Было дело, просили меня поподробнее раскрыть эту тему именно здесь, на Хабре. Здесь публикуется довольно много обзорных статей на железнодорожную тематику, однако данная тема еще не освещалась подробно. Думаю, что было бы довольно интересно написать об этом статью, а возможно и не одну. Поэтому прошу под кат тех, кому интересно как устроены тормозные системы железнодорожного транспорта, и по каким причинам они устроены именно так.
1. История появления пневматического тормоза
Задача управления любым транспортом включает в себя регулирование скорости его движения. Железнодорожный транспорт не является исключением, более того, его конструктивные особенности вносят в этот процесс существенные нюансы. Поезд состоит из большого количества сцепленных между собой экипажей, и получившаяся система имеет значительную длину и массу при весьма приличной скорости движения.
По определению, тормоза — комплекс устройств, предназначенных для создания искусственных, регулируемых сил сопротивления, используемых для управляемого снижения скорости движения транспортного средства.
Самый очевидный, лежащий на поверхности, способ создания тормозного усилия — использование силы трения. С самого начала и до сегодняшнего дня используется колодочный фрикционный тормоз. Специальные устройства — тормозные колодки, изготовленные из материала с высоким коэффициентом трения, механически прижимаются к поверхности катания колеса (либо к специальным дискам, установленным на оси колесной пары). Между колодками и колесом возникает сила трения, создающая тормозной момент.
Регулирование тормозного усилия выполняется за счет изменения силы прижатия колодок к колесу — тормозного нажатия. Вопрос только в том, какой привод используется для прижатия колодок, и, история тормозов, отчасти, есть история развития этого привода.
Первые железнодорожные тормоза были механическими и приводились в действие вручную, отдельно на каждом вагоне специальным людьми — тормозильщиками или кондукторами. Кондукторы находились на так называемых тормозных площадках, которыми был оборудован каждый вагон, и приводили в действие тормоза по сигналу машиниста локомотива. Обмен сигналами между машинистом и кондукторами осуществлялся с помощью специальной сигнальной веревки, протянутой вдоль всего поезда, приводившей в действие специальный свисток.
Старинный двухосный грузовой вагон с тормозной площадкой. Виден вороток ручного тормоза
Сам по себе тормоз с механическим приводом обладает малой мощностью. Величина тормозного нажатия зависела от силы и сноровки кондуктора. К тому же в работу такой тормозной системы вмешивался человеческий фактор — кондукторы не всегда верно выполняли свои обязанности. О высокой эффективности таких тормозов, а так же об увеличении скорости движения поездов, оборудованных ими говорить не приходилось.
Дальнейшее развитие тормозов требовало, во-первых, увеличения тормозного нажатия, и во-вторых — обеспечения возможности дистанционного управления им на всех вагонах с рабочего места машиниста.
Гидравлический привод, применяемый в автомобильных тормозах, получил широкое распространение за счет того, что обеспечивает высокое нажатие при компактности исполнительных устройств. Однако, при применении такой системы в поезде проявятся её основной недостаток: необходимость в специальном рабочем теле — тормозной жидкости, утечка которой недопустима. Большая протяженность тормозных гидравлических линий в поезде, вместе с высокими требованиями к их герметичности делают невозможным и нерациональным создание гидравлического железнодорожного тормоза.
Другое дело пневматический привод. Использование воздуха высокого давления позволяет получить высокие тормозные нажатия при приемлемых габаритах исполнительных устройств — тормозных цилиндров. Нет недостатка в рабочем теле — воздух вокруг нас, и даже если возникает утечка рабочего тела из тормозной системы (а она непременно возникает) её относительно легко можно восполнить.
Простейшей системой тормоза, использующего энергию сжатого воздуха является прямодействующий неавтоматический тормоз
Схема прямодействующего неавтоматического тормоза: 1 — компрессор; 2 — главный резервуар; 3 — питательная магистраль; 4 — поездной кран машиниста; 5 — тормозная магистраль; 6 — тормозной цилиндр; 7 — отпускная пружина; 8, 9 — механическая тормозная передача; 10 — тормозная колодка.
Для работы такого тормоза необходим запас сжатого воздуха, хранимый на локомотиве в специальном резервуаре, называемом главным резервуаром (2). Нагнетание воздуха в главный резервуар и поддержание в нем постоянного давления выполняется компрессором (1), приводимым в действие от энергетической установки локомотива. Подачу сжатого воздуха к приборам управления тормозами выполняют по специальному трубопроводу, называемому питательной (ПМ) или напорной магистралью (3).
Управление тормозами вагонов и подача в них сжатого воздуха производится посредством длинного трубопровода, идущего через весь поезд и называемого тормозной магистралью (ТМ) (5). При подаче сжатого воздуха по ТМ он наполняет тормозные цилиндры (ТЦ) (6) подключенные непосредственно к ТМ. Сжатый воздух давит на поршень, прижимая тормозные колодки 10 к колесам, как на локомотиве, так и на вагонах. Происходит торможение.
Для прекращения торможения, то есть отпуска тормозов, необходимо выпустить воздух из тормозной магистрали в атмосферу, что приведет к возврату тормозных механизмов в исходное положение за счет усилия отпускных пружин, установленных в ТЦ.
Для торможения необходимо соединить тормозную магистраль (ТМ) с питательной (ПМ). Для отпуска — соединить тормозную магистраль с атмосферой. Эти функции выполняет специальный прибор — поездной кран машиниста (4) — при торможении он соединяет ПМ и ТМ, при отпуске — разобщает эти трубопроводы, одновременно выпуская воздух из ТМ в атмосферу.
В такой системе существует и третье, промежуточное положение крана машиниста — перекрыша когда ПМ и ТМ разобщены, но и выпуск воздуха из ТМ в атмосферу не происходит — кран машиниста полностью изолирует её. Набранное в ТМ и ТЦ давление сохраняется и время его поддержания на установленном уровне определяется величиной утечек воздуха через различные неплотности, а так же термической стойкостью тормозных колодок, нагревающихся при трении о бандажи колес. Постановка в перекрышу как при торможении так и при отпуске позволяет регулировать тормозное усилие ступенями. Такой тормоз обеспечивает как ступенчатое торможение, так и ступенчатый отпуск.
При всей простоте такой системы тормоза у неё имеется фатальный недостаток — при расцеплении поезда происходит разрыв тормозной магистрали, воздух из неё выходит и поезд остается без тормозов. Именно по этой причине такой тормоз не может быть применен на железнодорожном транспорте, слишком велика цена его отказа. Даже без разрыва поезда, при наличии крупной утечки воздуха эффективность тормоза будет снижена.
Исходя из вышесказанного возникает требование, чтобы торможение поезда инициировалось не возрастанием, а понижением давления в ТМ. Но как тогда наполнить тормозные цилиндры? Это дает второе требование — на каждой подвижной единице в поезде должен хранится запас сжатого воздуха, которые необходимо оперативно пополнять после каждого торможения.
К похожим выводам пришла инженерная мысль конца XIX века, что выразилось в создании Джорджем Вестингаузом в 1872 году первого автоматического железнодорожного тормоза.
Устройство тормоза Вестингауза: 1 — компрессор; 2 — главный резервуар; 3 — питательная магистраль; 4 — поездной кран машиниста; 5 — тормозная магистраль; 6 — воздухораспределитель (тройной клапан) системы Вестингауза; 7 — тормозной цилиндр; 8 — запасный резервуар; 9 — стоп-кран.
На рисунке показано устройство этого тормоза (рисунок а — работа тормоза при отпуске; б — работа тормоза при торможении). Главным элементом тормоза Вестигауза стал тормозной воздухораспределитель или, как его еще иногда называют, тройной клапан. Этот воздухораспределитель (6) имеет чувствительный орган — поршень, работающий на разности двух давлений — в в тормозной магистрали (ТМ) и запасном резервуаре (ЗР). Если давление в ТМ становится меньше чем в ЗР, то поршень смещается влево, открывая путь воздуху из ЗР в ТЦ. Если давление в ТМ становится больше давления в ЗР — поршень смещается вправо, сообщая ТЦ с атмосферой, и одновременно сообщая ТМ и ЗР, обеспечивая наполнение последнего сжатым воздухом из ТМ.
Таким образом, при снижении давления в ТМ по любой причине, будь то действия машиниста, чрезмерная утечка воздуха из ТМ или разрыв поезда — тормоза сработают. То есть такие тормоза обладают автоматичностью действия. Это свойство тормоза позволило добавить еще одну возможность по управлению тормозами поезда, используемую на пассажирских поездах и поныне — экстренная остановка поезда пассажиром, путем сообщения тормозной магистрали с атмосферой через специальный клапан — стоп-кран (9).
Тем к то знаком с этой особенностью тормозной системы поезда смешно смотреть фильмы, где воры-ковбои лихо отцепляют от поезда вагон с золотом. Для того, чтобы подобное можно было осуществить, ковбои должны, перед отцепкой, перекрыть концевые краны на тормозной магистрали, разобщающие тормозную магистраль от соединительных рукавов между вагонами. Но они никогда этого не делают. С другой стороны, перекрытые концевые краны не раз послужили причиной страшных катастроф, связанных с отказом тормоза, как у нас (Каменск в 1987 году, Ерал-Симская в 2011), так и за рубежом.
Из-за того, что наполнение тормозных цилиндров происходит от вторичного источника сжатого воздуха (запасного резервуара), без возможности его постоянного пополнения, такой тормоз называется непрямодействующим. Зарядка ЗР сжатым воздухом происходит только при отпуске тормоза, что приводит к тому, что при частых торможениях с последующим отпуском, при недостаточной выдержке времени после отпуска, ЗР не успеют зарядится до нужного давления. Это может привести к полному истощению тормоза и потере управления тормозами поезда.
Пневматический тормоз обладает и другим недостатком, связанным с тем, что падение давления в тормозной магистрали, как и любое возмущение, в воздушной среде распространяется с большой, но все же конечной скоростью — не более 340 м/с. Почему не более? Потому, что скорость звука — это идеальный вариант. Но в пневмосистеме поезда существует ряд препятствий, снижающих скорость распространения скачка снижения давления, связанных с сопротивлением течению воздуха. Поэтому, если не принимать специальных мер, скорость снижения давления в ТМ будет тем ниже, чем дальше от локомотива находится вагон. В случае с тормозом Вестингауза скорость так называемой тормозной волны не превышает 180 — 200 м/с.
Тем не менее, появление пневматического тормоза позволило повысить как мощность тормозов, так и оперативность управления ими непосредственно с рабочего места машиниста Это послужило мощным толчком к развитию железнодорожного транспорта, повышению скорости движения и веса поездов, и как следствие, колоссальному увеличению грузооборота на железной дороге, росту протяженности железнодорожных линий во всем мире.
Джордж Вестингауз был не только изобретателем, но и предприимчивым дельцом. Свое изобретение он запатентовал еще 1869 году, что позволило ему развернуть массовое производство тормозного оборудования. Довольно быстро тормоз Вестингауза получил широкое распространение в США, Западной Европе и в Российской Империи.
В России тормоз Вестингауза безраздельно царил до Октябрьской революции, да и довольно долгое время после нее. Фирма «Вестингауз» построила в Петербурге свой тормозной завод, а так же умело вытеснила с российского рынка конкурентов. Однако, тормоз Вестингауза обладал рядом принципиальных недостатков.
Во-первых, этот тормоз обеспечивал только два режима работы: торможение до полного наполнения тормозных цилиндров, и отпуск — опорожнение тормозных цилиндров. Создать промежуточную величину тормозного нажатия с его длительным поддержанием было невозможно, то есть в тормозе Вестингауза отсутствовал режим перекрыши. Это не позволяло реализовать точное управление скоростью поезда.
Во-вторых, тормоз Вестингауза плохо работал в длинных поездах, и если в пассажирском движении с этим можно было как-то мириться, то в грузовом возникали проблемы. Помните о тормозной волне? Так вот, тормоз Вестингауза не обладал средствами увеличения её скорости, и в длинном поезде снижение давления в ТМ на последнем вагоне могло начаться слишком поздно, да и темпом, существенно ниже, чем в голове поезда, что создавало дикую неравномерность срабатывания тормозных приборов по составу.
Надо сказать, что вся деятельность фирмы «Вестингауз», как в России того времени, так и во всем мире насквозь пропитана капиталистическим душком патентных войн и недобросовестной конкуренции. Это и обеспечило столь несовершенной системе столь долгую жизнь, по крайней мере в тот исторический период.
При всем при этом следует признать — тормоз Вестингауза заложил основы тормозной науки и принцип его действия остался неизменным в современных тормозах подвижного состава.
2. От тормоза Вестингауза к тормозу Матросова — становление отечественной тормозной науки.
Практически сразу после появления тормоза Вестингауза и осознания его недостатков возникли попытки совершенствования этой системы, либо создания другой, принципиально новой. Наша страна не являлась исключением. На начало XX века Россия обладала развитой сетью железных дорог, игравших значительную роль в обеспечении экономического развития и обороноспособности страны. Повышение эффективности транспорта связано с увеличением скорости его движения и массы единовременно перевозимого груза, а значит остро поднимались вопросы совершенствования тормозных систем.
Существенным толчком к развитию тормозной науки в РСФСР а позже СССР послужило снижение влияние крупного западного капитала, в частности фирмы «Вестингауз», на развитие отечественной железнодорожной отрасли после октября 1917 года.
Ф.П. Казанцев (слева) и И.К. Матросов (справа) — создатели отечественного железнодорожного тормоза
Первой ласточкой, первым серьезным достижением молодой отечественной тормозной науки, стали разработки инженера Флорентия Пименовича Казанцева. В 1921 году Казанцев предложил систему прямодействующего автоматического тормоза. Приведенная ниже схема описывает все основные идеи, привнесенные не только Казанцевым, и её задача — объяснить основные принципы работы усовершенствованного автоматического тормоза
Прямодействующий автоматический тормоз: 1 — компрессор; 2 — главный резервуар; 3 — питательная магистраль; 4 — поездной кран машиниста; 5 — устройство питания утечек тормозной магистрали; 6 — тормозная магистраль; 7 — соединительные тормозные рукава; 8 — концевой кран; 9 — стоп-кран; 10 — обратный клапан; 11 — запасный резервуар; 12 — воздухораспределитель; 13 — тормозной цилиндр; 14 — тормозная рычажная передача.
Итак, первой основной идеей является то, что управление давлением в ТМ осуществляется опосредованно — через снижение/повышение давления в специальном резервуаре, называемом уравнительным резервуаром (УР). Он показан на рисунке справа от крана машиниста (4) и сверху от устройства питания утечек из ТМ (5). Плотность этого резервуара обеспечить технически гораздо легче чем плотность тормозной магистрали — трубы длиной достигающей километровых порядков и идущей через весь поезд. Относительная стабильность давления в УР позволяет поддерживать давление в ТМ, используя давление в УР как задающее. И правда, поршень в устройстве (5) при снижении давления в ТМ опускается вниз, открывая клапан, наполняющий ТМ из питательной магистрали, тем самым поддерживая в ТМ давление, равное давлению в УР. Этой идее предстоял ещё длинный путь развития, но теперь давление в ТМ не зависело от наличия внешних утечек из неё (до известных пределов). Устройство 5 перекочевало в кран машиниста и остается в нем, в модифицированном виде, и по сей день.
Другой важной идеей, лежащей в основе конструкции данного типа тормоза, является питание ЗР от ТМ через обратный клапан 10. При превышении давления в ТМ над давлением в ЗР этот клапан открывается, наполняя ЗР из ТМ. Таким образом происходит непрерывное пополнение утечек из запасного резервуара и обеспечивается неистощимость тормоза.
Третьей важной идеей, предложенной Казанцевым, является конструкция воздухораспределителя, который работает на разности не двух давлений, а трех — давления в тормозной магистрали, давления в тормозном цилиндре, и давления в специальной рабочей камере (РК), которая при отпуске питается давлением от тормозной магистрали, вместе с запасным резервуаром. В режиме торможения РК разобщается с запасным резервуаром и тормозной магистралью, сохраняя величину изначального зарядного давления. Это свойство широко используется в тормозах подвижного состава как для обеспечения ступенчатого отпуска, так и для управления равномерностью наполнения ТЦ вдоль поезда в грузовых составах, ибо рабочая камера служит эталоном изначального зарядного давления. Исходя из его величины можно обеспечить и ступенчатый отпуск и организовать более раннее наполнение ТЦ в хвостовых вагонах. Подробное описание этих вещей оставлю для других статей по этой теме, пока лишь скажу, что работы Казанцева послужили стимулом для развития в нашей стране научной школы, приведшей к разработке оригинальных систем тормоза подвижного состава.
Другим советским изобретателем, кардинально повлиявшим на развитие отечественных тормозов подвижного состава стал Иван Константинович Матросов. Его идеи, принципиально не отличались от идей Казанцева, однако последовавшие позже эксплуатационные испытания систем тормозов Казанцева и Матросова (вкупе с другими системами тормоза) показали существенное превосходство второй системы в части эксплуатационных характеристик при применении, прежде всего, на грузовых поездах. Таким образом тормоз Матросова с воздухораспределителем усл. № 320 стал основой для дальнейшей разработки и проектирования тормозного оборудования железных дорог колеи 1520 миллиметров. Современный автоматический тормоз, используемый в России и странах СНГ, по праву может носить имя тормоза Матросова, так как впитал, на начальном этапе своего развития, идеи и конструкторские решения Ивана Константиновича.
Вместо заключения
А какое заключение? Работа над этой статьей убедила меня в том, что тема достойна цикла статей. В этой, пилотной статье, мы коснулись истории развития тормозов подвижного состава. В следующих уйдем в пикантные подробности, затронув не только отечественный тормоз, но и разработки коллег из Западной Европы, осветив устройство тормозов разных типов и рода службы подвижного состава. Так что, я надеюсь, тема будет интересной, и до новых встреч на хабре!
Спасибо за ваше внимание!
Комментарии (181)
zv347
01.12.2019 10:31+4На железнодорожных вагонах колодка прижимается к колесу, а на трамваях — к рельсу. Интересно, почему.
kvazimoda24
01.12.2019 10:45+5Если мне память не изменяет (нет у нас в городе трамваев), то у трамвая есть два типа колодок. Одна, как вы пишите, прижимаются к рельсу, вторые к колесам. Прижимание к рельсам, я думаю, требуется для более оперативного торможения, т.к. трамвай эксплуатируется в городской среде. Ведь трамвай довольно тяжёлый, перемещается на скоростях аналогичных автомобильному транспорту, но при этом сила трения между колесом трамвая и рельсом ниже, нежели между резиновой покрышкой и асфальтом.
yarosroman
01.12.2019 14:04а разве торможение идёт за счёт взаимодействия резины и асфальта? Я то думал, что это тормозные колодки на диск действуют, плюс все более или менее современные авто имеют АБС, которая не даёт блокировать колесо.
SergeyMax
01.12.2019 14:29+1Сила прижатия резины к асфальту ограничена массой автомобиля, а сила прижатия колодки к диску не ограничена ничем. Поэтому тормозной путь определяется сцеплением шины с дорогой. Это легко заметить, если выехать например на мокрый асфальт — на нём тормозной путь будет заметно больше, несмотря на то, что колодки и тормозной диск остались прежними.
jaiprakash
01.12.2019 14:32Допустимое ускорение (со знаком минус) до юза определяется коэффициентом трения резины и асфальта. У трамвая/поезда — сталь по стали, почти полированные.
Мощность при торможении авто рассеивается в колодках/диске. Не считая торможения двигателем/рекуперацию.
riva257
01.12.2019 14:16На некоторых исключительных жд вагонах тоже иметься электромагнитный тормоз, например на вагонах Невского Экспреса
Areso
01.12.2019 18:50скоростях аналогичных автомобильному транспорту
Никогда не видел трамвая, который несётся под 80 км/ч.
Хорошо-хорошо, даже 60 км/ч.
fougasse
01.12.2019 19:44В Европе 60 — встречается как ограничение для трамваев.
И они ездят с такой скоростью.
playnet
02.12.2019 16:34Питер, «чижик», умеет и 80, но регламентом лимит 50 говорили. Нагуглить точнее не удалось, просто вспоминая обрывки разговоров с водителями чижиков.
sukhe
01.12.2019 11:04+4В моём городе есть трамвай. Неоднократно наблюдал ситуацию, когда трамвай на крутом подъёме бесполезно вращает колёсами, пытаясь ехать вверх, но при этом соскальзывает вниз. Однако, при включении тормоза — остаётся на месте. То есть, тормоз, прижимаемый к рельсу, позволяет останавливать вагон даже когда недостаточно сцепления между рельсами и колёсами (большие уклоны, обледенение, опавшие листья на рельсах).
site6893
02.12.2019 12:57в некоторых моделях трамваев есть автоматическая система, которая при проскальзывании колеса подсыпает ему песок. В осенне-зимний период часто слышно как счелкает пневматика которая этим всем управляет.
koreec
01.12.2019 11:24+6На трамваях используется магнитный тормоз. По простой причине — электричества навалом, а для пневматики нужно ещё компрессор за собой возить.
zv347
01.12.2019 12:31+2В РВЗ-6 был компрессор, от сжатого воздуха работали двери и вот эти колодочные тормоза (перед троганием был звук «пщщщ»). Но это было давно.
algotrader2013
01.12.2019 13:05+2электричества навалом
вряд ли там только электромагнит, — ведь в таком случае при отключении электричества на линии все трамваи сразу станут неуправляемыми
ipswitch
01.12.2019 14:07+1У Татры есть и электродинамический, и магнитный рельсовый тормоз.
Трамваи с пневматикой действительно не прижились, но были. Кроме РВЗ ещё часть питерских ЛМ-ов.
sim2q
01.12.2019 20:47магнит — как раз он даёт тот самый звук хлопка и
ругань пассажировпри падении на рельс
Muzzy0
01.12.2019 17:58а для пневматики нужно ещё компрессор за собой возить
В подполье вполне достаточно места для компрессора. Троллейбусы (так же, как автобусы и грузовики) возят компрессор, а трамвай не может?kapsalon
02.12.2019 09:25Троллейбусам приходится возить компрессоры для безопасности, так как они не заземлены. Безопаснее будет из-под полы компрессором накачать воздух и потом, через низковольтные цепи пневмовентилем открыть двери, нежели пускать на это дело 650 вольт. Казалось бы пользуйся 24 вольтовой сетью, но нет, троллейбус не заземлён, мало ли что куда протечёт.
System12
02.12.2019 09:17Любой тормоз работает на принципе виртуальной замены трения качения на регулируемое трение скольжения между колесом и поверхностью от минимума, до максимума, определяемого коэффициентом скольжения материала колеса и поверхности. При юзе возможно снижение этого коэфициента (для той же резины)
Tomasina
02.12.2019 20:29К рельсу который прижимается — это у трамваев стояночный тормоз, иначе на стыках его просто вырвет.
И даже на Хабре вроде статья про трамваи была.
dmitrykabanov
01.12.2019 10:40Класс, вот ещё бы по теме автоспорта разбор, но там все посложнее видимо
Rupper
01.12.2019 14:52С точки зрения устройства там все проще. Есть много сложностей с выбором материалов и отводом тепла, что иногда связано с аэродинамикой. Но сама система примитивная гидравлика. сложнее в современной ф1 с рекуперацией, но имхо автоспорт как спорт от этого не выигрывает.
rPman
01.12.2019 11:37+1Эхх, электрогенератор в тормоза и эти пол мегаватта по проводам в разгон минипоезда, груженного бетонными чушками и катающегося по кругу на станции, а затем эта энергию обратно в разгон… Потери правда приличные, но даже четверть мегаватта сэкономленные, уже хорошо.
Кстати вместо генератора, можно искать только магнит, а обмотки в виде линейного генератора на рельсах… не придется искать с собой генераторы в каждом поезде, пусть лучше для совместимости будут старые тормоза.jaiprakash
01.12.2019 12:07+2Рекуперация просто отдаёт энергию обратно в сеть, её кушают другие потребители.
Muzzy0
01.12.2019 18:00Рекуперация отдаёт в сеть столько, сколько сеть может принять. Излишки рассеиваются на тормозных резисторах (обычно, на крыше).
sim31r
01.12.2019 20:10В электросети поддерживается сложный баланс между генерацией и потреблением. Электростанции очень инерционные и им нужны часы, чтобы снизить или повысить генерацию. Потребители тоже, в силу большого количества резко не изменяют потребление (кроме сталеплавильных электродуговых печей на сотни МВт мощности). Излишки электроэнергии от поезда, что тормозит рекуперацией несколько минут просто некуда деть. И цена закупки такой электроэнергии будет стремиться к нулю, именно по причине её нестабильности, что может ухудшить качество электроснабжения других потребителей (перенапряжение, изменение частоты/фазы напряжения и т.п.).
Ситуацию бы изменили накопители энергии на подстанциях огромной емкости. Может какие-то сверхпроводящие катушки и подобное (фантастика конечно, по цене не окупится на данном этапе развития). На гигаджоули, чтобы совершенно прозрачно компенсировали скачки потребления или генерации.site6893
02.12.2019 13:02сверхпроводящие катушки
такие накопители серийно производятся по вполне доступным ценам, давно уже не фантастика.
none7
01.12.2019 20:41Электрогенератор в тормозах уже есть, но есть множество нюансов. Например сеть переменного тока напрямую подключена к общей энергосети региона. Для того, чтобы отдавать электричество в сеть столько, сколько хочется, нужно поднять напряжение. Внимание вопрос: Вас устроит 260В периодически появляющиеся в розетке? Второй вопрос: как этот поезд с чушками определит, питается он от другого поезда или от АЭС? Ведь при одинаковом напряжении, он будет брать энергию и там и там. В идеале, для экономии энергии, нужно переделать всю сеть, а это безумно дорого.
vintage
01.12.2019 11:44+2Так и не понял, чем не угодила прижимная пружина и отжимная пневматика. Зачем все эти сложные схемы?
kuza2000
01.12.2019 11:56+2Кстати, да :) Всегда думал, что так тормоза и работают — пружина прижимает, воздух отжимает… Судя по статье, все сложнее…
leviathan
01.12.2019 15:21Насколько я помню, такие системы применяются в грузовиках. Там вся система значительно компактнее длинного поезда, поэтому нет описанных ниже проблем задержек и наполнения большого объема.
sim31r
01.12.2019 20:15Поезду в 99.9% случаях торможения не нужна оперативность. Все изменения скорости планируются по расписанию на месяцы вперед. Несколько секунд наполнения, или даже минута (хотя там не минута конечно) ничего не изменят. Просто команду послать с упреждением на время задержки.
Но иногда, конечно, требуется мгновенное срабатывание тормозной системы.fougasse
01.12.2019 20:18+2Вы очень оптимистичны относительно автоматизированности и планирования движения поездов, даже в довольно развитой системе ЕС нет никаких торможений "по расписанию на месяцы вперёд", да и быть не может в сколь угодно значимых масштабах, если подумать.
sim31r
03.12.2019 12:45Несколько лет назад была внедрена и работает по сей день на пассажирских электровозах система УСАВП – система автоматического ведения поезда.
Система позволяет вести поезд в автоматическом режиме, под контролем машиниста, конечно, сама выбирая оптимальный режим тяги и самое главное, может самостоятельно управлять тормозами. Пока эта система успешно работает с пассажирскими поездами.
Bl80c
02.12.2019 23:00+1Простите, но вы не правы, говорю как практик. Рядовая ситуация для грузового поезда, ты по своей нитке сваливаешь от пассажирского, так как путь в своём профиле не ровная линия, то ты на пределе пытаешься заскрестись на подъем, за ним естественно спуск и на нем все 4000-5000 тонн начинают тебя разгонять, скорость для грузового ограничена 80км/ч, превышение на 2км/ч вызовет срыв тормозов автоматически, после этого остановка отстой 6 минут ( зимой 9) и разгон, что не быстро, как итог выбитый из графика пассажирский и в лучшем случае депримация. На пассажирских тоже весело, хотя там ЭПТ ( электро пневматическое тормоза) график жёсткий, на перегоне лет ш 112-114, что бы держать время, а приём на графиковую станция строго на боковой путь ( пассажирам удобнее с 1й платформы садится) а стрелки марки 1/11 и скорость по ним не более 40 км/ч, и вот приходится 700 тонн притормаживать с 110 до 40. И это не исключение это самые рядовые примеры
sim31r
03.12.2019 12:42пытаешься заскрестись на подъем
Вот перед окончанием подъема снизить скорость и начать наполнять торомоза воздухом, балансируя тягу и торможение. Это не сложно смоделировать заранее, зная длину поезда, массу груза и профиль местности. Далее по программе моделирования поддерживать давление в тормозной системе и скорость, строго по ранее рассчитанному графику. А вручную, конечно, не получится. Тут будет как вы описивали. Поднялся на горку, начал спуск, а тормозить уже поздно, будет превышение по скорости.
Вручную управлять можно, но если нужна оптимизация для жестких графиков, уже нужен автопилот, основанный на математической модели поезда.Bl80c
03.12.2019 22:18+2А теперь новая вводна причём с рандомной переменной, все поезда тормозятся по разному, бочки (цистерны) зимой вообще тормозить не хотят, химевозы иле не тормозят или очень долго отпускают ( особенно бел калий там соль возят, они на 3й год эксплуатации ржавые как опель 72 года) и оп па все по разному разгоняется, и есть такое понятие как сборный поезд то есть 4 вагона с металлопрокатом, 18 цистерн, 3 химевозы, пара тройка платформ с груженеыми контейнера и и с 30 порожних, причём стоят они в рандомной порядке. Вот тут и косяк тут надо руками почувствовать как это ражно разгоняется, как едет на выкате и жопой как оно тормозит… Справедливо и для пассажирского включили проводники электрообогрев поезд не едет, или кондиционеры и писец, тепловоз ревёт и едет, с горки ставишь на выкат и пипец тормозит так, что тормозов не надо. Нормально тормозить машинист начинает ко 2му году практики, хорошо к 5-7 му, отлично… Тут не все до пенсии могут обучится
BigBeerman
01.12.2019 12:59+1чтобы вагон или локомотив можно было двигать без воздуха.
unwrecker
01.12.2019 13:07Но ведь это безопасность
jaiprakash
01.12.2019 14:35Когда вагон со сломанной пневмосистемой не убрать с путей — такая себе безопасность.
vintage
01.12.2019 14:38Механически блокировать пружины в отжатом состоянии.
tlv
02.12.2019 22:57И где тогда, с механически заблокированными тормозами, будет безопасность?
vintage
03.12.2019 07:45Исключительным ситуациям — исключительные меры.
BJM
04.12.2019 15:46Не являясь специалистом в ЖД технике, и прочитав серию статей до 4 (максимально доступной на сегодня), не могу побороть ощущение что все эти воздухораспределители — это ужасный оверинжиниринг по сравнению с такой системой с прижимной пружиной и отжимной пневматикой.
DMGarikk
04.12.2019 16:07как в таком случае несколько раз подряд быстро затормозить и отпустить?
если поменять принцип работы, то от сложного воздухораспределителя и запасных резервуаров уйти не получится никак.
также проблемы с растормаживанием отдельностоящих вагонов, что важно, сколько по времени будет раскрутить и закрутить вручную прижимную пружину?
потому что частенько на маневрах вагоны таскают без подключения тормозовBJM
05.12.2019 11:01Мы же рассуждаем в контексте поезда, причем не суперсовременного. И быстро затормозить и отпустить — это цикл в минуты (не секунды). Тот же набор набор в ресивер на локомотиве может занимать минуты. Более того, так как есть возможность дозировать тормозное усилие, то и не нужно вот этих полных циклов спуска всей магистрали в атмосферу в большинстве случаев.
Что касается растормаживания отдельных вагонов вижу несколько путей.- Можно перед отцепкой в заторможенном состоянии закрыть разобщающие краны с локомотивом и заблокировать простейшей механикой колодки в разведенном состоянии, да так чтобы флажок на этой железяке висел, и было внешне видно что вагон расторможен. А еще было бы здорово, чтобы эта контрящая ярко красная железка торчала за габарит, чтобы за пределами зоны маневровых работ выбивалась/сворачивалась простейшей рамкой и состав не ушел в рейс с неверно собраной тормозной системой :-)
- Если же отцепка произведена нештатно или по каким либо причинам надо было оставлять их в заторможенном состоянии, не вижу ничего страшного в том чтобы покрутить (или использовать любые рычажным механизмы) или протсо подключать к источнику давления перед маневрами
Сейчас на маневрах для этого используются «костыли» в виде башмаков которые надо подкладывать на рельсы, т.к. вагоны расторможены.
И для понимания. Я не предлагаю менять существующую консервативную систему (уже слишком поздно :-) ), а пытаюсь понять что помешало предкам использовать такое очевидное и простое решение.
Bl80c
03.12.2019 07:33Вагон не так сложно растормозить, спустив воздух, или при не странности воздухораспределителя, можно выбив один валит из тормозной рычажной передачи разобщить колодки и тормозной цилиндр.
vintage
01.12.2019 14:37Руками что ли толкать?
BigBeerman
01.12.2019 15:14В том числе :)
Но вообще спускать с горки, напримерvintage
05.12.2019 11:09А после спуска с горки тормозить тоже руками?
DMGarikk
05.12.2019 11:22А это надо думать до того как начинаешь так толкать, но весело кстати, да, в ход идут все подручные предметы (через которые вагон забавно перекатывается) потому что иногда бывает что нормального башмака нет под рукой
BigBeerman
05.12.2019 13:12На сортировочных горках используется специальные тормозные устройства. Может, maisvendoo сделает пост и про них
sukhe
01.12.2019 17:11Классе где-то в 6-м шли с пацанами мимо станции. Глядь — одинокий вагон на путях стоит. "А давайте толкнём?" "А давайте!" И что вы думаете? Четверо мелких пацанов стронули и покатили вагон. Так что можно и руками.
Tomasina
02.12.2019 20:34Четверо 50-килограммовых стронули 50-тонный вагон? Как-то слабо верится. Да и стоять он на тормозах должен был.
Wesha
02.12.2019 21:44+1Четверо 50-килограммовых стронули 50-тонный вагон? Как-то слабо верится.
Были случаи, что и трое сдвигалиВыяснилось, что поезд для разгрузки нужно подавать на первый путь, к "рамке", но подать нечем. Поездной паровоз ушел в Харьков, а теперь нужно вызвать откуда-то специальный маневровый паровоз. На станцию Рыжов никогда таких составов не приходило, и своего маневрового паровоза не было.
Это извести приняли сначала спокойно. Но прошло полчаса, потом час, нам надоело томиться возле вагонов. Беспокоил нас и Молодец, который, чем выше поднималось солнце, тем больше бесчинствовал в вагоне. Он успел еще ночью разнести вдребезги всю вагонную обшивку и теперь добивал остальное. Возле его вагона уже ходили какие-то чины и в замасленных книжках что-то подсчитывали. Начальник станции летал по путям, как на ристалищах, и требовал, чтобы хлопцы не выходили из вагонов и не ходили по путям, по которым то и дело пробегали пассажирские, дачные, товарные поезда.
— Да когда же будет паровоз? — пристал к нему Таранец.
— Я не больше знаю, чем вы! — почему-то озлился начальник. — Может быть, завтра будет.
— Завтра? О! Так я тогда больше знаю…
— Чего больше? Чего больше?
— Больше знаю, чем вы.
— Как это вы знаете больше, чем я?
— А так: если нет паровоза, мы сами перекатим поезд на первый путь.
Начальник махнул рукой на Таранца и убежал. Тогда Таранец пристал ко мне:
— Перекатим, Антон Семенович, вот увидите. Я знаю. Вагоны легко катаются, если даже груженые. А нас приходится по три человека на вагон. Пойдем поговорим с начальником.
— Отстань, Таранец, глупости какие!
И Карабанов развел руками:
— Ну, такое придумал, он перекатит! Это ж нужно аж до семафора подавать, за все стрелки.
Но Таранец настаивал, и многие ребята его поддерживали.
Лапоть предложил:
— О чем нам спорить? Проиграем сейчас на работу и попробуем. Перекатим — хорошо, не перекатим — не надо, будем ночевать в поезде.
— А начальник? — спросил Карабанов, у которого глаза уже заиграли.
— Начальник! — ответил Лапоть. — У начальника есть две руки и одна глотка. Пускай себе размахивает руками и кричит. Веселей будет.
— Нет, — сказал я, так нельзя. Нас на стрелках может накрыть какой-нибудь поезд. Такой каши наделаете!
— Н-ну, это мы понимаем! Семафор закрыть нужно!
— Бросьте, хлопцы!
Но хлопцы окружили меня целой толпой. Задние взлетели на тормозные площадки и крыши и убеждали меня хором. Они просили у меня только одного: передвинуть поезд на два метра.
— Только на два метра и — стоп. Какое кому дело? Мы никого не трогаем! Только на два метра, а потом сами скажете.
Я, наконец, уступил. Тот же Синенький заиграл на работу, и колонисты, давно усвоившие детали задания, расположились у стоек вагонов. Где-то впереди пищали девочки.
Лапоть вылез на перрон и замахнулся тюбетейкой.
— Стой, стой! — закричал Таранец. — Сейчас начальника приведу, а то он больше меня знает.
Начальник выбежал на перроне и воздел руки:
— Что вы делаете? Что вы делаете?
— На два метра, — сказал Таранец.
— Ни за что, ни за что!.. Как это можно? Как можно такое делать?
— Да на два метра! — закричал Коваль. — Чи вы не понимаете, чи как?
Начальник тупо влепился в Коваля взглядом и забыл опустить руки. Хлопцы хохотали у вагонов. Лапоть снова поднял руку с тюбетейкой, и все прислонились к стойкам, уперлись босыми ногами в песок и, закусив губы, поглядывали на Лаптя. Он махнул тюбетейкой, и, подражая его движению, начальник мотнул головой и открыл рот. Кто-то сзади крикнул:
— Нажимай!
Несколько мгновений мне казалось, что ничего не выйдет — поезд стоит неподвижно, но взглянув на колеса, я вдруг заметил, что они медленно вращаются, и сразу же после этого увидел и движение поезда. Но Лапоть заорал что-то, и хлопцы остановились. Начальник станции оглянулся на меня, вытер лысину и улыбнулся милой, старческой, беззубой улыбкой.
— Катите… что ж… бог с вами! Только не придавите никого.
Он повертел головой и вдруг громко рассмеялся:
— Сукины сыны, ну, что ты скажешь, а? Ну, катите…
— А семафор?
— Будьте покойны.
— Го-то-о-овсь! — закричал Таранец, и Лапоть снова поднял свою тюбетейку.
Через полминуты поезд катился к семафору, как будто его толкал мощный паровоз. Хлопцы, казалось, просто шли рядом с вагонами и только держались за стойки. На тормозных площадках сидели каким-то чудом выделенные ребята, чтобы тормозить на остановке.
http://az.lib.ru/m/makarenko_a_s/text_1935_pedagogicheskaya_poema.shtml
DMGarikk
03.12.2019 11:59Я лично в одиночку катал пассажирский вагон весом 65тонн, его главное с места стронуть и чтобы путь был ровный, и любая крепкая палка или лучше лом в помощь.
Да и стоять он на тормозах должен был.
тормоза элементарно отпускаются, для этого там специальная железка, которую дернуть надо, есть, на всех вагонах (на новых пассажирских кнопка)
в пассажирских, отпустить тормоза можно даже изнутри вагона
bezev
01.12.2019 14:40+1прижимная пневматика даёт одинаковые усилия по всему поезду и не требует сложной регулировки усилия с износом.
её неисправности на одном вагоне не приводят к очень плохим последствиям, а внезапная поломка отжимной — приводит к затормаживанию колеса до юза, когда останется половина колеса, вагон сойдёт.DMGarikk
02.12.2019 12:44а внезапная поломка отжимной — приводит к затормаживанию колеса до юза, когда останется половина колеса, вагон сойдёт.
для этого на всех станциях, переездах (охраняемых) есть человек который визуально осматривает все поезда которые проезжают мимо, также помощник должен в кривых осматривать свой поезд на наличие искрения, также есть система обнаружения нагрева букс которая вполне поймает заклинившую колесную пару… во всяком случае юз до той степени когда сойдёт вагон довольно маловероятенBJM
05.12.2019 11:07А что касается равномерности усилий — достаточную степень равномерности можно обеспечить относительно длинной пружиной по сравнению с толщиной фрикционного материала колодки или храповым механизмом.
maisvendoo Автор
01.12.2019 14:42+1Системы с пружинными энергоаккумуляторами используются с стояночных тормозах современных локомотивов и МВПС («Сапсан», «Ласточка», ЭП20). Отпускаются такие тормоза сжатым воздухом.
Если говорить о применении таких систем в вагонах, особенно грузовых, то попробуйте представить себе как оперативно наполнить сжатым воздухом энергоаккумуляторы на последнем вагоне в 80-вагонном составе? Какие будут задержки и расходы воздуха на утечки? Объем одной тормозной магистрали в таком длинном поезде около 1 куб. м. Это еще одна причина по которой прямодействующий тормоз в поездах не применяется — каждый раз при торможении не наберешь быстро куб воздуха до давления в 0,4 МПа и быстро не сбросишь это давление при отпускеsim31r
01.12.2019 20:47каждый раз при торможении не наберешь быстро куб воздуха до давления в 0,4 МПа и быстро не сбросишь это давление при отпуске
А какая скорость срабатывания тормозов требуется? За 5 километров до станции можно начать подачу воздуха и поезд остановится точно в нужном месте. Примерно прикинул, если открыть резервуар аккумулятор на локомотиве, давление будет расти по экспоненте. Чем ниже скорость наполнения, тем равномернее торможение (давление более равномерно по всем вагонам распределяется). При максимальном открытии клапана торможение начнется с первых вагонов (мгновенно почти) и постепенно давление дойдет до последних.
Для рабочего торможения, когда всё заранее запланировано не вижу ни каких проблем. А вот с экстренным торможением уже всё сложнее. Последние вагоны, некоторый период времени, становятся неуправляемыми по сути.maisvendoo Автор
01.12.2019 21:05А какая скорость срабатывания тормозов требуется?
В идеале требуется одновременное срабатывание тормозов на всех вагонах. Что в случае с пневматическим управлением тормозами не выполняется никогда. Скорость распространения волны снижения давления в тормозной магистрали на современных грузовых воздухораспределителях 483М близка к теоретическому пределу (скорости звука) — 280 м/с при служебном и 300 м/с при экстренном торможении. При этом каждый воздухораспределитель выполняет дополнительную разрядку тормозной магистрали, то есть при срабатывании он сбрасывает давление в ней дополнительно, для поддержания тормозной волны.
Идея же отжимать энергоаккумуляторы на всем поезде несостоятельна как раз в силу того, что при этом будет ещё большая неравномерность срабатывания, чреватая например тем, что поезд сожмется при торможении так, что выдавит из колеи вагоны уже начавшие тормозить.
За 5 километров до станции можно начать подачу воздуха и поезд остановится точно в нужном месте
В идеальном мире да. В реальном, где есть масса недетерминированных факторов, влияющих на движение поезда это не работает
vanekruss
03.12.2019 09:23Тогда не совсем ясно, почему бы не сделать воздухораспределители управляемыми электрически, когда при наличии напряжения тормоз отпущен, при отсутствии — зажат (воздуха в цилиндрах нет, пружина давит на колодку).
Насколько мне помнится были электрически управляемые 292 ВР, но могу ошибаться, много лет уж прошло...
BJM
04.12.2019 16:12Простите, можно развить тему с обратнодействующими тормозами (прижимная пружина и отжимная пневматика)?
И разделять в объяснении срабатывание тормозов и отпуск.
Пока из всех комментариев, которые прочитал, чтобы уяснить для себя этот вопрос, неясно почему вы два комментария назад упомянули один кубометр объема магистрали грузового состава. Это разве много? Быстродействие торможения и так предельно для физических законов у такой системы должно быть. Даже дросселировать наверное надо между магистралью и цилиндром этого, как вы написали пружинного энергоаккумулятора.
А что касается быстрого отпуска так он же отпуск а не экстренный отпуск. И непонятно почему отпуск надо производит от состяния атмосферного давления, а не от максимального давления удержания (т.е. при котром торомоза еще прижаты но не с максимальным усилием). Необходимая скорость отпуска решается сочетанием компрессора и ресивера(ов) или в ЖД терминологии главным резервуаром. И это всё на локомотиве, а тормозное оборудование обычных вагонов (не скоростных) могло сотню лет оставаться очень простым, надежным, с возможностью управления и темпом торможения и ступенчатым отпуском.
Если вопрос тупой, не огорчайтесь. Пишете вы интересно, и я понимаю что не вы в ответе за логику мировой конструкторской мысли, но вы в этом понимаете сильно больше, чем я, и, наверное, способны пояснить.
kuza2000
01.12.2019 11:54Минут 10 медитировал над штукой номер 12 на последнем рисунке, но так и не понял, как она работает. Из статьи не понятно тоже. У нее 5 трубок? В каких состояниях она может быть, что с чем она коммутирует?
Допустим, трубка, идущая к тормозному цилиндру. Так, как нарисован клапан на рисунке, она либо закупорена, либо сообщается с внешней средой.
Мне кажется, тут тема как-то не раскрыта…
tattaki
01.12.2019 15:05+1Штука № 12 -воздухораспределитель.Одна трубка на подачу из основной магистрали ,2-е другие исходящие к приборам тормозной системе вагона ( я огрузовых).Выглядит он так:
kuza2000
01.12.2019 12:30+5Кстати, не по тормозам, но по теме пневматики вспомнил свою историю, около 20 лет назад дело было. Купили мы часть частного дома, стали делать ремонт. Там стоял котел отопления АОГВ, очень древний, годов 60-х что ли. Везде давно уже новые стояли, на термопарах. Например, для защиты от потухания там на входе нормально закрытый клапан, отжимаешь его кнопкой, зажигаешь горелку, термопара нагревается и электромагнитом удерживает клапан. Ну все остальное примерно так же.
А в том древнем котле был блок автоматики без всяких термопар. Но нерабочий, старые хозяева горелку на прямую подключили и краном регулировали. Я вызвал газовщика — говорю — починить надо. Он говорит — техника древняя, убитая, восстановлению не подлежит, меняй. Разобрал я этот блок, и совершенно не понял, как он работает. Сплошная пневматика. Какие-то канальцы, клапана, полости и гибкие мембраны. Как говорится — все очень интересно, но ни черта не понятно :)))
Стал расспрашивать по знакомым, нашел другого газовщика. Он тоже не помог, говорит — у нас нет специалистов, кто знает, как это работает. В конце концов посоветовали одного старого мастера, который уже даже не практикует, а новых учит, тех самых, которые ко мне приходили и которые только термопары знают :) Нашел я его, пригласил. Он удивился, говорит — не знал, что такую технику еще увижу где-то. Сказал — тут не хватает одной детали, поршенька. И прямо на листочке ее нарисовал, по памяти размеры проставил. Сказал — поставь ее, мембраны из пакета продуктового сделай, только что бы материал не тянулся, и все будет работать.
Заказал детальку токарю. Поставил ее, восстановил мембраны. И все заработало! И защита от выключения работала, и регулировка температуры. Работал без сбоев все 5 лет, пока там жили, потом квартиру эту продали.
corvair
01.12.2019 13:29+3Похожая современная автоматика стоит на даче, называется САБК, сделана в Ульяновске. Есть терморегулятор, режим розжига, контроль пламени, тяги, давления газа и перегрева теплоносителя. Всё тоже работает на одной пневматике, рабочим телом которой служит сам природный газ, истекающий из простейших датчиков — шариковых клапанов с биметаллическими пластинами.
Работает уже лет 15, ломаться в ней по всей видимости особо нечему, были сработки по тяге и падению давления газа.
Lennonenko
01.12.2019 14:36+1пневматические схемы управления широко используются в местах, где электричество неприменимо по тем или иным причинам, погуглите пневмонику, пневмологику и пневмоавтоматику
можете ещё на гидроблок АКПП посмотреть, особенно старые коробки, из 80-х, там целый набор логики организован на аналоговых принципах
GeBoN
01.12.2019 18:59пневматические схемы управления широко используются в местах, где электричество неприменимо
Дядка работал на нефтезаводе КИПовцем, приносил мне поглядеть «автоматику».
Коробочка где-то 20х20х10 см, внутри толстое оргстекло — как будто проеденное внутри муравьями. Куча каналов на выходе из которых стояли штоки, клапана пневмореле и прочее
JuriM
01.12.2019 21:20Система пуска главного дизеля на советских морских судах чистая пневматика также
corvair
02.12.2019 07:30Ещё пневматические системы управления механических кран-экскаваторов типа Э-10011, ЭО-5111Б и множества зарубежных. При чисто пневматическом управлении (не электро-) автоматика и блокировки также основаны на пневматике.
ipswitch
03.12.2019 20:40Да и на речных. На больших круизных тоже ) Ну кроме разве что электроходов и ледоколов.
И там не только пуск, ДАУ — (дистанционное автоматизированное управление двигателями из рубки) работает на пневматике. Кое-где есть и электрические исполнительные устройства, но в целом это пневматика. И ручка «судового телеграфа», которая «полный вперёд / стоп» управляет не газом, а именно всей силовой установкой, и старт/стоп тоже на ней. Да, главная передача (трансмиссия) там зачастую тоже именно механическая.
drWhy
02.12.2019 01:40Сплошная пневматика. Какие-то канальцы, клапана, полости и гибкие мембраны. Как говорится — все очень интересно, но ни черта не понятно :)))
Рассказывали похожий случай, только не пневматика, а гидравлика, и не домашний котёл, а наоборот довольно большая гидроэлектростанция, у которой поломался блок управления — шкаф с трубками и тоже клапанами, полостями и мембранами, по всем водичка течёт и тоже всё интересно и непонятно. Вода, значит, есть,полезных ископаемыхдокументации или специалистов нет. Помог починить дедушка, бывший сотрудник, давно находившийся на пенсии, но присутствовавший при предыдущем ремонте лет 30 до того, а ему рассказывали предыдущие ремонтники, что да как работает.
MuKPo6
01.12.2019 13:16К похожим выводам пришла инженерная мысль конца XIX века, что выразилось в создании Джорджем Вестингаузом в 1972 году первого автоматического железнодорожного тормоза.
Тут год неправильный указан
vlad49
01.12.2019 13:17Интересно, заглавное фото — фотошоп или нет? Отражения в окнах не смазаны. Так и должно быть при подобной съемке, когда камера следит за поездом?
Irgen
01.12.2019 14:36Чтобы сделать такое фото без грамма фотошопа нужно нестись рядом с поездом с той же скоростью, что и он. Отражения будут так же смазаны. Если бы снимали проезжающий мимо поезд стоя на ж/д платформе, пришлось бы использовать очень короткую выдержку, но тогда и всё вокруг было бы очень четким.
AxialBox
01.12.2019 14:33Рекуперация при торможении давно используется. На участках, электрифицированных постоянным током её стали применять раньше, на переменном — несколько позже, т.к. чтобы создать компактный и одновременно достаточно надёжный инвертор потребовалось время. На пригородных электропоездах, оборудованных рекуперативно-реостатным торможением, в штатном режиме пневматика используется для окончательного дотормаживания/остановки состава.
Bl80c
03.12.2019 07:41На том же Вл80с или ЧС4 (8)т инвертор не требуется, ибо торможение там реостатное, и все, что сгенерировали сжигает я на резистора, и в своей схеме это достаточно просто исполнено.
Argentum55
01.12.2019 15:57Думаю в дальнейшем, когда поезда повсеместно(не только скоростные пассажирские) смогут развивать значительно бОльшую скорость, чем сейчас, придется придумывать что-то связанное с торможением о рельсы дополнительными трущимися элементами(как у трамвая, если очень грубо), так как сейчас площади соприкосновения колеса с рельсом в сумме просто не хватает для более-менее экстренной остановки.
Мне видится это как тормозной комплекс состоящий из (1) механизма останавливающего колесо (колодки и электромагнитное торможение); (2) механизма останавливающего состав по отношению к рельсу (увеличение силы трения между составом и рельсом) без учета трения колес.
Это все конечно же потребует усиления полотна, само собой.Muzzy0
01.12.2019 18:08+1(2) механизма останавливающего состав по отношению к рельсу
Прежде, чем такое запускать — надо ревизию (и, по необходимости, ремонт) путей провести. Иначе можно рельсы с мясом выдрать, а поезд не остановится…Argentum55
02.12.2019 22:59Да, конечно, я как раз в последнем предложении об этом упомянул. Это естественно.
drWhy
02.12.2019 01:50Маглевы давно придуманы. Торможение, как и разгон, магнитным полем. Классическим рельсам за ними не угнаться.
maisvendoo Автор
02.12.2019 01:55Пока что маглевы слишком дороги — 1 км пути стоит космических денег. На колесах же уже сегодня достижимы скорости до 600 км/ч, о чем свидетельствует опыт Alstom. Так что колесный движитель пока рано списывать со счетов
site6893
02.12.2019 16:55ага полотна и замены части рельс после каждого екстренного торможения, так как енергия «вкачаная» в рельсу вполне вороятно нагреет ее до уровня существенной потери прочности.
Andrey_Rogovsky
01.12.2019 17:36ctrl+f урановый лом
Не нашел, расстроился
tronix286
01.12.2019 17:59На сапсане вроде как очко не смотрит вертикально в землю, поэтому эксперимент провести не представляется технически возможным.
site6893
02.12.2019 16:56думаеш урановым ломом его не получится выпрямить? ))
tronix286
02.12.2019 16:59Думаю нет, не получится. Вот если туда немного азотной кислоты плескануть, то могут быть варианты. Но не знаю, есть опасность, что сам лом разъест и получится фейл.
Xobotun
02.12.2019 18:04Если с азотной кислотой плеснуть ещё и ртуть, будет бурый газ NO2, после этого в помещение лучше не заходить. :D
BorisStratula
01.12.2019 19:12Спасибо, интересно. Очень жду статью про ступенчатое торможение и отпуск.
CyberAndrew
01.12.2019 19:41Интересно, а почему старые синие поезда в московском метро перед тем, как поехать, делают «чик-чик-пыщщщщщ»?
SlimShaggy
01.12.2019 23:57Вот тоже хотел задать этот вопрос. Очевидно, что «пыщщ» — это выпуск воздуха в атмосферу при отпускании тормозов. Осталось выяснить, что такое «чих-чих» :)
Wesha
01.12.2019 20:41+1Перебор сокращений детектед. Поскольку я не варюсь ежедневно в этих ТМ, ЗР итд, каждый раз, встречая в тексте очередное сокращение, приходится возвращаться назад и смотеть, что оно означало. А с учётом того, что новые сокращения (НС) вводятся чуть ли не в каждом параграфе, чтение превращается в муку. Короче, статью я осилил с трудом, и, вероятно, много чего упустил.
Короче, аффтар, пожалуйста, поменьше сокращений. А если лень всё печатать, то Ctrl-C Ctrl-V Вам в помощь.
Bl80c
03.12.2019 07:46Вы уж простите, автора, это проф деформация, если посмотреть мой конспект по работе того же воздухораспределителя, во всех режимах, то там то ли кодировка шпионского донесения, то ли бред психически больного человека
maxzhurkin
01.12.2019 21:42В самом начале дана затравка про «Сапсаны», совершенно нераскрытая в статье
maisvendoo Автор
01.12.2019 21:46дана затравка
А разве я сказал, что это последняя статья на тему? Торжественно обещаю — будет про «Сапсаны», при чем в подробностях о которых Вы нигде больше не услышите. «Сапсан» это отдельная, большая и интересная тема, там не на одну статью можно развернуться.
amarao
01.12.2019 21:491500Мдж = 416кВт*ч. И всё это добро на дело глобального потепления при каждом торможении?
EMS
01.12.2019 23:07Рекуперация же используется.
А так, вообще, очень много энергии в тепло вылетает, не только при торможении..
iproger
02.12.2019 03:55Лучше так чем каждый в своем авто.
BJM
04.12.2019 16:31Это ложный выбор… Никогда поезд не сможет заменить авто при гуманной плотности расселения. И при всем при том, что я люблю ЖД, многие очевидно негативные факторы влияния ЖД отчего-то игнорируются рядом других любителей/фанатов. И то и то имеет право на жизнь и всему свое место.
iproger
04.12.2019 19:11Я не против. Если речь идет про города до миллиона жителей, поселки, деревни. Там это оправдано и даже предпочтительнее ОТ.
В больших городах авто просто не может быть для каждого. Я по утрам иногда посматриваю на состояние пробок в NY и каждый раз охреневаю — дороги в радиусе 100 км просто ядовито красные. Хорошо что мне не нужно пробираться через них каждый день. Откройте как-нибудь карты в 7-9 утра или 4-5 дня в NY. Это то что бывает если поощряется личный автомобиль и плохо развит ОТ.BJM
05.12.2019 11:17Если я верно распознал контекст этой ветки 1500МДж это про Сапсан. Он ни разу не про внутригородские поездки, а про поездки между мегаполисами. Насчет того, что провозная способность рельсового транспорта выше чем у авто если сравнивать по габаритам пути никто не спорит. А вто про удобство и неочевидные издержки многие забывают. Я про десятками минут закрытые переезды, отсутствие нормальных правовых механизмов, обязывающих конкретное РЖД эти переезды содержать так, чтобы обеспечивать пропуск транспорта без снижения скорости. Про специфику землеотвода и рассечение городов жд путями на слабосвязанные графы дорог. При этом, повторюсь, я люблю ЖД, но в местной российской реализации баланс интересов не соблюдается никак и решение хромает на все полторы ноги.
YaakovTooth
02.12.2019 00:15Очень хорошо написанная статья по крайне интересной и важной теме, пожалуйста, пишите ещё!
Kosmist
02.12.2019 00:28Слово «правда» зачем написали в заголовке? Надо было написать «сообщение». «Правда» это совсем о другом.
Iamkaant
03.12.2019 14:44+1Спасибо за интересную статью, хорошая подача материала! И отдельное спасибо за чудесные словосочетания, обогатившие мою речь: «отечественная тормозная наука», «неистощимость тормоза». Как же я без них раньше жил? :)
kentaskis
Существуют ли серийные рекуперативные тормозные системы? Или эта технология не прижилась по каким-то причинам? Как-то жаль всю эту энергию просто так в атмосфере рассеивать...
jaiprakash
Конечно существуют. Пневматика для экстренного торможения и/или когда рекуперация не справляется.
tattaki
Ну рекуперация немного для другого (на спусках ) да и пневматика не только для экстренного торможения.
jaiprakash
Я не говорил что только для экстренного. Когда нужно рассеять больше мощности, чем может извлечь рекуперация.
BigBeerman
Конечно, давно применяется. Но и старый добрый пневматический тормоз никуда не делся
gasizdat
На тормозах нужно "рассеять" только половину этой энергии. Еще половина уйдет на трение между колесом и рельсом (если торможение без юза, иначе вклад будет еще меньше в сторону тормозов и больше в сторону рельс).
ZUZ
чего? нет там потерь между рельсом и колесом во время торсожения. А во время юза как раз и снидается эффективность плюс шанс расплавть колесо.
gasizdat
Не думал, что такие простые вещи нужно пояснять на хабре, но между колесом и полотном действуют силы трения. Они помогают как набирать скорость, так и останавливаться. Если бы их не было было бы невозможно ни то ни другое. При торможении между тормозными колодками и колесом поезда действуют силы трения скольжения, а между колесом и полотном — все те же — силы трения качения. При этом сила трения скольжения металл/металл меньше силы трения качения металл/металл. Поэтому большая часть энергии торможения тратится на работу по преодолению силы трения качения и меньшая — на скольжение. Надеюсь я подробно разжевал.
maisvendoo Автор
Честно говоря Вы чушь какую-то пишите. Особенно мне вот это понравилось
Работа всех сил в природе тратится на изменение кинетической энергии. Что за опус у Вас, я честно не понял.
Момент трения качения, безусловно действует всегда. А кроме того, действует и трение покоя в пятне контакта колесо-рельс, называемое силой сцепления. Если колесо движется без проскальзывания (чего не бывает никогда в жизни), то сила сцепления работы вообще не совершает, а работа моментов трения качения настолько мала, что её трудно сравнивать с работой развиваемых тормозами усилий
gasizdat
Ну т.е. при торможении работа совершается силами (трения?) колеса и колодки, а силы, между колесом и рельсом работы не совершают? Ок.
maisvendoo Автор
Вы внимательно читаете, что я написал? Трение качения работу совершает, сила сцепления между колесом и рельсом — не совершает, потому как пятно контакта в паре колесо-рельс неподвижно (при движении без проскальзывания).
Работа же трения качения мала, в виду малости этого самого трения качения. И она совершенно не сравнима с работой, совершаемой тормозными устройствами.
Вы хотите поспорить со мной о механике? Ну давайте...)
ZUZ
Я бы таких граждан, как gasizdat лишал бы аттестата о среднем образовании и отправлял бы в вечернюю школу заново учиться. Глядишь и катастроф бы было меньше.
ZUZ
Вам бы вот такую книжку для школьников почитать на досуге, чтобы вот так вот не позориться
www.labirint.ru/books/587561
PS Я, кажется, догадался, где у вас «пропущенный урок» был в школе по физике — когда проходили работу, а именно Вы думаете, что работа — это сила, умноженная на время. Только вот Работа — это вектор силы умноженный на вектор ПЕРЕМЕЩЕНИЯ.
Да, она же равна Мощности, умноженной на Время, только вот Мощность и Сила — это разные вещи.
rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=3912900
mexalib.com/view/42683
Xobotun
О, прекрасная книжка про Азора и Фанта! Зачитывался ей, жаль, что она была только одна из своей серии у нас дома.
ZUZ
Судя по всему развал СССР не дал шанса последующим книгам. Но вот в этом году вышла вот такая
www.chitai-gorod.ru/catalog/book/1083321
но судя по нескольким страницам — это жалкая пародия — 90% рисунков — это компиляция и фотошоп кусков из первой
Xobotun
Жаль, что они не нашли художника перерисовать иллюстрации. С другой стороны, если внутри качественно изложены основы оптики – то почему бы иллюстрациям и не быть повторяющимися. Не будет же никто сравнивать «Оптику» и «Механику» постранично. :D
Кстати, на просторах интернета видел подобные книги, только мангу.
site6893
сочувствую, товарищи не поняли очевидную мысль которую вы пытались донести)
0xd34df00d
Кинетическая энергия чего именно изменяется при изотермическом сжатии?
maisvendoo Автор
Я имею в виду механику. А именно, я имел в виду, что работа сил, приложенных к механической системе идет на изменение её кинетической энергии. Не придирайтесь к словам — занятия софистикой в мои планы не входит
MechanicZelenyy
Почти правильно, только изменение полной энергии.
maisvendoo Автор
А вот и нет! Гуглите «теорема об изменении кинетической энергии механической системы»
MechanicZelenyy
Я возможно не уловил суть дискуссии, но это теорема работает только для работы потенциальных (консервативных) сил, а не для всех сил в природе, как вы утверждаете выше.
maisvendoo Автор
Откройте учебник по теоретической механике, прочтите соответствующий параграф и не морочьте мне и другим людям голову, потому что Вы не правы. Теорема об изменении кинетической энергии работает для сил любой природы — не путайте с законом сохранения полной механической энергии, который является частным случаем данной теоремы.
Начните хотя бы с того, что внимательно ознакомьтесь соответствующей статьей в Википедии. Там приводится и формулировка, и доказательство этой теоремы, а так же рассматривается упомянутый Вами случай с потенциальными силами.
MechanicZelenyy
Да, извините, перепутал. Знания диссипируют.
maisvendoo Автор
Бывает, со всеми. Не ошибается только тот, кто ничего не делает
Gutt
Кинетическая энергия частиц окружающего вещества, куда отводится тепло при изотермическом сжатии, либо суммарная кинетическая энергия квантов, которые вылетают из сжимаемого объёма (да, последнее терминологически неидеально).
System12
Еще один вопрос подзабыт: Эффективность любого тормоза ограничена коэффициентом сцепления колеса с поверхностью. Намажь рельсы смазкой и про тормоза можно забыть. :))
site6893
не тормоза, а торможения как процесса. Ефективность тормоза может быть очень большой но на торможение это никак не повлияет если ваше колесо заклинило и началось скольжение по поверхности.
System12
Разночтение в формулировках. :)))
С одной стороны любую систему торможения можно считать одним тормозом, с другой стороны можно рассматривать его действие как процесс торможения. :))
Gutt
Если песок в контейнер на локомотиве насыпать не забыли, то всё не так уж и печально. Но похуже, да.
maisvendoo Автор
Конечно же применяется рекуперация. Более того, на моторвагонном подвижном составе, на том же «Сапсане», где 4 из 10 вагонов моторные рекуперативно-реостатный тормоз является основной рабочей тормозной системой. Но тормоза «Сапсана» это отдельная очень интересная тема и она заслуживает отдельной статьи. Я подробно изучал тормоза этого электропоезда, смогу не только рассказать о них, но даже показать их работу на тренажере)
slonpts
Ждем интересной статьи!
towin
1500 МДж это 416 КВт*ч. что стоит около 2000 руб.
Выглядит многовато, чтобы разогнать поезд нужно мотору мощностью 416 КВт целый час работать. Давайте проверим.
Вес вагона примерно 50т, 10 вагонов, максимальная скорость 250км/час.
Кинетическая энергия E=m*v*v/2.
E=50000*10*70*70/2=1225 МДж. Нет, все сходится.
Наверное, он делает мало остановок, большие скорости сбрасывает не торможением, а накатом. А там где много остановок, едет с меньшей скоростью, а значит стоимость будет квадратично падать.
maisvendoo Автор
Вес вагона «Сапсана» в среднем 65 тонн. Поезд весит около 650 тонн.
на «Сапсане» 16 «моторов» мощностью 510 кВт, так что полная мощность поезда в тяге доходит до 8 МВт
justhabrauser
То есть получается при полной мощности 250 км/ч набирает почти ровно за 3 минуты.
А сам мотор-вагон — за 36 секунд.
Или 100 км/ч за ~15 сек.
Посмотреть бы на такое вживую.
fougasse
https://www.youtube.com/watch?v=vxOUdp903UE
https://www.youtube.com/watch?v=7doYJJps0kQ
maisvendoo Автор
Вы уж очень грубо оцениваете.
Во-первых, мощность не всегда равна 8 МВт, а плавно нарастает от 0 до 8 МВт при разгоне до 81 км/ч. До этого момента «Сапсан» стартует с постоянным ускорением 0,5 м/с^2 (поддерживаемым системой АУДиТ) и разгоняется до 81 км/ч за 44 секунды. Дальше разгон выполняется при постоянной мощности 8 МВт, усорение в зависимости от скорости снижается по гиперболической зависимости. Мощность привода расходуется еще и на преодоление сил сопротивления движению, главными из которых являются сопротивление воздуха и силы тяжести при движении на подъем. Так что выйти на показатель 250 км/ч за три минуты это вряд ли. Да, тянет он хорошо, но не за три минуты.
Что имелось в виду? На «Сапсане» 4 моторных вагона: 1-й, 4-й, 7-й и 10-й. На каждом установлены 4 ТЭД номинальной мощностью 510 кВт. Поотдельности они не ездят — «Сапсан» это моторвагонный поезд постоянного формирования.
justhabrauser
А, я думал там 2 8-моторных вагона (которые на концах).
А так получается у моторных вагонов удельная мощность 40 л.с./т.
Не "порш", конечно, но покруче танка.
PS. То есть "Сапсан" ровно в 2 раза мощнее "Невского экспресса". При в 1.5 раза меньшем весе.
maisvendoo Автор
«Невский экспресс» ходит под электровозом ЧС200, мощность которого 8000 кВт, либо под электровозом ЭП20, мощность которого 7200 кВт. Так что откуда тут в 2 раза-то? Или Вы имеете в виду удельную мощность?
Насчет веса — этот поезд из 11 цельнометалических вагонов весом брутто порядка 62 тонн, электровоз ЧС200 весит 156 тонн, получаем 838 тонн. В случае с ЭП20, при его весе в 129 тонн имеем 811 тонн. То есть 1,3 раза, не полтора, при примерно той же мощности что и у «Сапсана»
Psychosynthesis
Только вот полная энергия поезда при 650 тоннах будет ~15.9 ГДж, что уже больше похоже на правду, чем указанные в статье 1500 МДж
maisvendoo Автор
посчитайте еще раз
Psychosynthesis
Ну да, пропустил десятку одну…
Чёт мало.
maisvendoo Автор
Когда говорят «мало» или «много», обычно указывают относительно чего дается таковая оценка. В данном случае «мало» что означает? В сравнении с чем?
Честно говоря, жалею о подписи к КДПВ. Много ненужного хайпа — эта величина не есть мало или много, это есть как оно есть. В сравнении с повседневностью, городским транспортом — автомобилями, автобусами и трамваями это выглядит колоссально, но только и всего. Если полезть в область лунных ракет, так и поезда окажутся пигмеями…
Psychosynthesis
Я сравнивал с тротиловым эквивалентом =)
1500 МДж это «всего-то» около 300 килограмм, что выглядит как-то мало, учитывая размеры поезда и его скорость. Я не претендую на объективность, разумеется, просто масштабы сравнения удивляют.
Другое дело, конечно, что это на тормозах рассеивается, с этой позиции уже да, выглядит внушительно.
maisvendoo Автор
Всего-то!!!??? Вы представляете себе разрушения, которые 300 (!!!) килограмм тротила могут вызвать при их грамотной закладке? 200 грамовая шашка жахает так, что становится страшно и животик непроизвольно расслабляется, а Вы 300 кг — мало…
Psychosynthesis
Но поезд выглядит несколько внушительнее пары бочек с тротилом не находите?
maisvendoo Автор
Выглядит, и является. Пара бочек тротила — неуправляемая энергия. Мощность поезда же регулируется достаточно тонко и точно. Размеры и скорость могут выглядеть обманчиво, вы же сами посчитали.
К тому же, если представить себе ситуацию, что в википедии напишут что мощность «Сапсана» — 300 кг в тротиловом эквиваленте, то взрывники скажут «Ого!» и проникнутся уважением). Ибо они реально представляют себе что такое грамотно рвануть 300 кг…
Denis_Chernyshev
И представлять не надо. Вот что будет, если «рванет».
MechanicZelenyy
Есть классическая школьная задача, в которой предлагают оценить на какую высоту можно поднять грузовик, если на совершение работы потратить энергию требуемую для нагревания чайника — посчитайте и удивитесь.
site6893
какой грузовик? масса грузовиков знаете-ли очень в широких диапазонах бывает.
MechanicZelenyy
Зил-130, массу в тоннах можно округлить до целых.
drWhy
Чайники, знаете ли, тоже. Мы вот классом в лес двухведёрный самовар таскали, на дровяном ходу — чайку с блинами со сгущёнкой попить.
wolfy_str
Да, давайте посчитаем. Задача. Дано: поезд весом в 650 тонн. Энергия которая выделяется при торможении 416 КВт*ч. Пока стоимость не учитываем, нужно максимально использовать эту энергию. Выход: либо ионисторы и суперконденсаторы, либо литий-ионные батареи. Так как в первом я ничего не понимаю перейдём сразу к литию. Нужна будет батарейка, что бы накапливать энергию. Какая её максимальная масса может быть? В Тесле, например при весе батарейки в 450 кг масса авто 1700 кг, то есть 25% примерно. Уменьшим вес батареи в 5 раз. Думаю батарею в 5% от массы поезда собственно в поезд можно поставить. И да это мы не про сейчас говорим, а лет через 10 -15. Думаете тогда не смогут такие батареи сделать? А вот и нет, добыча того же лития возрастёт в ближайшие 3 года в 3 раза. И тоже про мощности для производства батарей. Это новость 2018 года. То есть за 3 года в 3 раза, за 6 лет в 9 раз, за 9 лет в 27 раз, за 12 лет в 81 раз. Будем считать что мощность производства батарей возросла в 50 раз, кстати не далеко от истины, многие эксперты говорят что за 15-20 лет примерно во столько раз возрастёт производство батарей. Так что ограничения на массу и размер батареи у нас нет. Так вот вернёмся к поезду. Разумное ограничение на массу батареи 5% от массы поезда. 0.05 * 650 тонн равно 32 тонны. Округлим до 30 тонн. Плотность энергии в литии 250 ватт/ч на 1 кг. То есть на тонну 250 Квт*ч или на 32 тонны — 8 МВт*ч. Сколько вы сказали выдаёт тяга электропоезда? 8 МВт. Так что с лихвой хватает. В той же тесла при батареи в 75 КВт*ч. В Тесла S до 400 (в более стандартном варианте 350) КВт вроде как, но в Тесла 3 поменьше 211 КВт. То есть батарею можно ставить в (400 — 211) / 75 = в 3 — 5 раз меньше чем пиковая мощность двигателей. 32 / (3 — 5) = 6 — 10 тонн (ограничение по минимуму на батарею по массе) и 8 МВт / (3 — 5) = 1.5 — 2.5 МВт*ч по энергии. То есть вполне реально поставить батарею что бы она заряжалась при остановке поезда. По физике я не очень разбираюсь, на 75 КВт*ч батарею можно заряжать током в 125 КВт или даже в 150 КВт, то есть в 2 раза большим. То есть батарею в 4 МВт*ч вполне можно заряжать мощностью в 8 МВт при остановке. Но тут проблема, расчёт всегда идёт за 1 час, а поезд останавливается за минуту, там может будут другие токи. Но вообще батарейку в 8 МВт*ч вполне можно поставить, которая выдержит и 15 МВт пиковой мощности, остальное дело за инженерами. Смогут ли сделать так что бы вся энергия при остановке уходила в батареи или нет. Про циклы заряд — разряд можно не беспокоится если Тесла выдерживает 2000 — 3000 циклов (две три тысячи). 2000 * 400 км это 800 тысяч км, да примерно такая гарантия у Теслы, что ёмкость упадёт не более чем до 70 — 80%. при том что гарантия на 1 элемент всего 500 циклов заряд-разряд. Думаю крупная батарея выдержит и 5000 — 10000 циклов заряд — разряда. Такие дела. Вопрос можно ли перевести всю энергию при остановке в батарею?
sim31r
Для поезда это исчезающе малая статья затрат. Сравнима с ценой одного билета. Но есть ряд других проблем. Поезд очень «неудобный» потребитель. На подстанции потребление идет рывками, поезд промчался, минута пикового потребления и далее перерыв может быть на часы. В это время простаивают целые подстанции на мегаватты, огромные трансформаторы. Работают в холостую. На один рубль затрат на электрическую энергию, будет 10 рублей затрат на поддержание инфраструктуры, обеспечивающей колоссальные пиковые нагрузки, но очень кратковременно. И договор с энергосбытовой компанией, скорее всего будет не по счетчику, как у бытовых потребителей, а по пиковой арендованной мощности. Энергосбытовая компания заключает договор на эти 8 МВт и некий лимит по энергии с запасом, а ж/д компания платит по сути за аренду ЛЭП и трансформаторов. И так по тысячам подстанций вдоль электрифицированной ж/д.
А смысл? Это однозначно увеличит время в пути. А кинетическую энергию не сэкономит, так как она уже затрачена. Мощность на поддержание скорости мизерная, трение качения не велико, сопротивление воздуха для поезда тоже не велико. Выгоднее и тормозить и ускоряться с постоянным небольшим ускорением. И нагрузка на каждую колесную пару не так велика, так как их много и они прекрасно охлаждаются, нет смысла оптимизировать там что-то, имея побочные эффекты в виде увеличения времени перемещения.
Плюс преобразование трех фаз в одну линию тоже интереснейшая техническая задача.
maisvendoo Автор
Какие часы? То ли по этому участку проходит один поезд? Скачайте служебное расписание по той же Октябрьской ж/д и посмотрите сколько пар поездов проходит в сутки на обсуждаемом участке. Если бы ходил там один «Сапсан», то конечно, смысла в этом было бы мало.
Интересная, но на современном развитии преобразовательной техники решается прозаично. Вырабатываемая трехфазными ТЭД энергия преобразуется тяговым инвертором, работающим в данном случае как управляемый выпрямитель по схеме Ларионова, в постоянный ток напряжением около 3 кВ. Этот постоянный ток преобразуется 4QS-преобразователем и тяговым трансформатором в синусоидальное, синфазное с сетью однофазное напряжение около 25 кВ.
sim2q
интересно, а в Японии где точность расписаний секунды, синхронизировали ускорение одного состава за счёт рекуперативного торможения соседнего?
fougasse
Я предполагаю, что там просто поезда не на пределе перемещаются, потому есть некоторые возможности для буферизации и управления расписанием "на лету".