Электропневматический тормоз

Главная → Подвижной состав → Тормозные системы железнодорожного подвижного состава → Устройство тормозов

ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ — система регулирования и управления тормозами поезда, содержащая комплекс устройств для выдачи (машинистом или автоматически) электрических сигналов, дистанционной передачи этих сигналов на каждую единицу подвижного состава и преобразования их в соответствующее давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах фрикционного тормоза.

Общие сведения

Основные процессы электропневматического тормоза такие же, как и пневматического тормоза: наполнение сжатым воздухом тормозных цилиндров до определенной величины давления; поддержание заданной величины давления; отпуск (выпуск сжатого воздуха из цилиндров). Основные преимущества такой системы по сравнению с пневматическими тормозными системами; быстродействие и одновременность работы по всему составу. Этим достигается высокая управляемость, плавность и эффективность торможения. Уменьшаются тормозные пути (до 15 %), обеспечивается полная неистощимость тормоза при регулировочных торможениях, что особенно важно на затяжных уклонах. Электропневматический тормоз в наибольшей степени удовлетворяет требованиям автоматизации ведения поезда, совместного регулирования скорости с электродинамическим торможением, а также обеспечивает возможность перехода на пневматическое управление тормозами.

На подвижном составе используются электропневматические тормоза для поездов локомотивной тяги и для моторвагонного подвижного состава. Для локомотивной тяги применяют прямодействующий неавтоматический тормоз с электрическими сигналами аналогового типа по времени действия, передаваемыми по двухпроводной электрической линии. Рабочий ток -> постоянный с номинальным напряжением 50 В. Контрольный ток с номинальным напряжением 47 В частотой 625 Гц. Тормоз допускает действия как без разрядки, так и с одновременной разрядкой тормозной магистрали (рис. 7.11).

Работа электрической схемы ЭПТ пассажирского поезда

Принципиальная электрическая схема ЭПТ пассажирского поезда приведена на рисунке 13. Электрические цепи управления и контроля ЭПТ состоят из рабочего провода (РП) №1 и контрольного провода (КП) №2. В качестве обратного провода используются рельсы. Для управления ЭПТ применяется постоянный ток напряжением 50В, а для контроля - переменный ток напряжением 50В, частотой 625 Гц. Статический преобразователь (блок питания) 5 является источником постоянного (зажимы +Г и -Г) и переменного (зажимы Г1 и Г2) тока для устройств ЭПТ. Входными зажимами блок включен через предохранитель 3 и главный выключатель 4 в цепь аккумуляторной батареи 2. Блок преобразует напряжение 50-52В локомотивной аккумуляторной батареи 2 в напряжение 50В переменного тока частотой 625 Гц для контрольных цепей и выпрямленное напряжение 50В для управления тормозами. В качестве блока питания применяются статические преобразователи или преобразователи с дополнительными батареями емкостью 10 Ач. Блок управления 7 усл. №579 представляет собой прибор, в котором сосредоточена вся релейно-контактная часть электрических устройств электропневматического тормоза. В блоке содержатся четыре реле: сильноточное К, тормозное ТР, перекрыши (отпускное реле) ПР и контрольное КР (обозначения реле указаны на их якорях) с контактами Kl, TP1-ТР5, ПР1-ПР5, КР1, КР2.

Рисунок 3 – Принципиальная электрическая схема ЭПТ пассажирского вагона: 1- контроллер; 2 – аккумуляторная батарея; 3 – предохранитель; 4 – главный выключатель; 5 – статический преобразователь (блок питания); 6 – световой сигнализатор; 7 – блок управления; 8 – междувагонное соединение; 9 – концевая подвеска; 10 – электровоздухораспределитель

Параллельно катушке реле КР включен конденсатор замедления С3, а между зажимами л., и 3 включен шунтирующий конденсатор Сш. Внешние монтажные провода присоединяют к контактам амортизационной панели, что позволяет снимать с панели и осматривать блок управления, не нарушая соединения проводов. В цепь питания катушки контрольного реле КР включен выпрямительный мост ВК из четырех германиевых диодов. Трубчатые резисторы Rl, R2, R3 предназначены для ограничения тока при коротком замыкании. На панели блока управления расположены зажимы ЛС, ЛП, ЛТ, АВ, +50, -50, З1, Л1, Т, П, КЛ, Л, З. В новых блоках зажимы вместо буквенных обозначений имеют цифровые.

Световой сигнализатор 6 состоит из трех ламп:

• О - отпуска, которая горит при всех положениях ручки крана и свидетельствует о целостности линейных проводов;

• П - перекрыши, горит при нахождении ручки крана машиниста с контроллером 1 в положениях III и IV;

• Т - торможения, горит при нахождении ручки крана с контроллером в положениях VЭ (VA), V и VI.

На большинстве локомотивов сигнальные лампы С, П, Т и вольтметр V вмонтированы в пульт управления. Главный выключатель 4 снабжен ручкой с двумя фиксированными положениями - «Включено» и «Выключено» и служит для подключения цепей управления электропневматического тормоза и источника питания. Междувагонные соединения 8 состоят из рукавов №369А с унифицированными головками для одновременного соединения электрических цепей тормоза и тормозной магистрали поезда. Провод №1 припаян к контактному пальцу головки и имеет наконечник с отверстием диаметром 8 мм. Провод №2 припаян к контактному кольцу и имеет наконечник с отверстием диаметром 6 мм. В свободном состоянии рукава проводов №1 и №2 замкнуты. При сцепленных рукавах провода №1 каждого вагона через пальцы, а провода №2 через гребни головок соединены в непрерывную цепь, а в хвосте поезда замкнуты. Концевая подвеска 9 (изолированная) предназначена для подвешивания головки соединительного рукава хвостового вагона, при этом электрический контакт в головке замыкается. В изолированной подвеске локомотива электрические контакты головки рукава разомкнуты. Электрические воздухораспределители 10 имеют вентиль ВП, тормозной вентиль ВТ и полупроводниковый вентиль ВС.

Контроллер 1 крана машиниста усл. №395 имеет штепсельный разъем и семь рабочих положений (I-VI).

Зарядка и отпуск ЭПТ

Зарядка и отпуск, при I и II положениях ручки крана машиниста с контроллером постоянный ток в цепи проводов №1 и 2 отсутствует, так как контакты ОР1 и ТР1 разомкнуты. Блок питания (статический преобразователь) представлен в виде генераторов управления ГУ и контроля ГК. Переменный ток от генератора контроля ГК проходит через предохранитель Пр, резистор R1, контакты ОР1 и ТР1 в линейный рабочий провод №1 состава и дальше через соединительный рукав с головкой хвостового вагона в линейный контрольный провод №2, по которому возвращается на локомотив и поступает в выпрямительный мост ВК. Пройдя через левый верхний вентиль ВК, ток попадает в катушку контрольного реле КР, а затем через правый нижний вентиль ВК на корпус локомотива, рельсы, контакты ТР2, ОР2, резистор R2, главный выключатель ГВ и возвращается в генератор контроля ГК. Таким образом, цепь замкнута.

Для прохождения переменного тока имеются еще цепи: от контакта ТР1 через шунтирующий конденсатор Сш, контакт ТР2 и далее в генератор ГК, из рабочего провода №1 через отпускной вентиль ОВ, а также полупроводниковый вентиль ВС и тормозной ТВ электрических воздухораспределителей вагонов и локомотива, рельсы, контакты ТР2, ОР2, резистор R2, выключатель ГВ в генератор ГК. Однако от прохождения переменного тока по этим цепям отпускные ОВ и тормозные ТВ, имеющие высокое индуктивное сопротивление, не возбуждаются, и электрические воздухораспределители находятся в состоянии отпуска и зарядки. От положительного полюса генератора управления ГУ ток проходит через предохранитель Пр, резистор R3, контакт КР2, сигнальную лампу О, главный выключатель ГВ к отрицательному полюсу генератора ГУ. Сигнальная лампа О при этом загорается.

Перекрыша, при III и IV положениях ручки крана машиниста постоянный ток от положительного полюса генератора ГУ пойдет через контроллер, замкнутый контакт ТР4, катушку отпускного реле ОР, главный выключатель ГВ к отрицательному полюсу генератора ГУ. В результате реле ОР возбудится и его контакты ОР1 и ОР2 разомкнут цепь генератора ГК. Ранее разомкнутые контакты ОР4 и ОР5 замкнутся. В линейных проводах №1 и 2 переменного тока не будет. Постоянный ток от положительного полюса генератора ГУ через контроллер образует две цепи: через контакты ОР4, КР1, катушку реле К, главный выключатель ГВ и генератор ГУ, а также от контакта КР2 через контакт ОР5, лампу О и выключатель ГВ. При этом возбудится реле К, его контакт К1 замкнется и загорится лампа П. С замыканием контакта К образуется новая цепь для прохождения постоянного тока: от положительного полюса генератора ГУ через предохранитель Пр, контакты К1, ОР2, ТР2, рельсы, нижний правый вентиль выпрямительного моста ВК, катушку контрольного реле КР, верхний левый вентиль ВК, линейный контрольный провод №2, головку соединительного рукава хвостового вагона, линейный рабочий провод №1, контакты ТР1, ОР1, выключатель ГВ в генератор ГУ. Благодаря полупроводниковым вентилям ВС постоянный ток протекает только по вентилям ОВ и не проходит по вентилям ТВ, чем обеспечивается положение перекрыши.

Следовательно, при III и IV положениях ручки крана машиниста:

• в рельсы поступает постоянный ток положительной полярности;

• в рабочем и контрольном проводах;

• в катушке КР протекает также постоянный ток.

В связи с замедлением на отпадание якоря реле КР и наличием конденсатора замедления Сз контакты КР1 и КР2 во время перехода с одного рода тока на другой остаются в прежнем положении; наряду с сигнальной лампой О горит и лампа П. Первая указывает на исправное состояние цепи рабочего и контрольного проводов, а вторая сигнализирует о том что тормозная система находится в положении перекрыши. Служебное и экстренное торможение, в положениях VЭ (VA), V и VI ручки крана машиниста цепь от положительного зажима генератора ГУ через контроллер, контакт ТР4, катушку реле ОР разрывается. Контакты ОР1, ОР2 и ОР3 возвращаются в свое исходное положение, а контакты ОР4, ОР5 размыкаются и сигнальная лампа П гаснет. Цепей для прохождения переменного тока нет, а для постоянного тока их несколько: к контакту ОР3 и катушке тормозного реле ТР1 к предохранителю Пр, контактам ОР1, ТР1, линейному рабочему проводу №1, головке соединительного рукава хвостового вагона, линейному контрольному проводу №2, выпрямительному мосту ВК, катушке контрольного реле КР, опять к мосту ВК, рельсам и контакту ТР2; к отпускному вентилю ОВ каждого вагона, рельсам и дальше к генератору ГУ; от рабочего провода №1 к полупроводниковым вентилям ВС и тормозным вентилям ВТ каждого вагона; через контакты КР2 и ТР 5 к лампе Т. В результате прохождения постоянного тока тормозное реле ТР возбуждается, вследствие чего его контакты ТР1 и ТР2 размыкают цепь переменного тока от генератора ГК, контакты ТРЗ и ТР5 замыкаются, а контакт ТР4 размыкается. Поэтому катушка сильноточного реле К остается под током, удерживая контакт К1 в замкнутом положении, и загорается сигнальная лампа Т.

Сигнальная лампа О продолжает гореть, так как через катушку контрольного реле КР благодаря выпрямительному мосту ВК проходит постоянный ток прежней полярности, не позволяя контакту КР1 разомкнуться. Вследствие переключения контактов ТР1 и ТР2 постоянный ток положительной полярности будет поступать не в рельсы, как было при перекрыше, а в рабочий провод. При такой полярности ток проходит через полупроводниковый вентиль ВС в катушку тормозного вентиля ТВ. Вентиль ОВ продолжает находиться в возбужденном состоянии, что соответствует положению торможения. Дублированное питание осуществляется установкой на локомотиве перемычки между проводами №1 и №2. В этом случае ток подается в оба линейных провода и ЭПТ остается работоспособным при неправильном монтаже поездных цепей, повреждении одного из проводов №1 или №2 и при нарушении контакта в междувагонных соединениях. Обрыв поездной цепи контролируется по амперметру. Контролируется также состояние ЭПТ на локомотиве и наличие короткого замыкания в поезде. Дублированное питание применяется только с разрядкой уравнительного резервуара в поездах, имеющих максимальную скорость до 120 км/ч. Для поездов, обращающихся со скоростями более 120 км/ч, должен применяться блок управления и контроля типа БУ-ЭПТ-Д, при котором в поездном положении контроль цепи обеспечивается переменным током, а дублированное питание производится при перекрыше и торможении. Проводятся эксплуатационные испытания устройства на локомотиве, с помощью которого будет осуществляться контроль однопроводной линии, т. е., провода №1. В этом случае провод №2 не нужен - контроль может быть непрерывный или в двух положениях ручки крана машиниста: поездном и положении перекрыши.

Устройство тормоза

Основные элементы тормозов на локомотиве: аккумуляторная батарея; блок питания электрического тока и управления — стабилизированный преобразователь напряжения (СПН) для питания тормоза рабочим и контрольным током; кран машиниста с контроллером 395М-4-01. Контроллер, смонтирован на кране машиниста автоматического пневматического тормоза, имеет три положения (отпуск, перекрыша, торможение), сблокированные с положениями рукоятки крана машиниста; световой сигнализатор с тремя лампами для контроля, соответствующими отпуску, перекрыше, торможению; главный выключатель, вольтметры, пакетные выключатели.

Основные элементы на вагонах и локомотиве (см. рис. 7.11): линейный рабочий провод; линейный контрольный провод; соединительные рукава с электроконтактом 389А, обеспечивающие гибкое разъемное соединение воздухопроводов и электрических каналов электропневматических тормозов смежных единиц поезда. Головка рукава взаимосцепляема с головкой пневматической тормозной магистрали и содержит один подвижной электрический контакт рабочего линейного провода 7, изолированный от корпуса в сцепленном положении смежных головок, замыкаемый на корпус при их расцепе (в качестве второго контрольного контакта 8 используется корпус головки). В качестве обратного рабочего провода используются масса поезда и рельсы. Линейный контрольный провод 6 соединен с преобразователем напряжения. К второму рабочему линейному проводу 5 присоединен электровоздухораспределитель 305, предназначенный для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре при работе тормоза. Электровоздухораспределитель устанавливается совместно с воздухораспределителем 292М пневматического тормоза, имеет два электромагнитных вентиля: тормозной, связанный с рабочим проводом 5 через полупроводниковый вентиль, второй — вентиль перекрыши — связан с рабочим проводом непосредственно. В систему тормозов входят клеммовые коробки 316-8 и 317-8, предназначенные для контролируемого соединения электрических проводов и монтажа кондуитных труб.

Торможение

При торможении в линейный рабочий провод подается плюс напряжения электрического тока, на массу — минус. Срабатывают тормозной вентиль (ВТ) и вентиль перекрыши (ВП), тормозные цилиндры наполняются сжатым воздухом. При смене полярности в линейный рабочий провод подается минус напряжения электрического тока, на массу — плюс. Под напряжением находится только вентиль перекрыши, поддерживая заданное давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах. При обесточивании рабочего провода осуществляется выпуск сжатого воздуха из тормозных цилиндров. При торможении и перекрыше контроль электрической цепи тормоза осуществляется рабочим постоянным током через рабочий провод, концевую заделку и контрольный провод на блок управления и сигнализатор. При отпущенном состоянии тормоза контроль тормоза осуществляется переменным током. Вследствие большого индуктивного сопротивления катушки электромагнитных вентилей при прохождении переменного тока не возбуждаются, и тормоз остается в отпущенном положении.

Электропневматический тормоз пригородного моторвагонного подвижного состава — прямодействующий неавтоматический с электрическими сигналами аналогового типа по времени, по четырехпроводной схеме, изолированной от массы поезда. В отличие от тормоза локомотивной тяги, в этом случае управление торможением и перекрышей осуществляется постоянным током напряжением 50 В по отдельным проводам без смены полярности. Контроль рабочих проводов осуществляется только в соответствующих положениях контроллера постоянным током. Основные элементы тормоза: кран машиниста с контроллером 395М-5-01 и электровоздухораспределитель 305-1. Отличаются от аналогичных приборов электропневматического тормоза локомотивной тяги только некоторыми изменениями, связанными с электрической схемой.

Недостатки ЭПТ

• неавтоматичность действия т.е. при потере питания ЭПТ при служебном торможении происходит самопроизвольный отпуск тормозов;
• относительно низкая надежность;
• отсутствие ограничения предельного давления в ТЦ при длительной выдержке ручки крана машиниста в положении Vэ.

См. также

• Тормозная рычажная передача

• Тормозной цилиндр

• Грузовой авторежим