А что будет, если на перевале поезд разорвётся пополам? Вагоны покатятся с горы, скорость будет неуклонно нарастать, пока на пути не вырастет тупик и миллионы невинных жителей Зибулона сотни невинных жизней не оборвутся в один миг?!
Нет уж, такого железные дороги себе позволить не могут. Во всяком случае, не могли позволить советские, где один из основных упоров делался на безопасность, и выросшие из них российские, украинские, белорусские и др. Нужен автоматически срабатывающий тормоз, как «энергачи» на грузовиках — тормозные цилиндры с пружинами, которые срабатывают при выпуске воздуха:
Вот по составу проложена труба, соединяющая все тормоза воедино — тормозная магистраль (ТМ), в кабине локомотива стоит прибор управления — кран машиниста (КМ). Как думаете, можно ли на каждый вагон поставить «энергач», чтобы они все растормаживались подачей воздуха с локомотива?
Можно, но у такой системы три минуса:
1) На отпуск тормозов будет уходить очень много времени — представьте, каково «надуть» пару сотен бочонков через километровую трубу в два пальца толщиной, идущую по всему составу?
2) Отпускать подобные автотормоза по составу будут сильно неравномерно, по мере наполнения цилиндров и «прорыва» давления дальше — сперва отпустит голова, потом середина, хвост же ещё будет на тормозах... При движении это может привести к обрыву поезда — ситуация это более чем реальная, обрывы поездов происходят изредка по сей день.
3) Без воздуха вагон не сдвинешь, а это исключает и быстрые манёвры (взял вагоны локомотивом, быстро переставил, быстро отцепился), и роспуск с горки — один из основных методов переработки грузовых поездов:
Если на вагонах будут пружинные тормоза — придётся перед манёврами вручную отпускать «энергачи», а после манёвров их вручную взводить — а даже на грузовиках это дело небыстрое. Поэтому на ЖД применены автотормоза с воздухораспределителем. На каждом вагоне стоят:
- один или несколько тормозных цилиндров (ТЦ);
- запасной резервуар (ЗР);
- воздухораспределитель (ВР).
ВР — посредник между ТЦ, ЗР и ТМ (тормозной магистралью). Грубо говоря, у него есть три режима:
- отпуск — в ТМ с локомотива подаётся воздух, ВР впускает этот воздух в ЗР (тормоза заряжаются), а из ТЦ выпускает всё в атмосферу (тормоза отпускают);
- торможение — воздух из ТМ выпускается частично или полностью, ВР это замечает и пускает воздух из ЗР в ТЦ (тормоза срабатывают);
- перекрыша — в ТМ держится такое давление, какое установилось при торможении, ВР ничего не делает — держит воздух в ТЦ.
Воздух в ТМ подаётся через кран машиниста из так называемой питательной магистрали (ПМ), она же напорная магистраль (НМ) — это запас сжатого воздуха на локомотиве, а если это МВПС (моторвагонный подвижной состав — электропоезд или дизель-поезд) — то запас хранится по всему составу, от него работают ещё и двери.
А локомотив можно затормозить краном вспомогательного тормоза (КВТ) — подать воздух напрямую из ПМ в ТЦ:
Нас прежде всего интересует торможение, но сперва об отпуске и зарядке. Давление, которое устанавливается при отпуске, называется зарядным. Оно зависит от типа поезда. На электропоездах зарядное довольно низкое — около 4,7 кгс/см² (4,7 атмосферы, если по-простому), в грузовом поезде может быть до 6 атмосфер.
Дело в том, что всегда есть утечки, и если электропоезд короткий (обычно — метров 100 — 200), то грузовой поезд может быть длиной и километр, и полтора. Где есть утечки — там всегда есть расход, то есть течение воздуха. А у ТМ есть сопротивление, то есть пока воздух дотекает до хвоста грузового поезда — его давление заметно падает. За счёт большего зарядного давления обеспечивается работа тормозов (какое-никакое давление) даже в хвосте.
Торможение тоже бывает разным. Если оно делается определённым темпом до давления не ниже 3,5 атмосфер — оно называется служебным, если резко до нуля — экстренным.. Выпуск воздуха из тормозной магистрали называется разрядкой, от величины разрядки зависит давление в ТЦ.
Если снизить давление ТМ в пассажирском поезде с 5 до 4,5 кгс/см² (на 0,5) — в тормозных цилиндрах будет около 1,3 — 1,5 кгс/см². Так работают ВР. А при повышении давления в ТМ они повторяют процесс отпуска и зарядки.
Сами воздухораспределители на РЖД в целом двух типов — грузовые 483 и пассажирские 242 и 292, но бывают и другие — например, на рельсовых автобусах вроде РА1 и 620М, «Ласточках». Надпись «тормоз 242» или «тормоз Sab-Wabco» говорят о типе ВР.
Разрядка до 3,5 атмосфер называется полным служебным торможением, в этом случае в ТЦ установится максимально возможное давление — около 4 атмосфер, выше нельзя — колёса пойдут юзом, заблокируются. Ниже 3,5 кило ТМ разряжать тоже нельзя — только полностью, это уже будет экстренное торможение. Правильно экстренное торможение делается быстрым выпуском воздуха из ТМ до нуля.
Само собой, воздух выйдет и при открытии стоп-крана, который просто подключен к ТМ, и при разрыве ТМ — а запасные резервуары обеспечат наполнение тормозных цилиндров. И машинист увидит падение давления в магистрали по манометру — он в этом случае обязан поставить кран машиниста в положение экстренного торможения, прекратив подпитку магистрали воздухом.
В состав грузового ВР 483, стоящего на локомотиве, входит датчик обрыва тормозной магистрали (ДОТМ) 418, при падении давления в ТМ он отключает тягу и зажигает лампу «Обрыв ТМ».
На пассажирских такого нет, но там есть иные средства отключения тяги при экстренном торможении — на ЧСах, например, реле давления ТМ. В любом случае при падении давления в ТМ локомотив перестанет тянуть. О том, как отключается тяга — в статье ТЭД-3.
Кстати, сейчас на современном подвижном составе стали появляться и энергоаккумуляторы — на новых электропоездах, на ЭП20. Алгоритм срабатывания немного разный, но суть не меняется. Называется эта система АСТ — автоматический стояночный тормоз.
Итак, вывод: и при разрыве состава, и при открытии стоп-крана, и при срабатывании автостопа (такой тоже есть ещё с паровозных времён, клапан ЭПК-150 знаком любому локомотивщику) тормозят все вагоны. О паровозах — в статье ТЭД-17.
На многих типах ПС есть ещё электрический тормоз, который разобран в статье ТЭД-21. А об автостопах, светофорах и прочих средствах сигнализации и безопасности — в других статьях и видео. Про семь положений крана машиниста, равнинный и горный режимы — в другой раз, планов много, времени мало, но потихоньку проходим. Жду вас в подписчиках!