Jernbanebremser er anordninger, der skaber kunstige modstandskræfter, der er nødvendige både til hastighedskontrol og for at standse rullende materiel.
|
De mest almindelige er pneumatiske bremser, som aktiveres af trykluft. I dem kommer luft ind i bremsecylindrene og presser på stemplet, som omdanner lufttrykket til en kraft, der overføres gennem bremseforbindelsen til bremseklodserne, og presser dem mod hjulfælgen eller mod bremseskiven på akslen. Den første luftbremse blev foreslået i 1869 af Westinghouse og er blevet konstant forbedret siden da. Westinghouse-bremsen har kun to tilstande - bremsning og frigivelse, den bruges i øjeblikket stadig i underjordiske tog . Derimod giver moderne luftbremser dig mulighed for at justere bremsekraften ved at ændre lufttrykket i bremsecylindrene. Føreren styrer bremserne ved hjælp af pneumatisk automatisering . Ved at ændre trykket i bremseledningen ved hjælp af førerens kran aflader han bremseledningen (bremsning), opretholder det indstillede tryk ( overlapning ) og oplader bremseledningen (bremseudløsning). Lokomotivets pneumatiske skema inkluderer også en hjælpebremseventil, der giver dig mulighed for at styre lokomotivets bremser uafhængigt af togbremserne.
På hver enhed rullende materiel er en luftfordeler forbundet til bremsecylinderen og en reservetank forbundet til bremseledningen gennem et T-stykke og en frakoblingsventil . På godsvogne, mellem luftfordeleren og bremsecylinderen, kan godsautomatikken slås til . Ladetrykket i bremseledningen afhænger af togtypen, så for et passagertog er det 4,5–5,2 kg/cm² (ca. 0,44–0,51 MPa). Når trykket i bremseledningen falder, fylder luftfordeleren bremsecylinderen med trykluft fra reservetanken. Trykket i bremsecylinderen indstilles afhængigt af mængden af udledning af bremseledningen, luftfordelerens funktionsmåde (tom, medium, lastet) og belastningen af bilen ved brug af auto-tilstand. I overlapningstilstanden i direkte virkende bremser kompenseres luftlækage fra bremsecylinderen fra reservebeholderen, og reservebeholderen kan genopfyldes fra bremseledningen gennem kontraventilen. Ved indirekte bremser kompenseres der ikke for luftlækage fra bremsecylindrene.
Med en stigning i trykket i bremseledningen udledes bremsecylinderen til atmosfæren enten helt, i luftfordelerens flade (ikke-stive) driftstilstand eller ved et trin, der er proportionalt med stigningen i trykket i bremsen linje i bjerget (halvhård) driftstilstand, og reservedelen genoplades (det skal huskes, at reservoiret ikke er en reserve, men en reserve, fordi det ikke er ham, der fumler i reserve, men en forsyning af luft fumler i den) af tanken. I tilfælde af beskadigelse af bremseledningen (også når toget går i stykker) og frigivelse af luft fra den til atmosfæren, forbinder luftfordeleren reservetanken direkte med bremsecylinderen. I dette tilfælde opstår der nødbremsning - luft kommer ind i cylindrene under maksimalt tryk, på grund af hvilket maksimal bremsekraft realiseres. Nødbremsning kan også forceres - ved at sætte håndtaget på førerkranen i positionen "Nødbremse", eller ved at åbne stopventilen - i dette tilfælde er bremseledningen også direkte forbundet med atmosfæren.
Den største ulempe ved den pneumatiske bremse er, at udbredelseshastigheden af stødet fra førerens kran til luftfordelerne og dermed bremsernes funktion med hensyn til sammensætning, ikke kan overstige lydens hastighed (331 m/s). Udbredelsen af et område med reduceret tryk langs bremselinjen kaldes en luftbølge, dens hastighed er tæt på lydens hastighed. Processen med fordeling af stigende tryk i bremsecylindrene i hele toget kaldes en bremsebølge. Bremsebølgens hastighed afhænger af luftfordelernes design, lufttemperatur, ladetryk. For at opretholde bremsebølgens hastighed producerer luftfordelere en ekstra udledning af bremseledningen. Bremsebølgehastigheden kan nå 280 m/s under driftsbremsning og 300 m/s under nødbremsning.
Ikke-samtidighed i bremsernes betjening kan føre til langsgående stød, som i persontog fører til ubehag for passagererne, og i lange godstog til togpause. Derfor bruges elektropneumatiske bremser på passager- og godstog. I dette tilfælde løber en elektrisk ledning parallelt med bremseledningen, gennem hvilken signaler overføres til luftfordelere (sidstnævnte kaldes en elektrisk luftfordeler på grund af tilstedeværelsen af en elektrisk del i designet). Fordelen ved denne type bremse er, at bremserne næsten samtidig aktiveres i hele togets længde, hvilket også reducerer bremselængden.
For at kontrollere driften af pneumatiske bremser, efter at have afsluttet dannelsen af toget, er de fuldt testet. Samtidig kontrolleres funktionen af bremserne på alle biler i toget, samt hastigheden af luftlækage fra bremseledningen. Efter en fuldstændig test af bremserne giver vogninspektøren føreren af det førende lokomotiv et certifikat for, at toget er udstyret med bremser og deres brugbarhed (certifikat for VU-45-formularen). På tog med flere enheder indtastes data om den komplette test af bremserne i den tekniske tilstandslog. Russiske jernbaner udfører også en reduceret bremsetest, hvor bremserne kun testes på de sidste to vogne. En forkortet test udføres i følgende tilfælde:
Også langs ruten, på de angivne steder, kontrolleres bremserne for effektivitet - føreren reducerer hastigheden med en vis mængde ved at bremse, mens han kontrollerer længden af bremsevejen.
Til synkron drift af alle togbremser, uanset udbredelseshastigheden af bremse- og frigivelsesluftbølger, kan du bruge den elektriske styring af pneumatiske bremser - sådan en bremse kaldes elektro-pneumatisk (EPT). I undergrundsbanerne i det tidligere USSR bruges EPT ikke, da driftsbremsen der er en elektrisk reostatisk bremse, den er også fraværende på godsvogne på grund af kompleksiteten af implementering og utilstrækkelig pålidelighed i lange tog, og den er også fraværende på Vesteuropæiske tog - de er udstyret med automatiske bremser af KEs-typen med trinløs udløsning. På jernbanerne i det tidligere USSR bruges EPT på passagertog (to-leder kontrolkredsløb) og flere enhedstog (fem-leder kredsløb).
Med et to-leder kredsløb er EPT-ledningskontakterne installeret på forbindelseshovederne på bremseledningsbøsningerne og er forbundet, når bøsningerne er tilsluttet. Elektriske luftfordelere (EVR) er forbundet til den direkte ledning, intet er forbundet til returledningen - den fungerer som en kontrol. På ærmets hoved, der ikke er forbundet med en anden ærme, lukker kontakterne af de direkte og kontrolledninger sammen under påvirkning af en fjeder, hvilket skaber et kontrolkredsløb. Hver EVR har to ventiler forbundet mellem den direkte ledning og kabinettet - den ene (bremseventil) er forbundet gennem en diode, den anden (udløserventilen) er forbundet direkte.
Når ledningen er afbrudt, er begge ventiler i udløst position, og EVR er i ferietilstand. Mellem den automatiske bremse VR og EVR er der installeret en skifteventil, som forbinder den VR, der giver mere tryk til bremsecylindrene, så når EPT er slukket, fungerer autobremserne som normalt. Når en "plus" spænding på 50 volt tilføres en direkte ledning og et "minus til skinnerne", er begge ventiler spændte, og EVR'en arbejder på at bremse - den lukker luft ind i indkøbscentret. I tilfælde af polaritetsvending ("minus" på linjen, "plus" på skinnerne) udløses bremseventilen, da den er forbundet gennem en diode, der kun sender strøm, når der er et "plus" i ledningen, og kun udløserventilen forbliver tiltrukket, hvilket giver en overlapningstilstand - i bremsecylindrene opretholdes trykket.
Således ved blot at skifte strømforsyningen til EPT-linjen ("plus" til ledningen til bremsning, "minus" til ledningen til at slukke, afbryde strømmen til ledningen til udløsning), kan du nemt styre bremserne på hele træne, udføre trinbremse eller slip med stor nøjagtighed. For at levere spænding til linjen med direkte og omvendt polaritet, bruges bremse- og udløsningsrelæer (henholdsvis TP og OP). Disse to relæer styres af kontakter på førerens kran, "P"-lampen på førerkonsollen indikerer, at OP er tændt, og "T"-lampen indikerer, at TR er tændt. Til styring tilføres en vekselstrøm med en frekvens på 625 Hz til ledningen fra konverteren, som ikke passerer gennem ventilerne på grund af deres høje induktive modstand , men vender tilbage gennem kontakterne på bagvognshovedet og returledningen til lokomotivet og exciterer styrerelæet (CR) EPT.
Hvis styrestrømmen ikke passerer (der er ingen kontakt i en af ledningerne), og CD'en ikke tænder, lyser kontrollampen "O" (eller "C") ikke, og TP og OP vil ikke tænde . I dette tilfælde er det nødvendigt enten at finde og eliminere funktionsfejlen eller at følge uden EPT (på automatiske bremser) eller at tænde for den duplikerede strømforsyning til EPT - med en speciel kontakt er direkte og returledninger forbundet direkte på lokomotivet og EVR drives ikke gennem en ledning, men gennem to. For at kredsløbet ikke konstant duplikeres gennem kontakterne på lokomotivets hovedmanchet, som ikke er forbundet med toget, er der installeret isolerede muffeophæng på lokomotivet, som åbner kontakterne.
På elektriske tog, elektriske lokomotiver, samt diesellokomotiver med elektrisk transmission, anvendes der foruden pneumatiske bremser også elektriske bremser, som omdanner togets mekaniske energi til elektrisk energi . I dette tilfælde bruges reversibiliteten af den elektriske motor , det vil sige dens evne til at fungere som en generator . Den modtagne elektriske energi omdannes enten til varme i rheostater ( rheostat bremsning , det er også elektrodynamisk - EDT), eller returneres til kontaktnetværket ( regenerativ bremsning ), deres kombination er også mulig ( regenerativ-reostatisk bremsning ). Regenerativ bremsning gør det muligt at øge effektiviteten af elektrisk trækkraft på grund af tilbageføring af en del af elektriciteten, mens reostatisk bremsning giver fuldstændig autonomi fra eksterne kilder, hvilket gør det muligt at bruge det på diesellokomotiver. Elektriske lokomotiver VL8 , VL10 , VL80 r , VL85 , serie EP1 og E5K "Ermak" er udstyret med regenerativ bremsning . Diesellokomotiver TEP70 , 2TE116 fra nummer 1610 og alle 2TE116U og 3TE116U, elektriske tog ER9 T, ER200 , elektriske lokomotiver VL80 t og VL80 s , VL82 og VL82 m , ChS4 t , ChS , ChS , ChS , ChS , ChS , ChS , ChS , ChS , samt , er udstyret med en reostatisk bremse, undergrundsvogne og alle højhastighedstog. Elektriske tog ER2R , ER2T , ET2 , elektriske lokomotiver 2ES6 , 2es10, EP10 og EP20 er udstyret med en regenerativ-reostatisk bremse .
Der er også en magnetskinnebremse . Den består af to (sjældent fire) sko, som hver er ophængt mellem hjulene og er en elektromagnet i designet . Ved bremsning sænkes skoene ned på skinnerne, og der tilføres en elektrisk strøm til deres spoler. Den resulterende magnetiske kraft presser skoene mod skinnerne og øger derved bremsekraften, mens bremselængden reduceres med 30-35%. Denne bremse bruges på sporvogne, højhastighedstog og trækkraftenheder. Deres største fordel er kompakthed, som gør det muligt at bruge skivebremser sammen med dem, som optager en relativt stor mængde undervognsplads.
De lave hastigheder af godstog i Rusland i det 19. og begyndelsen af det 20. århundrede bidrog ikke til indførelsen af automatiske bremser. Bilerne var udstyret med håndbremser af håndtagstype. Håndbremsehåndtaget var placeret på det åbne område af bilen. Konduktøren styrede bremsen. Hvert tog blev ledsaget af et konduktørhold ledet af en seniorkonduktør. Bremsning blev udført efter signal fra lokomotivets fløjte. Et signalreb blev brugt til at forbinde lederne med lokomotivføreren. Den var spændt ud over vognenes tage. Nogle gange blev rebet klemt af vognenes luger; uerfarne konduktører vidste ikke, hvordan de skulle bruge det [12] .
I 1897 skete der en ulykke med et militærtog på Alexanderjernbanen. Derefter blev der nedsat en kommission, der skulle udarbejde en beslutning om proceduren for indførelse af autobremsning i godstrafik. På det tidspunkt blev der i passagertrafikken brugt autobremser overalt (siden 1878), og på forskellige veje var der omkring 9 forskellige bremsesystemer, hvoraf Westinghouse-bremsen indtog en førende position. I 1899 blev der udstedt en ordre til statsejede jernbaner, som angav proceduren for at udstyre godsvogne med en Westinghouse-bremse i 3 etaper, i St. Petersborg byggede Westinghouse JSC et bremseproduktionsanlæg. Men Autobremsekommissionen nåede da ikke til enighed om, hvilket system man skulle foretrække, da man på dette tidspunkt havde afsløret alvorlige mangler ved Westinghouse-systemet, især i forhold til godstrafik, og fra 1901 tillod det brugen af New York og Lipkovsky systemer. Men snart lykkedes det Westinghouse JSC at slå Lipkovsky konkurs og lukkede hans fabrik.
Den forberedende fase for indførelsen af autobremser trak ud, og så begyndte den russisk-japanske krig. Som et resultat blev processen afbrudt, og efter krigen var der ingen midler til at fortsætte arbejdet, og problemet blev fjernet. Der kom dog en start - de fleste af de gamle godslokomotiver ( og tendervogne) var udstyret med automatiske bremser, og de nye blev udstyret med bremseudstyr umiddelbart på fabrikantens fabrik.
Før første verdenskrigs udbrud var kun 20 % af godsvognene udstyret med bremser. Inden sammenstillingen af toget var det nødvendigt at beregne det nødvendige antal vogne udstyret med bremser, afhængig af togets vægt [13] . På grund af stigningen i togenes hastighed er spørgsmålet om at indføre automatiske bremser blevet mere akut. Dette spørgsmål skulle behandles på en ekstraordinær kongres af trækkraftingeniører, som skulle afholdes i 1914, men igen blandede krigen sig.
Det første efterkrigsforslag til et nyt bremsesystem blev lavet i 1921 af maskinmesteren F. P. Kazantsev . Under dens udvikling blev et anlæg øjeblikkeligt tildelt i Moskva (det fremtidige MTZ - Moscow Brake Plant ). Kazantsev-bremsen er blevet testet siden 1924, og efter test i 1925 på den transkaukasiske vej af en ny enkelt-wire version af Kazantsev-bremsen med væskeruter, blev den efterladt i drift der. I 1926 blev to forslag til deres bremsesystem modtaget fra opfinderen I. K. Matrosov. . I løbet af de næste 2 år blev disse to bremsesystemer aktivt perfektioneret. Samtidig blev der i 1927-1928 modtaget forslag til deres bremsesystemer fra andre opfindere. Og i slutningen af 1930 blev sammenlignende test af tre automatiske bremsesystemer udført på den transkaukasiske vej, som et resultat af hvilket Matrosov-systemet enstemmigt vandt . Baseret på dette besluttede bestyrelsen for NKPS den 8. februar 1931: at acceptere Matrosov-bremsen (luftfordeler M-320) som en model for rullende gods fra USSR-jernbanerne. I. K. Matrosov blev tildelt Leninordenen for nr. 35 for dette.
I begyndelsen af 1930'erne var andelen af biler udstyret med automatiske bremser cirka 25% af fragtflåden, og bremserne i tre systemer blev betjent - Westinghouse, Kazantsev og Matrosov . Men takket være energiske handlinger var 93% af vareflåden i begyndelsen af 1941 udstyret med autobremser, hvis grundlag var M-320-luftfordeleren, opfundet af Matrosov.
Siden 1947 begyndte bilflåden at blive udstyret med automatiske regulatorer af bremsekoblingen, og siden 1966 - med en lastautomatisk tilstand. Siden 1953 begyndte den nye luftfordeler MTZ-135 til lange tog at blive produceret og installeret på rullende materiel , patenteret af Matrosov i 1946. Siden 1959 begyndte der at blive installeret nye bremsesystemer, luftfordelere nr. 270, som I. K. Matrosov deltog i udviklingen af , og siden 1979 nr. 483, som er i drift til i dag.
Den udbredte brug af elektropneumatiske bremser på elektriske tog begyndte i 1948 og på passagertog med lokomotivtræk - fra 1958. Efter indførelsen af automatiske bremsesystemer forsvandt erhvervet som konduktør. Dirigenter begyndte at blive kaldt dirigenter.
| Bremser af rullende jernbanemateriel | |
|---|---|
| Elementer i bremsesystemet | |
| Terminologi | |
| bremser | |
| Opfindere af bremsesystemer | |