Перспективы развития тормозной техники

Ермилов А.В.

Автоматические тормоза

Учебно-методическое пособие

Для подготовки групп машинистов электропоездов

Екатеринбург

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

Автор: А.В. Ермилов

преподаватель Екатеринбург-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 настоящем учебно-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.