airbrakecompressorЗалізничні та вантажні пневматичні гальма — це пневматичні системи, побудовані на одному й тому ж принципі відмовостійкості: втрачаєш повітря — гальма спрацьовують самі. Різниться механізм. На потязі падіння тиску в гальмівній магістралі — це команда, яка наказує керуючому клапану кожного вагона випустити повітря зі свого резервуара в гальмівний циліндр. На вантажівці робочі гальма діють навпаки — гальмівний клапан (педаль) додає тиск у гальмівні камери для спрацювання — тому функцію відмовостійкості виконують механічні пружинні гальма, які затискаються по мірі падіння тиску в системі.
Дві системи, один предок
Джордж Вестінгауз запатентував прямодіючий повітряний гальмівний клапан для потягів у 1869 році, а через кілька років усунув його фатальний недолік, створивши автоматичне пневматичне гальмо з потрійним клапаном. Пряма версія подавала тиск від локомотива до кожного вагона для спрацювання гальм; якщо потяг розчіплювався або лопав шланг, вагони втрачали тиск і залишалися взагалі без гальм. Автоматична конструкція перевернула логіку — зарядити магістраль для відпускання, знизити тиск для гальмування — і поставила резервуар та клапан на кожен вагон, щоб кожна одиниця мала власний засіб зупинки.
Важкі дорожні транспортні засоби запозичили термінологію обладнання десятиліттями пізніше: компресор, регулятор, резервуари, керуючі клапани та камера, що перетворює тиск у зусилля штовхача. Чого дорожнє машинобудування не запозичило, так це сигналу «зниження тиску для гальмування». Вантажівки зберегли прямий градуйований робочий контур і вирішили проблему роз'єднання механічним шляхом. Повну історію дивіться в історії пневматичного гальма Вестінгауза.
Як спрацьовує залізничне пневматичне гальмо
Компресор локомотива заповнює головні резервуари, а живильний клапан заряджає гальмівну магістраль, що проходить уздовж усього потяга через шланги та кінцеві крани. У північноамериканській вантажній практиці тиск у магістралі зазвичай тримають близько 90 psi; пасажирські склади часто працюють вище, у межах 110 psi. Поки магістраль заряджена, керуючий клапан кожного вагона тримає допоміжний резервуар заповненим, а гальмівний циліндр — випущеним.
Коли машиніст робить робоче зниження тиску, тиск у магістралі падає на кілька фунтів. Кожен керуючий клапан відчуває різницю між падаючим тиском у магістралі та своїм ще повним резервуаром і впускає повітря з резервуара в гальмівний циліндр. Тому гальмівна магістраль — це сигнальна лінія, а не робоча; повітря, що фактично стискає колодки, зберігалося на самому вагоні. Швидке, глибоке зниження тиску — чи то від автоматичного гальмівного крана, зламаного зчепа, розірваного шланга, чи екстреного клапана кондуктора — переводить кожен клапан у режим екстреного гальмування і подає весь наявний тиск.
Відпускання означає повторну зарядку. У північноамериканській вантажній службі відпускання зазвичай пряме — гальма відпускаються одним кроком після відновлення тиску в магістралі, тоді як пасажирські та багато європейських систем допускають ступінчасте відпускання. Це важливо на схилах: повторні гальмування виснажують резервуари вагонів швидше, ніж магістраль встигає їх наповнювати, і потяг може «вичерпати» гальма.
Як спрацьовує пневматичне гальмо вантажівки
Компресор, приводжуваний двигуном, заряджає вологозбірник, а потім первинний і вторинний резервуари. Регулятор відключає компресор приблизно при 120-135 psi і вмикає знову приблизно при 100-110 psi, тож справна система перебуває у повністю зарядженому стані близько 120 psi. Натискання на педаль дозує повітря в гальмівні камери, зазвичай через ретранслятори (relay valves), щоб дальній кінець транспортного засобу не чекав на довгу магістраль. Відпускання педалі випускає повітря з камер. Повний опис — в огляді як працюють пневматичні гальмівні системи.
Цей контур працює за принципом «відмова відкриває», а не «відмова закриває». Якщо баки спорожніють, ніщо не штовхає штовхачі. Індикатор і зумер низького тиску вмикаються приблизно при 60 psi, щоб дати водієві час зупинитися контрольовано, а пружинні гальма беруть на себе останню роль: важка пружина, стиснута повітрям, яка виштовхує штовхач, коли тиск падає приблизно до діапазону 20-45 psi. На сідловому тягачі з напівпричепом магістраль живлення причепа виконує ту ж роль, що й гальмівна магістраль потяга в одному вузькому аспекті — при втраті тиску живлення причіп автоматично гальмує від власного резервуара.
Порівняння поруч
| Параметр | Автоматичне залізничне пневмогальмо | Пневмогальмо вантажівки |
|---|---|---|
| Типовий робочий тиск | Магістраль близько 90 psi для вантажних, близько 110 psi для пасажирських; головні резервуари вищі | Повна зарядка близько 120 psi; відключення регулятора 120-135 psi, увімкнення 100-110 psi |
| Сигнал спрацювання | Зниження тиску в гальмівній магістралі | Підвищення тиску в камері від педального клапана |
| Повітря, що виконує роботу | Зберігається в резервуарі кожного вагона | Подається з резервуарів тягача або причепа через ретранслятори |
| Відпускання | Повторна зарядка магістралі; для вантажних часто пряме, а не ступінчасте | Випуск повітря з камер; повністю градуйоване в обох напрямках |
| Поведінка при повній втраті повітря | Екстрене гальмування з резервуарів вагонів | Робочий контур бездіє; пружинні гальма спрацьовують приблизно при 20-45 psi |
| Виконавчий механізм та привід | Гальмівний циліндр через штоки й важелі до колодок або дисків | Гальмівна камера, штовхач, регулятор зазору, S-кулак і барабан або дисковий супорт |
| Резервування | Кожен вагон незалежно клапанований; ручні гальма на вагонах | Розділені первинний і вторинний контури плюс пружинні гальма |
| Додаткове гальмування | Динамічне гальмування на локомотиві | Моторний, вихлопний або трансмісійний гальмівний уповільнювач |
Чому обидва відмовостійкі, але по-різному
Залізничне рішення пневматичне й самоактивоване: сигнал «спрацювати» — це відсутність тиску, тож будь-який розрив у будь-якому місці потяга дає максимально можливе гальмування. Рішення для вантажівок механічне: енергія, накопичена в пружині, вивільняється, коли повітря вже не може її стримувати. Обидва задовольняють одну й ту саму вимогу, тому регулятори по обидва боки наполягають, що функція стоянки та екстреного гальмування не повинна залежати від наявності повітря.
Практичний наслідок для дорожнього техніка полягає в тому, що пружинне гальмо — це пристрій накопиченої енергії. Відмовостійкість потяга не може вам зашкодити, коли ви від'єднуєте шланг; а незаблокований або корозований пружинний гальмівний вузол може. Правильно заблокуйте його перед знімання камери і ніколи не вважайте камеру без повітря безпечною.
Для чого оптимізована кожна конструкція
Потяг довгий, і зміни тиску поширюються по гальмівній магістралі зі швидкістю руху повітря, тож голова потяга гальмує помітно раніше за хвіст. Керування потягом — стягування, розтягування, ступінчасті зниження тиску — існує здебільшого для управління цим запізненням. Електронно-керовані пневматичні системи вирішують це, надсилаючи команду електрично на кожен вагон одночасно, при цьому фактичне затискання все ще виконує повітря.
Вантажівка коротка, тому затримка в трубопроводі вимірюється частками секунди і додатково скорочується за допомогою ретрансляторів та клапанів швидкого відпускання. Натомість вантажівка стикається із забрудненням: компресор працює постійно, вологу та масло заносить у баки, а клапани перебувають у дорожніх бризках і зимовій солі. Тому осушувач повітря, злив баків і перевірки ходу регулятора зазору домінують у обслуговуванні гальм дорожніх транспортних засобів, тоді як керуючий клапан залізничного вагона проходить капітальний ремонт за плановим циклом у майстерні. Та сама фізика, різні проблеми ресурсу обслуговування.
Потрібна деталь, а не лише відповідь?
Компресори пневмогальм і ремонтні комплекти оригінальної якості, виготовлені та випробувані за стандартами комерційного транспорту.
Купити запчастини VADENПублікує VADEN Original. Посилання на товари ведуть до офіційного каталогу виробника. Характеристики загальні — завжди звіряйте цифри з сервісним посібником вашого автомобіля.