Для чего нужен тормозной кран
Устройство тормозной системы
Двухсекционный тормозной кран
Тормозная система предназначена обеспечивать
снижение скорости автомобиля,
Как устроена тормозная система?
Как работает тормозная система автомобиля?
Двухсекционный тормозной кран служит для управления механизмами рабочей тормозной системы автомобиля и комбинированным приводом тормозных механизмов прицепа.
При торможении усилие от тормозной педали передается через упругий элемент крана на ступенчатый поршень, который, перемещаясь вниз, закрывает выпускное отверстие клапана, отсекая вывод контура тормозных механизмов от окружающей среды. При движении верхнего поршня вниз сжатый воздух поступает в контур рабочих тормозных механизмов колес задней тележки. Действие сжатого воздуха и пружины ступенчатого верхнего поршня снизу уравновешивает силу, приложенную к тормозной педали.
Двухсекционный тормозной кран и его работа:
а —внешний вид; б — конструкция; в — схема работы крана в расторможенном состоянии; г — схема работы крана при торможении; 1, 4 — выводы к ресиверам; 2 — ускорительный поршень; 3 и 13 — клапаны; 5 и 10 — ступенчатые поршни; 6 — упругий элемент; 7 — шпилька; 8 и 12 — пружины ступенчатых поршней; 9 и 11 — выводы в контур рабочих тормозных механизмов задних и передних колес соответственно задней тележки; 14 — толкатель; 15 — вывод в окружающую среду; а — канал.
Устройство кнопочного тормозного крана
При повышении давления в выводе в контур задней тележки, сжатый воздух по каналу проходит в полость над ускорительным поршнем и, перемещая его вниз, заставляет перемещаться ступенчатый нижний поршень, который вначале закрывает выпускное отверстие клапана, перекрывая вывод в окружающую среду, а затем открывает этот клапан, обеспечивая поступление сжатого воздуха через вывод в тормозные камеры передних колес.
При повышении давления в выводе на передние колеса сжатый воздух, пройдя под ускорительным поршнем и нижнем ступенчатым поршнем, вместе с его пружиной уравновешивает силу, действующую на поршень сверху. Следовательно, в выводе контура передних колес устанавливается давление, соответствующее усилию на рычаге тормозного крана. Таким образом, в обеих секциях крана осуществляется следящее действие в зависимости от усилия водителя, прикладываемого к тормозной педали.
При повреждении контура нижней секции работа верхней секции не нарушается. При снижении давления в верхней секции вследствие повреждения его контура усилие от рычага тормозного крана через шпильку будет передаваться непосредственно на толкатель нижнего поршня, т. е. нижняя секция, управляемая механическим воздействием, сохранит свою работоспособность.
При прекращении торможения упругий элемент возвращается в исходное положение. Нижний и верхний ступенчатые поршни под действием возвратных пружин поднимаются вверх, при этом перекрываются выводы к контурам привода рабочих тормозных механизмов, отсоединяя их от магистрали. Затем открываются выпускные окна, через которые происходит сообщение с окружающей средой.
Ручной тормозной кран управления приводом стояночной и запасной тормозных систем управляет пневматическими механизмами, работающими при выпуске сжатого воздуха. В расторможенном состоянии направляющий колпачок и шток занимают нижнее положение. Шток опускает вниз выпускной клапан, закрывая его внутреннее отверстие, и отводит его от поршня. Вывод в окружающую среду, осуществляемый через внутреннее отверстие выпускного клапана, в этом случае закрыт, а подпоршневая полость через кольцевую щель между выпускным клапаном и поршнем сообщается с надпоршневой полостью. Сжатый воздух из вывода к ресиверу через отверстие в поршне, в подпоршневую и надпоршневую полости поступает через вывод к энергоаккумуляторам через ускорительный клапан; пружины энерго аккумуляторов сжимаются, что соответствует расторможенному состоянию тормозных механизмов колес задней тележки.
Для приведения в действие запасной тормозной системы необходимо повернуть рукоятку крана. Вместе с рукояткой направляющий колпачок поворачивается и скользит по винтовой поверхности кулачков, вследствие чего колпачок поднимается и поднимает шток. Нижний торец штока отходит от выпускного клапана, который под действием своей пружины поднимается, прижимается изнутри ко дну поршня и, закрывая его отверстие, разобщает вывод к ресиверу с выводом к энерго аккумуляторам. Так как шток, поднимаясь еще выше, открывает внутреннее отверстие выпускного клапана, то надпоршневая полость, а следовательно, и вывод к энергоаккумуляторам, сообщается с выводом в окружающую среду. При этом ускорительный клапан соединяет полости пружинных энергоаккумуляторов с окружающей средой, и последние с помощью своих пружин производят торможение задних колес.
Для включения стояночной тормозной системы рукоятку поворачивают до отказа и в таком положении ее фиксируют стопорной защелкой. При этом весь воздух через вывод к энергоаккумуляторам выходит в окружающую среду, пружины энергоаккумуляторов срабатывают, полностью затормаживая колеса задней тележки.
Ручной тормозной кран управления стояночной и запасной тормозными системами:
a — конструкция; 6 — схема работы при отсутствии торможения; в — схема работы при торможении; 1 — пружина выпускного клапана; 2 — уравновешивающая пружина; 3 и 5 — пружины штока; 4 — кулачок; 6 — направляющий колпачок; 7 — шток; 8 — фиксатор рукоятки; 9 — седло; 10 — выпускной клапан; 11— поршень; 12 — вывод к воздушному баллону; 13 — вывод в окружающую среду; 14 — вывод к энергоаккумуляторам; А и Б — полости.
При частичном повороте рукоятки крана сжатый воздух из полостей энергоаккумуляторов, из управляющей магистрали ускорительного клапана и вывода к энергоаккумуляторам через вывод выходит в окружающую среду до тех пор, пока усилие от давления в подпоршневой полости не превысит суммарное усилие уравновешивающей пружины и давление на поршень в надпоршневой полости. После этого поршень вместе с выпускным клапаном поднимется вверх до соприкосновения выпускного клапана со штоком, отверстие внутри клапана закроется и выпуск воздуха прекратится. Таким образом, осуществляется следящее действие. При включении тормозного механизма стояночной тормозной системы следящее действие отсутствует вследствие того, что выпускной клапан не сможет переместиться до штока, так как раньше поршень упирался в стакан пружины штока.
Клапан ограничения давления: 1 — уравновешивающая пружина; 2 — большой поршень; 3— ступенчатый поршень; 4— впускной клапан; 5— стержень клапанов; 6—выпускной клапан; 7 — вывод в окружающую среду; 8 — вывод к тормозным камерам передних колес; 9— вывод к тормозному крану.
Кран тормозной: принцип работы и виды тормозного крана в автотранспорте
На спецтехнике и грузовом транспорте применяются тормозные системы с пневматическим приводом. Они работают на основе тормозного крана. Подробнее о представленном элементе пойдет речь далее.
Что такое тормозной кран?
Тормозной кран – неотъемлемый компонент тормозной системы спецтехники и автомобилей, оснащенных пневматическим приводом. Его задачей является подача сжатой воздушной массы на исполнительные механизмы и прочие элементы системы при активизации процесса торможения. В перечень функций детали входят:
Благодаря тормозному крану производится управление тормозной системой при эксплуатации машины. Важность элемента трудно переоценить, поскольку его неисправность влечет отказ всей тормозной системы.
Принцип работы тормозного крана
Принцип действия описываемой детали прост. При отпущенной педали тормоза размещение клапанов предусматривает перекрытие магистрали ресиверов. В таком случае магистраль тормозной камеры сообщается с атмосферным давлением, следовательно, система находится в «спящем» режиме. После активации педали тормоза происходит закрытие впускного клапана. Одновременно с этим открывается выпускной коллектор, а система «отключается» от атмосферного давления. Компрессионная воздушная масса подается в тормозные камеры, тем самым осуществляется процесс торможения.
Если отпустить педаль тормоза, то произойдет закрытие впускной магистрали и одновременное открытие выпускного тракта. Компрессионная воздушная масса выводится в атмосферу, что приводит к растормаживанию системы. При дальнейшем нажатии и отпуске педали описанные процессы повторяются.
Типы и конструкция тормозного крана
По специфике конструкции тормозные краны, устанавливаемые на спецтехнике и грузовом транспорте, классифицируются на две категории:
Первая из перечисленных категорий обычно располагается на машинах, которые оснащены пневматическими тормозами, но не эксплуатируются с прицепами. Это значит, что тормозной кран активизирует непосредственно тормозную систему авто. Вторая категория устройств используется на транспорте с прицепами или полуприцепами, оснащенном пневматической тормозной системой, она гарантирует торможение самой машины и прицепа с одной педали.
Что касается двухсекционной категории изделий, то она подразделяется на два вида:
Тормозные краны обычно устанавливаются под педалью тормоза или в непосредственной близости от пневматической системы. Во втором случае используются тяги и рычаги, транслирующие передачу усилия на элемент. Конструктивно изделие состоит из привода, следящего механизма, впускного и выпускного клапана.
Тормозной кран представляют собой важный компонент тормозной системы транспорта с пневмоприводом. Обеспечивают функциональность машин и их остановку за минимальный промежуток времени.
Устройство и принцип работы тормозного крана полуприцепа
Полуприцеп (ПП) – это несамоходное устройство для перевоза грузов. Для перемещения такого транспортного средства необходим седельный тягач, водитель которого должен уметь управлять тяжелой системой, представлять ее принцип действия для того, чтобы проводить проверку технического состояния и мелкого ремонта.
Как устроен механизм дистанционного управления ПП. Виды и принцип действия схемы, ее основные узлы – разберем в статье.
Тормозная система полуприцепа
Это название совокупности узлов и деталей, находящихся во взаимосвязи, и обеспечивающая создание сил, препятствующих движению ПП.
Разновидности
По схеме срабатывания тормозные системы делятся на 5 типов:
В полуприцепах давно применяется последний механизм.
Функционирование
Система пневматики активируется с помощью привода, являющегося совокупностью деталей и устройств, обеспечивающих торможение.
Тормозной пневматический привод (ТПП) имеет 2 составляющие:
ТПП имеет питающий контур, отвечающий за подготовку воздуха для использования в пневмосистеме, в которую входят:
В соответствии со схемой ТПП его запуск производится путем нажатия педали тормоза. В результате подаются управляющая и энергетическая команды, попадающие в механизмы торможения колеса грузовика и к исполнительным устройствам прицепа.
Управляющими деталями ТПП могут быть кран растормаживания полуприцепа, регуляторы различного назначения, клапаны релейные и др.
Исполнительные механизмы – это диафрагменные или энергоаккумуляторные тормозные устройства.
Кран управления тормозами
Так называется механизм контроля ТПП в процессе торможения грузовика и автоматического управления структурой в аварийных ситуациях (например, снижение параметров давления в системе).
Описание
Кран тормозных усилий полуприцепа имеет 3 основных элемента:
Контрольный клапан
Через него проходит команда на тормозной пневматический привод полуприцепа.
Трехсекционное устройство состоит из:
Принцип его работы:
Изменяя положение регулирующего винта, устанавливается необходимое воздушное сжатие в ТПП (уровень 20–100 кПа).
Одинарный защитный клапан
Его функция – не дать возможности сжатому воздуху вытечь из тормозного механизма полуприцепа при снижении давления в соединительных воздуховодах.
Клапан регулирует параметры давления в ресивере. Когда в воздуховодах давление снижается до критических значений, устройство закрывает перетекание воздуха в зону, где находится кран растормаживания ПП.
Разобщительный кран
Так называется устройство, которым можно перекрыть воздух, поступающий по магистрали от седельного тягача.
При расположении рукояти крана по направлению воздухопровода система открыта. При ручке, поднятой перпендикулярно оси, ТПП изолирована от ТГА и можно расцепить грузовик и прицеп.
Головки соединения «Палм»
Применяются для герметичного соединения воздушной магистрали грузовика и полуприцепа.
Фактически эти детали «Палм» являются фланцевым соединением бесклапанного типа. На стыках используются резиновые прокладки. Фиксация связи производится путем вставки одной головки в другую. Затем одно устройство вращается относительно другого, пока выступ вставленной детали не встанет в паз охватывающей.
Такие соединения используются для МАЗа, КАМАЗа, ОдАЗа, КРАЗа.
Умельцы меняют изношенные головки «Палм» на гидроразъемы подходящего размера. Такие приспособления были разработаны для стыковочных структур космических аппаратов, подводных лодок.
Тормозной кран в однопроводной системе
Кран тормозных сил на полуприцепе во время соединения вспомогательного транспортного средства с тягачом одной магистралью используется 1 соединительная головка.
При такой конструкции система работает одновременно как управляющая и энергетическая.
При снижении показателей давления в механизме увеличивается тормозящее воздействие на оси полуприцепа.
В одноприводной структуре тормозной кран имеет в составе:
Работа в расторможенном состоянии
Перед тем как поехать, необходимо наполнить сжатым воздухом систему. Для этого запускается двигатель. При достижении давления уровня 0,5 МПа контрольные огни на панели водителя гаснут. Если стояночный тормоз расторможен (лампа тоже погасла), автопоезд готов к движению.
Когда грузовик в расторможенном состоянии:
Работа системы при торможении
Когда водитель нажимает на ножной тормоз тягача:
Кран управления тормозами Wabco
Компания Вабко начала разрабатывать систему ESC в 1955 году. С 2000 г. ESC устанавливается на Вольво и некоторые другие грузовики.
Уже с 2011 г. Wabco входит в базу МАН и Mersedes-Benz, а с 2013 г. – КАМАЗ.
В то же время механизм управления тормозами начинает устанавливаться на полуприцепы Крона, Кегель, Шмитц, Фрюхауф, Тонар.
Преимущество Вабко заключается в контроле за распределением нагрузки по осям, что уменьшает вероятность заноса, опрокидывания.
Система EBC Wabco включает в себя:
Когда водитель начинает тормозить педалью, кран электронной структуры передает команду на блок управления, который распределяет тормозное усилие на колеса.
Неисправности
У тормозной системы полуприцепов каждого производителя есть свои слабые места.
Например, ПП от компании Schmitz страдают от:
А в ПП Krone может заклинить поршень колесного цилиндра, закупориваются тормозные воздухопроводные магистрали.
Но все водители ПП сталкиваются с тем, что:
Практически всегда поломки можно предотвратить с помощью регулярной диагностики и техобслуживания.
Если упустить время, то придется выполнять дорого́й ремонт, особенно для вспомогательного транспортного средства зарубежного бренда. Для полуприцепа отечественного производителя цена запчастей гораздо ниже, чем для импортного. Найти и купить деталь для российского авто тоже проще.
Тормозной кран полуприцепа, собранного в России, предлагается в среднем от десяти тысяч рублей, Wabco – от пятнадцати.
Для того чтобы тормоза полуприцепа всегда были в рабочем состоянии, необходимо понимать устройство, принцип их действия и выполнять сервисные рекомендации производителя.
Правда о железнодорожных тормозах: часть 3 — приборы управления
Пришло время поговорить об устройствах, предназначенных для управления тормозами. Эти устройства называются «кранами», хотя долгий путь эволюции увел их достаточно далеко от кранов в привычном нам бытовом смысле, превратив в достаточно сложные устройства пневмоавтоматики.
Старый-добрый золотниковый кран 394 до сих пор используется на подвижном составе
1. Краны машиниста — краткая вводная
Поездной кран машиниста — устройство (или комплекс устройств), предназначенное для управления величиной и темпом изменения давления в тормозной магистрали поезда
Поездные краны машиниста, используемые в настоящее время можно разделить на приборы непосредственного управления, и краны с дистанционным управлением.
Приборы непосредственного управления это классика жанра, установленные на подавляющем большинстве локомотивов, моторвагонных поездов, а так же подвижном составе специального назначения (разные дорожные машины, автомотрисы и прочее) краны машиниста усл. №394 и усл. №395. Первый из них, изображенный на КДПВ, устанавливается на грузовые локомотивы, второй — на пассажирские.
В пневматическом смысле эти краны не отличаются друг от друга вообще никак. То есть абсолютно идентичны. Кран 395 на верхней части имеет, отлитый вместе с ней, прилив с двумя резьбовыми отверстиями, куда устанавливается «банка» контроллера управления электропневматическим тормозом
395-й кран машиниста в естественной среде обитания 
Эти приборы, чаще всего, окрашиваются в ярко-красный цвет, что свидетельствует об их исключительной важности и особому вниманию, которое должна уделять им как локомотивная бригада, так и технологический персонал, обслуживающие локомотив. Еще одно напоминание о том, что тормоза на поезде это всё.
К этим приборам непосредственно подводятся трубопроводы питательной (ПМ) и тормозной магистрали (ТМ) и, посредством поворота рукоятки, осуществляется непосредственное управление потоком воздуха.
В кранах с дистанционным управлением на пульте машиниста установлен не сам кран, а так называемый контроллер управления, передающий по цифровому интерфейсу команды на отдельную электропневмопанель, которая устанавливается в машинном отделении локомотива. На отечественном подвижном составе используется многострадальный кран машиниста усл. №130, довольно долго пробивавший себе дорогу на подвижной состав.
Контроллер крана усл. №130 на пульте электровоза ЭП20 (справа, рядом с панелью манометров) 
Пневмопанель в машинном отделении электровоза ЭП20 
Для чего сделано именно так? Для того, чтобы помимо ручного управления тормозами появилась штатная возможность управления автоматического, например от системы автоведения поезда. На локомотивах, оборудованных 394/395 краном для этого требовалась установка на кран специальной приставки. По задумке, 130-й кран интегрируется в систему управления поездом по шине CAN, которая применяется на отечественном подвижном составе.
Почему я назвал этот прибор многострадальным? Потому, что был непосредственным свидетелем его первого появления на подвижном составе. Такие приборы устанавливались на первые номера новых российских электровозов: 2ЭС5К-001 «Ермак», 2ЭС4К-001 «Дончак» и ЭП2К-001.
В 2007 году я участвовал в сертификационных испытаниях электровоза 2ЭС4К-001. На этой машине устанавливался именно 130-й кран. Однако уже тогда пошли разговоры о его низкой надежности, более того, это чудо техники могло самопроизвольно отпустить тормоза. Поэтому от него очень скоро отказались и «Ермаки», «Дончаки» и ЭП2К пошли в серию с 394-ми и 395-ми кранами. Прогресс был отложен до доработки нового устройства. На новочеркасские локомотивы этот кран вернулся только с началом выпуска электровоза ЭП20 в 2011 году. А «Ермаки», «Дончаки» и ЭП2К новую версию этого крана так и не получили. ЭП2К-001 кстати, со 130-м краном, гниет сейчас на базе запаса, как я узнал недавно из видео одного фаната ж/д заброшки.
Однако, полного доверия подобной системе у железнодорожников нет, поэтому все локомотивы, оснащаемые краном 130 оснащаются так же и кранами резервного управления, позволяющими, в упрощенном режиме, непосредственно управлять давлением в тормозной магистрали.
Кран резервного управления тормозами в кабине ЭП20 
На локомотивах устанавливается так же и второй прибор управления — кран вспомогательного тормоза (КВТ), предназначенный для управления тормозами локомотива, независимо от тормозов состава. Вот он, слева от поездного крана
Кран вспомогательного тормоза усл. №254 
На фото классический кран вспомогательного тормоза, усл. №254. Устанавливается он много где до сих пор, как на пассажирских, так и на грузовых локомотивах. В отличие от тормозов вагона, на локомотиве тормозные цилиндры никогда не наполняются непосредственно из запасного резервуара. Хотя и запасный резервуар, и воздухораспределитель на локомотиве установлены. Вообще, схема тормозов локомотива более сложная, из-за того, что на локомотиве больше тормозных цилиндров. Суммарный их объем существенно выше 8 литров, поэтому наполнить их из запасного резервуара до давления в 0,4 МПа не получится — надо увеличивать объем запасного резервуара, а это увеличит время его зарядки по сравнению с вагонными ЗР.
На локомотиве ТЦ наполняются из главного резервуара, либо через кран вспомогательного тормоза, либо через реле давления, на которое воздействует воздухораспределитель, приводимый в действие от поездного крана машиниста.
Кран 254 имеет ту особенность, что он сам может работать как реле давления, допуская отпуск (ступенчатый!) тормозов локомотива при заторможенном составе. Такая схема называется схемой включения КВТ в качестве повторителя и применяется на грузовых локомотивах.
Кран вспомогательного тормоза используется при маневровых передвижениях локомотива, а так же для закрепления поезда после остановки и во время стоянки. Сразу после остановки поезда этот кран ставят в самое последнее тормозное положение, а тормоза в поезде отпускают. Тормоза локомотива способны удержать и локомотив и состав на достаточно серьезном уклоне.
На современных электровозах, таких как ЭП20, устанавливают другие КВТ, например усл. №224
Кран вспомогательного тормоза усл. №224 (справа на отдельной панели) 
2. Устройство и принцип работы крана машиниста усл. №394/395
Итак, наш герой старый, проверенный временем и миллионами километров пути кран 394 (и 395, но он аналогичен, поэтому я буду говорить об одном из приборов, имея в виду и второй). Почему он, а не современный 130-й? Во-первых, 394 кран более распространен на сегодняшний день. А во-вторых, 130-й кран, вернее его пневмопанель, по принципу своего действия аналогична старичку 394.
Кран машиниста усл. №394: 1 — цоколь хвостовика выпускного клапана; 2 — корпус нижней части; 3 — уплотнительная манжета; 4 — пружина; 5 — выпускной клапан; 6 — втулка с седлом выпускного клапана; 7 — уравнительный поршень; 8 — уплотнительная резиновая манжета; 9 — уплотнительное латунное кольцо; 10 — корпус средней части; 11 — корпус верхней части; 12 — золотник; 13 — рукоятка управления; 14 — фиксатор рукоятки; 15 — гайка; 16 — прижимной винт; 17 — стержень; 18 — пружина золотника; 19 — прижимная шайба; 20 — монтажные шпильки; 21 — штифт-фиксатор; 22 — фильтр; 23 — пружина питательного клапана; 24 — питательный клапан; 25 — втулка с седлом питательного клапана; 26 — диафрагма редуктора; 30 — регулировочная пружина редуктора; 31 — регулировочный стакан редуктора 
Как вам? Серьезный прибор. Этот прибор состоит из верхней (золотниковой) части, средней (промежуточной) части, нижней (уравнительной) части, стабилизатора и редуктора. Редуктор показан справа внизу на рисунке, стабилизатор покажу отдельно
Стабилизатор крана машиниста усл. №394: 1 — пробка; 2 — пружина дроссельного клапана;3 — дроссельный клапан; 4 — седло дроссельного клапана; 5 — калиброванное отверстие диаметром 0,45 мм; 6 — диафрагма; 7 — корпус стабилизатора; 8 — упор; 10 — регулировочная пружина; 11 — регулировочный стакан.
Режим работы крана задается поворотом рукоятки, которая вращает золотник, плотно притертый (и тщательно смазаный!) к зеркалу в средней части крана. Положений семь, их принято обозначать римскими цифрами
Золотник, и зеркало золотника содержат каналы и калиброванные отверстия, через которые, в зависимости от положения рукоятки, воздух перетекает из одной части прибора в другую. Так выглядит золотник и его зеркало
Кроме того, крану машиниста 394 подключают так называемый уравнительный резервуар (УР) объемом 20 литров. Этот резервуар является задатчиком давления в тормозной магистрали (ТМ). То давление, которое установлено в уравнительном резервуаре, будет поддерживаться уравнительной частью крана машиниста и в тормозной магистрали (кроме положений I, III и VI рукоятки).
Давления в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали выводятся на контрольные манометры, установленные на приборной панели, обычно рядом с краном машиниста. Часто используют двухстрелочный манометр, например вот такой
Красная стрелка показывает давление в тормозной магистрали, черная — в уравнительном резервуаре 
Итак, когда кран стоит в поездном положении, в уравнительном резервуаре устанавливается и поддерживается так называемое зарядное давление. Для моторвагонного подвижного состава и пассажирских поездов с локомотивной тягой его величина обычно 0,48 — 0,50 МПа, для грузовых поездов 0,50 — 0,52 МПа. Но чаще всего это 0,50 МПа, такое же давление используется на «Сапсане» и «Ласточке».
Устройствами, поддерживающими в УР зарядное давление являются редуктор и стабилизатор крана, работающие совершенно независимо друг от друга. Что делает стабилизатор? Он постоянно выпускает воздух из уравнительного резервуара через калиброванное отверстие диаметром 0,45 мм, имеющееся в его корпусе. Постоянно, не прерывая этот процесс ни на мгновение. Выпуск воздуха через стабилизатор идет строго постоянным темпом, который поддерживается дроссельным клапаном внутри стабилизатора — чем меньше будет давление в уравнительном резервуаре, тем сильнее приоткрывается дроссельный клапан. Этот темп намного ниже темпа служебного торможения, и он может регулироваться поворотом регулировочного стакана на корпусе стабилизатора. Делается это для ликвидации в уравнительном резервуаре сверхзарядного (то есть превышающего зарядное) давления.
Если воздух из уравнительного резервуара постоянно уходит через стабилизатор, то ведь он рано или поздно уйдет весь? Ушел бы, да не даст редуктор. При падении давления в УР ниже зарядного, в редукторе открывается питательный клапан, сообщающий уравнительный резервуар с питательной магистралью, пополняя запас воздуха. Таким образом в уравнительном резервуаре, во II-м положении рукоятки крана постоянно поддерживается давление 0,5 МПа.
Лучше всего этот процесс иллюстрируется такой схемой
Действие крана машиниста во II (поездном) положении: ГР — главный резервуар; ТМ — тормозная магистраль; УР — уравнительный резервуар; Ат — атмосфера
А что же тормозная магистраль? Давление в ней поддерживается равным давлению в уравнительном резервуаре с помощью уравнительной части крана, которая состоит из уравнительного поршня (в центре схемы), питательного и выпускного клапана, приводимых в действие поршнем. Полость над поршнем сообщается с уравнительным резервуаром (желтая область) а под поршнем — с тормозной магистралью (красная область). При повышении давления в УР поршень опускается вниз, сообщая тормозную магистраль с питательной, вызывая повышение давление в ней, до тех пор, пока давление в ТМ и давление в УР не станут равны.
При снижении давления в уравнительном резервуаре, поршень перемещается вверх, открывая выпускной клапан, через который воздух из тормозной магистрали выходит в атмосферу, до тех пор, опять таки, когда давления над поршнем и под ним не уравняются.
Таким образом, в поездном положении давление в тормозной магистрали поддерживается равным зарядному. При этом питаются и утечки из неё, так как, и я постоянно об этом говорю, в ней однозначно и всегда имеются неплотности. Такое же давление устанавливается и в запасных резервуарах вагонов и локомотива, так же с отпиткой утечек.
Для того, чтобы привести в действие тормоза, машинист ставит ручку крана в V положение — торможение служебным темпом. При этом происходит выпуск воздуха из уравнительного резервуара через калиброванное отверстие, обеспечивающее темп падения давления 0,01 — 0,04 МПа в секунду. Процесс контролируется машинистом по манометру уравнительного резервуара. Пока рукоятка крана стоит в V положении, воздух выходит из уравнительного резервуара. Срабатывает уравнительный поршень, поднимаясь вверх и открывая выпускной клапан, сбрасывая давление из тормозной магистрали.
Чтобы прекратить процесс выпуска воздуха из уравнительного резервуара, машинист ставит ручку крана в положение перекрыши — III или IV. Процесс выпуска воздуха из уравнительного резервуара, а следовательно и из тормозной магистрали прекращается. Так выполняется ступень служебного торможения. При недостаточной эффективности тормозов выполняется еще одна ступень, для этого ручка крана машиниста снова переводится в положение V.
При штатном, служебном торможении максимальная глубина разрядки тормозной магистрали не должна превышать 0,15 МПа. Почему? Во-первых, глубже разряжать бессмысленно — из-за соотношения объемов запасного резервуара и тормозного цилиндра (ТЦ) на вагонах в ТЦ не наберется давление более 0,4 МПа. А разрядке на 0,15 МПа как раз соответствует давление в 0,4 МПа в тормозных цилиндрах. Во-вторых, глубже разряжать просто опасно — при низком давлении в тормозной магистрали увеличится время зарядки запасных резервуаров при отпуске тормоза, ведь они заряжаются именно от тормозной магистрали. То есть подобные действия чреваты истощением тормоза.
Пытливый читатель спросит — а чем отличаются перекрыши в положениях III и IV?
В положении IV золотник крана перекрывает абсолютно все отверстия в зеркале. Редуктор не отпитывает уравнительный резервуар и давление в нем держится довольно стабильно, ибо утечки из УР крайне малы. Уравнительный поршень при этом продолжает работать, пополняя утечки из тормозной магистрали, поддерживая в ней то давление, которое установилось в уравнительном резервуаре после последнего торможения. Поэтому это положение носит название «перекрыша с питанием утечек из тормозной магистрали»
В III положении золотник крана сообщает между собой полости над и под уравнительным поршнем, что блокирует работу уравнительного органа — давления в обоих полостях падают одновременно темпом утечки. Подпитка этой утечки уравнительным органом не происходит. Поэтому III положение крана носит название «перекрыша без питания утечек из тормозной магистрали»
Почему таких положений два и какую перекрышу использует машинист? Обе, в зависимости от ситуации и рода службы локомотива.
При управлении пассажирскими тормозами, по инструкции, машинист обязан ставить кран в III положение (перекрыша без питания) в следующих случаях:
А теперь представим себе, что мы тормознули и поставили в IV положение, когда кран питает утечки из тормозной магистрали. И в это время какой-то идиот в тамбуре приоткрывает, а потом закрывает стоп-кран — балуется мерзавец. Кран машиниста отпитывает эту утечку, что приводит к повышению давления в тормозной магистрали, а чувствительный к этому пассажирский воздухораспределитель дает полный отпуск.
На грузовых используется главным образом IV положение — грузовой ВР не так чувствителен к повышению давления в ТМ и обладает более жестким отпуском. В III положение ставят только при подозрении о недопустимой неплотности тормозной магистрали.
А как производится отпуск тормозов? Для полного отпуска рукоятку крана машиниста ставят в положение I — отпуск и зарядка. При этом как уравнительный резервуар, так и тормозная магистраль соединяются непосредственно с питательной магистралью. Только наполнение уравнительного резервуара идет через калиброванное отверстие, быстрым, но достаточно умеренным темпом, позволяющим контролировать давление по манометру. А наполнение тормозной магистрали производится более широким каналом, так что давление там подскакивает сразу до 0,7 — 0,9 МПа (в зависимости от длины поезда) и держится таковым до того, как ручку крана не поставят во второе положение. Почему так?
Делается это для того, чтобы протолкнуть большое количества воздуха в тормозную магистраль, резко завысить в ней давление, что позволит отпускной волне гарантированно достичь последнего вагона. Этот эффект носит название импульсная сверхзарядка. Она позволяет как ускорить сам отпуск, так и обеспечить более быструю зарядку запасных резервуаров по всему поезду.
Наполнение уравнительного резервуара заданным темпом позволяет процесс отпуска контролировать. По достижении давления в нем зарядного (на пассажирских поездах) или с некоторым завышением, в зависимости от длины состава (на грузовых) рукоятку крана машиниста ставят во II поездное положение. Стабилизатор ликвидирует перезарядку уравнительного резервуара, а уравнительный поршень довольно быстро делает давление в тормозной магистрали равным давлению в уравнительном резервуаре. Вот как выгладит процесс полного отпуска тормозов до зарядного давления с точки зрения машиниста
Ступенчатый отпуск, в случае управления ЭПТ или на грузовых поездах при горном режиме работы воздухораспределителя выполняется постановкой рукоятки крана во II поездное положение, с последующим переводом в перекрышу.
А как происходит управление электропневматическим тормозом? ЭПТ управляют с того же крана машиниста, только 395-го, который оснащен контроллером ЭПТ. В этой «банке», одеваемой сверху на вал рукоятки, расположены контакты, которые через блок управления управляют подачей в провод ЭПТ положительного или отрицательного, относительно рельс, потенциала, а так же снимают этот потенциал, для отпуска тормозов.
При включенном ЭПТ торможение производится постановкой крана машиниста в положение Va — торможение замедленным темпом. При этом происходит наполнение тормозных цилиндров непосредственно от электровоздухораспределителя темпом 0,1 МПа в секунду. Контроль за процессом выполняется по манометру давления в тормозных цилиндрах. Разрядка уравнительного резервуара при этом происходит, но довольно медленно.
Отпуск ЭПТ может производится как ступенчато, постановкой крана в положение II, так и полностью, с постановкой в I положение и завышением давления в УР на 0,02 МПа над уровнем зарядного давления. Примерно так все выглядит с точки зрения машиниста
Как производится экстренное торможение? При постановке ручки крана машиниста в VI положение, золотник крана открывает широким каналом, напрямую, тормозную магистраль в атмосферу. Давление падает от зарядного до нуля за 3-4 секунды. Давление в уравнительном резервуаре так же снижается, но медленнее. При этом на воздухораспределителях срабатывают ускорители экстренного торможения — каждый ВР открывает тормозную магистраль в атмосферу.
Экстренное торможение применяется в любой ситуации, угрожающей безопасности движения, что само по себе является стрессом для машиниста. Поэтому, если вы выходите на рельсы, проскакиваете под закрывающийся шлагбаум на переезд на автомобиле, помните о том, что за вашу ошибку, дурость, блажь и браваду, в конечном счете несет ответственность живой человек, машинист поезда. И те люди, которым потом придется сматывать кишки с осей колесных пар, снимать отрубленные головы с тяговых редукторов…
Не очень хочется кого-то пугать, но это правда — правда написанная кровью и колоссальным материальным ущербом. Поэтому и тормоза поезда не так просты, как могло бы показаться.
Работу крана вспомогательного тормоза я не буду рассматривать в этой статье. По двум причинам. Во-первых, данная статья перенасыщена терминологией и сухой инженерией и еле-еле укладывается в рамки научно-популярной. Второе — рассмотрение работы КВТ требует привлечения описания нюансов пневмосхемы тормозов локомотива, а это тема отдельного разговора.
Надеюсь, этой статьей я внушил читателям суеверный ужас… нет-нет, я шучу конечно. Без шуток же, думаю стало понятно, что тормозные системы поездов это целый комплекс взаимосвязанных и чрезвычайно сложных устройств, конструкция которых направлена на оперативное и безопасное управление подвижным составом. Кроме того, очень надеюсь, что отбил охоту прикалываться над локомотивной бригадой игрой со стоп-краном. По крайней мере у кого-нибудь…
В комментариях меня просят рассказать про «Сапсан». Будет «Сапсан», и будет он отдельной, хорошей и большой статьей, с очень тонкими подробностями. Этот электропоезд дал мне короткий, но очень насыщенный в творческом плане период в жизни, так что рассказать о нем я очень хочу, и обязательно исполню свое обещание.
Хочу выразить свою благодарность следующим людям и организациям: