مقدمه
ترمز یکی از وسائل مهم و حیاتی در وسائط نقلیه ریلی می باشد.
همانطوریکه برای بحرکت درآوردن یک قطار یا هر وسیلة نقلیة ریلی دیگر
نیاز به نیروی زیادی می باشد. این نیرو در قطار باید به گونه ای عمل کند تا
کوچکترین صدمه ای به وسائط نقلیه وارد نشود یا پیشرفت صنعت ریلی، ترمزها
نیز پیشرفت در سطح بالایی داشته اند.
این تحقیق در مورد سیستم ترمز سالنهای مسافری – از نظر سوپاپهای سه قلو، سوپاپهای اضافی، EB3 ،تبدیل فشار، MTZ-SH2 (ضد لغزش) – می باشد.
گردآورندگان:
حمیدا… شهرکی
محمد احمدی
تعریف ترمز:
ترمز نیروی مقاومی است در خلاف جهت حرکت، که از آن به منظور تقلیل سرعت و یا توقف وسائط نقلیه استفاده می شود.
ترمز در قطار از نوع ترمز هوایی است که بوسیله لکوموتیو به قطار فرستاده
می شود. یکی از تجهیزات مهم لکوموتیو که جهت تهویه هوای قطار می باشد
کمپرسور نامیده می شود. که در مدلهای مختلف می باشد. در راه آهن جمهوری
اسلامی ایران مدل WXO و WBO در لکوموتیوهای GM و مدل کمپرسور لکوموتیوهای
WABCD – 3DCL,GE و مدل کمپرسور لکوموتیوهای آلستوم موجود در ایران WLNA9CE
میباشد.
مخازن اصلی هوا:
در لکوموتیو این هوای فشرده تهیه شده توسط کمپرسور به مخازن اصلی
فرستاده می شود و در آنجا ذخیره می شود. این مخازن در لکوموتیوهای مختلف
حجم های مختلفی دارند.
در GM بصورت دومخزن به حجم 400 لیتر در طرفین لکوموتیو می باشد. (GT26CW)
در لکوموتیوهای GE نیز دو عدد بوده که یکی داخل موتور خانه زیر پروانه
خنک کننده (عقب لکوموتیو ) و حجم حدود 600 لیتر و دیگری زیر شاسی لکوموتیو
سمت لکوموتیوران قرار گرفته و دارای حجم 200 لیتر می باشد.
در لکوموتیوهای Alstom بصورت دو عدد مخزن با حجم 400 لیتر در طرفین
لکوموتیو زیرشاسی می باشد. این مخزنها دارای شیرهای ورودی و خروجی بوده و
جهت تخلیه آب موجود در مدار ترمز برای هر کدام شیر تخلیه بصورت دستی و
اتوماتیک در نظر گرفته شده است.
سیستم ذخیره هوا و انتقال به لوله اصلی لکوموتیو و قطار در لکوموتیوها:
در لکوموتیوهای GM هوا پس از رسیدن به فشار نهایی جهت ذخیره به مخزن
اصلی شماره یک وارد می شود و پس از آن جهت ذخیره شدن وارد مخزن اصلی شماره 2
می گردد بین مخزن شماره 1 و 2 یک عدد سوپاپ 150 پوندی جهت کنترل هوای
کمپرسور در نظر گرفته شده و در ورودی مخزن شماره 2 یک عدد شیر یک طرفه وجود
دارد که هوا از مخزن شماره 2 به سوی مخزن شماره یک برگشت داده نمی شود پس
از مخزن شماره 2 هوا جهت گرفته شدن آب روغن موجود در آن وارد قطره گیر و پس
از آن جهت پایین آمدن نقطه انجماد و جلوگیری از یخ زدن در زمستان از الکل
دادن عبور داده می شود و پس از عبور از الکل دان هوای 10 اتمسفری از دو
مسیر تغذیه وارد دستگاه منظم کننده و موازنه می گردد و لکوموتیوران برای
تنظیم آن از فلکه منظم کننده استفاده می کند و آن را با توجه به عقربه های
سفید فشار سنج ها برای 5 اتمسفر تنظیم می کند و مرحله بعدی تنظیم توسط خود
منظم کننده بطور خودکار انجام می شود و فشار خروجی منظم کننده 5 اتمسفر
خواهد شد و پس از آن وارد مخزن موازنه و همچنین پشت پیستون دستگاه موازنه
شده و پس از وارد آمدن فشار به پیستون موازنه سوپاپ ورود دستگاه موازنه باز
و هوای 5 اتمسفری به لوله اصلی لکوموتیو و قطار هدایت می گردد و کلیه
قسمتها با هوای 5 اتمسفری هواگیری می شود و در صورت بروز نشتی در قطار
دستگاه موازنه مقدار آن را جبران می کند. از نظر تولید ذخیرة هوا و انتقال
به لوله اصلی قطار لکوموتیوهای GE و ALSTOM تفاوت چندانی با لکوموتیوهای GM
ندارد.
آشنایی به سیستمهای ترمز لکوموتیو و تجهیزات آن:
در لکوموتیوهای موجود در راه آهن صرفنظر از ترمزدستی، سه نوع سیستم ترمز از نظر هوایی و برقی وجود دارد.
1- ترمز دینامیک :بصورت برقی عمل می کند که جهت متعادل کردن سرعت بکار
رفته و نمی‌توان آنرا به عنوان ترمز لکوموتیو یا قطار محاسبه نمود.
2- ترمز سه دنده:
این ترمز با هوای فشرده عمل نموده و به منظور ترمزگیری در لکوموتیوهایی
است که به صورت منفرد یا چند واحد بدون قطار حمل می شود و سریعترین راه
ترمز نمودن لکوموتیو می باشد که به نام ترمز مستقل معروف است و برخلاف ترمز
اتوماتیک با لوله اصلی ارتباط ندارد ولی بطور غیرمستقیم سوپاپ تخلیه آن در
ترمزگیری بوسیلة شش دنده وارد عمل می شود تغذیة آن نیز از هوای مخازن اصلی
می باشد.
3- ترمز شش دنده یا ترمز قطار:
دستگاههای ترمز کابین راننده که فرمان ترمز از طریق آنها توسط
لکوموتیوران صادر می شود در دیزلهای قدیمی نوع SL 6 و در دیزلهای جدید از
نوع –L26 می باشد.
در ساختمان شش دنده نوع SL6 دو صفحه دایره شکل صیقلی تعبیه شده که یکی
از آنها ثابت و دیگری متحرک و به دسته شیر مربوط می شود این صفحات دارای
منافذ متعددی هستند که حالات مختلف شیر را برحسب موقعیت دستة شش دنده و نیز
به کمک پیستون موازنه و مخزن موازنه انجام می دهند. حالات مختلف ترمز شش
دنده نوع SL6 به شرح زیر می باشد:
حالت اول: هواگیری سریع «این حالت مسدود شده و استفاده نمی شود»
حالت دوم: هواگیری تدریجی یا آزاد کردن ترمز
حالت سوم: مهیا برای حرکت «این حالت را در شیرهای المانی کشش مضاعف می نامند»
حالت چهارم: خنثی یا قطع رابطه
حالت پنجم: ترمز تدریجی
حالت ششم: ترمز سریع
در دستگاه ترمز شش دنده از تعدادی سوپاپ تشکیل شده و دسته ترمز به محوری
متصل است که روی آن بادامکهایی قرار دارد و با حرکت دسته شیر این بادامک
ها به حرکت درآمده و هر کدام سوپاپ مقابل خود را برحسب وضعیت دسته شش دنده
تحریک نموده و شش حالت مختلف زیر حاصل خواهد شد:
حالت اول: هواگیری تدریجی «آزاد کردن»
حالت دوم: ترمز تدریجی «حداقل ترمز»
حالت سوم: ترمز کامل «حداکثر ترمز»
حالت چهارم: لغو ترمز جریمه «قطع رابطه»
حالت پنجم: خنثی «خارج از سرویس»
حالت ششم: ترمز سریع
جهت ارتباط هوای لوله اصلی از دیزل به واگنها از لوله لاستیکی که در
کلگی واگنها نصب گردیده استفاده می شود که از طریق ته پنجه به واگن بسته و
ثابت می باشد و واگنها از طریق سرپنجه به هم وصل می شوند و در مقابل فشار
هوا، سرما، گرما بسیار مقاوم می باشند. در واگنهای اکسپرس از دو نوع لولة
هوا استفاده یکی مربوط به ترمز هوا یکی مربوط به هوای دربها که لوله مخصوص
دربها با علامت + روی سرپنجه مشخص شده است و در حالت عادی به هیچ وجه اتصال
لوله دربها به لوله ترمز امکان پذیر نیست.
شرح سیلندر ترمز:
ورود هوای فشرده شده به داخل سیلندر کورس پیستون را حرکت داده و اهرمها
را به کار انداخته و نیرو را از خودکار به چرخها منتقل می کند و در داخل
سیلندر دو فنر قرار دارد که یکی در رابطه با ترمز دستی می باشد که زمانیکه
توسط ترمز دستی کورس پیستون سیلندر بیرون آمد و زمان باز شدن ترمز دستی این
فنر وظیفة دارد کورس را به داخل سیلندر برگدارند و فنر دیگری در رابطه با
ترمز هوا می باشد که پس از تخلیه ترمز باید پیستون را به داخل برگرداند.
انواع سوپاپ سه قلوهای موجود در راه آهن
انواع سوپاپ سه قلوها:
1- سوپاپ سه قلوی KE
2- سوپاپ سه قلوی روسی
3- سوپاپ سه قلوی HIK (هیلد براند کنور)
4- سوپاپ سه قلوی وستینگهاوس آمریکایی
5- سوپاپ سه قلوی وستینگهاوس انگلیسی
سوپاپ سه قلو KE :
یکی از جدیدترین و مهمترین نوع سوپاپ سه قلو موجود در راه آهن سوپاپ سه
قلو KE میباشد که ساخت کارخانه کشور آلمان غربی بوده و از 246 قطعه فلزی،
واشرهای لاستیکی و مقوائی تشکیل گردیده که عمر معمولی آنها شش سال می باشد
که پس از پایان این مدت باید کلیه قطعات مذکور تعویض گردد و اخیراً کارخانه
سازنده تغییراتی در قطعات داخلی این سوپاپها داده تا عمر قطعات آنها به ده
سال افزایش یابد، قسمتهای سه قلو بشرح زیر می باشد.
1- شیر قطع و وصل که ارتباط هوای لوله اصلی سوپاپ سه قلو را برقرار می
کند، در زمانیکه بسته باشد واگن بدون ترمز بوده و واگنهائی که دارای سوپاپ
KE می باشد جهت تخلیه مخزن R باید شیر قطع و وصل را بسته تا هوای R تخلیه
گردد.
2- اطاق A اساسی ترین کار در سوپاپ سه قلو بعهده اطاق A می باشد و
نگهدارنده فشار داخل سیلندر بوده و چنانچه کوچکترین فراری هوا در قسمتهای A
وجود داشته باشد باعث افت فشار ترمز می گردد.
3- اطاق انتقال، جهت هماهنگی ترمز بین واگن ابتدا و انتها می باشد و
فقط در زمان تدریجی مورد استفاده بوده و مقداری از هوای لوله اصلی را به
خارج فرستاده تا کلیه قطار یکنواخت عمل ترمز را انجام دهد.
4- شیر باری، مسافری، چون این نوع سوپاپ سه قلو اکثراً در موارد باری و
مسافری مورد استفاده قرار می گیرند، بهمین جهت شیر باری، مسافری که با
تغییر دسته زمان ترمز واگن مورد نظر بدست می دهد استفاده می شود.
5- رگلاتور، وظیفه رگلاتور تعیین فشار حد نصاب در سیلندر ترمز و در نتیجه هوای سیلندر می باشد.
6- قسمت CV ،تبدیل کننده هوای R به CV و هدایت آن به رگلاتور جهت ارتباط هوای R به سیلندر ترمز می باشد.
7- قسمت مرکزی هوای لوله اصلی در این قسمت قرار دارد و با هوای A تعادل
سوپاپ سه قلو را برقرار می کند و زمان ترمز با کسر شدن آن باعث باز شدن
هوای R به CV میشود.
اتوماتیک:
هر سوپاپ سه قلوئی که هر روی آن کلمه SL باشد، یعنی سوپاپ تخلیه اطاق A
آن اتوماتیک بوده و در زمان ترمز با یک ضربه به دو شاخه اطاق A تخلیه شده و
در نتیجه ترمز بحالت آزاد برمیگردد.
بعضی از انواع سوپاپهای سه قلو و مشخصات آنها
1- KE1asL 2- KE1CSL 3- KEOasl 4- KEOcsl 5- KE2csl 6- KE2cslA
KE : نماینده سوپاپ اصلی کنور – O : سوپاپ رله یا سوپاپ تخلیه ندارد 1: سوپاپ رله دارد.
2- دارای سوپاپهای اضافی ازجمله سوپاپ تبدیل فشار یا سوپاپهای با بار خالی اتوماتیک می باشد.
:a فشار سیلندر ترمز 6/3 اتمسفر و زمان ترمز در حالت باری 40-30 ثانیه می باشد.
:c فشار سیلندر ترمز 8/3 اتمسفر و زمان ترمز در حالت باری 30-18 ثانیه می باشد.
Sl: سوپاپ تخلیه اطاق A بطور اتوماتیک عمل می کند.
مخازن هوا در واگنها:
چون ترمز هوای فشرده انجام می گیرد جهت این کار مخازنی در زیر واگن برای
ذخیره نمودن هوا تعبیه گردیده و حجم آن نسبت به فشار ترمز در واگنها
متفاوت می باشد. در واگنهائیکه دارای سوپاپ سه قلو HIK (هیلد براند) هستند
از دو مخزن B , R استفاده می شود و حجم آن باید متناسب با سوپاپ سه قلو و
سیلندر ترمز باشد. در واگنهائیکه دارای سوپاپ سه قلو KE می باشند فقط از یک
مخزن R استفاده می شود و حجم مخزن R باید با سیلندر ترمز هماهنگ باشد و
سوپاپ سه قلو از نظر هماهنگی نقشی ندارد.
اهرم بندی ترمز:
نیروی حاصل از سیلندر ترمز بوسیله اهرمهای تخت که در طرفین سیلندر ترمز و
بطور افقی قرار گرفته است افزایش یافته و بوسیله اهرمهای کشش و خودکار به
اهرم بندی بوژی منتقل میشود و اصولاً اهرمها وظایف ذیل را بعهده دارند:
1- ازدیاد نیرو
2- انتقال نیرو
3- تقسیم نیرو
4- تغییر جهت نیرو
اهرمهای عمودی سه سوراخه که بوسیله آویزهای کج روی شاسی مستقر شده است
نیروی ترمز را به میله مثلث ها منتقل می نمایند و میله مثلثها این نیرو را
بطور مساوی روی چرخها تقسیم می نمایند و انتقال این نیرو بطرف دیگر چرخ از
طریق اهرمهای شترگلو یا میله های رابط انجام می شود. اهرم مستطیل شکل دیگری
بنام سینی وظیفه دارد نیروی ترمز را به میله مثلثهای چرخ دیگر بوژی منتقل
نماید، توضیح اینکه میله مثلثها بوسیله آویز به شاسی بوژی متصل شده و
بازدیدکنندگان توجه داشته باشند که سائیدگی بوشها یا والیکهای مربوط به این
آویزها و یا نداشتن اشپیل مناسب احتمالاً موجب خارج شدن آنها از محل خود و
سقوط میلث مثلث و در نهایت خروج واگن از خط خواهد شد.
کلیه قطعات و اهرمهای ارتباطی بطور مفصلی به یکدیگر متصل شده و در هر
مفصل از والیک، پولک، واشر و اشپیل استفاده شده است و همیشه باید بین والیک
و سوراخ میله و اهرمها گریسکاری گردد. این عمل باعث کم شدن مقاومتها
گردیده و در نتیجه نیروی مؤثر ترمز تا حداکثر میزان پیش بینی شده افزایش
خواهد یافت.
خودکار ترمز:
برای ثابت نگه داشتن نیروی ترمز و همچنین ثابت نگه داشتن فاصله کفش و
چرخ توسط منظم کننده A بکار می رود. دارای دو نوع می باشد که در ایران مورد
استفاده قرار می گیرد.
نوع DA که قدیمیتر و کمتر مورد استفاده قرار می گیرد و نوع DRV که
پیشرفته و بیشتر استفاده می شود در نوع DA برای تنظیم با کولیس و صفحه
کولیس تنظیم می شود و DRV تنظیم آن بصورت خودکار می باشد.
