Порядок применения вспомогательного тормоза для уменьшения реакций в грузовом поезде

В январе 2007 года на Юго-Западной дороге (Украина) произошел обрыв автосцепки в средней части грузового поезда массой 5,2 тыс.т и длиной 56 вагонов, который следовал под управлением электровоза ВЛ80Т. Брак был допущен на обрывоопасном участке, имеющем переломный профиль пути (подъем — небольшая площадка — спуск) в момент отпуска тормозов, когда после разрядки тормозной магистрали (ТМ) на 0,7 кгс/см² скорость снизилась с 58 до 40 км/ч.

В составе, как потом было выяснено, не работали тормоза в шести вагонах, пять из которых находились в его головной части, а хвостовая содержала восемь груженых цистерн. На перевалистом профиле тормоза в головной части поезда отпустили гораздо раньше, чем в хвостовой, поэтому головные вагоны, уже находясь на спуске, покатились вперед. При этом хвостовая часть еще находилась на площадке в заторможенном состоянии.

Дополнительно в момент рывка головной части поезда вперед его разрыву способствовал вес цистерн, тормоза которых, к тому же, еще не отпустили (обрыв произошел на 25-й секунде после начала постановки ручки крана машиниста в отпускное положение при фактическом отпуске хвостовых вагонов за 44 с). На хвостовике оборванной автосцепки были видны следы старых трещин площадью до 9 % от всего сечения. Машинисту следовало бы при отпуске автотормозов краном вспомогательного тормоза № 254 удерживать в заторможенном состоянии электровоз до полного завершения отпускного процесса в составе.

Мог ли машинист знать, когда отпустят тормоза в поезде с тем, чтобы уже потом отпустить ступенями вспомогательный тормоз локомотива? Разумеется, до этого было достаточно времени и торможений (последнее перед обрывом было пятым от начала движения). Ведь машинист, проверяя эффективность действия автотормозов в пути следования (по пройденному пути и падению скорости на 10 км/ч), должен оценить еще и то, как они поведут себя в период отпуска. Если, осуществив его краном машиниста, скорость поезда перестала снижаться (стабилизировалась) или начала повышаться (на спуске), то ориентировочно можно считать, что автотормоза уже отпустили. Обычно это время составляет 40—100 с.

Теперь рассмотрим, какие требования к отпуску тормозов в грузовом составе предъявляют инструкции № ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277 в системе ОАО «РЖД» и № ЦТ-ЦВ-ЦЛ/0015 — дорог Украины. Время торможения ступенью 1,5 — 2,0 кгс/см² краном № 254 в период отпуска автотормозов в поезде первая инструкция устанавливает 30 — 40 с, вторая — 40 — 60 с, а затем локомотивный тормоз необходимо отпустить ступенями. Причем в инструкции № ЦТ-ЦВ-ЦЛ/0015 указано условие о том, что ручку крана № 254 следует окончательно устанавливать в отпускное положение только после полного отпуска автотормозов в составе, в том числе и в его хвостовой части.

Но, как правило, зимой отпуск для всех грузовых поездов превышает установленное инструкциями время. То же относится и к любому времени года при следовании составов, которые содержат цистерны и хоппер-дозаторы всех модификаций, а также имеют повышенную длину. Отпуск тормозов в поездах происходит гораздо дольше, нежели за установленные инструкциями 30 — 40 (40 — 60) с. Если по истечении этого времени отпустить тормоз локомотива, то сжатый ранее состав начнет «выстреливать». При следовании грузового поезда по спуску, когда тормоза вагонов в его хвостовой части еще не успели отпустить, обрыв автосцепки во второй или третьей части гарантирован. Как тут быть машинисту? Безусловно, регламентируемые 30 — 40 (40 — 60) с удержания тормоза локомотива необходимо увеличивать до полного отпуска автотормозов в составе. Согласно тем же инструкциям, время отпуска тормозов хвостовых вагонов в поезде длиной более 200 осей может составлять 80 с, а при минусовых температурах— 120 с. Конечно, машинист может ориентироваться на время, указанное в справке ВУ-45, порядком, установленным для российских дорог (к сожалению, на дорогах Украины подобный регламент не введен). Но это время может быть проставлено фиктивно. Поэтому машинист дополнительно оценивает продолжительность отпуска автотормозов, когда проверяет эффективность их действия. Этим временем он должен руководствоваться, управляя поездом и в дальнейшем.

Так, при проверке действия тормозов время их отпуска ориентировочно определяется от момента постановки ручки крана машиниста в отпускное положение до явного прекращения снижения скорости поезда (стабилизации). Если время отпуска было 60 — 120 с (что соответствует инструкциям), то возникают вопросы: как поведут себя колесные пары локомотива, не перегреются ли они, не произойдет ли сдвиг бандажей при торможении краном № 254 с таким же временем? Здесь, конечно, имеет значение температура окружающей среды. Зимой, естественно, вероятность перегрева бандажей уменьшается и, соответственно, можно увеличивать непрерывное время торможения краном вспомогательного тормоза.

Хотя известно, что на маневровом тепловозе, где зачастую снижение скорости движения состава происходит только за счет применения крана № 254, время 30 — 40 (40 — 100) с значительно превышается, но сдвигов бандажей не наблюдается. Поэтому необходимо провести дополнительные исследования (теоретические и практические), чтобы окончательно сказать, какое может быть время непрерывного торможения краном № 254 и с каким допустимым давлением в ТЦ с тем, чтобы условия торможения были приемлемы для состояния бандажей колесных пар.

Здесь, конечно, кроме температуры окружающей среды, следует также учитывать диаметр колеса, толщину бандажа, скорость движения, т.е. условия распределения (рассеивания) тепловой энергии. Понятно, что при наличии на локомотиве элек­тродинамического тормоза эти проблемы снимаются. Облегчаются условия торможения, отпуска и включения тяги, если в составе и на локомотиве имеется устройство контроля давления ТМ хвостового вагона.

С другой стороны, нормативными документами разрешается держать тормоза грузового поезда на одной ступени торможения до 2,5 мин (а при двух и более ступенях — еще продолжительнее). Следовательно, в таком заторможенном состоянии может находиться и тормоз локомотива. Ведь нигде не записано, что в период действия автотормозов в поезде кран № 254 следует ставить на «буфер», т.е. отпускать тормоз локомотива (кроме случаев проверки действия автотормозов). Также нигде не оговорено, как долго можно применять вспомогательный тормоз (одновременно с торможением поезда) и потом, соответственно, продолжать держать его в заторможенном состоянии уже в период отпуска автотормозов в составе.

Наверное, если вспомогательный тормоз локомотива в период торможения поездом не применялся, то длительность его применения уже при отпуске автотормозов состава может превы­шать установленные 30 — 40 (40 — 60) с. Поэтому в Инструкции по эксплуатации тормозов дорог Украины № ЦТ-ЦВ-ЦЛ/0015 время выдержки локомотива в заторможенном состоянии с давлением в тормозном цилиндре 1,5 — 2,0 кгс/см² при отпуске автотормозов грузового поезда длиной до 350 осей увеличено с 30 — 40 до 40 — 60 с. Но после этого тормоз локомотива отпускается ступенями с тем, чтобы его полный отпуск краном № 254 не опередил время полного отпуска тормозов состава. Исключение может быть сделано только в случаях, когда поезд следует на площадке или подъеме.

Применение для отпуска автотормозов положения II ручки крана машиниста позволяет несколько замедлить этот процесс и тем самым удерживать поезд в сжатом состоянии (без ухода его головной части вперед), используя допустимое для таких случаев давление в ТЦ до 2,0 кгс/см². После постепенного отпуска автотормозов продольно-динамические реакции также не будут быстро изменяться. А в дальнейшем уже положением I крана машиниста будет обеспечен надежный отпуск хвостовой части поезда. То есть, при следовании по спуску состава повышенной массы лучше отпускать тормоза приведенным способом, а нормальной или повышенной длины, а также содержащего цистерны и вагоны хоппер-дозаторного типа (с замедленным отпуском) для ускорения отпуска применять положение IV крана машиниста.

Конечно, поезд повышенной массы, который следует по спуску, удержать в сжатом состоянии во время отпуска автотормозов, применяя только кран № 254, сложно. Надо увеличивать давление в ТЦ до 2,5 — 4,0 кгс/см² или держать кран длительное время в заторможенном состоянии. Поэтому во вновь изданной на дорогах Украины инструкции № ЦТ/0150 по предупреждению обрыва автосцепок разрешается машинисту на спусках отпускать тормоза постановкой ручки крана на 20 — 30 с в положение II. За­тем положением I, согласно требова­ниям инструкции по тормозам, устанавливают давление в ТМ на 0,5 — 0,7 кгс/см² выше зарядного. В процессе отпуска кран № 254 остается в тормозном положении с поддержкой давления в ТЦ от 1,5 до 2,5 кгс/см². Или при этом используют электрический тормоз (если он имеется).

Зная ориентировочно время отпуска автотормозов, машинист может управлять поездом, меньше рискуя оборвать автосцепку. Рассмотрим несколько вариантов работы автотормозов.

Первый вариант: время отпуска тормозов завышено. Этот признак определяется уже при проверке действия тормозов — скорость движения поезда, даже после постановки ручки крана машиниста в отпускное положение, продолжает падать. Такие перепады могут быть от скорости начала проверки действия тормозов 40 — 60 км/ч до снижения ее в пределах 10 — 30 км/ч, т.е. скорость уменьшается на 20 — 40 км/ч. Особенно часто подобное явление наблюдается в поездах, имеющих в своем составе вагоны хоппер-дозаторного типа и цистерны.

Если отпуск автотормозов осуществляется медленно, то машинист при дальнейшем следовании, чтобы ускорить этот процесс, должен использовать положение IV, т.е. отпуск выполнять положением I, устанавливая давление в уравнительном резервуаре (УР) выше зарядного на 0,5 — 1 кгс/см², в зависимости от длины состава и фактической плотности ТМ. Затем ручку крана следует перевести из положения І в IV и через 30 — 40 с, после кратковременного перемещения ручки в положение I, установить ее в поездное.

При этом весьма эффективном методе улучшения отпуска автотормозов необходимо быть уверенным, что плотность УР и уравнительного поршня (УП) в положении IV достаточно высокая и отвечает установленным нормам (снижение давления на 0,1 кгс/см² происходит за время не менее 3 мин). В случае низкой плотности УР и УП отпуск автотормозов с использованием положения IV становится невозможным, так как имеется высокая вероятность их срабатывания.

Второй вариант работы автотормозов: при проверке их действия и дальнейшем управлении поездом определено, что при торможении и отпуске наблюдаются значительные продольно-динамические усилия (откат головной части, набегания хвостовой и др.). В таком случае при следовании по спуску и необходимости снижения скорости используют положение VA крана машиниста, Сначала разряжают тормозную магистраль на 0,3 — 0,5 кгс/см² положением V, а затем — положением VA до снижения давления на необходимую величину.

Применение такого торможения (V —VA), вместо только одной ступени снижением давления на величину 0,8 — 1,2 кгс/см², как это предлагает инженер Н.К. Васин в статье «Почему обрываются автосцепки в грузовых поездах» (см. «Локомотив» № 12 за 2006 г.), способно уменьшить усилия в поезде при торможении и, кроме того, практически исключить завышение давления в УР при положении IV крана машиниста и большой разрядке ТМ.

Когда по спуску следует тяжелый состав, в котором наблюдаются значительные реакции, быстрый отпуск автотормозов может увеличить усилия на автосцепках. Поэтому в этих случаях использовать для отпуска положение IV крана машиниста не стоит. Из опыта вождения поездов рекомендуется для постепенного отпуска тормозов поставить ручку крана машиниста на 20 — 30 с в поездное положение, а затем отпуск тормозов выполнять положением I, устанавливая давление в ТМ на 0,5 — 0,7 кгс/см² выше зарядного. При этом в процессе отпуска тормозов в поезде кран № 254 остается в заторможенном положении, поддерживая давление в ТЦ от 1,5 до 2,5 кгс/см², или используется электрический тормоз. При расследовании случаев обрыва автосцепок следует тщательно проводить контрольную проверку тормозов, выяснять причины, которые повлияли на возникновение реакций в поезде. Здесь важно проверить время отпуска тормозов хвостовых вагонов (а не только последнего), плотность ТМ в положениях II и IV крана машиниста, давление ТМ в хвостовой части поезда, наличие в группе вагонов отключенных, не сработавших или самопроизвольно отпустивших тормозов. Особенно такие недостатки в головной части поезда при отпуске могут привести к откату ее при следовании по спуску и как результат — к обрыву автосцепки.

Неквалифицированно поступают те члены комиссии, которые проверяют работу автотормозов раздельно головной и хвостовой частей поезда. Важно при расследовании по скоростемерной ленте (магнитному носителю электронного скоростемера или АЛС-Му, КЛУБ) убедиться в правильности применения тормозов, в зависимости от профиля пути. Следует заметить, что при расследовании «забывают» проанализировать то, как этим поездом (если он был транзитным) управляли предыдущие машинисты.

Уже при ведении грузового состава этими машинистами продольно-динамические усилия в нем могли зародить появление трещины в одной из автосцепок. В дальнейшем при определенных условиях она развилась до полного обрыва сцепного прибора. Причем из-за короткого времени трещина не успела потемнеть (окисление металла и потемнение места излома происходят в пределах двух — пяти суток, в зависимости от погодных условий). То есть комиссия, которая расследует случай обрыва, ошибочно может посчитать «свежий» излом только как вину последнего машиниста.

В заключение следует отметить, что применение только крана № 254 вместо торможения поезда, состоящего из порожних вагонов, которые находятся в головной его части, может привести при отклонениях от норм содержания единиц подвижного состава и рельсового пути к недопустимым сжимающим усилиям. В результате произойдут выдавливание и сход порожнего вагона. Чтобы иметь возможность правильно проанализировать порядок применения крана вспомогательного тормоза, следует в электронных системах предусмотреть запись его работы на магнитный носитель (регистратор параметров движения).

Дата добавления: 2014-11-16