Тормозами называют комплекс устройств, предназначенных для создания управляемых дополнительных сил сопротивления движению поезда с целью его остановки или регулирования скорости движения. Тормоза являются главным средством, обеспечивающим безопасность и рост скоростей движения поездов.
В процессе совершенствования тормозной техники в нашей стране можно выделить три основных этапа. Первый (1834-1928) характеризуется применением исключительно импортных тормозных систем и устройств. Второй (1929-1990), наоборот, отличается тем, что по стратегическим соображениям разрабатывались и использовались только отечественных тормозные устройства. Наконец, с 1991 г. по настоящее время происходит интенсивный переход от устаревших пневмомеханических конструкций тормозных устройств к более совершенным электронно-пневматическим, выполненным на базе микропроцессорной техники.
Первые ручные тормоза были использованы в поезде из пяти груженых вагонов, который провел со скоростью около 8 км/ч в 1804 г. в Англии паровоз изобретателя Ричарда Тревитика. Такие тормоза оснащенные деревянными колодками и обслуживавшиеся специальными людьми — тормозилыциками, применялись и на первых отечественных железных дорогах: Нижнетагильской (1834) и Санкт-Петербург — Царское Село (1837).
Механический непрерывный тормоз, управляемый с помощью натянутого вдоль поезда троса, был применен на Николаевской (Октябрьской) железной дороге, построенной в 1843-1851 гг. Первые пневматические прямодействующий неавтоматический и автоматический непрямодействующий тормоза были созданы Д. Вес-тингаузом в 1869-1872 гг.
Основной идеей, реализованной в этих тормозах, стало применение воздухопровода — тормозной магистрали с соединительными рукавами, которыми оборудовалась каждая подвижная единица. После соединения рукавов в поезде создавался непрерывный пневматический канал, по которому можно было подавать сжатый воздух от локомотива к вагонам, а также использовать его энергию для управления тормозными процессами путем изменения давления в ТМ.
Дальнейшее развитие тормозной техники было связано с решением одной важной задачи — увеличением реализуемого сцепления между колесами поезда и рельсами при торможении, т.е. повышением тормозной эффективности. С учетом этого из большого количества иностранных тормозных систем Н.П. Петровым в 1899 г. после сравнительных испытаний были отобраны для Российских железных дорог тормоза двух фирм: «Вестингауз» и «Нью-Йорк».
Этими тормозами оборудовался как пассажирский, так и грузовой подвижной состав, но не в полном объеме, поскольку на части вагонов они отсутствовали. Эти вагоны были оснащены так называемыми пролетными трубками, которые обеспечивали только непрерывность пневматического канала в поезде. Сила сцепления колес с рельсами в таких поездах использовалась не более, чем на 15-20 %.
Первым отечественным устройством управления тормозами, созданным в 1928 г., был кран машиниста, разработанный талантливым специалистом Ф.П. Казанцевым. КМ имел автоматические перекрыши, звуковой сигнализатор обрыва ТМ взаимозаменяемые детали и успешно эксплуатировался до 1953 г. С переходом на электрическую и тепловозную тягу и ростом длины поездов потребовалось применение сверхзарядного давления, темпа мягкости и повышения питательной способности, что привело к созданию в 1957 г. КМ № 222, а затем, в 1966 г., более совершенного КМ № 394.
В 1925 г. Московский тормозной завод (ныне АО «Трансмаш») начал серийно выпускать первые отечественные воздухораспределители Казанцева, которые выгодно отличались от зарубежных, особенно в плане неистощимости. С этого времени импортная тормозная техника в нашей стране не использовалась. Отечественная промышленность выпускала тормозные устройства, разработанные исключительно своими специалистами и ориентированные на определенные неблагоприятные условия эксплуатации и обслуживания с учетом особенностей географического положения страны.
С 1932 по 1953 г. серийно выпускались также ВР № М-320, созданные другим известным изобретателем И.К. Матрособым. Он же, производя последовательную модернизацию этого устройства, обеспечил в течение нескольких лет переход на ВР№МТЗ-135 (1953), затем № 270-002 (1959) и № 270-005 (1968).
Последнее существенное усовершенствование отечественных грузовых ВР произошло в 1976 г. с переходом к прибору № 483, который обеспечивал высокую скорость тормозной волны — 300 м/с, стандартность действия по давлению, позволял водить поезда весом 80-85 тыс. кН и обладал многими другими достоинствами, поставившими его в ряд лучших тормозных устройств в мировой практике.
Применяемые в настоящее время пассажирские ВР № 292-001 выпускаются с 1958 г. Московским тормозным заводом и являются очередной модернизацией тройного скородействующего клапана Вестингауза. Электропневматическим тормозом с электровоздухораспределителями № 305 начали оборудовать электропоезда с 1948 г., а пассажирские на локомотивной тяге — с 1958 г.
Для уменьшения регулировок механической части тормоза и снижения потерь передаваемых усилий с 1947 г. применяют автоматические регуляторы тормозных рычажных передач. В настоящее время используются винтовые одностороннего действия регуляторы рычажной передачи № 574Б и РТРП-675.
Корректировку давления в тормозном цилиндре в зависимости от загрузки вагона осуществляют другие регуляторы — авторежимы, также имеющие 50-летнюю историю своего развития. С 1965 г. наряду с чугунными тормозными колодками стали использовать, особенно на грузовых составах, композиционные, обладающие высокой износостойкостью и стабильным коэффициентом трения, мало зависящим от скорости движения.
В конце 1970-х гг. приступили к созданию принципиально новых электронно-пневматических тормозных устройств, которые, постепенно совершенствуясь, выходили за рамки опытной эксплуатации. Первые из них были разработаны в научно-исследовательских лабораториях кафедры «Электрическая тяга» Уральского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта (УЭМИИТ), ныне Уральского государственного университета путей сообщения (УрГУПС). К ним можно отнести устройство дистанционной зарядки и опробования тормозов (УЗОТ), систему автоматического управления тормозами поезда при движении на запрещающий сигнал (САУТ), комплексную носимую систему управления тормозами соединенных поездов (КОНСУЛ), которые нашли широкое применение на сети дорог и стали выпускаться серийно.
Созданием этих устройств по существу был открыт новый этап в развитии и совершенствовании тормозной техники, качественно изменивший и расширивший ее возможности, надежность и функциональность, что повысило безопасность движения поездов, уровень автоматизации и оптимизации тормозных процессов и снизило отрицательное влияние так называемого человеческого фактора.
Большой вклад в развитие отечественной тормозной науки и техники внесли известные ученые и конструкторы Н.П. Петров, Ф.П. Казанцев, И.К. Матросов, Б.Л. Карвацкий, В.Ф. Егорченко, Д.Э. Карминский, В.М. Казаринов, В.А. Лазарян, В.Г. Иноземцев, В.И. Крылов, В.В. Крылов и др.
Несмотря на некоторое отставание в области высокоскоростного движения, в нашей стране к настоящему времени созданы высоконадежные и эффективные тормоза, обеспечивающие самые короткие тормозные пути и реализацию свойств сцепления на уровне 60-80%.
⇐ | ‘писок сокращений | | Автоматические тормоза подвижного состава | | Принципиальные схемы и процессы, протекающие в тормозном оборудовании поездов | ⇒