Тормоза — это самая важная система безопасности на поездах. После 1900 года на всех товарных составах в Америке стали применяться автоматические пневмотормоза, действующие на сжатом воздухе. Они включаются в себя сложную систему шлангов, компрессоров, клапанов и соединений, с помощью которых можно безопасно останавливать состав длиной в 150 вагонов.
Как работает тормозная система на поездах
После изобретения пневмотормоза в 1872 году почти все части этой автоматической системы были усовершенствованы, хотя основной принцип ее действия остался неизменным: сжатый воздух давит на поршень, который через передаточный механизм прижимает тормозной башмак к колесу (правый рисунок). В результате возникает трение между башмаком и колесом, которое и останавливает поезд. Система называется автоматической потому, что тормоза срабатывают автоматически всякий раз, когда выполняется сброс давления в воздухопроводах. Современная система пневмотормозов настолько совершенна, что чувствует: состав двигается порожняком или тяжело нагруженный. И в соответствии с этим в каждом случае сама выбирает нужные усилия для торможения.
В электричках используют другой принцип торможения. Для остановки вращающегося колеса там вместо механического трения применяют электромагнитное поле, которое и сопротивляется вращению колеса. С помощью этих тормозов относительно легкую электричку можно остановить быстро и плавно. Но с тяжелым товарным составом или большим пассажирским поездом такие тормоза не справятся.
Автоматический пневмотормоз в действии
Когда машинист приводит в действие тормозной кран, сжатый воздух поступает из тормозной магистрали в пневмораспределитель и затем на тормозной цилиндр (как очень упрощенно представлено на диаграмме слева). Сжатый воздух давит на поршень в цилиндре и заставляет поршень двигаться. А тот с помощью рычажного механизма прижимает тормозной башмак к колесу. Если тормозной кран возвращают в исходное положение, у воздуха появляется возможность выйти из тормозного цилиндра. И тогда тормозной башмак отходит от колеса. Если вагон вдруг отделяется от остальной части состава, то пневмораспределитель самостоятельно приводит в действие тормоза. В таких аварийных ситуациях используется сжатый воздух, который хранится в дополнительном резервуаре.
Пневмотормоза с электрическим управлением
В пассажирских поездах (рисунок внизу) применяют электротехническую схему управления тормозами, которая сама определяет и задает нужное давление воздуха в тормозном цилиндре (рисунок справа). Пневмотормоза с электрическим управлением позволяют производить торможение более плавно по сравнению с автоматическими пневмотормозами.
Как работают пневмотормоза с электрическим управлением
Электромагнитные тормоза
На электричках вместо трения используют силу сопротивления, которая действует в магнитном поле на вращающийся предмет, если он может проводить электрический ток. И таким образом, в зависимости от скорости движения, поддерживается постоянный контроль и постоянное управление тормозной системой. Если двигатель у электрички выключают, то возникает сила, которая противодействует вращению колес. И чем дольше выключено питание двигателя, тем сильнее действует электромагнитное торможение.
Когда мотор работает, электроповодник так взаимодействует с магнитным полем, что колеса катятся легко, без препятствий. При выключении питания на двигатель, ток в проводнике меняет свое направление на обратное, вызывая торможение колес.
Ранее мы писали о том, как разобрать стрелу крана-манипулятора Юник 330.
