Tramwaje

Powrót

Urządzenia hamulcowe:

Elektrohydrauliczne hamulce tarczowe:

Głównymi elementami elektrohydraulicznych hamulców tarczowych są tarcze hamulcowe, mechanizmy zaciskowe szczęk, agregaty hydrauliczne oraz aparatura sterująca.

Tarcze hamulcowe to elementy przenoszące moment hamujący, powstały w wyniku zaciskania na nich okładzin ciernych szczęk, na oś zestawu kołowego, oś koła luźnego lub wał silnika (w zależności gdzie tarcza jest zainstalowana).
Średnice tarcz wynoszą między 300 - 500 mm.
W celu zapewnienia możliwe najlepszego chłodzenia, tarcze posiadają specjalne układ otworów / żeber pełniących rolę radiatorów - zwiększenie powierzchni oddającej ciepło.

    Tarcza z użebrowaniem chłodzącym


Mechanizmy zaciskowe szczęk zwane też siłownikami, to elementy realizujące docisk szczęk, wyłożonych odpowiednio okładzinami ciernymi, do tarcz hamulcowych.
Podstawowymi elementami tych urządzeń są tłoczki hamulcowe, czyli elementy hydrauliki, które w zależności od rodzaju hamulca, o czym będzie mowa dalej (pasywny / aktywny), ten docisk realizują.

Agregaty hydrauliczne zwane potocznie hydrogeretami (z niem. hydrogerate) to urządzenia służące do wytworzenia ciśnienia w układzie hydraulicznym hamulców. W każdym agregacie znajduje się między innymi elektryczna pompa hydrauliczna, zbiornik z olejem hydraulicznym )płynem hamulcowym), zawory przelewowe oraz proporcjonalne, a czasem również sterowniki układu hamulcowego.
Zasilanie agregatów hydraulicznych odbywa się napięciem pokładowym (niskiego napięcia) z baterii akumulatorów, które ładowane są z przetwornicy pokładowej. Dzięki zastosowaniu zasilania z baterii akumulatorów w przypadku ewentualnej awarii przetwornicy zasilanie urządzeń (nie tylko hamulcowych) jest zapewnione.

    Agregat hydrauliczny - hydrogeret (opis na pow.)

    Wskaźnik poziomu oleju hydraulicznego


Agregat hydrauliczny (hydrogeret) podczas załączania ma pewną zwłokę związaną z wytworzeniem odpowiedniego ciśnienia. Aby hamulce zadziałały natychmiast po załączeniu hamowania, stosuje się tak zwane akumulatory ciśnienia, czyli urządzenia, które posiadają dodatkowe zbiorniki oleju hydraulicznego połączone z obwodem hydrauliki hamulców.
W zbiorniku takim panuje ciśnienie, którym w momencie załączenia hamowania są zasilone mechanizmy zaciskowe szczęk, zanim agregat hydrauliczny wyprodukuje ciśnienie o odpowiedniej wartości.

    Zespół akumulatora ciśnienia we wnętrzu

    Akumulator ciśnienia przy agregacie



Aparatura sterująca znajduje się wewnątrz pojazdu jak również czasem jej część mieści się w agregatach hydraulicznych.


Każdy wózek wagonu wyposażony jest w niezależny od pozostałych (indywidualny) układ hydrauliczny hamulców, w którego skład wchodzą właśnie powyższe elementy. Olej (płyn) hydrauliczny w każdym z układów krąży w obwodzie zamkniętym.
Dany agregat hydrauliczny w zależności od potrzeb może zasilać jeden lub więcej mechanizmów zaciskowych szczęk (siłowników) w ramach jednego układu hydraulicznego.


Przykłady głównych obwodów hydraulicznych hamulca



Pod względem działania elektrohydraulicznych hamulców tarczowych rozróżnia się hamulce pasywne i aktywne.

a) hamulce pasywne (sprężynowe) wykorzystywane są przy hamowania służbowego - umiejscawianie tramwaju na czas postoju i wspomaganie hamowania elektrodynamicznego oraz załączane są przy hamowaniu awaryjnym (nagłym).
Działają w trybie bezciśnieniowym, to znaczy, że gdy w układzie hydraulicznym hamulca nie ma ciśnienia oleju hydraulicznego, szczęki są dociśnięte do tarcz na skutek działania odpowiednio mocnej sprężyny zaciskowej.
W momencie załączenia pompek w agregatach hydraulicznych następuje wzrost ciśnienia oleju hydraulicznego. Jego napór do tłoczków hamulcowych mechanizmów zaciskowych powoduje przezwyciężenie siły sprężyny i odciągnięcie szczęk z okładzinami ciernymi od tarcz - wagon zostaje odhamowany. Pełne odhamowanie uzyskuje się przy osiągnięciu ciśnienia 100 - 120 barów.
W hamulcach pasywnych brak ciśnienia w układzie hydraulicznym spowodowany jakąkolwiek usterką powoduje samoczynne zahamowanie tramwaju.

   
Hamulec tarczowy pasywny z tarczą
na osi zestawu kołowego (opis na pow.)


   
Hamulec tarczowy pasywny z tarczą
na osi koła luźnego (opis na pow.)


   
Hamulec tarczowy pasywny z tarczą
na wale silnika (opis na pow.)


Podczas postoju wagon jest zahamowany hamulcami tarczowymi pasywnymi. W momencie ustawienia nastawnika jazdy na pozycję rozruchu, aparatura sterująca załącza pompki agregatów hydraulicznych, ciśnienie oleju hydraulicznego wzrasta i wagon zostaje odhamowany. Podczas rozruchu i jazdy z wybiegu aparatura cały czas utrzymuje jednakowe ciśnienie dzięki zamkniętym zaworom proporcjonalnym w agregacie hydraulicznym.
Po przestawieniu nastawnika jazdy na pozycje hamowania, aparatura sterująca powoduje odpowiednie otwarcie zaworów proporcjonalnych. Ciśnienie się zmniejsza, gdyż sprężony olej hydrauliczny "wraca" do zbiornika w agregatu.


W przypadku awarii układu hamulcowego, gdy tramwaj jest umiejscowiony hamulcami pasywnymi i konieczne jest jego zholowanie należy odluźnić te hamulce ręcznie. Do tego celu służy drugi obwód hydrauliki hamulców służbowych, którym połączone są wszystkie zespoły hamulców pasywnych tramwaju. Obwód ten jest również obwodem zamkniętym natomiast elementem zwiększającym ciśnienie w układzie hamulcowym jest ręczna pompa wyposażona we własny zbiornik oleju hydraulicznego.
Zwiększenie ciśnienia oleju hydraulicznego (płynu hamulcowego) w obwodzie realizuje się przez poruszanie specjalną dźwignią. W wyniku wzrostu ciśnienia w zbiorniku pompy obniża się poziom oleju.
Aktualnie panujące ciśnienie w układzie można obserwować na manometrze pompy ręcznej. Pełne odluźnienie hamulców uzyskuje się po uzyskaniu ciśnienia około 100 barów, czyli tak jak przy działającym agregacie.


  Pompa ręczna do luzowania hamulców pasywnych (opis na pow.)


Po odluźnieniu hamulców ręczną pompą wagon nie jest umiejscowiony i może nastąpić jego stoczenie na pochyłości.
W celu ponownego zahamowania należy użyć specjalnego przycisku (zaworu), który znajduje się na zespole pompy ręcznej. Spowoduje to zwolnienie ciśnienia na pompie w wyniku czego szczęki z okładzinami ciernymi mechanizmów zaciskowych zostaną zaciśnięte na tarczach zgodnie z zasadą pracy hamulca pasywnego (sprężynowego).
Jeżeli załączone zostanie hamowanie poprzez nastawnik jazdy aparatura sterownicza hamulców również spowoduje zwolnienie ciśnienia i zahamowanie wagonu.

Drugi obwód hydrauliki hamulców (awaryjny) przy pompie ręcznej może mieć zastosowane zawory połączeń hydraulicznych doprowadzanych ciśnienie do zespołów hamulcowych danego wózka. W wyniku tego poprzez odpowiednie ustawienie zaworów można ręcznie luzować hamulce tylko wybranego wózka lub wszystkich wózków.


  Zawory hydrauliki wózków przy pompie ręcznej (opis na pow.)

Pompa ręczna najczęściej znajduje się w kabinie motorniczego.



Dodatkowo każdy mechanizm zaciskowy posiada indywidualny układ mechaniczny luzowania szczęk. Przykład takiego układu jest przedstawiony na powiększeniu fotografii hamulca pasywnego na osi zestawu kołowego.
Odluźnienie hamulców poprzez taki układ powoduje, że mimo załączania hamowania przez nastawnik jazdy, czy ręczną pompę hamulce te zostają odluźnione - nie ma możliwości załączenia hamulca postojowego.
Z tego powodu należy zachować szczególną ostrożność, tak by nie nastąpiło niekontrolowane stoczenie się pojazdu. Do zahamowania w takiej sytuacji należy używać hamulców awaryjnych (tarczowych aktywnych lub elektromagnetycznych szynowych).



Schemat dwuobwodowego układu hydraulicznego
hamulców pasywnych (obwód główny i awaryjny)




b) hamulce aktywne stosuje się w wózkach tocznych (nie posiadających napędu). Wykorzystywane są one do hamowania awaryjnego (nagłego) oraz do przyhamowywania wagonu w przypadku wykrycia poślizgu (ABS). Hamulce te nie biorą udziału w służbowym hamowaniu.
Ich zasada działania jest odwrotna niż hamulców pasywnych - działają w trybie ciśnieniowym, czyli są zahamowane, gdy w układzie hydraulicznym jest ciśnienie natomiast przy jego braku są odhamowane.
Dzięki zwiększaniu siły docisku szczęk poprzez wzrost ciśnienia oleju hydraulicznego możliwa jest płynniejsza regulacja siły hamowania oraz uzyskuje się większą siłę docisku okładzin ciernych do tarcz w porównaniu z hamulcami pasywnymi, gdzie siła ta jest wywoływana przez sprężynę.
W hamulcach aktywnych zamiast sprężyny zaciskowej zastosowana jest sprężyna służąca do odciągania szczęk od tarcz przy zmniejszaniu ciśnienia oleju hydraulicznego.

    Hamulec tarczowy aktywny (opis na pow.)

Ponieważ hamulce aktywne w stanie zasadniczym są odhamowane posiadają one tylko jeden obwód hydrauliczny łączący agregat hydrauliczny z mechanizmem zaciskowym szczęk.

Do początku strony


Powrót