………………………167

7.7 Контрольные вопросы …………………………………………...170

8 Тормозная рычажная передача …………………………………......171

8.1 Назначение, классификация и виды ТРП ……………………..171

8.2 Конструкция ТРП электропоездов ……………………………..172

8.3 Авторегулятор выхода штока ТЦ ………………………………175

8.4 Контрольные вопросы …………………………………………...179

9 Эксплуатация тормозного оборудования ………………………….180

Техническое обслуживание и проверка технического

состояния тормозного оборудования …………………………...180

Обязанности локомотивной бригады перед выездом

из депо и при смене локомотивных бригад ……………………183

Порядок переключения тормозного оборудования

при смене кабин управления ……………………………………187

9.4 Опробование тормозов в моторвагонных поездах …………...188

Обслуживание тормозов моторвагонных поездов и

управлением ими в пути следования …………………………..192

Особенности обслуживания и управления тормозами

в зимних условиях ………………………………………………...197

9.7 Обеспечение моторвагонных поездов тормозами …………….201

Действия локомотивной бригады при применении

экстренного торможения ………………………………………...202

9.9 Правила продувки пневматической сети электропоезда ……205

9.10 Контрольные вопросы ………………………………………...206

Список использованных источников …………………………………208

 

Введение

 

 

В настоящее время на железных дорогах России, в том числе и на Свердловской железной дороге, возрастает скорость движения пригородного подвижного состава. В эксплуатацию поступают более совершенные скоростные электропоезда. В этих условиях исправность и надежность автоматических тормозов имеет особенно важное значение. Поэтому работники железнодорожного транспорта, занимающиеся эксплуатацией тормозов, обязаны хорошо знать устройство, действие и правила обслуживания тормозного оборудования подвижного состава.

Задачей курса «Автотормоза» является подготовка специалистов, хорошо знающих устройство, действие, обслуживание и эксплуатацию тормозного оборудования подвижного состава.

В учебно-методическом пособии рассмотрены теоретические основы торможения; изложен материал о назначении, устройстве и принципе действия основных, в том числе новых, тормозных устройств и систем, применяемых на электропоездах, эксплуатируемых на Свердловской железной дороге, а также об обслуживании и управлении этими устройствами.

Учебно-методическое пособие предназначено для учащихся УЦПК по специальностям: «машинист электропоезда», «помощник машиниста электропоезда», «машинист электропоезда (повышение квалификации 3-2-1 класс)». Оно также может быть использовано учащимися УЦПК по специальностям: «машинист дизель-электропоезда» и «помощник машиниста дизель-электропоезда».

В настоящемучебно-методическом пособии все единицы измерений даны в Международной системе единиц (СИ). Для облегчения перевода из систем единиц СИ в систему единиц МКСА в пособии приняты следующие приближенные соотношения между единицами измерений:

 

Условные обозначения

 

ТМ – тормозная магистраль;

ПМ – питательная магистраль;

ТК – тормозная колодка;

ТЦ – тормозной цилиндр;

ВР – воздухораспределитель;

ЭВР – электровоздухораспределитель;

ГР – главный резервуар;

ЗР – запасные резервуары;

ПР – питательный резервуар;

КрМ – кран машиниста;

УР – уравнительный резервуар;

УК – уравнительная камера(КрМ № 395-000.5);

ЭПТ – электропневматический тормоз.

ТРП – тормозная рычажная передача;

РгД – регулятор давления;

РВШ – регулятор выхода штока;

РД – реле давления;

МК – магистральная камера;

ЗК – золотниковая камера;

ОЗ – отсекательный золотник (ВР № 292-001);

ГЗ – главный золотник (ВР № 292-001);

МП – магистральный поршень (ВР № 292-001);

УП – ускорительный поршень (ВР № 292-001);

УК – ускорительная камера (ВР № 242-1);

ОВ – отпускной вентиль (ЭВР № 305-001);

ТВ – тормозной вентиль (ЭВР № 305-001);

РК – рабочая камера (ЭВР № 305-001).

Теория торможения

Общее сведения о тормозах

 

В процессе движения поезда на него действуют силы, различные по своему характеру и направлению. Различают силы внешние (сопротивление движению от уклона) и внутренние (сила трения в подшипниках).

Чтобы обеспечить остановку поезда в требуемом месте или снижение скорости движения на определенном участке следования, необходимо искусственно увеличить силы сопротивления движению.

Тормозные силы – это силы, создающие искусственное сопротивление движению.

Тормозные устройства – это устройства, применяемые в поездах для искусственного увеличения сил сопротивления движению.

Тормозные силы и силы сопротивления движению гасят кинетическую энергию движущегося поезда. Наиболее распространенным средством для получения тормозных сил является колодочный тормоз. При трении ТК о поверхность катания колеса кинетическая энергия поезда превращается в тепловую.

Тормоза являются главным средством, обеспечивающим безопасность и рост скоростей движения поездов.

Максимальная скорость движения устанавливается исходя из максимального тормозного пути. Повышение эффективности тормозов ведет к сокращению тормозного пути и увеличению технической скорости, т.е. к повышению безопасности движения и росту пропускной способности железных дорог.

Основные требования ПТЭ к устройствам тормозов:

· оборудование подвижного состава железнодорожного транспорта автоматическими тормозами с обязательным включением их в автотормозную сеть поезда;

· автотормоза должны надежно действовать в различных условиях эксплуатации;

· должны обеспечивать плавность торможения;

· должны обеспечивать остановку поезда при разъединении или разрыве воздухопроводной магистрали или открытии стоп-крана;

· должны иметь тормозное нажатие, гарантирующее остановку поезда при экстренном торможении на расстоянии не более тормозного пути;

· запрещается эксплуатация локомотивов и МВПС с неисправными пневматическими, электропневматическими и ручным тормозами.

ПТЭ определяет порядок включения и опробования автотормозов в поездах.

Перспективы развития тормозной техники.

Автоматические тормоза для современных и перспективных условий эксплуатации должны обеспечивать тормозной путь при экстренном торможении согласно, установленных нормативов. Исходя из этого, проводятся большие работы по модернизации существующих и созданию новых конструкций тормозных приборов, отвечающих современным и перспективным требованиям эксплуатации.

Необходимую эффективность тормозных средств поездов намечается реализовывать применением дисковых, магнитно-рельсовых тормозов и тормозов, в которых используется действие вихревых токов.

В настоящее время некоторые характеристики ВР, в частности скорость тормозной волны (300 м/с), достигли своего физического предела. Это накладывает ограничения на длину грузовых поездов.

В грузовом движении при наибольшем весе составов 60 – 80 тыс. кН будет происходить постепенный рост скорости до 100 км/ч и более с широким использованием средств автоматизации процессов, в том числе тормозных, и возможным применением однопроводного ЭПТ.

Такая же перспектива, но с большими темпами роста скорости до 300 – 400 км/ч ожидает и пассажирские поезда. В них тормозное нажатие на диски должно регулироваться в зависимости от веса вагона, скорости его движения, а при экстренном торможении – силы сцепления колес с рельсами и ее максимальном использовании.

Решение этих задач привычными пневмомеханическими средствами при наличии источников электропитания нецелесообразно, поэтому имеющаяся тормозная техника должна претерпеть существенные качественные изменения.

Перспективным в этом плане видится широкое применение в тормозных приборах электроники. С учетом этого на каждом локомотиве или пассажирском вагоне должен быть размещен специализированный комплекс безопасности, включающий определенный набор тормозных и других устройств с возможностью его расширения в зависимости от условий эксплуатации. Этот комплекс должен выполняться на базе современных высоконадежных микропроцессоров.

В зависимости от категории поезда локомотивы и вагоны могут оснащаться различным набором устройств в комплексе безопасности, которые должны легко стыковаться через специальные разъемы и иметь индивидуальный источник питания.

Дальнейшее совершенствование тормозного оборудования помимо повышения эффективности предусматривает повышение надежности и снижение трудоемкости при эксплуатации и ремонте.

 

Тормозная сила

Образование тормозной силы (рисунок 1.1).

Если к катящемуся по рельсу колесу нагруженному силой P _k прижать ТК с силой K, то между поверхностью касания колеса и колодкой возникает сила трения B

,                                              (1)

где  - коэффициент трения между колодкой и колесом.

R - радиус колеса; P _k - осевая нагрузка; K - сила нажатия колодки;

В - сила трения; B_t - тормозная сила; а - точка контакта колеса с рельсами.

Рисунок 1.1 – Схема сил, действующих на колесо

 

Со стороны колеса на колодку и далее на подвеску, раму и буксу действует реактивная сила равная силе B и противоположно направленная. Сила B является внутренней силой по отношению к колесу и не может сама произвести торможение. Эта сила создает момент , который направлен против вращения колеса.

Под действием этого момента в точке а создается сила B_T, которая действует на рельс со стороны колеса и стремится сдвинуть его. Данная сила является внешней, численно равна силе B и направлена в обратную сторону движению. Сила В_Т – тормозная сила

,                                       (2)

Момент силы трения М_Т, направленный против вращения колеса, называется тормозным моментом

.                                    (3)

Таким образом, тормозная сила реализуется в точках контакта колес с рельсами.