— Как #машинист умудряется всегда так точно въехать в тоннель? Я в гараж не всегда могу точно въехать...
— Это, наверное, потому, что он хорошо знает дорогу!
Шутки шутками, но вас никогда не удивляло, что тяжеленный поезд умудряется остановиться у знака или у платформы? Из первой статьи про тормоза (нажмите на цветное — откроется) понятно, что тормоза #поезда — сложная система длиной в несколько сотен метров. Команды в ней передаются воздухом, а воздух движется со скоростью звука — и это в идеале.
По факту же волна падения давления дойдёт до первого вагона, опустошит его воздухораспределитель, потом пойдёт дальше... В итоге команда на #торможение идёт по составу со скоростью порядка 250 м/с, а на отпуск — втрое медленнее. Легко ли точно остановить поезд в полкилометра длиной, когда тормоза отзываются по несколько секунд?
Поэтому в пассажирском и пригородном движении у машиниста есть помощник — электропневматический тормоз, ЭПТ. Используется тот же воздух из запасного резервуара, те же тормозные цилиндры — только воздухораспределитель (ВР) другой. На дорогах бывшего СССР вместе с пневматическим ВР 242 или 292 работает электровоздухораспределитель (ЭВР) 305:
На всякий случай повторю сокращения, объяснённые в предыдущей статье:
- ТЦ — тормозной цилиндр;
- ТМ — тормозная магистраль;
- ЗР — запасный резервуар;
Устроен ЭВР просто: внутри два электровентиля — отпускной вентиль (ОВ) и тормозной вентиль (ТВ). Когда оба отключены — ЭВР отпускает. Если запитать ОВ — 305 перейдёт в режим перекрыши, запрёт воздух в тормозном цилиндре. А если запитать оба вентиля — то ТВ начнёт впускать воздух из ЗР в ТЦ:
При этом давлением воздуха от ЭВР будет переброшен переключательный клапан и ВР 292 отключится. Он вновь подключится, если даст больше давления, чем 305. В общем, тормозной цилиндр — как кот, будет с тем, кто больше даст...
Электроуправление обеспечивает синхронное моментальное срабатывание по всему составу — то есть исключаются набегания и оттяжки, а ещё это значительно упрощает точную остановку — можно легко тормозить и отпускать любыми ступенями. Без ЭПТ было бы сложнее держать график и ловить знак «Остановка локомотива (первого вагона)».
На дорогах бывшего СССР ЭПТ используется на пассажирских и моторвагонных поездах (МВПС), за рубежом единого стандарта нет. На пассажирских для быстрого соединения применена 2-проводная схема управления с контактами на соединительной головке рукава ТМ («лягушке»):
На МВПС применена 5-проводная схема, провода которой проложены вместе с остальными в жгутах управления. Это скучно, не будем о ней сейчас. Применяемая в 2-проводной схеме «лягушка» устроена хитро — один из контактов выполнен в виде подвижного грибка, к нему подключён один провод, а второй подключён к корпусу головки.
Если головка не объединена с «подругой» — то подвижный контакт выступает из корпуса, поджат к корпусу и обеспечивает соединение проводов. Если же объединить рукава — то подвижные контакты нажимают друг на друга и утапливаются в корпуса.
Через подвижные контакты соединяется поездной провод 1, а через корпуса головок — провод 2. ЭПТ питается двумя родами тока: постоянным напряжением 50 В — это рабочий ток, и переменным того же напряжения, частотой 625 Гц — он контрольный:
Изолированная подвеска на локомотиве нужна для разъединения проводов 1 и 2 в голове поезда — для правильной работы ЭПТ. За счёт соединения проводов в «лягушке» хвостового вагона образуется петлевая цепь, где провод 1 — рабочий, а провод 2 — обратный контрольный. По этой петле переменный ток проходит в хвост по проводу 1 и возвращается по проводу 2 на #локомотив , зажигая лампу «О» (она же лампа «С») — контроль.
Переменный ток почти беспрепятственно идёт по проводам, но практически не течёт через вентили, так как их массивные обмотки имеют большое реактивное сопротивление. О реактивном сопротивлении подробно рассказано в статье «ТЭД-11», на нём стоит вся работа систем переменного тока.
Если не вернётся — значит, где-то обрыв цепи, ЭПТ автоматически отключается (нет контроля). Если же контроль есть, то ЭПТ работает, для торможения в цепь подаётся постоянный ток. Обычно ЭПТ управляется контактами контроллера крана машиниста (ККМ), стоящего сверху на кране. Вот #кран 395 с ККМ — это коробка сверху на кране, внутри переключатели:
При переводе крана в положения торможения подаётся «плюс» на провод и «минус» на рельсы, срабатывают оба вентиля, в ТЦ подаётся воздух, давление растёт примерно на 1 кгс/см² в секунду. При переводе крана в перекрышу полярность меняется, #диод , стоящий в ЭВР, не даёт работать тормозному вентилю — под питанием остаётся лишь вентиль отпуска. Воздух задерживается в ТЦ.
Режимы ЭПТ показываются тремя лампами — помимо контрольной ещё есть лампы «П» и «Т» (перекрыша и торможение), а для контроля тока стоит #амперметр . Один вентиль потребляет примерно 0,1 А — стало быть, поезд в 10 вагонов создаст в режиме торможения нагрузку 2 А, в перекрыше — 1 А.
Конечно, если во время торможения пропадёт контроль — то ЭПТ отключится и отпустит, поэтому для управления и используется кран машиниста — одновременно с торможением ЭПТ (который «надувает» ТЦ намного быстрее автотормозов) происходит небольшая разрядка магистрали. И если ЭПТ откажет внезапно — можно будет быстрее восстановить тормозной эффект уже с помощью автотормозов.
Чтобы увеличить надёжность ЭПТ — придумана езда на дублированном питании, когда провода 1 и 2 соединяются на локомотиве. Либо включается специальный тумблер, если он есть, либо просто сбрасывается рукав ТМ на передке локомотива. И для контроля работы ЭПТ остаётся лишь амперметр — лампа контроля становится бесполезной.
С питанием ЭПТ постоянным током проблем нет, а вот контрольный переменный в первые годы существования ЭПТ, на тепловозах ТЭП60 и электровозах ЧС2, вырабатывался специальным генератором, а сейчас вырабатывается транзисторным преобразователем — СП-ЭПТ, ПТ-ЭПТ-П, СПН-ЭПТ-М или иным:
А что за кнопка «Отпуск локомотива»? Она позволяет отпустить тормоза локомотива при торможении составом — тогда локомотив «повиснет» на вагонах и состав останется растянутым при торможении, при наборе тяги после торможения не будет растягиваться, что исключит лишние рывки. Поэтому иногда кнопку вообще подклинивают в нажатом состоянии.
Управляемость ЭПТ незаменима на сложных участках, поэтому иногда им оборудованы составы думпкаров (вагонов-самосвалов), работающие в карьерах и угольных разрезах.
На этом пока всё, коль есть пожелания или дополнения — можем обсудить в комментариях!