Вагоны магистральных железных дорог, промышленного и городского транспорта оборудованы тормозными устройствами, необходимыми для замедления движения поезда или быстрой его остановки при нормальных условиях эксплуатации или аварийных ситуациях.
Конструкция тормозных устройств вагона определяется его типом, грузоподъемностью, конструкционной скоростью и особыми условиями эксплуатации. Основным традиционным способом торможения, определяющим конструкцию тормоза, является фрикционное торможение с пневматическим, электропневматиче-ским и ручным управлением. В вагонах электропоездов, метрополитена и трамвая применяется также электродинамическое (реостатное или рекуперативное) торможение, а в вагонах скоростных поездов и трамвая, кроме того, используется магнитно-рельсовое торможение.
Основными узлами типового фрикционного тормоза (рис. 32) вагона являются воздухораспределитель 5, запасной резервуар 4, тормозной цилиндр 7, авторежимный регулятор 6 режима торможения (авторежим), тормозная магистраль 3 с концевыми кранами 2 и соединительными рукавами /, рычажная передача 8. Для нормальной работы тормоз снабжен трубопроводами, кранами, пылеловками, выпускными клапанами, стоп-кранами, регулятором выхода штока или другими устройствами, компенсирующими износ тормозных колодок в эксплуатации. Вагоны электропоездов, дизель-поездов, метрополитена и трамвая, кроме того, оборудованы компрессорами, главными резервуарами, кранами машиниста и другими средствами и приборами, обеспечивающими работу и управление тормозом.
Для автоматического регулирования тормозной силы поезда в тормозах вагонов можно применять авторежимы, скоростные авторегуляторы и противогазные устройства. Авторежимы применяют на всех вагонах, вес брутто которых резко отличается от веса тары. Этот прибор служит для автоматического изменения силы нажатия тормозных колодок в зависимости от загрузки вагона. Если необходима реализация высокой тормозной эффективности при использовании повышенных значений коэффициента
сцепления колес с рельсами, то для предохранения колес от скольжения по загрязненным рельсам скоростные вагоны оборудуют противогазными устройствами.
Требования к тормозным устройствам при их проектировании определяются нормативами и параметрами, устанавливаемыми в техническом задании. При этом основными являются нормативы допустимой длины тормозного пути вагона, предельные ускорения (замедления), требования по надежности и т. д. (см. 9). Указания по проектированию тормозов приведены в действующих нормах расчета механической части вагонов. Согласно этим указаниям тормоза грузовых вагонов в однородном поезде массой до 10 тыс. т, обеспечивая необходимую эффективность торможения, не должны вызывать продольных сил, превышающих 200 тс, при условии, что каждый поглощающий аппарат в вагонах поезда имеет энергоемкость Э 5= 0,055В, где В — вес брутто вагона.
При полном служебном торможении с любой скорости до остановки, а также при регулировочных торможениях со скоростей до 50 км/ч продольные усилия в поезде не должны превышать 150 тс. При регулировочных торможениях со скоростей свыше 50 км/ч, а также при электропневматическом торможении для всех режимов и скоростей продольные усилия в поезде не должны превышать 100 тс. Необходимую силу тормозного нажатия при выбранном типоразмере тормозного цилиндра можно получить применением соответствующего передаточного числа рычажной передачи.
После выбора типоразмера тормозного цилиндра и определения передаточного числа рычажной передачи строят схему этой передачи. Размеры рычагов, тяг, затяжек и других деталей передачи, их взаимное расположение выбирают так, чтобы при средних значениях выхода штока, износа колодок и колес, среднем положении регулировочных устройств рычажной передачи рычаги в заторможенном состоянии занимали перпендикулярное положение к тягам, затяжкам, штоку тормозного цилиндра, т. е. к деталям, с которыми они соединены. При проектировании рычажной передачи следует иметь в виду, что ее элементы и детали не являются абсолютно жесткими. В сумме упругие деформации элементов рычажной передачи при торможении с учетом передаточного числа могут составить существенную величину, которую необходимо компенсировать соответствующим выходом штока.
Рычажная передача вагонов должна обеспечивать гарантированный зазор между колесом и тормозной колодкой в отпущенном состоянии тормоза. Обычно колодка от колеса отводится под действием собственного веса триангеля или тормозной траверсы с башмаками. С этой целью центр тяжести узла располагают на 40—50 мм ниже центра колесной пары, а подвески триангеля или тормозных траверс делают наклонными. При этом угол между направлением силы тормозного нажатия и линией, проходящей через центры нижнего и верхнего шарниров подвески, при прижатой колодке и средних значениях износов должен быть прямым.
Рычажная передача всех пассажирских и грузовых вагонов снабжена ручным приводом тормоза с червячной или винтовой передачей усилия от приводной рукоятки или маховика. Ручной тормоз в основном выполняет функции стояночного. Расчетная сила нажатия ручного тормоза при чугунных колодках в пассажирских и рефрижераторных вагонах принята равной 4 тс, а грузовых 2 тс. Передаточное число рычажной передачи ручного тормоза выбирают таким, чтобы указанные значения сил нажатия обеспечивались при усилии на рукоятке или маховике привода, не превышающем 30 кгс.
Пассажирские вагоны скоростных поездов в дополнение к основному колодочному или дисковому тормозу оборудуют магнитно-рельсовым тормозом для сокращения длины тормозного пути при экстренном торможении. Эффективность этого тормоза не зависит от коэффициента сцепления колес с рельсом и поэтому без опасения возникновения юза может быть принята достаточно большой.
⇐Перспективы развития ходовых частей вагонов | Вагоны | Тормозные приборы и механизмы⇒