Богомолов Никита Юрьевич, Ширяев Алексей Валерьевич, Изварин Михаил Юрьевич и др.	Общие сведения о поезде Эксплуатационные характеристики в режимах тяги и электрического торможения Механическая часть Электрические машины и трансформаторы Электрические аппараты и преобразователи Пневматическая схема	Бортовые сети собственных нужд Приборы и системы безопасности Внутрисалонное оборудование Управление ЭВС «Сапсан» Заключение Список литературы
Высокоскоростные электропоезда «Сапсан»
Пневматическая схема

6.1. — 6.1.5 Общее описание тормозной системы, виды торможения, главная установка снабжения сжатым воздухом, вспомогательная установка снабжения сжатым воздухом, система управления торможением
6.6. — 6.1.10 Модуль управления тормозной магистралью, модуль резервного управления тормозной магистралью, модуль воздухораспределителя, модуль преобразователя давления, модуль стояночного тормоза
6.11. — 6.1.15 Управление функциями торможения, приборы управления и устройства контроля, управление торможением, режимы торможения, режимы служебного тормоза
6.16. — 6.1.22 Тележечное оборудование, тормозные диски, тормозные накладки ISOBAR, клещевые механизмы, вспомогательное оборудование, буксировка электропоезда, принцип действия основных приборов тормозной системы

6.1. Общее описание тормозной системы

Тормозная система высокоскоростного электропоезда «Сапсан» представляет собой электропневматическую тормозную систему на базе непрямодействующего тормоза, которая была специально разработана для высокоскоростных поездов. Пневматические схемы вагонов SR B, DR T, MW T (TR T), SR T и BAT T (BAT R) приведены на рис. 6.2—6.6, условные обозначения изображенных на схемах элементов указаны на рис. 6.1. Пневматические модули и пневматические установки ЭВС «Сапсан» подробно рассмотрены в п. 6.3, 6.6—6.10 и 6.20 настоящей главы.

Для обеспечения питания пневматических систем каждый электропоезд оборудован двумя установками снабжения сжатым воздухом (на вагонах SR T 04 и SR T 07), смонтированными в виде цельных модулей в подвагонной части кузова. При выходе из строя одной компрессорной установки вторая в состоянии обеспечивать сжатым воздухом пневматическую систему всего поезда, при этом ограничиваются дополнительные функции (отключение туалетов или подачи песка). Вспомогательные установки снабжения сжатым воздухом для подъема токоприемников находятся в подвагонном пространстве вагонов DR T 02 и DR T 09 у односистемных электропоездов и DR T 02, TR T 03, TR T 08 и DR T 09 — у двухсистемных электропоездов.

На принципиальных схемах тормозной системы (см. рис. 6.2—6.6) отображены следующие элементы:

1 — резервуары управления аналоговых преобразователей (объем 2 л) 21/22 (В01.2);
2 — аналоговый преобразователь 03/02 (В01.2);
3 — переключатель аналоговых преобразователей 10 (В01.2);
4 — релейный клапан управления давлением в тормозной магистрали (HL) 04 (В01.2);
5 — функциональный модуль стояночного пружинного тормоза 13/14 (В01.3);
6 — преобразователь давления в тормозных цилиндрах (давление С) 06 (В01.4);
7 — импульсный магнитный клапан (включение/отключение стояночного пружинного тормоза по электрическому сигналу) 02 (В01.3);
8 — импульсный магнитный клапан включения/отключения тормоза на вагоне 05 (В01.4);
9 — воздухораспределитель типа КЕ 02 (В01.5);
10 — функциональный модуль управления электропневматическим торможением 02/03 (В01.4);
11 — запорный электропневматический вентиль пневматического торможения («смешанный» режим) 04 (В01.4);
12 — кран холодной перегонки В15(В01.6);
13 — электропневматический вентиль включения автоматического управления давлением в тормозных цилиндрах (высокая/низкая степени тормозного нажатия на ось) 10 (В01.6);
14 — кран «холодной» перегонки (питание от тормозной магистрали вспомогательного локомотива в режиме «буксировка») 08 (В01.6);
15 — электропневматический вентиль режима подачи песка (6,3 атм при v < 160 км/ч) 04 (В01.7);
16 — электропневматический вентиль режима подачи песка (2,7 атм. при v > 160 км/ч) 05 (В01.7);
17 — электропневматический вентиль режима осушки песка 06 (В01.7);
18 — задатчик тормозного усилия FS-41 (C-23);
19 — быстродействующий тормозной клапан (ударная кнопка «Аварийный стоп-кран» «вторичной» панели пульта управления кабины) NO-3;
20 — резервный тормозной кран машиниста («вторичная» панель пульта управления кабины) ZB-11;
21 — кран активации резервного тормозного крана машиниста С-14;
22 — электропневматический вентиль тифона Р03;
23 — педаль макрофона (электрическая блокировка под пультом управления) Р07;
24 — электропневматический вентиль свистка Р06;
25 — релейный клапан резервного тормозного крана ZB-11, KR-6 (CO1);
26 — функциональный модуль быстродействующего тормозного клапана NO4/NO5 (CO1);
27 — разобщительный кран системы макрофона РО2;
28 — разобщительный кран системы подачи песка 02 (В01.7);
29 — разобщительный кран пневматической системы стеклоочистителя Z08;
30 — центробежный фильтр Z02;
31 — концевые разобщительные краны тормозной и напорной магистралей (HL и HB) Z13/1, Z17/1;
32 — разобщительный кран модуля питательных резервуаров управления В27;
33 — питательные резервуары управления А14, Р01 (В05 — запасный резервуар);
34 — разобщительный кран цилиндров носового обтекателя Z07;
35 — разобщительный кран пневматической системы внешних дверей Z21;
36 — блинкерные сигнализаторы тормозных цилиндров 1-й тележки Z24/1, Z24/2;
37 — форсунка песочницы F01;
38 — электропневматический вентиль системы подачи песка (зависимость от направления движения) F04;
39 — разобщительный кран напорной магистрали НВ (оборудование тормозного контейнера) В20;
40 — разобщительный кран тормозной магистрали НL (оборудование тормозного контейнера) В16;
41 — разобщительный кран цилиндра стояночного пружинного тормоза Н29;
42 — перепускной клапан подачи воздуха к системе пневморессор вагона (активируется при давлении в НВ 6,7 атм) L14;
43 — разобщительный кран тормозных цилиндров 2-й и 1-й тележек В15/2, В15/1;
44 — блинкерные сигнализаторы стояночного пружинного тормоза Z26/1, Z26/2 (R);
45 — электропневматический вентиль системы противоюзной защиты GO1/4, GO1/3;
46 — комбинированный кран подачи воздуха к системе пневморессор L02;
47 — полость траверсы системы пневморессор TRAVERSE;
48 — пневматическая рессора;
49 — предохранительный клапан (активация при давлении 8 атм) L06/2, L06/1;
50 — выпускной кран траверсы пневморессор тележки L16/2, L16/1;
51 — устройство диагностики аварийного упора системы пневморессор L05/2, L05/1;
52 — регулировочный клапан высоты рамы кузова L04/2, L04/1;
53 — регулировочный выпускной клапан системы пневморессор L15/2, L15/1;
54 — устройство аварийного отпуска стояночного пружинного тормоза D08;
55 — датчик углового поперечного ускорения G06/2, G06/1;
56 — датчик угловой скорости вращения оси G05/4, G05/3;
57 — тормозной цилиндр D01/4—D04/4;
58 — тормозной цилиндр с модулем энергопружинного аккумулятора стояночного тормоза Н02/1, Н02/2;
59 — блок вспомогательного мотор-компрессора U01;
60 — предохранительный клапан (активация при давлении 9 атм);
61 — однокамерное устройство осушки воздуха;
62 — промежуточный клапан сброса конденсата устройства осушки воздуха (активация при давлении 2,7 атм);
63 — питательный резервуар модуля управления токоприемниками (объем 25 л) U02;
64 — функциональный модуль управления токоприемниками U10/1, U10/2, U15/1, U15/2;
65 — разобщительный кран модуля управления токоприемниками U02;
66 — электропневматический модуль «эталонной» оси (7-я ось от активной кабины) В21;
67 — главный компрессор;
68 — предохранительный клапан (активация при давлении 12 атм) А01 003;
69 — предохранительный клапан (активация при давлении 10,5 атм) А01 005;
70 — двухкамерное устройство осушки воздуха А01 004;
71 — резервуары главного компрессора А01 006/1, А01 006/2;
72 — электромагнитный клапан, активирующий устройство осушки воздуха при подключении внешнего источника сжатого воздуха А01 007;
73 — электропневматический клапан внешнего питания сжатым воздухом А01 009/1, А01 009/2.

Система управления тормозами выполнена электропневматической и состоит из пневматических компонентов и тормозной электроники, контролируемой блоком управления торможением (БУТ) при помощи специального программного обеспечения, которые смонтированы в специальном контейнере тормозного оборудования (В01), расположенном в подвагонном пространстве каждого вагона (рис. 6.7).

Элементом для передачи управляющего пневматического сигнала является тормозная магистраль ТМ (HL), которая выполнена в соответствии со стандартом UIC540 Международного союза железных дорог (далее МСЖД). Воздухораспределители типа КЕ автоматически реагируют на изменение давления в ТМ: снижение давления в ТМ приводит к повышению давления в тормозных цилиндрах и наоборот.

На пульте управления в кабине машиниста головного вагона смонтирован тормозной контроллер FS41-2 (рис 6.8), предназначенный для передачи машинистом сигналов о величине необходимого замедления в систему управления торможением. Для обеспечения высокой надежности работы электронная часть тормозного контроллера выполнена двухканальной.

Система управления торможением распределяет запросы на торможение между электрическим и электропневматическим (фрикционным) тормозами. Эта система, обеспечивающая энергосберегающее и ресурсосберегающее торможение (тормозные накладки, тормозные диски), активируется только в передней по ходу движения кабине машиниста. Управление тормозами поезда осуществляется только активным прибором управления в кабине машиниста ведущего головного вагона.

На каждом вагоне воздухораспределитель типа КЕ на основании пневматического сигнала из ТМ формирует управляющее давление Cv для преобразователя давления, который в зависимости от величины управляющего давления Cv создает собственное давление С для тормозных цилиндров. Конструктивное исполнение преобразователя давления может быть различным в зависимости от типа вагона для компенсации различных масс вагонов.

Для уменьшения времени реакции приборов управления торможением, а также времени их повагонной синхронизации в ТМ каждого вагона установлены дополнительные тормозные и отпускные электромагнитные клапаны.

Под воздействием созданного давления С в тормозных цилиндрах каждого клещевого механизма создается заданное тормозное усилие. Каждый клещевой механизм воздействует на отдельный тормозной диск. На моторных колесных парах установлены два колесных тормозных диска, а на немоторных — три осевых тормозных диска. Для достижения оптимальных характеристик сцепления колеса с рельсом все торможения производятся под контролем противоюзной системы.

Также тормозная система электропоезда оборудована стояночными тормозами с пружинным аккумулятором, обеспечивающим надежное удержание электропоезда на месте без использования пневматической энергии (т.е. без наличия давления в тормозных цилиндрах). Стояночный пружинный тормоз включается или отпускается машинистом посредством отдельной кнопки на пульте управления в активной кабине машиниста. Во время движения стояночный пружинный тормоз контролируется на предмет непреднамеренного включения, для чего используется соответствующий сигнал давления в пневматической магистрали управления стояночным тормозом (C-FS).

6.2. Виды торможения

При применении электропневматического или пневматического тормоза на высокоскоростных поездах всегда происходит разрядка тормозной магистрали вне зависимости от уровня заданного тормозного усилия. На высокоскоростных электропоездах «Сапсан» различают два вида разрядки тормозной магистрали: служебную и экстренную. Служебные торможения (служебные разрядки ТМ) с различных скоростей движения производит машинист из активной кабины, задавая требуемое тормозное усилие посредством тормозного контроллера FS41-2 (или резервного тормозного крана ZB11-6). При задании требуемого тормозного усилия за счет применения электропневматического или пневматического тормоза происходит разрядка тормозной магистрали и, соответственно, наполнение тормозных цилиндров на заданную величину. Кроме того, в режиме служебного торможения на моторных вагонах совместно с электропневматическим тормозом используется электрический тормоз, причем ему отдается предпочтение.

При экстренном торможении тормозное усилие максимально, его ступенчатое регулирование невозможно. Основное отличие экстренного торможения от служебного — высокая скорость разрядки тормозной магистрали (работа воздухораспределителя КЕ и преобразователя давления одинакова как при служебном, так и при экстренном торможении). На моторных вагонах при экстренном торможении совместно применяются как электрический (на скоростях в диапазоне 70—250 км/ч), так и электропневматический тормоз (до полной остановки электропоезда).

Экстренное торможение можно активировать путем постановки тормозного контроллера FS41-2 в положение «ЭТ» (экстренное торможение), нажатия грибовидной кнопки «Клапана экстренного торможения SBV2» (N03), расположенной справа от кресла машиниста, а также путем нажатия грибовидной кнопки «Клапана экстренного торможения SBV2» (N06), находящейся в купе начальника поезда в вагоне BAT R 05. При любом из перечисленных вариантов из тормозной магистрали будет выпущен воздух. Тормозной контроллер FS41-2 в положении «ЭТ» открывает ТМ через пневматический управляющий трубопровод с помощью золотникового клапана С25, грибовидная кнопка «Клапан экстренного торможения SBV2» открывает тормозную магистраль напрямую. В обоих случаях через размыкающий контакт данных устройств разомкнется петля безопасности экстренного торможения. Это приведет к срабатыванию быстродействующих клапанов экстренного торможения N04 в обоих головных вагонах электропоезда для ускорения разрядки тормозной магистрали. Одновременно через анализатор углового положения тормозного контроллера или замыкающий контакт (грибовидную кнопку) передаются максимальные значения тормозного усилия через устройства управления на пневматический и электрический тормоза (которые ограничиваются максимальным значением мощности реостатного тормоза). Кроме того, экстренное торможение может приводиться в действие через системы обеспечения безопасности движения электропоезда (ЭПК-150, ЭПВ-266).

6.3. Главная установка снабжения сжатым воздухом

Главная установка снабжения сжатым воздухом А01 рис. 6.9 является модульной установкой и располагается в подвагонном пространстве вагонов с тяговым преобразователем SR T 04 и SR T 07. Она снабжает тормозную систему и других потребителей сжатым воздухом с рабочим давлением 8,5—10 атм и состоит из следующих основных компонентов (рис. 6.10):

• безмаслянный компрессорный агрегат VV-180T (А01 001);
• обратный клапан (А01 002);
• предохранительный клапан 12 атм (А01 003);
• предохранительный клапан 10,5 атм (А01 005);
• двухкамерная воздухоосушительная установка LTZ015-H (А01 004);
• два главных резервуара по 60 л (А01 006);
• разобщительный кран (А01 009);штуцерный разъем для подсоединения внешнего источника питания сжатым воздухом (А06/1 и А06/2);
• электромагнитный клапан (А01 007).

А01

Главная установка снабжения сжатым воздухом А01 оснащена безмаслянным поршневым компрессором А01 001 типа VV-180T с электроприводом, рассчитанным на эксплуатацию при низких температурах. Электропитание двигателя осуществляется от бортовой сети с различными напряжением и частотой, зависящими от режима работы:

• в штатном режиме — 440 В/60 Гц;
• в режиме простоя, с системами, готовыми к эксплуатации, — 345 В/47 Гц;
• в депо — 380 В/50 Гц.

Максимальная производительность компрессора в штатном режиме эксплуатации — 1750 л/мин. Продолжительность его включения может составлять 10—100 % от общего времени, когда электропоезд находится в рабочем состоянии. Математически рассчитанная продолжительность включения на электропоезде «Сапсан» равна 39 % при эксплуатации двух компрессоров.

Для защиты осушителя воздуха и расположенной за ним пневматической системы от повреждения при превышении допустимого рабочего давления предусмотрено по одному предохранительному клапану А01 003 и А01 005 перед воздухоосушительной установкой А01 004 и за ней. Клапан А01 003, находящийся перед воздухоосушительной установкой, отрегулирован на давление 12 атм, а клапан А01 005, располагающийся за воздухоосушительной установкой — на давление 10,5 атм.

6.4. Вспомогательная установка снабжения сжатым воздухом

Для обеспечения подъема токоприемников электропоезд «Сапсан» оборудован вспомогательными установками снабжения сжатым воздухом (U01) рис. 6.11. Когда электропоезд приведен в рабочее состояние, питание двигателя вспомогательной установки

Рис. 6.11. Вспомогательная установка снабжения сжатым воздухом снабжения сжатым воздухом осуществляется от аккумуляторных батарей, а при работающих преобразователях собственных нужд — от бортовой сети 110 В. Вспомогательные установки снабжения сжатым воздухом смонтированы в подвагонном пространстве дроссельных вагонов DR T 02 и DR T 09, а на двухсистемных электропоездах типа В2 — и в трансформаторных вагонах TR T 03 и TR T 08. Установка обеспечивает подачу сжатого воздуха в цилиндр токоприемника рабочим давлением 6,5— 7,3 атм и состоит из следующих компонентов:

• безмаслянный компрессорный агрегат V10-T;
• однокамерный осушитель воздуха LTE01;
• предохранительный клапан на 9,0 атм.

Безмаслянный одноцилиндровый поршневой компрессор V10-T активируется машинистом через систему управления поездом по мере необходимости (при отсутствующем или недостаточном давлении в напорной магистрали). Для защиты вспомогательной установки снабжения сжатым воздухом от повреждений при превышении допустимого рабочего давления предусмотрен предохранительный клапан, отрегулированный на 9,0 атм. Сжатый воздух осушается в установленном после компрессора однокамерном осушителе воздуха.

6.5. Система управления торможением

Основным элементом для передачи управляющего пневматического сигнала является тормозная магистраль (HL), давление в которой регулируется электронными блоками управления тормозной системой, расположенными на каждом вагоне (тормозной контейнер в подвагонном пространстве). ТМ проходит через все 10 вагонов электропоезда. В пространстве носовых обтекателей головных вагонов можно подключить внешнюю подачу сжатого воздуха в тормозную и напорную магистрали через соединительные рукава типа Р17Б. Регулирование давления в ТМ возможно как посредством релейного клапана RH2 (пневматическое торможение), так и с помощью электропневмати-ческих клапанов В01.4.02 и В01.4.03 (электропневматическое торможение). Кроме того, с помощью различных элементов тормозная магистраль может быть разряжена до 0 атм с целью выполнения экстренного торможения (клапаны экстренного торможения С25, N03, N04, N06, устройства безопасности ЭПК-150, ЭПВ-266, КОН, КЛУБ-У). Каждый вагон оборудован воздухораспределителем, реагирующим на изменение управляющего давления в тормозной магистрали и формирующим управляющее давление для преобразователя давления DU.

Степень изменения давления в тормозных цилиндрах каждого отдельно взятого типа вагона в соответствии с изменением давления в ТМ определяется типом преобразователя давления DU. Также регулирование давления в тормозных цилиндрах моторных вагонов происходит с учетом имеющегося тормозного усилия электрического тормоза посредством электропневматических клапанов В01.4.04.

Функция управления служебным торможением активна только в ведущем головном вагоне, где управление замедлением электропоезда осуществляется машинистом посредством тормозного контроллера FS41-2.

Кроме пневматической системы управления тормозным усилием, существуют дополнительные пневматические системы: системы управления стояночными пружинными тормозами, подачей песка, токоприемниками, противоюзными устройствами, наружными дверьми, туалетами, климатической установкой. Распределение данных систем по вагонам отражено в табл. 6.1.

Распределение пневматических систем по вагонам ЭВС «Сапсан»

Пневматическая система	Вагон
	SRB 01	DRT 02	TR T 03MW T 03	SRT 04	BATR 05	BATT 06	SRT 07	TR T 08MW T 08	DRT 09	SRB 10
Система управления давлением в ТМ	•									•
Аварийное управление давлением в ТМ	•									•
Воздухораспределитель	•	•	•	•	•	•	•	•	•	•
Двухступенчатое управление давлением С (ТЦ)	•	•	•	•	•	•	•	•	•	•
Задержка давления С (ТЦ)	•			•			•			•
Управление СПТ	•	•	•	•	•	•	•	•	•	•
Двухступенчатая подача песка	•			•			•			•
Управление пантографом		•	• •					• •	•
Противоюзная защита	•	•	•	•	•	•	•	•	•	•
Контроль вращения К.П.	(•)	•	•	(•)	•	•	(•)	•	•	(•)
Звуковые сигналы	•									•

Примечание:
(•) — контроль вращения осуществляется блоком управления тяговым приводом;
• • — только для двухсистемных электропоездов В2.