Pull to refresh

Comments 221

Кинетическая энергия «Сапсана» на максимальной скорости — свыше 1500 мегаджоулей. Для полной остановки вся она должна быть рассеяна на тормозных устройствах

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...

Конечно существуют. Пневматика для экстренного торможения и/или когда рекуперация не справляется.

Ну рекуперация немного для другого (на спусках ) да и пневматика не только для экстренного торможения.
Я не говорил что только для экстренного. Когда нужно рассеять больше мощности, чем может извлечь рекуперация.
Конечно, давно применяется. Но и старый добрый пневматический тормоз никуда не делся

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).

чего? нет там потерь между рельсом и колесом во время торсожения. А во время юза как раз и снидается эффективность плюс шанс расплавть колесо.

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.

Честно говоря Вы чушь какую-то пишите. Особенно мне вот это понравилось
Поэтому большая часть энергии торможения тратится на работу по преодолению силы трения качения и меньшая — на скольжение

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

Ну т.е. при торможении работа совершается силами (трения?) колеса и колодки, а силы, между колесом и рельсом работы не совершают? Ок.

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...)
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.
Вы не поняли о чём писал gasizdat.
На пальцах:
Когда тормоз зажимает колесо, ему становится крутиться «туго». ПРОПОРЦИОНАЛЬНО с нажатием на тормоз, увеличивается сопротивление между колесом и рельсом. Потому-что колесо крутится туго, и силы трения-качения между колесом и рельсом возрастает.
В итоге часть энергии идёт в нагрев тормозов, а меньшая часть на нагрев рельса. Площадь рельса большая, это всё не чувствуется.
Это как, когда на авто едешь динамично без проскальзывания по прямой на 402 метра — сами шины нагреваются за счёт ускорений и торможений.
силы трения-качения

Начнем с того, что трение качения не сила, а пара сил. Ну и всё вышеперечисленное хорошо бы проиллюстрировать уравнениями механики
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
О, прекрасная книжка про Азора и Фанта! Зачитывался ей, жаль, что она была только одна из своей серии у нас дома.
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
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.
сочувствую, товарищи не поняли очевидную мысль которую вы пытались донести)
UFO just landed and posted this here
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
Почти правильно, только изменение полной энергии.
А вот и нет! Гуглите «теорема об изменении кинетической энергии механической системы»

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.

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.
Бывает, со всеми. Не ошибается только тот, кто ничего не делает
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).
Еще один вопрос подзабыт: Эффективность любого тормоза ограничена коэффициентом сцепления колеса с поверхностью. Намажь рельсы смазкой и про тормоза можно забыть. :))
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.
Разночтение в формулировках. :)))
С одной стороны любую систему торможения можно считать одним тормозом, с другой стороны можно рассматривать его действие как процесс торможения. :))
Если песок в контейнер на локомотиве насыпать не забыли, то всё не так уж и печально. Но похуже, да.
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)
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.
Вес вагона «Сапсана» в среднем 65 тонн. Поезд весит около 650 тонн.

нужно мотору мощностью 416 КВт целый час работать.

на «Сапсане» 16 «моторов» мощностью 510 кВт, так что полная мощность поезда в тяге доходит до 8 МВт

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.

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.

А сам мотор-вагон — за 36 секунд.

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.
На «Сапсане» 4 моторных вагона: 1-й, 4-й, 7-й и 10-й. На каждом установлены 4 ТЭД

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.

«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»
Только вот полная энергия поезда при 650 тоннах будет ~15.9 ГДж, что уже больше похоже на правду, чем указанные в статье 1500 МДж
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…
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.
«всего-то» около 300 килограмм

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…
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…

В таком случае на каком основании вы сравниваете поезд с тротилом?

Троти́ловый эквивале́нт — мера энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженная в количестве тротила (тринитротолуола, ТНТ), выделяющем при взрыве равное количество энергии.

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.
какой грузовик? масса грузовиков знаете-ли очень в широких диапазонах бывает.

Зил-130, массу в тоннах можно округлить до целых.

Чайники, знаете ли, тоже. Мы вот классом в лес двухведёрный самовар таскали, на дровяном ходу — чайку с блинами со сгущёнкой попить.
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?

Зачем в батареи? Может прямо в сеть рекуперировать?

А сеть хочет получить от них ток? Во первых нужен потребитель, во вторых придётся конкурировать с основным источником энергии. Нужно переделать сеть, так, чтобы она не мешала рекуперировать и желательно впитывала излишки. Но оно того скорее всего не стоит.
1. КПД не 100% и чем ниже скорость, тем хуже. 2. Рекуперация обычно не может остановить поезд, но некоторые локомотивы способны замедлится до 5 км/ч. Хотя в принципе возможно добиться и полной остановки, но вот получить из неё энергию гораздо сложнее.
Что до зарядки батарей, мечтать о минуте не стоит, если речь не о суперконденсаторах. Да и зачем? Вы считаете рекуперацию или замену проводам и дизелям? Если про рекуперацию, то Ni-MH батарейки из гибридов дают больше мощности на массу, да и более живучи чем li-ion. Достаточно батарейки на 500 кВтч и вес её будет всего 13 тонн уже сейчас, а не через 10 лет. А если речь о замене, то в конечных точках можно отцеплять разряженный вагон с батарейками и цеплять заряженный, вопрос 10 минут.
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.
большие скорости сбрасывает не торможением, а накатом

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.
… Двухсистемные скоростные электропоезда ЭВС2 «Сапсан» эксплуатируются на маршруте Москва (=3 кВ) — Нижний Новгород (~25 кВ), ...
поезд промчался, минута пикового потребления и далее перерыв может быть на часы

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.

Плюс преобразование трех фаз в одну линию тоже интереснейшая техническая задача

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.
интересно, а в Японии где точность расписаний секунды, синхронизировали ускорение одного состава за счёт рекуперативного торможения соседнего?

Я предполагаю, что там просто поезда не на пределе перемещаются, потому есть некоторые возможности для буферизации и управления расписанием "на лету".

сопротивление воздуха для поезда тоже не велико

Как-то попалось видео "оригами в инженерии". Там был момент, что в асашай некая компания оборудует локомотивы конструкцией, которая в разложенном виде на «морде» снижает сопротивление воздуху, т.о. экономит серьёзные суммы на топливе.
Видимо, это сопротивление не настолько пустяковое, чтобы им пренебречь.
Кстати, а что мешает использовать на ЖД тормозной парашют?
Столбы, провода и тд? Это ж какой купол должен быть, чтобы получился действительно тормозной парашют, а не бесполезная (скорее даже вредная и опасная) тряпка. Думаю в плане торможения, при массе поезда, аэродинамические способы неприменимы. А вот в плане набора/поддержания скорости, если верить видео по ссылке, простейшее уменьшение лобового сопротивления «экономит миллионы долларов в год на дизеле».
Господа, никто случаем не встречал конкретных цифр? Насколько существенно сопротивление воздуха?
Судя по всему, сопротивление воздуха достаточно велико, но, конечно, всё зависит от скорости. Например, Boeing рекомендует самолётам летать клином для экономии топлива, как птицы во время перелётов.

А парашют можно сделать компактным, но протяжённым по длине и стабилизировать за счёт формы для исключения задевания объектов, примыкающих к путям. В любом случае повалить километр столбов за поездом безопаснее, чем смять гармошкой километр путей перед ним.
По эффективности — раз парашют справляется с шаттлом, вероятно ненулевая польза и для ж/д состава может быть. А вот сцепка может и не выдержать подобных нагрузок.

Тогда уж куча тормозных щитков как на истребителе по всей длине поезда :)

Кстати да. И смотреться при экстренном торможении нарядно будет,
как нибудь так:
Pangolin
Можно и самостоятельно высчитать. Учитывая, что у традиционных поездов и морда и хвост кирпичём, там коэффициент сопротивление 1. Площадь возьму от ВЛ85: 5.1x3.24. При скорости 100 км/ч сопротивление воздуха должно расходовать около 2 кВт·ч/км, при 160 около 5.5, при 300 км/ч около 19.
Можно и самостоятельно высчитать

Можно конечно, изобрести велосипед. А можно взять справочник П.Т. Гребенюка, где приведены формулы удельного сопротивления движению подвижного состава. Или заглянуть сюда и нормально посчитать
Я считал конкретно лобовое сопротивление воздуха, без учёта великого множества других свойств. И при расчёте сопротивления воздуха, масса состава значения не имеет, только размеры и форма. Так, что от удельного сопротивления толку не много.
сопротивление воздуха в формуле удельного сопротивления — слагаемое содержащее квадрат скорости.
Так, что от удельного сопротивления толку не много

Это достаточно точный и простой способ оценки этих сил, хорошо соотносящийся с практическими результатами, а не Ваши умозрительные прикидки
Посчитал по предоставленным константам, при 100 км/ч сопротивление вместо 7,6 кН вышло 9,4 кН. Ещё больше, но не ясно какова доля сопротивления двигателя, потому, что для выбега и режима тяги, константа с квадратом разная. Соответственно нельзя посчитать выгоду от хорошей обтекаемости.
На железнодорожных вагонах колодка прижимается к колесу, а на трамваях — к рельсу. Интересно, почему.

Если 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.

а 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.
Сила 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.
Допустимое 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.
UFO just landed and posted this here
скоростях аналогичных автомобильному транспорту

Никогда не видел трамвая, который несётся под 80 км/ч.
Хорошо-хорошо, даже 60 км/ч.

В Европе 60 — встречается как ограничение для трамваев.
И они ездят с такой скоростью.

Питер, «чижик», умеет и 80, но регламентом лимит 50 говорили. Нагуглить точнее не удалось, просто вспоминая обрывки разговоров с водителями чижиков.
Покатайтесь на трамвае в Праге. Аж страшно становится.
Лучше в Польше, в Праге татры хоть и после отличной капиталки, но всётаки староваты. а вот польские pesa это прямо космические шаттлы
Если быть точным, у Татры Т-3 (и ее потомков) три вида тормоза —
1. Мотором (рекуперация в сеть) — работает только на скорости выше 5-10 км/ч. Основной тормоз. Тормозное усилие регулируется (несколько ступеней в начале хода тормозной педали).
2. Тормозной диск — закреплен примерно посередине оси колесной пары (на колесах колодок нет). Включается на низкой скорости, либо от педали безопасности, либо аварийно — при пропадании напряжения. Основной тормоз на низкой скорости. Тормозное усилие не регулируется.
3. Рельсовый фрикционный тормоз — используется только в экстренных случаях (при юзе). Тормозное усилие слишком большое, поэтому используется редко, но на городских дорогах он необходим.

На ж/д используют индукционный рельсовый тормоз, но его не используют на трамвае.

У Татры нет дисков, у них тормозные барабаны на валу мотора.

У трамваев колодки прижимаются к тормозным барабанам на валу мотора.

В 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).

Не просто прижимается к рельсу, а примагничевается.

в 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.

На трамваях используется магнитный тормоз. По простой причине — электричества навалом, а для пневматики нужно ещё компрессор за собой возить.

В РВЗ-6 был компрессор, от сжатого воздуха работали двери и вот эти колодочные тормоза (перед троганием был звук «пщщщ»). Но это было давно.

image
электричества навалом

вряд ли там только электромагнит, — ведь в таком случае при отключении электричества на линии все трамваи сразу станут неуправляемыми
У Татры есть и электродинамический, и магнитный рельсовый тормоз.
Трамваи с пневматикой действительно не прижились, но были. Кроме РВЗ ещё часть питерских ЛМ-ов.
магнит — как раз он даёт тот самый звук хлопка и ругань пассажиров при падении на рельс

Для этого там еще аккумуляторы.

а 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?

С низким полом уже сложности возникают.

На крыше куча барахла помещается.
куча барахла на крыше поднимает центр тяжести, что начинает уже другие проблемы создавать, посерьёзнее

Сейчас это норма. Отказ от пневматики в трамваях связан с идеологией упрощенчества.

Троллейбусам 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.
Любой 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)

К рельсу который прижимается — это у трамваев стояночный тормоз, иначе на стыках его просто вырвет.
И даже на Хабре вроде статья про трамваи была.

Класс, вот ещё бы по теме автоспорта разбор, но там все посложнее видимо
С 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.
Эхх, 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.
Рекуперация просто отдаёт энергию обратно в сеть, её кушают другие потребители.
Рекуперация отдаёт в сеть столько, сколько сеть может принять. Излишки рассеиваются на тормозных резисторах (обычно, на крыше).
В 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.
сверхпроводящие катушки

такие накопители серийно производятся по вполне доступным ценам, давно уже не фантастика.
Электрогенератор 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.

Так и не понял, чем не угодила прижимная пружина и отжимная пневматика. Зачем все эти сложные схемы?

Кстати, да :) Всегда думал, что так тормоза и работают — пружина прижимает, воздух отжимает… Судя по статье, все сложнее…
Насколько я помню, такие системы применяются в грузовиках. Там вся система значительно компактнее длинного поезда, поэтому нет описанных ниже проблем задержек и наполнения большого объема.
Поезду 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.

Вы 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.

Несколько 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.

Помеху на переезде вы тоже умеете моделировать?

Простите, 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

пытаешься 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.

А 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

Дело не в том, кто лучше жопой что-то там чувствует а в отсталой мегакорпорации РЖД. К АКПП тоже когда-то было такое отношение, мол тупит, бензин тратит зря. Сейчас семиступы адаптивные и вариаторы делают езду настолько комфортной, что главная проблема как не заснуть
К АКПП тоже когда-то было такое отношение, мол тупит, бензин тратит зря. Сейчас семиступы адаптивные и вариаторы делают езду настолько комфортной, что главная проблема как не заснуть

точно также тупит гидромеханическая акпп, то что вы это не замечаете ещё ни о чем не говорит
Моему автомобилю 20 лет и 4х ступенчатый автомат… ездил недавно на свежей бмв… все теже знакомые рывки если постоянно не подыгрывать автомату в стиле 'так, тут газ нажать, постараться резко не отпускать, режимы не менять… воот теперь можно'
а если сесть на автомобиль со слабым двигателем типа киорио… так вообще бедапечаль пока оно там сообразит с переключениями
====
А РЖД причём тут отсталая, если так говорите давайте пример «не отсталой» ЖД компании и мы тормоза там разберем, насколько они сверхсовременные

Вы не измеряйте другие отрасли мерками ИТ, там прогресс сильно медленее идёт
Вы с одного авто пересели на другой, а у меня опыт вождения более десятка различных классов машин в течении 22 лет. И я точно знаю, прогресс в «коробкостроении» огромный. Но, согласен, пример не корректный. Авиация — уж куда консервативнее отрасль. Однако, системы автоматизации там внедряются стабильными темпами. Да и летаем мы в основном на Боингах да Аирбасах (совпадение?)
Сразу скажу, я не специалист в этой области и для меня загадка, что мешает поставить датчики на каждый вагон, объединить их в сеть, передавать данные на головной ПК, который будет регулировать торможение? Он это сделает гарантированно лучше любой мясной тушки. Вы же утверждаете обратное. Из соображений надёжности не внедряют? Так систему можно дублировать, включать параллельно ручной а не вместо.
А об излишней консервативности и, как следствие, отсталости РЖД даже говорить не хочется что бы не скатываться в политоту
Вы с одного авто пересели на другой, а у меня опыт вождения более десятка различных классов машин в течении 22 лет.

Спервадобейся?
Я тоже не на двух машинах ездил и стаж у меня 15 лет
прогресс огромный, но чуда не произошло, главным изобретением в гидромеханике была блокировка ГТ и адаптивность, потом начали дробить передачи чтобы снизить размер рывка при переключениях. не просто так прогресс начал в сторону роботов уходить.
Сразу скажу, я не специалист в этой области и для меня загадка, что мешает поставить датчики на каждый вагон, объединить их в сеть, передавать данные на головной ПК, который будет регулировать торможение?

Мешает то что вагон (грузовой) это просто довольно надежная и простая железка в данный момент, а если повесть на него провода и датчики то количество отказов и время обслуживания поездов вырастет в разы. Даже дубовый ЭПТ на пассажирских вагонах состоящий из одного провода в палец толщиной и двух катушек, которые всегда под надзором электромеханика, проходят два раза в год полное подробное ТО. постоянно приносит какието проблемы. гдето вода в разъем затекла-замерзла, гдето катушка прогорела, гдето контакт плохой, иногда просто сопротивление всего поезда больше необходимого...20 вагонов на каждом всё ок, а когда в составе — не работает… иди ищи или едем без ЭПТ (и слушаем матюги пассажиров)
А грузовой вагон, ну вот будет проблема в типичном поезде из 100 вагонов с электричеством, все вагоны от разных собственников, сколько часов электрики будут по составу лазить искать что произошло? это задержки, рост расходов и т.п.
Идея электротормозов на грузовых поездах ещё во времена СССР витала, но дальше тестовых реализаций так и не зашла по причине надёжности и дороговизны.
А об излишней консервативности и, как следствие, отсталости РЖД даже говорить не хочется что бы не скатываться в политоту

Я работал в РЖД, и могу много рассказать о тараканах в голове руководства и консервативности. Однако у меня ооочень большие сомнения что гдето в других странах в ЖД отрасли, схожего масштаба (США, Австралия, Бразилия, Индия) прогресс прямо цветет и пахнет. Да там есть решения которые лучше чем у нас, которые работают из-за разницы в менталитете, но это явно не проблема в консервативности именно РЖД… (у каждой проблемы всегда есть Фамилия и Имя)
Акселерометр — это просто коробка на раме вагона. Связь с головным ПК посредством LoRa, никаких проводов. Размеры коробки не критичны. Обслуживание — раз в год батарейку менять
Обслуживание — раз в год батарейку менять

1) не подскажете надежную батарейку работающую год в диапазоне температур от +50 до -45?
2) а смысл только в акселерометре если нет индивидуального управления тормозами каждого вагона? а то автомат тормозить уже и сейчас умеет (в метро например, да и на большой ЖД автоведение не один десяток лет существует)
Что-то я не понимаю. Машинист управляет отдельно тормозами каждого вагона?
сейчас машинист управляет тормозами всего поезда сразу, причем бывают ситуации (из-за особенности текущей реализации тормозов) что некоторые вагоны тормозят сильнее, а некоторые слабее… в итоге возникают реакции в составе, сильнее изнашивается оборудование, снижается эффективность торможения
Если не менять основной принцип устройства тормозов, чтобы каждый вагон тормозил индивидуально по указанию компьютера, смысла внедрять отдельные датчики и акселерометры нет.
Но такая система будет менее надежна и очень дорого стоить, и ещё вопрос насколько это окупится
Вот тут и косяк тут надо руками почувствовать как это ражно разгоняется, как едет на выкате и жопой как оно тормозит…

Нормально тормозить машинист начинает ко 2му году практики, хорошо к 5-7 му, отлично… Тут не все до пенсии могут обучится

Изначально это имел ввиду. Странно, что нельзя автоматизировать

Теорема Леви-Талаграна мешает.

чтобы вагон или локомотив можно было двигать без воздуха.
Когда вагон со сломанной пневмосистемой не убрать с путей — такая себе безопасность.
И где тогда, с механически заблокированными тормозами, будет безопасность?

Исключительным ситуациям — исключительные меры.

Не 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.
как 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 тормозов
Мы 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.
  1. 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 :-)
  2. 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.

Вагон не так сложно растормозить, спустив воздух, или при не странности воздухораспределителя, можно выбив один валит из тормозной рычажной передачи разобщить колодки и тормозной цилиндр.

Лом — лучший друг железнодорожника)
В том числе :)
image
Но вообще спускать с горки, например

А после спуска с горки тормозить тоже руками?

А 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

На сортировочных горках используется специальные тормозные устройства. Может, maisvendoo сделает пост и про них

Классе 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.

Четверо 50-килограммовых стронули 50-тонный вагон? Как-то слабо верится. Да и стоять он на тормозах должен был.

Четверо 50-килограммовых стронули 50-тонный вагон? Как-то слабо верится.

Были случаи, что и трое сдвигали

Выяснилось, 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

А как ионные двигатели тягой в десятки грамм разгоняют спутники? Медленно.
Я 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
прижимная 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.
а 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 маловероятен
А что касается равномерности усилий — достаточную степень равномерности можно обеспечить относительно длинной пружиной по сравнению с толщиной фрикционного материала колодки или храповым механизмом.
Системы 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 отпуске
каждый 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.
А 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

Тогда 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...

Простите, 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.
Минут 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…
Штука № 12 -воздухораспределитель.Одна трубка на подачу из основной магистрали ,2-е другие исходящие к приборам тормозной системе вагона ( я огрузовых).Выглядит он так:
image
Кстати, 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.
Похожая 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.
пневматические 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
пневматические 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
Система пуска главного дизеля на советских морских судах чистая пневматика также
Ещё 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.
Да 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.
Сплошная 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 ископаемых документации 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.
К 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
Интересно, заглавное фото — фотошоп или нет? Отражения в окнах не смазаны. Так и должно быть при подобной съемке, когда камера следит за поездом?
Чтобы 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.
Снимать издалека и вести объектив вслед за поездом. Так снимают разные соревнования, гонки и т.п. — говорят опытные фотографы даже с руки умеют.
UFO just landed and posted this here
Рекуперация 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.

На 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.

О, вот значит откуда «кондуктор, нажми на тормоза»!
Думаю 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.
(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…
Да, конечно, я как раз в последнем предложении об этом упомянул. Это естественно.
Маглевы давно придуманы. Торможение, как и разгон, магнитным полем. Классическим рельсам за ними не угнаться.
Пока 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
ага полотна и замены части рельс после каждого екстренного торможения, так как енергия «вкачаная» в рельсу вполне вороятно нагреет ее до уровня существенной потери прочности.
На сапсане вроде как очко не смотрит вертикально в землю, поэтому эксперимент провести не представляется технически возможным.
думаеш урановым ломом его не получится выпрямить? ))
Думаю 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.
Если с азотной кислотой плеснуть ещё и ртуть, будет бурый газ NO2, после этого в помещение лучше не заходить. :D
Спасибо, интересно. Очень жду статью про ступенчатое торможение и отпуск.
Интересно, а почему старые синие поезда в московском метро перед тем, как поехать, делают «чик-чик-пыщщщщщ»?
Вот тоже хотел задать этот вопрос. Очевидно, что «пыщщ» — это выпуск воздуха в атмосферу при отпускании тормозов. Осталось выяснить, что такое «чих-чих» :)
Откашливаются может перед подходом, как культуристы

Перебор 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.

Вы 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

В самом начале дана затравка про «Сапсаны», совершенно нераскрытая в статье
дана 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.

1500Мдж = 416кВт*ч. И всё это добро на дело глобального потепления при каждом торможении?

Рекуперация же используется.
А так, вообще, очень много энергии в тепло вылетает, не только при торможении..

Лучше так чем каждый в своем авто.
Это 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.

Я 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.

Если 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.
Очень хорошо написанная статья по крайне интересной и важной теме, пожалуйста, пишите ещё!
Слово «правда» зачем написали в заголовке? Надо было написать «сообщение». «Правда» это совсем о другом.
Из зарубежных катастроф сразу вспоминается Лионский вокзал.
Спасибо 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? :)
Буду признателен, если кто-то в двух словах пояснит, почему все скоростные поезда у нас иностранные?
я бы объяснил, но не хочу разводить тут политическую дискуссию. Вкратце — тем кто выделяет деньги на их закупку, почему-то выгоднее кормить чужих специалистов, вместо выращивания своих
почему-то выгоднее кормить чужих специалистов, вместо выращивания своих
Когда вы хотите яичницу, вы открываете холодильник, достаёте яйца и жарите. А не покупаете цыплёнка, ждёте, пока вырастет курица и начнёт нести яйца — и всё это дома. Одно другому не мешает, но пока она вырастет, кушать что-то надо. Современные скоростные поезда вы хотите сейчас или лет так через через 50?

Если с управляющим пневмоконтуром более менее понятно то как часто приходится менять колодки при такой массе вагона ?

гдето каждый 90-200 тыс. км для композиционных колодок.. для чугунных получается что в 1.5-2 раза меньше

Sign up to leave a comment.

Articles