Для обеспечения движения поездов в реальных условиях работы железных дорог необходимо снижать и повышать скорость, поддерживать ее в заданных пределах на спусках, осуществлять полную остановку или трогание с места. С этой целью все единицы подвижного состава оборудованы комплексом устройств — тормозными системами, создающими управляемое сопротивление движению поезда с целью регулирования его скорости или остановки.
Содержание
- 1 Историческая справка
- 2 Классификация тормозов
- 3 Устройство тормозов
- 4 Кран машиниста
- 5 Тормозные нормативы
- 6 Кран вспомогательного тормоза
- 7 Кран экстренного торможения
- 8 Воздухораспределитель
- 9 Грузовой авторежим
- 10 Электропнемватический тормоз
- 11 Компрессорная установка
- 12 Тормозная рычажная передача
- 13 Тормозной цилиндр
Историческая справка
Для торможения первых поездов в кон. 19 в. применялись простые рычаги, через систему тяг передававшие усилия на колодки, которые прижимались к ободам колес и останавливали их вращение. Рычагом тормоза управлял кондуктор, находившийся на тормозной площадке. Позже рычаги были заменены штурвальным колесом с винтовым передаточным механизмом, что облегчило управление. Было создано много конструкций различных механических тормозов — цепных, канатных, пружинных. Патент на первый воздушный тормоз был выдан в России в 1859 г. инж. О. Мартину, который не смог его реализовать практически. В 1869 г. патент на прямодейству-ющий воздушный тормоз получил амер. предприниматель Дж. Вестингауз, который организовал производство тормозов и их внедрение на подвижном составе, в том числе и в России. В 1872 г. фирма «Вестингауз» приступила к выпуску тормозов с автоматическим управлением. В систему тормозов на российских ж. д. существенные изменения были внесены в кон. 20-х гг.; в 1925 г. взамен тормозов фирмы «Вестингауз» на грузовых поездах был применен тормоз с воздухораспределителем конструкции Ф. П. Казанцева. С 1931 г. в тормозных системах выпускаемых в России грузовых вагонов и локомотивов стал использоваться воздухораспределитель, предложенный изобретателем И. К. Матросовым. В 1952 г. начато изготовление воздухораспределителя для длинносоставных и тяжеловесных поездов; с 1959 г. грузовые вагоны и локомотивы оборудуются усовершенствованным воздухораспределителем высокой чувствительности, наиболее совершенная модификация которых (№ 483) серийно производится с 1976 г. Электропневматические тормоза широко используются с 1949 г., композиционные тормозные колодки — с 1966 г. Электропневматическое торможение получило распространение на горных участках начиная с 1934 г.
Классификация тормозов
По способам создания тормозной силы различают тормоза фрикционные и динамические; по характеру управления — автоматического и неавтоматического действия. Фрикционные тормоза создают тормозную силу в месте контакта колеса и рельса при их сцеплении в результате воздействия тормозных колодок на поверхности катания колес (колодочные тормоза) либо тормозных накладок на диски, закрепленные на колесных парах (дисковые тормоза), а также за счет притяжения возбуждаемых током тормозных магнитов непосредственно к рельсам. В последнем случае, т. н. фрикционные рельсовые тормоза, используемые на скоростном либо на специальном промышленном подвижном составе, работающем на особо крутых уклонах (более 0,04), действуют независимо от сцепления колес с рельсами.
В динамических тормозах сила торможения может создаваться электромагнитным полем при переключении электрических двигателей в генераторный режим, а тормозная энергия гасится в реостатах либо передается в контактную сеть — электродинамические тормоза (реостатные, рекуперативные либо рекуперативно-реостатные), или за счет соответствующего переключения гидропередачи на тяговом подвижном составе с гидропередачей — гидродинамическое торможение.
Фрикционные тормоза имеют пневматический привод и приводятся в действие сжатым воздухом, поступающим к вагонам поезда через тормозную магистраль, которая одновременно является управляющей. Торможение обеспечивается снижением давления в тормозной магистрали, отпуск тормозов — его повышением. Любой разрыв состава либо разъединение тормозной магистрали (открытие стоп-крана, сообщающего тормозную магистраль с атмосферой) приводит к автоматическому торможению поезда. Для длительного удержания подвижного состава на месте используется ручной привод тормоза (ручные тормоза) или тормозные башмаки, устанавливаемые на рельсы. Для обеспечения безопасности движения необходимым свойством тормозов, применяемых в качестве основных, является автоматичность их действия. Автотормоза срабатывают при разрыве состава независимо от поведения машиниста. Используются тормоза с пневматическим или электрическим управлением, которое обеспечивает срабатывание системы на торможение при снижении соответственно давления в тормозной магистрали или напряжения в электрических цепях управления. Допускаемая максимальная скорость движения поезда устанавливается с расчетом на срабатывание фрикционного автоматического тормоза, который гарантирует безопасность движения. К такому тормозу предъявляются требования отсутствия неконтролируемых отказов и переход на торможение с максимальной тормозной силой при неисправностях, исключающих нормальное управление тормозом, например, при разрыве цепи управления.
В то же время на подвижном составе широко применяются неавтоматические тормоза, которые имеют ручной привод либо приводятся в действие повышением давления или электрического напряжения в управляющей магистрали. К неавтоматическим относятся ручные тормоза, вспомогательные тормоза локомотивов, электропневматические тормоза пассажирского подвижного состава.
Устройство тормозов
Источником сжатого воздуха для пневматических тормозов служит компрессорная установка. Компрессор, сжимающий воздух до давления 0,75-0,9 МПа устанавливается на электровозах и тепловозах с электрическим приводом компрессора; на других тепловозах, до 0,75-0,85 МПа; 0,65-0,8 МПа — на моторвагонных поездах, нагнетает его в систему главных резервуаров (объем по 150—250 л с общим объемом ок. 1000 л на каждой секции локомотива), где воздух аккумулируется и охлаждается. Для ограничения предельного (по прочности резервуаров) давления служат предохранительные клапаны. Включение и отключение компрессоров производится регулятором давления.
Каждая расцепляемая единица подвижного состава имеет запас сжатого воздуха в запасном резервуаре, питаемом из тормозной (или питательной) магистрали, через собственный воздухораспределитель, сообщающий тормозной цилиндр с запасным резервуаром при торможении или с атмосферой при отпуске. Создаваемое при этом давление в тормозном цилиндре зависит от снижения давления в тормозной магистрали. Дополнительно к пневматическому управлению тормоз может иметь электрическое управление (электропневматические тормоза), осуществляемое по электропроводам, проходящим вдоль состава и имеющим специальные соединения (контактные или бесконтактные) между единицами подвижного состава. Особо тяжелые грузовые поезда (массой более 12 тыс. т) могут иметь управление тормозами по радио, когда локомотивы устанавливаются не только в голове, но и в составе поезда. По радиокоманде осуществляется снижение либо повышение давления в тормозной магистрали кранами машиниста на всех включенных в состав поезда локомотивах.
Схемы тормозного оборудования тягового подвижного состава отличаются от тормозов грузового и пассажирского вагонов. На тепловозе компрессор нагнетает сжатый воздух через маслоотделитель и обратный клапан в
последовательно соединенные главные резервуары, сообщающиеся с питательной магистралью (рис. 7.1). В резервуарах воздух аккумулируется и охлаждается. Питательная магистраль сообщается с краном машиниста и краном вспомогательного тормоза. Через блокировочное устройство кран машиниста включен в тормозную магистраль 20, а кран вспомогательного тормоза — в магистраль 22 группы тормозных цилиндров 24 первой тележки локомотива. К этой же магистрали подключено реле давления, через которое проходит воздух, наполняющий группу тормозных цилиндров 19 второй тележки. Реле давления включено в питательную магистраль через клапан максимального давления. Кран машиниста поддерживает заданное давление в тормозной магистрали в поездном положении и при перекрыше с питанием. Кран машиниста позволяет управлять тормозной системой поезда при изменении величины давления в уравнительном резервуаре. Воздухораспределитель с запасным резервуаром включен в тормозную магистраль 20 и при торможении наполняет сжатым воздухом резервуар, включенный в кран вспомогательного тормоза, который через свое реле наполняет питательную магистраль 21 и тормозные цилиндры 24 первой тележки. Цилиндры 19 второй тележки наполняются через реле давления. Между главной частью и двухкамерным резервуаром воздухораспределителя установлен датчик сигнализатора разрыва тормозной магистрали. Регуляторы давления служат и для управления компрессором.
Кран машиниста
Тормозные нормативы
Тормозные нормативы — совокупность требований к обеспечению подвижного состава единым наименьшим тормозным нажатием на 100 т массы поезда (или состава), при выполнении которых поезда могут двигаться с установленными скоростями. Тормозные нормативы определяют уклоны максимальных спусков, на которых допускается движение поездов с указанными скоростями, порядок снижения скорости на спусках большей крутизны и в случаях, когда установленное нажатие не может быть обеспечено (например, выключение отдельных тормозов при неисправности).
Тормозные нормативы предусматривают значения расчетных нажатий тормозных колодок на колесную пару подвижного состава и сведения о числе тормозных осей, учетную массу локомотивов и потребность ручных тормозов для удержания на месте подвижного состава в случаях отказа автоматических тормозов. Тормозные нормативы выпускаются в виде приложения к графику движения поездов.
Кран вспомогательного тормоза
Кран экстренного торможения
Кран экстренного торможения, стоп-кран, — тормозной кран, служащий для выпуска воздуха из магистрали и приведения в действие автотормозов в случае необходимости экстренной остановки поезда. Кран экстренного торможения устанавливается в тамбуре, а также внутри каждого пассажирского вагона.
Воздухораспределитель
Воздухораспределитель — основной прибор автоматической тормозной системы, служащий для зарядки сжатым воздухом запасного резервуара, наполнения сжатым воздухом тормозных цилиндров, а также для полного или частичного выпуска сжатого воздуха из тормозных цилиндров при повышении давления в тормозной магистрали. Воздухораспределитель определяет характеристики действия тормозной системы: скорость распространения тормозной волны наполнения тормозных цилиндров по длине поезда, влияющую на тормозной путь и продольные силы в составе, управляемость тормозов и др. В положении отпуска и зарядки воздухораспределителя происходит заполнение сжатым воздухом запасных резервуаров и управляющих камер воздухораспределителя (золотниковая и рабочая). Медленное снижение давления в тормозной магистрали (темпом до 0,04 МПа/мин) дает возможность разрядить тормозную систему без срабатывания тормоза (темп «мягкости») либо перевести ее на пониженное зарядное давление. В случае более быстрого темпа снижения давления в магистрали (0,006 МПа/с при служебном; 0,04 МПа/с при экстренном торможении) воздухораспределитель срабатывает на каждой единице подвижного состава и передает тормозную волну по всей длине поезда через дополнительную разрядку магистрали на 0,03-0,05 МПа на каждом вагоне. Скорость распространения тормозной волны, влияющая на плавность торможения, современными воздухораспределителями обеспечивается до 270—280 м/с при служебном и 290—300 м/с при экстренном торможении. Наиболее совершенные системы воздухораспределителей (например, отечественный 483) производят разрядку тормозной магистрали одновременно с ее разрядкой через кран машиниста по всей длине поезда, ускоряя процесс снижения магистрального давления и, соответственно, наполнения тормозных цилиндров. Давление в тормозном цилиндре, который наполняется из запасного резервуара, зависит от изменения давления в магистрали, а скорость наполнения — соответственно от темпа разрядки тормозной магистрали в каждом вагоне.Первая ступень торможения обеспечивается при снижении давления в магистрали на 0,03-0,04 МПа, полное торможение и максимальное давление в тормозных цилиндрах −0,15 МПа (при полном торможении) и более(при экстренном торможении). Выпуск воздуха из тормозных цилиндров и, соответственно, отпуск тормоза достигается повышением магистрального давления. При этом отпуск может быть полным (бесступенчатым) при повышении давления в магистрали на 0,02-0,03 МПа либо постепенным (ступенчатым) по мере возрастания давления в магистрали и восстановления предтормозного давления. Бесступенчатый отпуск обеспечивает высокую управляемость и используется в грузовых поездах на равнинных профилях пути. На спусках 0,018 и круче в грузовых поездах применяется режим ступенчатого отпуска (горный), при котором снижение давления в тормозных цилиндрах происходит по мере повышения давления в магистрали и зарядки тормозной системы. Этот режим характеризуется пониженной управляемостью автотормозов (если поезд движется по равнинному участку пути), но он гарантирует неистощимость тормоза, высокую безопасность движения и хорошую управляемость на затяжных крутых спусках.
допущен к применению на всех западноевропейских и российских железных дорогах.
Грузовой авторежим
Грузовой авторежим — устройство, автоматически регулирующее величину тормозной силы в зависимости от загрузки вагона при ступенчатом и полном (экстренном) торможениях.
На грузовых вагонах российских железных дорог применяется грузовой авторежим (рис. 7.10), имеющий пневматическое реле и демпферную часть, изменяющую соотношение плеч рычага реле в зависимости от загрузки вагона. Реле авторежима включено в воздухопровод от воздухораспределителя в тормозной цилиндр. Демпферная часть приводом опирается на неподрессорную балку тележки вагона и измеряет прогиб рессорного комплекта в зависимости от загрузки. Демпферный поршень гасит передачу на привод авторежима вертикальных колебаний вагона. Грузовые авторежимы на пассажирском подвижном составе с пневморессорами имеют пневматический привод и действуют в зависимости от давления в пневморессоре.
На грузовых вагонах западноевропейского типа для измерения массы вагона используется пневматический взвешивающий клапан, располагаемый под пружиной рессорного комплекта вагона, а реле авторежима используется как реле воздухораспределителя. Грузовой авторежим исключает необходимость ручного включения режимов порожний-средний-груженый воздухораспределителя, что особенно важно, когда неизвестна загрузка вагона, сокращает тормозной путь поездов, повышает плавность их торможения.
Электропнемватический тормоз
Электропнемватический тормоз — система регулирования и управления тормозами поезда, содержащая комплекс устройств для выдачи (машинистом или автоматически) электрических сигналов, дистанционной передачи этих сигналов на каждую единицу подвижного состава и преобразования их в соответствующее давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах фрикционного тормоза. Основные процессы электропневматического тормоза такие же, как и пневматического тормоза: наполнение сжатым воздухом тормозных цилиндров до определенной величины давления; поддержание заданной величины давления; отпуск (выпуск сжатого воздухаиз цилиндров). Основные преимущества такой системы по сравнению с пневматическими тормозными системами; быстродействие и одновременность работы по всему составу. Этим достигается высокая управляемость, плавность и эффективность торможения. Уменьшаются тормозные пути (до 15 %), обеспечивается полная неистощимость тормоза при регулировочных торможениях, что особенно важно на затяжных уклонах. Электропневматический тормоз в наибольшей степени удовлетворяет требованиям автоматизации ведения поезда, совместного регулирования скорости с электродинамическим торможением, а также обеспечивает возможность перехода на пневматическое управление тормозами.
Основные элементы тормозов на локомотиве: аккумуляторная батарея; блок питания электрического тока и управления — стабилизированный преобразователь напряжения (СПН) для питания тормоза рабочим и контрольным током; кран машиниста с контроллером 395М-4-01. Контроллер, смонтирован на кране машиниста автоматического пневматического тормоза, имеет три положения (отпуск, перекрыша, торможение), сблокированные с положениями рукоятки крана машиниста; световой сигнализатор с тремя лампами для контроля, соответствующими отпуску, перекрыше, торможению; главный выключатель, вольтметры, пакетные выключатели.
Основные элементы на вагонах и локомотиве (см. рис. 7.11): линейный рабочий провод; линейный контрольный провод; соединительные рукава с электроконтактом 389А, обеспечивающие гибкое разъемное соединение воздухопроводов и электрических каналов электропневматических тормозов смежных единиц поезда. Головка рукава взаимосцепляема с головкой пневматической тормозной магистрали и содержит один подвижной электрический контакт рабочего линейного провода 7, изолированный от корпуса в сцепленном положении смежных головок, замыкаемый на корпус при их расцепе (в качестве второго контрольного контакта 8 используется корпус головки). В качестве обратного рабочего провода используются масса поезда и рельсы. Линейный контрольный провод 6 соединен с преобразователем напряжения. К второму рабочему линейному проводу 5 присоединен электровоздухораспределитель 305, предназначенный для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре при работе тормоза. Электровоздухораспределитель устанавливается совместно с воздухораспределителем 292М пневматического тормоза, имеет два электромагнитных вентиля: тормозной, связанный с рабочим проводом 5 через полупроводниковый вентиль, второй — вентиль перекрыши — связан с рабочим проводом непосредственно. В систему тормозов входят клеммовые коробки 316-8 и 317-8, предназначенные для контролируемого соединения электрических проводов и монтажа кондуитных труб.
При торможении в линейный рабочий провод подается плюс напряжения электрического тока, на массу — минус. Срабатывают тормозной вентиль (ВТ) и вентиль перекрыши (ВП), тормозные цилиндры наполняются сжатым воздухом. При смене полярности в линейный рабочий провод подается минус напряжения электрического тока, на массу — плюс. Под напряжением находится только вентиль перекрыши, поддерживая заданное давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах. При обесточивании рабочего провода осуществляется выпуск сжатого воздуха из тормозных цилиндров.
При торможении и перекрыше контроль электрической цепи тормоза осуществляется рабочим постоянным током через рабочий провод, концевую заделку и контрольный провод на блок управления и сигнализатор. При отпущенном состоянии тормоза контроль тормоза осуществляется переменным током. Вследствие большого индуктивного сопротивления катушки электромагнитных вентилей при прохождении переменного тока не возбуждаются, и тормоз остается в отпущенном положении.
Электропневматический тормоз пригородного моторвагонного подвижного состава — прямодействующий неавтоматический с электрическими сигналами аналогового типа по времени, по четырехпроводной схеме, изолированной от массы поезда. В отличие от тормоза локомотивной тяги, в этом случае управление торможением и перекрышей осуществляется постоянным током напряжением 50 В по отдельным проводам без смены полярности. Контроль рабочих проводов осуществляется только в соответствующих положениях контроллера постоянным током. Основные элементы тормоза: кран машиниста с контроллером 395М-5-01 и электровоздухораспределитель 305-1. Отличаются от аналогичных приборов электропневматического тормоза локомотивной тяги только некоторыми изменениями, связанными с электрической схемой.
Компрессорная установка
Компрессорная установка предназначена для получения сжатого воздуха, необходимого для приведения в действие тормозов и пневматического оборудования тягового подвижного состава (локомотива и поезда). В установку входит компрессор, главные резервуары (емкости сжатого воздуха), регулятор давления, предохранительные и обратный клапаны, воздушные всасывающие фильтры, масловлагоотделители, а также система осушения сжатого воздуха. На ж.-д. транспорте применяются в основном поршневые компрессоры с воздушным охлаждением производительностью от 0,6 до 6,0 м3/мин с избыточным давлением нагнетания от 0,65 до 0,9 МПа и частотой вращения вала компрессора до 1450 об/мин с приводом от электродвигателя или дизеля. Рабочие цилиндры компрессоров располагаются горизонтально (на электропоездах), вертикально (на дизель-поездах), V- и W-образно (на электровозах и тепловозах). Основным изготовителем и поставщиком компрессоров для ж.-д. транспорта Российских ж. д. является ОАО «Транспневматика» (г. Первомайск Нижегородской обл.). Показатели поршневых компрессоров для тягового подвижного состава регламентированы ГОСТ 10393.
Выбор компрессорной установки по производительности для каждого вида тягового подвижного состава определяется расходом сжатого воздуха на тормозные и служебные нужды (до 1,2 м3/мин) и утечкой воздуха вследствие неплотности воздушной магистрали (до 1,8 м3/мин), в зависимости от типа и длины поезда, а также периодичности включения компрессора, которая равна отношению продолжительности работы компрессора при включенном состоянии к полному циклу его работы и должна находиться в пределах 25-35 %, но не более 50 %. При этом продолжительность включения по условиям надежной смазки должна быть не менее 30 с. В условиях эксплуатации производительность компрессора с достаточной точностью определяется по формуле:
где Vrp — объем главных резервуаров, влагомаслоотделителей и трубопроводов, куда нагнетается воздух при включенном компрессоре с отключенной тормозной магистралью, м3; tпов — время повышения давления в главном резервуаре (по манометру на пульте управления) с 0,7 до 0,8 МПа; тсн — время (в с) снижения давления в главном резервуаре с 0,8 до 0,7 МПа при отключенном компрессоре.
Конечная температура сжатого воздуха на выходе из компрессора должна быть не менее, чем на 20-30 °С ниже температуры вспышки применяемого компрессорного масла. Поэтому компрессоры с производительностью до 0,6 м3/мин и давлением нагнетания до 0,8 МПа выполняются с одной ступенью сжатия. Компрессоры с большой производительностью и высоким давлением нагнетания выполняются с двумя ступенями сжатия и межступенчатым холодильником, что позволяет получить температуру сжатого воздуха на выходе из компрессора при нормальных условиях (То = 20 °С) не выше 190 "С. При этом удельная потребляемая компрессором мощность на сжатие 1 м3 в мин до 0,9 МПа должна быть не более 8,3 кВт, а удельный расход энергии — не более 140 кВт-ч на 1000 м3.
Температура масла в картере не должна превышать 85 °С. При установившемся тепловом режиме температура масла в картере на 30-40 °С выше температуры окружающего воздуха, что при длительных отстоях тягового подвижного состава в зимнее время на трак-ционных путях депо вызывает необходимость кратковременного включения компрессоров с продолжительностью включения 10-15 % (путем создания искусственной утечки из главных резервуаров) в целях обеспечения нормальной смазки компрессора и готовности его к эксплуатации.
В компрессорах производительностью до 1 м3/мин и давлением нагнетания до 0,8 МПа смазка трущихся деталей барботажная,- осуществляемая саморазбрызгиванием; в компрессорах с большими значениями производительности и давления нагнетания смазка подается масляным насосом под давлением 0,15-0,35 МПа.
Для смазки узлов компрессора применяются специальные сезонные компрессорные масла с определенной температурой вспышки: летние (до 270 °С), зимние (до 180 °С), имеющие соответственно температуру застывания до −15 и −50 °С и вязкость 18-22 и 8-10 сСт (мм2/с). Смена масла производится при ухудшении его качества по браковочным параметрам во время текущих ремонтов, а также при межсезонных перезаправках. Удельный расход масла компрессорами не должен превышать 0,2 г на 1 м3 поданного компрессором воздуха, приведенного к условиям всасывания.
Компрессор нагнетает сжатый воздух в 2-4 последовательно соединенных главных резервуара общей емкостью от 340 до 2500 л в зависимости от вида подвижного состава (для одной секции локомотива мощностью до 5000 кВт объем резервуаров составляет обычно 1000 л), которые являются аккумуляторами сжатого воздуха. Такой запас обеспечивает отпуск и зарядку тормозов (при штатном отключении компрессора); охлаждение сжатого воздуха до температуры не менее, чем на 30-40 "С в первом резервуаре и на 3-5 "С в последнем выше температуры окружающего воздуха, что позволяет сконденсировать до 65 % содержащихся в сжатом воздухе водяных паров: летом до 300 г/ч, зимой до 20 г/ч на 1 м3/мин производительности компрессора; сбор и удаление конденсата, а также включение компрессора с частотой не более 30 в час. Для интенсификации процесса конденсации водяных паров резервуары должны иметь хорошее охлаждение, для чего их устанавливают под кузовом или на крыше локомотива, защищают от прямых солнечных лучей. Для уменьшения попадания водяных паров в резервуары и воздушные магистрали на выходе из компрессора устанавливают холодильник с автоматическим сбросом конденсата.
Поддержание давления в резервуарах в установленном диапазоне 0,65-0,8 МПа в электро- и дизель-поездах и 0,75-0,9 МПа в электровозах и тепловозах осуществляется автоматически одним регулятором давления: выключением и включением компрессора (при электрическом приводе) или переводом компрессора с рабочего режима на холостой и обратно при неотключаемом приводе (например, с приводом от вала дизеля на тепловозе или дизель-поезде) соответственно при максимальном и минимальном значениях рабочих давлений в главных резервуарах. Превышение давлений в межступенчатом холодильнике компрессорной установки и в резервуарах выше максимальных рабочих давлений предотвращается предохранительными клапанами, отрегулированными на срабатывание при давлении на 0,1 МПа большем максимальных рабочих давлений. Для предотвращения движения потока сжатого воздуха из резервуаров в компрессор при его отключении, а также для установки при необходимости разгрузочного устройства, облегчающего запуск компрессора без противодавления, в нагнетательном трубопроводе между компрессором и резервуарами установлен обратный клапан.
Компрессорные установки на ж.-д. подвижном составе работают в условиях большой запыленности. Очистка всасываемого компрессором воздуха осуществляется фильтрами различной конструкции. Распространение получили фильтры-глушители с фильтрующими элементами типа «Реготмас», обеспечивающие необходимую фильтрацию воздуха (пропуск частиц пыли диаметром не более 30 мкм) с начальным сопротивлением не более 70 мм вод. ст. и достаточно большим сроком службы (более 1 года) до предельно допустимого по загрязненности сопротивления 250—300 мм вод. ст. Для восстановления фильтрующей способности элементы продуваются сухим сжатым воздухом.
Для сбора и удаления конденсата из воздушной магистрали в нагнетательном трубопроводе перед резервуарами и в питательной магистрали перед концевыми кранами и кранами машиниста устанавливаются двухкамерные влагомаслоотделители емкостью 6 л, верхняя камера которых заполнена латунными кольцами, а нижняя сообщена с накопительной емкостью объемом 2 л.
В зимнее время замерзший в резервуарах конденсат удаляется после их прогрева (изнутри) поступающим из деповской воздушной магистрали горячим сжатым воздухом температурой 70-80 °С, подогретым в калорифере мощностью 10-15 кВт. В целях более эффективной осушки сжатого воздуха возможно использование одно- и двухадсорбер-ных установок осушения сжатого воздуха (ОСВ), которые размещают на участке трубопровода между компрессором и резервуарами. В качестве адсорбента влаги использован силикагель. В одноадсорберной установке осушение воздуха происходит во время работы компрессора, регенерация адсорбента (восстановление его поглащающих влагу свойств) -во время отключения компрессора осушенным воздухом из резервуаров или дополнительной емкости. В двухадсорберной установке циклы осушки и регенерации осуществляются в установленном режиме по сигналу реле времени независимо от режима работы компрессора. При работе компрессора с продолжительностью включения не более 40 % и расходе воздуха на регенерацию адсорбента до 15 % от производительности компрессора температура точки росы (момент конденсации водяных паров) выходящего из адсорбера сжатого воздуха на 3-5 "С ниже температуры окружающего воздуха.
Это позволяет получить достаточно сухой воздух и исключить образование конденсата в резервуаре и пневмосистеме. Недостатком ОСВ является низкая прочность силикагеля, его разрушение и попадание под клапан продувки адсорбера, в связи с чем увеличивается расход воздуха из резервуара установки ОСВ. Распространения на тяговом подвижном составе не получили.
Тормозная рычажная передача
Тормозная рычажная передача — устройство для передачи давления сжатого воздуха, воздействующего на поршень цилиндра, или усилия ручного тормоза на тормозные колодки, которые при торможении прижимаются к поверхности катания колес; представляет собой систему рычагов, шарнирно соединенных тягами, и включает в себя три-ангели или траверсы с башмаками и тормозными колодками.Для обеспечения надежности тормозов ПС к тормозным рычажным передачам предъявляется ряд требований.
Рычажная передача должна обеспечивать равномерное распределение усилий по всем тормозным колодкам. Величина усилия практически не должна зависеть от углов наклона рычагов, выхода штока тормозного цилиндра (при сохранении в нем расчетного давления сжатого воздуха) и износа тормозных колодок в пределах установленных эксплуатационных нормативов. Автоматический регулятор поддерживает в заданных пределах зазор между колодками и колесами независимо от их износа. Автоматическое регулирование передачи обеспечивается без ручной перестановки валиков до предельного износа всех новых тормозных колодок; ручная перестановка валиков допускается для компенсации износа колес. Автоматический регулятор должен допускать уменьшение выхода штока тормозного цилиндра без регулировки его привода на особо затяжных спусках, где установлены уменьшенные нормы выхода штока. При отпущенном тормозе тормозные колодки должны равномерно отходить от поверхности катания колес. Шарнирные соединения для упрощения ремонта и увеличения срока службы оснащаются износостойкими втулками. Передача должна иметь достаточную прочность, жесткость и при необходимости демпфирующие устройства (например, резиновые втулки в шарнирах подвесок башмаков), исключающие изломы деталей под действием вибраций. На подвижном составе обязательно предусматриваются предохранительные устройства, предотвращающие падение на путь и выход за пределы очертаний габарита деталей рычажной передачи при их разъединении, изломе или других неисправностях.
Основной характеристикой тормозной рычажной передачи является передаточное число, которое определяется в зависимости от конкретной схемы, как произведение отношений плеч рычагов. Плечи рычагов выбираются из условий обеспечения требуемых нажатий на колодки, при условии недопущения юза.
Наиболее распространенной для четырехосных грузовых вагонов является типовая симметричная рычажная передача (рис. 7.12) с односторонним нажатием колодок на колесо.
Передача имеет два горизонтальных рычага, один из которых шарнирно соединен со штоком тормозного цилиндра и авторегулятором, установленном на тяге, а другой рычаг соединен с кронштейном, расположенным на задней крышке цилиндра, и с тягой вертикального рычага. Между собой рычаги связаны затяжкой, в которой имеются отверстия для установки валиков (при использовании композиционных колодок отверстия 4, при чугунных — отверстия 3). Через систему рычагов усилия передаются на триангели, на цапфах которых установлены башмаки с колодками. В отверстие каждого башмака входит подвеска триангеля, соединенная валиком с кронштейном вагонной тележки.
Горизонтальные и вертикальные рычаги выполнены двойными. Между их половинами (щеками) располагаются головки тяг, распорок, штока и кроншейна мертвой точки тормозного цилиндра (или серьга). Шарнирные соединения выполняются с помощью валиков, закрепленных шайбами и шплинтами. Щеки вертикальных рычагов сварены попарно, а их валики дополнительно предохраняются шплинтами, вставляемые в приваренные к щекам планки. Триангель имеет наконечники, предохраняющие от падения на путь детали рычажной передачи.
Рычажные передачи грузовых вагонов других типов имеют ряд отличий от типовой схемы четырехосного вагона. Так вагоны-хопперы в ряде случаев имеют симметричную схему рычажной передачи с установкой горизонтальных валов. Они могут быть оборудованы передачей с несимметричной схемой: тормозной цилиндр устанавливается в консольной части вагона. Регулятор имеет рычажный привод. Восьмиосные вагоны оборудованы наиболее сложными рычажными передачами с балансиром параллельной передачи усилий на каждую из двухосных тележек, соединенных в четырехосную тележку. Передачи восьмиосных цистерн включают в себя систему обводных рычагов для огибания сливных приборов.
Рычажные передачи пассажирских вагонов, в отличие от грузовых, обеспечивают двустороннее нажатие тормозных колодок и имеют вертикальные рычаги, расположенные в два ряда по бокам колес с тягами через балансиры. Вместо триангелей применяют траверсы с цилиндрическими цапфами, на которые насажены поворотные башмаки. Фиксирующие устройства с пружиной препятствуют повороту башмаков и удерживают колодки на необходимом расстоянии от поверхности катания колес при отпущенном тормозе.
Передачи вагонов имеют бескулисный автоматический регулятор одностороннего действия, который стягивает рычажную передачу при увеличении сверх нормы выхода штока тормозного цилиндра (рис. 7.15).
В корпус регулятора завальцована крышка и ввернута головка, дополнительно соединяемая с корпусом стопорным болтом. В узел головки входят защитная труба, закрепленная стальным и резиновым кольцами, и наконечник с капроновым кольцом, предохраняющим механизм регулятора от загрязнения. В корпусе расположен тяговый стакан, в котором находится вспомогательная и регулирующая гайки с упорными подшипниками и регулирующими пружинами. В тяговый стакан входит конусная часть тягового стержня. Возвращающая пружина опирается на поверхность гильзы и крышки корпуса. Регулирующая и вспомогательная гайки навернуты на регулирующий винт, который имеет трехзаходную несамотормозящую резьбу и снабжен предохранительной гайкой. При исходном положении регулятора, когда тормоз находится в отпущенном состоянии, расстояние между упором крышки и торцом корпуса регулятора соответствует нормальной величине зазоров между колодками и колесами. Возвращающая пружина прижимает головку в корпусе к вспомогательной гайке. Между торцом тягового стержня и регулирующей гайкой между крышкой корпуса и вспомогательной, а также между конусными поверхностями тягового стакана и регулирующей гайкой имеются зазоры. При нормальных зазорах между колодкой и колесом регулятор работает как обычная жесткая тяга. При увеличенных зазорах после упора привода в торец крышки и сжатия возвращающей пружины образуется зазор между вспомогательной гайкой и крышкой стакана. Под действием регулирующей пружины вспомогательная гайка наворачивается на регулирующий винт, тем самым уменьшая длину тяги и регулируя зазор между колодкой и колесом.
Тормозной цилиндр
Тормозной цилиндр — силовой орган тормоза, преобразующий давление сжатого воздуха в механическую энергию и передающий усилие на тормозные колодки (накладки)
для прижатия их к ободу колеса или к тормозным дискам. Внутри корпуса, закрытого передней и задней крышками, перемещается поршень, жестко или шарнирно соединенный со штоком и отпускной пружиной. В горловине передней крышки расположены сетчатый фильтр и пылезащитная резиновая шайба для очистки воздуха, засасываемого в тормозной цилиндр при движении поршня. На внутренней поверхности корпуса имеются канавки для сбора и удаления влаги. Задняя крышка служит также для крепления кронштейна тормозной рычажной передачи, а в пассажирском вагоне — еще и для установки воздухораспределителя. В верхней части задней крышки имеется заглушённое пробкой отверстие для установки манометра при испытании тормоза.
