A vasúti fékek olyan eszközök, amelyek mesterséges ellenállási erőket hoznak létre, amelyek mind a sebességszabályozáshoz, mind a gördülőállomány megállításához szükségesek.
|
A legelterjedtebbek a pneumatikus fékek, amelyeket sűrített levegővel működtetnek. Ezekben a levegő bejut a fékhengerekbe, és rányomja a dugattyút, ami a légnyomást a fékrudazaton keresztül a fékbetétekre átvitt erővé alakítja , a keréktárcsához vagy a tengelyen lévő féktárcsához nyomva azokat. Az első légféket 1869 -ben javasolta a Westinghouse , és azóta folyamatosan fejlesztik. A Westinghouse féknek csak két módja van - fékezés és kioldás, jelenleg még mindig használják a földalatti vonatokban . Ezzel szemben a modern légfékek lehetővé teszik a fékerő beállítását a fékhengerekben lévő légnyomás változtatásával. A vezető pneumatikus automatika segítségével vezérli a fékeket . A fékvezetékben lévő nyomás változtatásával a vezető daru segítségével kisüti a fékvezetéket (fékezés), fenntartja a beállított nyomást ( átfedés ) és feltölti a fékvezetéket (fékoldás). A mozdony pneumatikus sémája tartalmaz egy segédfékszelepet is, amely lehetővé teszi a mozdony fékeinek a vonatfékektől függetlenül történő vezérlését.
A gördülőállomány minden egységén a fékhengerhez csatlakoztatott légelosztó és egy tartaléktartály csatlakozik a fékvezetékhez egy pólón és egy leválasztó szelepen keresztül . Tehervagonokon a légelosztó és a fékhenger között a cargo auto mód bekapcsolható . A fékvezetékben a töltőnyomás a vonat típusától függ, így személyvonatnál 4,5–5,2 kg/cm² (kb. 0,44–0,51 MPa). Amikor a fékvezetékben csökken a nyomás, a légelosztó a tartaléktartályból sűrített levegővel tölti fel a fékhengert. A fékhengerben a nyomást a fékvezeték kisülési mennyiségétől, a légelosztó működési módjától (üres, közepes, terhelt) és az autó terhelésétől függően állítják be az automatikus üzemmód használatakor. Közvetlen működésű fékek átfedési üzemmódjában a fékhengerből kilépő légszivárgást a tartalék tartályból kompenzálják, és a tartalék tartályt a fékvezetékből a visszacsapó szelepen keresztül lehet pótolni. A közvetett fékeknél a fékhengerek légszivárgása nem kompenzálódik.
A fékvezeték nyomásának növekedésével a fékhenger vagy teljesen kiürül a légkörbe, a légelosztó lapos (nem merev) üzemmódjában, vagy a fékben lévő nyomás növekedésével arányos lépéssel. vonal hegyi (félkemény) üzemmódban, és a tartalék feltöltődik (nem szabad elfelejteni, hogy a tározó nem tartalék, hanem tartalék, mert nem ő babrál tartalékban, hanem levegő utánpótlás babrál benne) a tartályból. A fékvezeték sérülése esetén (beleértve a vonat elszakadását is) és a levegő légkörbe kerülésekor a légelosztó közvetlenül a tartaléktartályt a fékhengerhez köti. Ebben az esetben vészfékezés történik - a levegő maximális nyomás alatt jut be a hengerekbe, aminek következtében a maximális fékezőerő megvalósul. A vészfékezést is ki lehet kényszeríteni - a vezető daru fogantyújának "Vészfékezés" állásba állításával, vagy az elzárószelep kinyitásával - ebben az esetben a fékvezeték is közvetlenül kapcsolódik a légkörhöz.
A pneumatikus fék fő hátránya, hogy az ütközés terjedési sebessége a vezető darutól a légelosztókig, és ezáltal a fékek működése összetételét tekintve nem haladhatja meg a hangsebességet (331 m/s). A csökkentett nyomású terület terjedését a fékvezeték mentén léghullámnak nevezzük, sebessége közel áll a hangsebességhez. A fékhengerekben a növekvő nyomás eloszlásának folyamatát a vonaton fékhullámnak nevezzük. A fékhullám sebessége a légelosztók kialakításától, a levegő hőmérsékletétől, a töltési nyomástól függ. A fékhullám sebességének fenntartása érdekében a légelosztók további kisülést állítanak elő a fékvezetékből. Üzemi fékezéskor a fékhullám sebessége elérheti a 280 m/s-ot, vészfékezéskor a 300 m/s-t.
A fékek működésének nem egyidejűsége hosszirányú lökésekhez vezethet, ami személyszállító vonatoknál az utasok kényelmetlenségéhez, a hosszú tehervonatoknál pedig vonatszünethez. Ezért a személy- és tehervonatokon elektro-pneumatikus fékeket használnak. Ebben az esetben a fékvezetékkel párhuzamosan egy elektromos vezeték fut, amelyen keresztül a jelek továbbításra kerülnek a légelosztókhoz (ez utóbbit elektromos légelosztónak nevezik, mivel elektromos alkatrész van a kialakításban). Ennek a féktípusnak az az előnye, hogy a fékek szinte egyidejűleg működnek a vonat teljes hosszában, ami a féktávolságot is csökkenti.
A pneumatikus fékek működésének ellenőrzéséhez a vonat összeállításának befejezése után azokat teljes körűen tesztelik. Ezzel egyidejűleg ellenőrzik a vonat összes kocsijának fékeinek működését, valamint a fékvezetékből való levegőszivárgás mértékét. A kocsifelügyelő a fékek teljes körű tesztelése után a vezető mozdony vezetőjének igazolást ad a vonat fékekkel való ellátásáról és üzemképességéről (VU-45 nyomtatvány igazolása). A többegységes vonatokon a fékek teljes körű vizsgálatának adatait a műszaki állapotnaplóba rögzítik. Az orosz vasutak csökkentett fékpróbát is végeznek, a fékeket csak az utolsó két kocsin tesztelik. Rövidített vizsgálatot végeznek a következő esetekben:
Ezenkívül az útvonal mentén a meghatározott helyeken a fékek hatékonyságát ellenőrzik - a vezető fékezéssel bizonyos mértékben csökkenti a sebességet, miközben ellenőrzi a fékút hosszát.
Az összes vonatfék szinkron működéséhez, függetlenül a fékezési és kiengedési léghullámok terjedési sebességétől, használhatja a pneumatikus fékek elektromos vezérlését - az ilyen féket elektropneumatikusnak (EPT) nevezik. A volt Szovjetunió aluljáróiban az EPT-t nem használják, mivel az üzemi fékben elektromos reosztatikus fék van, a teherkocsikon sem található meg a megvalósítás bonyolultsága és a hosszú vonatokon való elégtelen megbízhatóság miatt, valamint hiányzik Nyugat-európai vonatok - KE típusú automata fékekkel vannak felszerelve, fokozatos kioldással. A volt Szovjetunió vasútjain az EPT-t személyszállító vonatokon (kétvezetékes vezérlőáramkör) és többegységes vonatokon (ötvezetékes áramkör) használják.
Kétvezetékes áramkör esetén az EPT vezetékérintkezők a fékvezeték hüvelyeinek csatlakozófejére vannak felszerelve, és a hüvelyek csatlakoztatásakor csatlakoznak. Az elektromos légelosztók (EVR) a közvetlen vezetékhez csatlakoznak, a visszatérő vezetékhez semmi sincs csatlakoztatva - ez vezérlőként szolgál. A hüvely fején, amely nem kapcsolódik másik hüvelyhez, a közvetlen és a vezérlővezeték érintkezői egy rugó hatására összezáródnak, vezérlő áramkört hozva létre. Mindegyik EVR-nek két szelepe van a közvetlen vezeték és a ház közé - az egyik (fékszelep) egy diódán keresztül, a második (kioldószelep) közvetlenül csatlakozik.
Amikor a vezeték feszültségmentes, mindkét szelep kioldott helyzetben van, az EVR pedig vakáció üzemmódban van. Az automata fék VR és az EVR közé kapcsolószelep van beépítve, amely a fékhengerekre nagyobb nyomást adó VR-t köti össze, így az EPT kikapcsolásakor az önfékek a megszokott módon működnek. Ha 50 V-os "plusz" feszültséget adnak egy közvetlen vezetékre, és "mínusz"-ot a sínekre, akkor mindkét szelep gerjesztődik, és az EVR fékezni fog – levegőt enged be a bevásárlóközpontba. Polaritásváltás esetén ("mínusz" a vonalon, "plusz" a síneken) a fékszelep kiold, mivel egy diódán keresztül csatlakozik, amely csak akkor engedi át az áramot, ha a vezetékben "plusz" van, és csak a kioldószelep vonzva marad, átfedési módot biztosítva - a fékhengerekben a nyomás megmarad.
Így az EPT-vezeték tápellátásának egyszerű átkapcsolásával ("plusz" a fékezéshez, "mínusz" a lekapcsoláshoz, a vezeték feszültségmentesítése a kioldáshoz) egyszerűen vezérelheti a teljes fékrendszert. vonat, nagy pontossággal végezzen lépcsőzetes fékezést vagy engedést. A közvetlen és fordított polaritású vezeték feszültségellátásához fék- és kioldóreléket (TP és OP) használnak. Ezt a két relét a vezető daru érintkezői vezérlik, a vezetői konzolon lévő „P” lámpa jelzi, hogy az OP be van kapcsolva, a „T” lámpa pedig azt, hogy a TR be van kapcsolva. A vezérléshez 625 Hz frekvenciájú váltakozó áramot vezetnek a vezetékbe az átalakítóból, amely a nagy induktív ellenállásuk miatt nem halad át a szelepeken , hanem a hátsó kocsifej érintkezőin és a visszatérő vezetéken keresztül visszatér a mozdonyt és gerjeszti a vezérlőrelét ( CR) EPT.
Ha a vezérlőáram nem megy át (nincs érintkezés az egyik vezetékben), és a CD nem kapcsol be, az „O” (vagy „C”) ellenőrző lámpa nem világít, és a TP és az OP nem kapcsol be. . Ebben az esetben vagy meg kell találni és meg kell szüntetni a hibát, vagy követni kell EPT nélkül (automatikus féken), vagy be kell kapcsolni az EPT duplikált tápellátását - egy speciális kapcsolóval a közvetlen és visszatérő vezetékek csatlakoztatva vannak. közvetlenül a mozdonyon, és az EVR nem egy vezetéken, hanem kettőn keresztül kap áramot. Annak érdekében, hogy az áramkör ne duplikálódjon állandóan a mozdony fejhüvelyének érintkezőin keresztül, amely nem kapcsolódik a vonathoz, a mozdonyra szigetelt hüvelyes felfüggesztéseket szerelnek fel, amelyek kinyitják az érintkezőket.
Az elektromos vonatokon, elektromos mozdonyokon, valamint az elektromos hajtású dízelmozdonyokon a pneumatikus fékek mellett elektromos fékeket is alkalmaznak, amelyek a vonat mechanikai energiáját elektromos energiává alakítják . Ebben az esetben az elektromos motor reverzibilitását használják, vagyis azt a képességét, hogy generátorként működjön . A kapott elektromos energiát vagy hővé alakítják a reosztátokban ( reosztátos fékezés , ez is elektrodinamikus - EDT), vagy visszavezetik az érintkező hálózatba ( visszatápláló fékezés ), ezek kombinációja is lehetséges ( visszatápláló-reosztatikus fékezés ). A regeneratív fékezés lehetővé teszi az elektromos vontatás hatékonyságának növelését a villamos energia egy részének visszavezetése miatt, míg a reosztatikus fékezés teljes autonómiát biztosít a külső forrásoktól, ami lehetővé teszi a dízelmozdonyokon való használatát. A VL8 , VL10 , VL80 r , VL85 , EP1 és E5K "Ermak" sorozatú elektromos mozdonyok regeneratív fékkel vannak felszerelve . TEP70 , 2TE116 dízelmozdonyok 1610 -es számról és mind 2TE116U és 3TE116U, villanyvonatok ER9 T, ER200 , villanymozdonyok VL80 t és VL80 s , VL82 és VL82 m , ChSS2 t , ChS7 t és ChS7 t , 0 tram , reosztatikus és minden gyorsvonat. Az ER2R , ER2T , ET2 villamos vonatok, a 2ES6 , 2es10, EP10 és EP20 villamos mozdonyok regeneratív-reosztatikus fékkel vannak felszerelve .
Van egy mágneses sínfék is . Két (ritkán négy) cipőből áll, amelyek mindegyike a kerekek között van felfüggesztve, és elektromágneses kialakítású . Fékezéskor a cipők leereszkednek a sínekre, és a tekercseiket elektromos árammal látják el. Az így létrejövő mágneses erő rányomja a cipőket a sínekre, ezáltal növeli a fékezőerőt, miközben a fékút 30-35%-kal csökken. Ezt a féket villamosokon, nagysebességű vonatokon és vontatójárműveken használják. Legfőbb előnyük a kompaktság, ami lehetővé teszi velük együtt a tárcsafékek használatát, amelyek viszonylag sok helyet foglalnak el az autó alatt.
Az oroszországi tehervonatok alacsony sebessége a 19. században és a 20. század elején nem járult hozzá az automatikus fékek bevezetéséhez. Az autókat karos kézifékekkel szerelték fel. A kézifék fogantyúja az autó nyitott részén volt. A karmester irányította a féket. Minden vonatot egy konduktori csapat kísért, élén egy vezető karmesterrel. A fékezést a mozdony sípjának jelzésére hajtották végre. Jelzőkötéllel kötötték össze a vezetőket a mozdonyvezetővel. A kocsik teteje fölé volt feszítve. Néha a kötelet megcsípték a kocsik nyílásai; tapasztalatlan vezetők nem tudták, hogyan kell használni [12] .
1897 - ben baleset történt egy katonai vonattal a Sándor-vasúton. Ezt követően bizottságot alakítottak ki az önfékezés teherforgalomban történő bevezetésének eljárási rendjéről szóló határozat kidolgozására. Abban az időben az utasforgalomban mindenhol önféket használtak (1878 óta), és a különböző utakon körülbelül 9 különböző fékrendszer működött, amelyek közül a Westinghouse fék foglalt el vezető helyet. 1899-ben rendeletet adtak ki az állami tulajdonú vasutak számára, amely meghatározta a tehervagonok Westinghouse fékkel való felszerelésének eljárását 3 ütemben, Szentpéterváron a Westinghouse JSC fékgyártó üzemet épített. Az Auto Brake Commission ekkor azonban nem jutott konszenzusra, hogy melyik rendszert részesítse előnyben, mivel ekkorra már a Westinghouse rendszer komoly hiányosságaira derült fény, különösen a teherforgalom tekintetében, és 1901-től lehetővé tette a New York és Lipkovsky rendszerek. De hamarosan a Westinghouse JSC-nek sikerült csődbe juttatnia Lipkovskyt, és bezárta gyárát.
Elhúzódott az automatikus fékek bevezetésének előkészítő szakasza, majd megkezdődött az orosz-japán háború. Emiatt a folyamat megszakadt, és a háború után nem volt pénz a munka folytatására, a kérdést megszüntették. A kezdet azonban megtörtént - a régi tehermozdonyok ( és a zsenge kocsik) többségét automata fékkel szerelték fel, az újakat pedig azonnal fékberendezéssel szerelték fel a gyártó gyárában.
Az első világháború kitörése előtt a tehervagonok mindössze 20%-a volt fékekkel felszerelve. A vonat összeállítása előtt ki kellett számítani a vonat tömegétől függően a szükséges fékkel felszerelt kocsik számát [13] . A vonatok sebességének növekedése miatt egyre élesebbé vált az automata fékrendszer bevezetésének kérdése. Ezt a kérdést a vontatási mérnökök rendkívüli kongresszusán akarták tárgyalni, amelyet 1914-ben tartottak volna, de a háború ismét közbeszólt.
Az első háború utáni javaslatot egy új fékrendszerre 1921-ben F. P. Kazantsev gépész tette . Fejlesztése során azonnal kiosztottak egy üzemet Moszkvában (a jövőbeli MTZ - Moscow Brake Plant ). A Kazantsev féket 1924 óta tesztelték, és miután 1925-ben a kaukázusi úton tesztelték a Kazantsev fék új, egyvezetékes változatát, folyadékúttal, ott hagyták működni. 1926-ban két javaslat érkezett a fékrendszerükre I. K. Matrosov feltalálótól. . A következő 2 évben ezt a két fékrendszert aktívan tökéletesítették. Ugyanakkor 1927-1928-ban más feltalálóktól is érkeztek javaslatok a fékrendszereikre. És 1930 végén a transzkaukázusi úton három automatikus fékrendszer összehasonlító tesztjeit végezték el, amelyek eredményeként a Matrosov rendszer egyhangúlag nyert . Ennek alapján az NKPS igazgatósága 1931. február 8-án úgy döntött: elfogadja a Matrosov féket (M-320 légelosztó) a Szovjetunió vasutak teherszállító gördülőállományának mintájának. I. K. Matrosov 35. számú Lenin-rendet kapott ezért.
Az 1930-as évek elején az automata fékekkel felszerelt autók aránya a teherflotta körülbelül 25%-át tette ki, és három rendszer fékjeit működtették - a Westinghouse, a Kazantsev és a Matrosov . De az energikus akcióknak köszönhetően 1941 elejére az áruflotta 93% -a automatikus fékekkel volt felszerelve, amelynek alapja a Matrosov által feltalált M-320 légelosztó volt.
1947 óta az autóflottát a fékrudazat automatikus szabályozóival kezdték felszerelni, 1966 óta pedig a rakomány automatikus üzemmódjával. 1953 óta kezdték gyártani és gördülőállományra szerelni az új MTZ-135 légelosztót a hosszú vonatokhoz , amelyet Matrosov 1946-ban szabadalmaztatott . 1959 óta új fékrendszereket kezdenek beépíteni, a 270-es számú légelosztókat, amelyek fejlesztésében I. K. Matrosov vett részt , és 1979-től a 483-ast, amelyek a mai napig működnek.
Az elektro-pneumatikus fékek széles körű alkalmazása az elektromos vonatokon 1948-ban, a mozdonyos vontatású személyvonatokon pedig 1958-tól kezdődött. Az automata fékrendszerek bevezetése után a karmesteri szakma megszűnt. A karmestereket karmestereknek kezdték nevezni.
| Vasúti gördülőállomány fékjei | |
|---|---|
| A fékrendszer elemei | |
| Terminológia |
|
| fékek | |
| A fékrendszerek feltalálói | |