Железяки электропоезда-7. Электропневматические тормоза⁠⁠

Предыдущие посты цикла:

Железяки электропоезда. Токоприёмник.
Железяки электропоезда-2. Высоковольтный выключатель.
Железяки электропоезда-5. Тяговый трансформатор и силовой контроллер

Железяки электропоезда-6. УСАВП или "автопилот" поезда
Перед прочтением поста настоятельно рекомендую прочесть это:

Железяки электропоезда-3. Тормозная система

Железяки электропоезда-4. Кран машиниста усл. №395

***

Почему вообще появились электропневматические тормоза (далее - ЭПТ)? Зачем они нужны?
Для этого разберёмся в минусах пневматических тормозов:

- наличие тормозной волны. Пневматические тормоза управляются из кабины локомотива. Машинист, например, делает разрядку в тормозной магистрали, чтобы применить торможение. Давление падает сначала в голове поезда, а потом этот процесс перемещается в хвост. Таким образом тормоза срабатывают неодновременно. И наоборот, когда машинист захочет отпустить тормоза - сначала это произойдёт в голове поезда, и в последнюю очередь - в хвосте. Скорость тормозной волны, чтобы вы понимали, при служебном торможении равна ~120 метров в секунду. То есть у электропоезда длиной ~200 метров пневматические тормоза на хвостовом вагоне сработают на ~1,7 секунды позже, чем на головном. Это приводит к реакциям по поезду и поводам для жалоб пассажиров, что выливается в создание таких постов: Почему электричка дёргается. Эльфийский длиннопост

- отсутствие ступенчатого отпуска. При пневматическом торможении машинист может ступенчато повышать давление в тормозных цилиндрах, тем самым постепенно увеличивая тормозное нажатие. Это делает торможение более плавным. Но по мере уменьшения скорости возникает необходимость уменьшить нажатие, чтобы поезд остановился мягко, а не как вкопанный. Но пневматика так не умеет. Если пневматические тормоза сработали на отпуск - они отпускают полностью. Это тоже отражается на комфорте пассажиров.

- низкое быстродействие тормозов. Представьте, что вы управляете автомобилем, у которого тормоза срабатывают не мгновенно, а с задержкой. И отпускают тоже с задержкой. То есть все ваши действия с тормозами имеют определённый "пинг" в несколько секунд. Таким автомобилем удобно управлять? А именно так и работают пневматические тормоза поезда, так как команды передаются с помощью воздуха, и их скорость не может превышать скорость звука.

***

Электропневматический тормоз позволяет убрать все минусы пневматического тормоза. Управление ЭПТ осуществляется при помощи тока, а в качестве источника энергии для торможения используется давление сжатого воздуха на поршни тормозных цилиндров. То есть тормозим мы всё равно воздухом, но машинист команды отдаёт с помощью электрических цепей.
На вагонах с ЭПТ установлены электровоздухораспределители (далее - ЭВР) усл.№305:

Не буду вдаваться в подробности, отмечу главное. В корпусе воздухораспределителя есть два вентиля. Один называется вентилем отпуска, его электромагнитная катушка под номером 25, второй вентиль - тормозной, на рисунке стоит справа от вентиля отпуска. Суть работы ЭВР проста: вентиль торможения впускает воздух в тормозные цилиндры, вентиль отпуска - наоборот, выпускает. Когда нужно поддерживать определённое давление в цилиндрах (то есть перекрыша) - оба вентиля закрыты. То есть воздух и не впускается, и не выпускается. Всё. Вся работа ЭВР.
Команды на торможение-отпуск машинист даёт с помощью крана машиниста №395.

Для этого у него есть специальная крышка, в ней микропереключатели. От неё идёт кабель:

В Vэ-положении крана получают питание оба вентиля ЭВР. Воздух поступает в тормозные цилиндры. Когда нужно остановить наполнение цилиндров и сделать перекрышу - машинист ставит ручку крана в III-е или IV-е положение. В таком случае вентиль отпуска остаётся под питанием (чтобы воздух не вышел из тормозных цилиндров), а вентиль торможения теряет питание, закрывая течение воздуха в цилиндры.
Когда тормоза нужно отпустить - машинист ставит ручку крана во II-е или I-е положение. В таком случае теряет питание и вентиль отпуска. Воздух из цилиндров выходит в атмосферу. Но! Вот тут и появляется возможность ступенчатого отпуска. Машинист может, не дожидаясь выхода всего воздуха из цилиндров, переместить ручку крана в положение перекрыши. И тогда отпуск тормозов прекратится, в цилиндрах останется воздух. Таким образом машинист может осуществлять ступенчатый отпуск, которого так не хватает при пневматическом торможении.
При ЭПТ нет тормозной волны, так как скорость электрического импульса равна (условно) скорости света, тормоза на всех вагонах срабатывают одновременно. Ещё одно преимущество по сравнению с пневматикой.

ЭПТ отличаются быстродействием. Машинист может быстро и чётко добавлять или уменьшать давление в тормозных цилиндрах с шагом чуть ли не в 0,01 МПа, насколько позволяет скорость его рук и желание, что при пневматике невозможно.
Вот такая классная штука, этот электропневматический тормоз.
Но назревает закономерный вопрос.

Если ЭПТ такие классные, почему тогда не уберут пневматические тормоза? Потому что у ЭПТ есть два существенных взаимосвязанных недостатка:

- ЭПТ не являются автоматическими тормозами в отличие от пневматических, то есть они не сработают при разрыве тормозной магистрали (например, при разъединении поезда). Вагон, отцепившийся от поезда с одними только ЭПТ, просто будет катиться по инерции дальше.

- при неисправности цепей ЭПТ они просто не будут работать. Например, перегорит предохранитель - всё, тормозов у поезда нет. Переломался где-то проводок в поезде - аналогично, тормозить нечем.
Поэтому пневматические тормоза остаются основными тормозами поездов.
Надеюсь, пост не слишком эльфийский.)
Отвечу на вопросы.)