Железяки электропоезда-11. Воздухораспределитель автоматических тормозов
Практика показывает, что 99% приходящих работать помощниками машиниста не могут хотя бы минимально описать работу воздухораспределителя. Мало того, не знают значений таких понятий как мягкость и чувствительность воздухораспределителя, прямодействие и автоматичность тормоза и т.д. В этом длиннопосте я попытаюсь простым языком объяснить, что такое воздухораспределитель. Это будет полезно для учащихся, студентов и других, кто хочет более-менее понять, как работают тормоза поезда.
Я писал посты Железяки электропоезда-3. Тормозная система и Железяки электропоезда-4. Кран машиниста усл. №395, но без воздухораспределителя они выглядят неполно.
Также я разберу основные понятия, касающиеся работы автотормозов.
Я не стал описывать само устройство воздухораспределителя, его внутренности, куда и зачем перетекает воздух при разных режимах работы, потому что пост и так выдался объёмным. Возможно, если будет запрос, разберу это в других постах. И да, речь идёт о воздухораспределителях №242, 292 и 483, которые управляют пневматическими тормозами поезда. Есть ещё электровоздухораспределитель №305, который управляет электропневматическими тормозами (пост Железяки электропоезда-7. Электропневматические тормоза), речь не о нём.
Вообще, писать о тормозах очень сложно, потому что тормозная система работает в комплексе. Можно написать пост о токоприёмнике, никак не упоминая тяговый трансформатор, двигатели и т.д., а вот рассказать о работе устройства из тормозной системы, никак не упомянув другие её части, очень трудно. Но я постарался.
Также я не смог пройти мимо распространённых мифов.
Надеюсь, хоть кто-нибудь почитает этот пост до конца, и на парочку тормозов на ЖД станет меньше.
***
Воздухораспределитель внешне ничем не примечателен. Когда мне дают неопытного помощника или дублёра, один из первых вопросов, который я задаю на предмет знания тормозов звучит просто: "Покажи мне воздухораспределители". Большинство сыпется уже на этом.
На фото выделен воздухораспределитель, управляющий пневматическими тормозами. Слева к нему прикреплён электровоздухораспределитель №305, на переднем плане тормозной цилиндр.
Что такое воздухораспределитель?
Его назначение кроется в самом названии. Он действительно распределяет воздух, а если более точно - управляет тормозом своего вагона. Функции воздухораспределителя можно представить простым рисунком:
Запасный резервуар - ёмкость для хранения сжатого воздуха. Этот воздух нужен для наполнения тормозного цилиндра при торможении.
Тормозной цилиндр тупо тормозит. Сжатый воздух в него подали - он прижал тормозные колодки к колёсам. Воздух у него забрали - он отжимает тормозные колодки.
Тормозная магистраль выполняет две функции:
- является источником сжатого воздуха для запасного резервуара;
- является органом, который передаёт воздухораспределителю команды крана машиниста с помощью изменения давления воздуха.
ВР - воздухораспределитель. На части электропоездов, пассажирских локомотивов и вагонов постсоветских стран установлен ВР №292, в советское время он являлся основным воздухораспределителем для пассажирского движения. Теперь же в эксплуатации есть более новый и совершенный №242, постепенно на него перейдёт почти всё пассажирское движение (в России уж точно), кроме Ласточек, Сапсанов и т.п., так как у последних иные тормозные системы. Воздухораспределители №292 и №242 взаимозаменяемые. На грузовых локомотивах и вагонах установлен №483, который по принципу работы совершенно другой и на пассажирском подвижном составе не используется.
Запасный резервуар, тормозной цилиндр, тормозная магистраль и воздухораспределитель работают в трёх режимах:
1. Отпуск и зарядка. Тормозная магистраль соединена с запасным резервуаром, а тормозной цилиндр - с атмосферой. В таком режиме поезд следует всё время, когда торможение не требуется.
2. Торможение. Запасный резервуар соединяется с тормозным цилиндром, тем самым наполняя его. Само по себе торможение - быстрый процесс, цилиндр наполняется на какую-то величину и всё. То есть тут некая игра слов получается. Снижение скорости поезда происходит в большинстве случаев не в режиме торможения, а в режиме перекрыши. И только экстренное торможение - это режим, когда поезд тормозит в режиме торможения.
3. Перекрыша. Ничто ни с чем не соединено, всё перекрыто, название говорит само за себя. Сжатый воздух, поданный при торможении в тормозной цилиндр, остаётся в нём. Сниженное после подачи воздуха в тормозной цилиндр давление в запасном резервуаре также ничем не восполняется, он тоже закрыт. Умение поддерживать при перекрыше заданное давление в тормозных цилиндрах с помощью запасного резервуара, а давление в этом резервуаре - с помощью сжатого воздуха из тормозной магистрали, называется прямодействием тормоза. ВР-292/242 так не умеет, утечки из тормозных цилиндров никак не восполняются, поэтому он является непрямодействующим, то есть истощимым, и в этом один из его недостатков. А воздухораспределитель грузового вагона №483 является прямодействующим, то есть может пополнять утечки тормозного цилиндра из питательной магистрали через кран машиниста, тормозную магистраль и запасный резервуар.
Соединением и разъединением друг с другом тормозной магистрали, запасного резервуара и тормозного цилиндра занимается воздухораспределитель, а делает он это, воспринимая изменение давления в тормозной магистрали. Эти изменения возникают благодаря крану машиниста. Но ВР-292/242 и №483 могут затормозить сами, реагируя на снижение давления в тормозной магистрали при разрыве поезда, срыве стоп-крана и т.п. без участия машиниста. Это свойство называется автоматичностью тормоза.
Таким образом, тормозная система с ВР-292/242 и №483 является автоматическим тормозом. И вообще, это мировой стандарт для всех поездов, что пневматический тормоз должен быть автоматическим.
Мы разобрались, что такое автоматичность и прямодействие тормоза.
Относительно воздухораспределителя есть ещё несколько понятий, значение которых я иногда спрашиваю у своих помощников и дублёров. Приведу некоторые из них.
Мягкость воздухораспределителя - это максимальный темп снижения давления воздуха в тормозной магистрали, при котором не происходит срабатывание тормозов. Тормозная система поезда не является идеально герметичной, воздух то и дело выходит из неплотностей соединений, отверстий и т.д. Если бы воздухораспределители не имели мягкости - поезд не смог бы следовать, тормоза всё время прихватывали бы. Плюс при перезарядке (превышении нормативного давления в тормозной магистрали) невозможно было бы её ликвидировать, как это делает стабилизатор крана машиниста, постоянно вытравливая воздух из тормозной магистрали. Поэтому воздухораспределитель "закрывает глаза" на некоторый темп утечки воздуха из тормозной магистрали. Для ВР-242 этот темп равен 0,3-0,4 кгс/кв.см в минуту, для ВР-292 он несколько больше - до 0,5 кгс/кв.см за минуту. Мягкость воздухораспределителя имеет и другую сторону медали. Возможна ситуация, когда у поезда, который следует без остановок и торможений длительное время, при ошибочных действиях машиниста (например, оставил кран машиниста в положении перекрыши без питания) может через мягкость истощиться до ноля давление в тормозной магистрали. И тогда при наступлении ситуации, требующей торможения, тормозить будет нечем.
Чувствительность к торможению воздухораспределителя - минимальная величина снижения давления в тормозной магистрали, при которой происходит гарантированное срабатывание воздухораспределителя на торможение. Многие путают это понятие с мягкостью. Для ВР-242 эта величина равна 0,15 кгс/кв.см. Это значит, если машинист краном снизит давление в тормозной магистрали на 0,1 кгс/кв.см., то далеко не факт, что тормоза сработают, а если и сработают - не факт, что на всех вагонах. Поэтому при управлении тормозами машинист применяет разрядки, превышающие чувствительность воздухораспределителей, для надёжной работы тормозов и отсутствия сильных продольных реакций по поезду.
Распространённые мифы о тормозах поезда.
Я иногда вижу в постах и комментариях на Пикабу заблуждения насчёт тормозов поезда. Перечислю некоторые из них и опровергну.
Миф №1. Если в тормозной сети поезда нет воздуха, то он заторможен.
Если в тормозной системе поезда нет воздуха, то тормозить нечему. Некоторые ошибочно полагают, что тормозные колодки прижимаются некими пружинами, а воздух в поезде их наоборот, отжимает. Это, как можно понять из моих постов, не так. Чтобы поезд был заторможен, нужно подать в тормозные цилиндры воздух и перекрыть его в них. Для этого необходимо, чтобы сжатый воздух был в запасном резервуаре, так как он является источником воздуха для тормозного цилиндра. А чтобы воздух из запасного резервуара попал в тормозные цилиндры, воздухораспределитель должен сработать на торможение. Не выполняются эти условия - нет торможения.
Миф №2. Если при катастрофе расцепятся вагоны, то разорвётся тормозная магистраль, и весь воздух очень быстро выйдет, из-за чего тормоза поезда быстро отпустят.
При любом экстренном торможении тормозная магистраль в принципе остаётся без воздуха, а сжатый воздух закрывается в контуре "запасной резервуар-воздухораспределитель-тормозной цилиндр". Пока воздух не выйдет из этого контура через утечки - тормоза будут держать.
Миф №3. При срыве стоп-крана машинист получает об этом сигнал и решает, тормозить или нет.
Отчасти миф, отчасти правда. На современном подвижном составе машинист действительно при срыве стоп-крана лишь получает об этом сигнал, после чего решает, что делать. В решении, что делать, ему помогает видеонаблюдение и т.п. Такая система на Ласточках, Сапсанах, Иволгах и т.п. Если ошибаюсь, так как не работаю на данном подвижном составе, поправьте. Но на старых добрых электричках и в пассажирских поездах срыв стоп-крана приводит к экстренному торможению, и машинист никак не может это предотвратить. Другой вопрос, что многие не срывают стоп-кран до конца или срывают кратковременно - это может не вызвать торможения, особенно при стоянке поезда.
Если дочитали до этого предложения - поздравляю, у вас крепкие нервы. Если что-то не поняли - можете спрашивать.
Продолжение следует... (наверно)
