Характеристика и классификация ЭПТ

ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИХ ТОРМОЗОВ

Электропневматические тормоза, устанавливаемые на локомотивах и вагонах, представляют собой комплекс электрических и пневматических устройств. В общей системе тормозного оборудования пассажирского поезда этот тормоз является основным, а пневматический — резервным, приводимым в действие в случае неисправности электропневматического.
Управление электропневматическими тормозами осуществляется при помощи электрического тока, а в качестве источника энергии для торможения используется давление сжатого воздуха на поршни тормозных цилиндров.
Применяемые на подвижном составе пассажирских поездов в России и других странах электропневматические тормоза разнообразны по принципиальным схемам и конструкции.
Различные системы электропневматических тормозов отличаются одна от другой в основном количеством линейных проводов и пневматических магистралей, способом контроля исправности электрической линии, принципом действия тормоза (в зависимости или независимо от изменения давления воздуха в пневматической магистрали в процессе торможения и от подачи или снятия напряжения в линии).
Количество электрических линейных проводов, при помощи которых осуществляется контроль состояния линии и управление действием тормозов, а также количество пневматических магистралей в значительной степени определяют систему тормоза. В зависимости от последней состояние линии контролируется периодически или непрерывно. Непрерывный контроль является наиболее совершенным. О неисправности линии локомотивная бригада предупреждается сигналом (обычно гаснет сигнальная лампа). Однако есть и такие системы, в которых неисправность линии вызывает не только сигнал, но и приводит к автоматическому торможению поезда.
Применяемые способы контроля по принципу действия и конструктивному выполнению также разнообразны. Основными из них являются следующие:

а) периодический контроль только в тормозном режиме, осуществляемый постоянным током при помощи контрольного провода, замыкаемого в хвосте поезда (электропоезда России). Достоинством этого способа контроля является отсутствие специальных контрольных устройств, обычно усложняющих конструкцию тормозной системы, а недостатком — отсутствие контроля до начала торможения;
б) непрерывный контроль переменным током в отпускном режиме и постоянным током в тормозном режиме при помощи контрольного провода, замыкаемого в хвосте поезда (пассажирские поезда России). Достоинство этого способа контроля заключается в его непрерывности и в простоте, а недостаток — в наличии специального провода и возможности ложного контроля при замыкании между собой рабочего и контрольного проводов;
в) непрерывный контроль переменным током при помощи локомотивного устройства, воспринимающего импульсы генератора, включаемого в хвосте поезда (экспериментальные). Преимуществом такого контроля является отсутствие специального провода и точная информация о состоянии линии, а недостатком — относительная сложность контрольных устройств и необходимость включения в хвосте поезда специального концевого блока. При этом блок может совмещать в себе устройства для контроля состояния линии и хвостового электрического сигнального фонаря;
г) контроль измерением с локомотива сопротивления линии (пассажирские поезда США). Положительным качеством этого способа является наличие контрольных устройств только на локомотиве. К недостаткам относятся возможные в эксплуатации отклонения (изменения температуры и т. п.), при которых удельное сопротивление линии изменяется в значительной степени и частичные нарушения линии могут оказаться незафиксированными.

Наиболее распространенным видом управления электропневматическими тормозами является такой, при котором для торможения в линейные провода подается напряжение постоянного тока, а для отпуска напряжение снимается.
На ряде зарубежных железных дорог в поездах с локомотивной тягой применяются электропневматические тормоза, в которых торможение и отпуск происходят при наличии напряжения в линии, а перекрыша — при снятии напряжения. Встречаются также системы, в которых для отпуска тормозов подается напряжение в линию, а для торможения напряжение снимается.
В электропневматических тормозах, предназначенных для работы в коротких поездах (электропоезда, метро
и т. п.), ток для управления тормозами протекает непосредственно через контакты контроллера крана машиниста. В тормозах сравнительно длинных поездов при снятии напряжения с линейных проводов между контактами возникает электрическая дуга, поэтому включение и снятие напряжения с линейных проводов осуществляются специальными реле или контакторами локомотивных блоков, управляемых контроллерами.
В качестве источников питания в зависимости от системы тормоза и типа подвижного состава для электропневматических тормозов используются аккумуляторные батареи, предназначенные для питания низковольтных цепей локомотивов и электропоездов, или специальные генераторы и статические преобразователи.
Электрические схемы тормозов отличаются также тем, что в одних случаях в качестве обратного провода используются рельсы (провод—рельс), а в других схема построена на принципе провод — провод, т. е. электрическая схема тормоза изолирована от рельсов, а обратные провода прокладываются на подвижном составе наравне с основными рабочими проводами.
Наличие большего количества линейных проводов усложняет схему, ее контроль и содержание устройств в эксплуатации.
В различных системах электропневматических тормозов режим давления в пневматической магистрали в процессе торможения устанавливается разный. В пассажирских поездах с локомотивной тягой, имеющих одну пневматическую магистраль (Россия), во время торможения при электрическом управлении давление воздуха в магистрали через кран машиниста, как правило, не снижается. В пассажирских поездах США, оборудованных электропневматическими тормозами, имеется дополнительная пневматическая магистраль, заполняемая сжатым воздухом во время торможения. Имеются системы электропневматических тормозов в пассажирских поездах с двумя пневматическими магистралями — тормозной и напорной (Франция, ФРГ), причем в тормозной магистрали давление воздуха во время торможения снижается, а в напорной поддерживается на заданном уровне.
В опытном электропневматическом тормозе для грузовых поездов (Россия) давление воздуха в магистрали во время торможения сохраняется на уровне поездного, но может и повышаться в случае необходимости при движении поезда по крутым и затяжным спускам.
По принципу действия электропневматические тормоза, применяемые на дорогах России, получили наименование «прямодействующих». В ряде стран Западной Европы намечается широкое применение в пассажирских поездах с локомотивной тягой электропневматических тормозов «автоматического» типа. В результате сравнительных испытаний этих двух систем было установлено, что они удовлетворяют требованиям для международных сообщений.
Применяемые на дорогах России электропневматические тормоза характеризуются следующими показателями.
В электропоездах применяется электропневматический тормоз с пятью линейными проводами и вся система тормоза и источника питания изолированы от земли. В электропневматическом тормозе для пассажирских поездов с локомотивной тягой имеются два линейных провода (рабочий и контрольный) и рельсы используются в качестве одного из рабочих линейных проводов.
В тормозе пассажирского поезда с локомотивной тягой в отличие от тормоза электропоезда между контроллером и линейными проводами включены сильноточные реле, при помощи которых подается и снимается напряжение с линейных проводов. Катушки сильноточных реле получают питание через контакты контроллера. Это дополнение было внесено вследствие того, что количество вагонов в пассажирском поезде значительно больше, чем в электропоезде. Увеличение количества включенных в линию электромагнитных вентилей и значительная длина линейных проводов, проложенных в стальных трубах, создают высокие перенапряжения линии в момент снятия напряжения.

Структурная схема двухпроводного ЭПТ представлена на рисунке. В комплект схемы входит блок питания, подключенный к локомотивной аккумуляторной батарее через аппарат защиты - главный выключатель; контроллер крана машиниста, световой сигнализатор с тремя сигнальными лампами, блок управления, линейные провода - рабочий №1 и контрольный №2, соединенные между собой с помощью клеммных коробок, междувагонных соединений и изолированной подвески, электровоздухораспределители (ЭВР) усл.№ 305-000, представленные на рисунке в виде катушек вентиля торможения и вентиля перекрыши и включенного между ними диода ВС.

Структурная схема двухпроводного ЭПТ

Для контроля напряжения цепей управления ЭПТ используется вольтметр «V». Блок питания БП (статический преобразователь) является источником постоянного и переменного тока для питания и контроля цепей ЭПТ. Статические преобразователи рассчитаны на входное напряжение питания 50 пли 110 В и должны обеспечивать на выходе: для цепей управления ЭПТ - напряжение постоянного тока 50 В при величине тока 7 - 8 А; для цепей контроля - напряжение переменного тока 50 В при величине тока 0,5 – 0,6 А и частоте 625 Гц.
Блок управления БУ представляет собой прибор, в котором сосредоточена вся релейно-контактная часть ЭПТ.
Световой сигнализатор имеет три лампы: «О» - отпуск («линия»), которая горит при всех положениях ручки крана машиниста и свидетельствует о целостности линейных проводов; «П» - перекрыша, горит при III и IV положениях ручки крана машиниста; «Т» - торможение, горит при VА, V и VI положениях ручки крана машиниста.
Контроллер крана машиниста - используется для непосредственного управления ЭПТ.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИХ ТОРМОЗОВ

Электропневматические тормоза обладают рядом преимуществ по сравнению с пневматическими.
Применение электропневматических тормозов дает возможность повысить эффективность торможения поездов, т. е. заметно сократить длину тормозного пути. Это достигается благодаря одновременному действию тормозов во всем поезде, которое позволяет намного ускорить время наполнения тормозных цилиндров и, как следствие, сократить время, затрачиваемое при пневматических тормозах на подготовительный процесс к торможению. Практически одновременное прижатие холодных тормозных колодок к колесам во всем поезде позволяет эффективнее реализовать относительно высокий коэффициент трения, что также способствует сокращению длины тормозного пути.
При управлении пневматическим тормозом машинист должен не только определить (на глаз) место начала торможения, но и определить момент, в который нужно произвести отпуск тормозов. Для избежания толчков в поезде торможение производится ступенями. При пневматическом бесступенчатом отпуске ошибки в определении времени начала отпуска приводят в одном случае (при опоздании) к резкой остановке поезда и часто к заклиниванию колес, особенно при чугунных колодках, из-за высокого значения коэффициента трения, а в другом — к возможному проезду места остановки.
Электропневматические тормоза позволяют производить интенсивное торможение без опасения возникновения толчков в поезде, а при снижении скорости применять быстродействующий ступенчатый отпуск. Благодаря этому поезд при подходе к станции может двигаться с высокой скоростью до начала торможения, после которого остановка происходит плавно и без скольжения колес по рельсам. Возможность производства четких ступеней торможения и отпуска при электропневматическом тормозе позволяет гибко регулировать скорость движения и точность остановки поездов.
При электропневматических тормозах автоматическое регулирование силы нажатия чугунных колодок в зависимости от скорости поезда можно осуществлять при помощи скоростного датчика на локомотиве, в то время как при пневматических тормозах для этой цели необходимо оборудовать скоростным регулятором каждый вагон.
Наиболее эффективное торможение с высокой скорости достигается при применении электропневматических тормозов совместно с композиционными тормозными колодками и противоюзными устройствами.
При наличии противоюзных устройств величина тормозной силы могла бы быть доведена до полного использования силы сцепления колес с рельсами.
Одним из преимуществ электропневматических тормозов, особенно в грузовых поездах, является резкое снижение продольных усилий, иногда превышающих при пневматических тормозах допускаемые нагрузки по прочности подвижного состава! Так, во время испытания тяжеловесных грузовых поездов весом от 6000 до 10 000 т продольные усилия при пневматических тормозах превышали 300 тс. В результате возникновения таких усилий были случаи повреждения вагонов, в том числе автосцепок. В таких же поездах, оборудованных электропневматическими тормозами, величина продольных усилий составляла 50 тс и лишь в отдельных случаях была около 100 тс.
Таким образом, электропневматические тормоза в грузовых поездах не ограничивают вес и длину поезда по продольной динамике.

В начало страницы
Назад <<< >>>Вперед