Как называется сцепка между вагонами

Автосцепка

Автосцепка — разновидность ударно-тяговых приборов, устройство для автоматического сцепления железнодорожного подвижного состава, передачи и смягчения действия продольных усилий, развиваемых при движении и остановке поезда, а также при маневровой работе. Обеспечивает автоматическое сцепление подвижного состава при соударении, автоматическое возвращение деталей механизма в положение готовности к сцеплению после разведения подвижного состава и возможность работы «на буфер», когда при соударении автосцепок их сцепления не требуется. Расцепление производится вручную (при этом человек не заходит между вагонами).

Содержание

Классификация автосцепок

Все существующие автосцепки могут быть разделены по их типу на две группы: нежёсткие и жёсткие и по принципу восприятия усилий также на две группы: тягово-ударные и тяговые.

На железных дорогах СНГ применяются тягово-ударные сцепки нежёсткого типа. В вагонах метрополитена применяется тягово-ударная сцепка жёсткого типа.

Автосцепка СА-3

Описание

Применяется сейчас на всех магистральных железных дорогах СНГ, в Финляндии и Монголии, а также на нескольких отдельных линиях в других государствах. По краям вагона или локомотива имеется два буфера, а посередине располагается автосцепка. Автосцепка вагона состоит из следующих частей: корпуса автосцепки и расположенного в нём механизма, тягового устройства с поглощающим аппаратом (пружинами), расцепного привода и ударно-центрирующего прибора. Корпус автосцепки представляет собой пустотелую стальную отливку, в головной части которой размещаются детали механизма. Если смотреть на автосцепку спереди, то у неё справа расположен большой зуб, слева — малый. Пустота между зубьями называется зевом автосцепки. Слева из зева выступает замок, в середине выходит лапа замкодержателя.

На рисунке показана автосцепка и её расположение на вагоне. В корпусе автосцепки 13 размещаются детали механизма сцепления. Тяговый хомут 6 с помощью клина 8, закрепленного болтами, упорной плиты 7, переднего 9 и заднего 1 упоров передаёт через поглощающий аппарат 5 продольные растягивающие и сжимающие усилия от корпуса автосцепки на раму вагона. Маятниковые подвески 11 и центрирующая балка 12 возвращают в центральное положение отклоненный корпус автосцепки. Расцепной рычаг 3, удерживаемый кронштейном 2 и державкой 10, и цепь 14 предназначены для расцепления автосцепки и установки механизма в выключенное положение при необходимости работы «на буфер»; поддерживающая планка 4 служит для удержания тягового хомута с поглощающим аппаратом и упорной плитой. Корпус сцепки имеет два зуба — большой и малый, между которыми образован зев. При сцеплении малый зуб одной сцепки входит в зев другой, а расположенные в корпусе автосцепки замки нажимают один на другой и входят в карманы корпусов 13, обеспечивая сцепление. В сцепленном состоянии замкодержатель препятствует саморасцеплению автосцепки в пути под влиянием ударов и толчков. Для расцепления автосцепки необходимо поворотом валика подъёмника любой из сцепок сначала отпереть соответствующий замкодержатель, а затем отвести замок назад. В положение готовности к новому сцеплению замки приводятся при выводе малого зуба из зева или без разведения автосцепки (при ошибочном расцеплении) — поднятием замкодержателя. Действует автосцепка следующим образом. При нажатии или соударении вагонов головы автосцепок скользят одна по другой в горизонтальной плоскости до тех пор, пока малый зуб одной не войдёт в зев другой. При нажатии друг на друга замки сначала уходят каждый в свой карман, а затем выпадают в образовавшееся пространство и запирают автосцепки. Чтобы расцепить автосцепки, достаточно убрать один из замков внутрь головы автосцепки. Для этого при помощи расцепного привода поворачивается валик подъёмника, а вместе с ним и подъёмник замка, который сначала поднимает верхнее плечо собачки, чем выключает действие предохранителя замка, затем уводит замок внутрь головы автосцепки и одновременно заходит за расцепной угол замкодержателя. Проследним движением подъёмник замка запирает свой обратный ход, так как, упираясь в расцепной угол замкодержателя, он не может вернуться в своё прежнее положение до тех пор, пока не освободиться лапа замкодержателя, что произойдёт только при разъединении автосцепок. При этом она под действием веса своего противовеса и нажатия подъёмника войдёт в зев автосцепки. В пассажирских вагонах устраиваются, помимо поглощающих аппаратов автосцепки, центральные упругие площадки (переходы). Упругая площадка, размещаемая на торцовой стенке вагона, имеет рамку, выступающую вперёд за плоскость зацепления автосцепок. Нижняя часть рамки соединяется штырями с буферами, а верхняя с хомутом листовой рессоры, концы которой при помощи шарниров опираются на торцовую стенку вагона. При соединении вагонов сначала сжимаются упругие площадки, после чего уже сцепляются автосцепки, в результате этого автосцепки находятся в натянутом положении, что смягчает толчки, вызываемые зазорами между сцепляемыми поверхностями автосцепок. Сбоку и сверху переходы закрываются резиновым суфле.

История

У нас впервые вопрос о внедрении автосцепки на отечественных железных дорогах всерьёз обсуждался в 1898 году, на ХХ совещательном съезде представителей железных дорог. Как один из вариантов рассматривалась и американская автосцепка системы Джанея. В начале XX века на нескольких вагонах были испытаны сцепки американского типа. Однако, из-за её недостатков и отсутствия подходящей отечественной конструкции введение автосцепки было решено отложить на неопределённый срок.

Применяемая на отечественных железных дорогах автосцепка СА-3 сконструирована в 1932 году коллективом авторов в составе А. Ф. Пухова, И. Н. Новикова, В. А. Шашкова, В. Г. Голованова под руководством В. Ф. Егорченко. За основу была взята автосцепка Виллисона, изобретенная в 1916 году и предназначенная для подвижного состава шахт и рудников. Авторы полностью переработали автосцепку, а главное, применили новый контур зацепления. Получилась очень удачная конструкция. На западе ее называют «русская автосцепка» или «автосцепка Виллисона с русским контуром». Перевод железных дорог СССР на автосцепку начался в 1935 году, и был полностью завершён в 1957 году. Во время перехода с винтовой стяжки на автосцепку на отечественных железных дорогах применялись специальные переходные приспособления.

Модификации

Конструкция большинства элементов сцепки неоднократно подвергалась изменениям для улучшения эксплуатационных характеристик.

Для паровозов и путевой техники выпускаются модификации автосцепки, не имеющие поглощающего аппарата. Сцепки локомотивов и части вагонов имеют возможность установки предохранительного крюка, удерживающего головку автосцепки в случае обрыва на исправной сцепке. Для восьмиосных вагонов разработана усиленная сцепка СА-3М, допускающая бОльшие отклонения головки.

С 1950-х гг. для внедрения на дорогах Европы предлагаются различные модификации СА-3, обеспечивающие соединение электрических цепей и пневматических магистралей.

По тому же принципу зацепления Виллисона, но с другими геометрическими размерами, существуют сцепки для узкоколейных дорог и горной техники.

Например, сейчас производится автосцепка А-7 для шахтных вагонеток, позволяющая:

Для узкой колеи выпускалась автосцепка АУК, предложенная Медведевым.

Автосцепка Джаннея

Из ныне существующих первая автосцепка была изобретена в США Эли Джаннеем и запатентована 29 апреля 1873 года. В 1892 году Конгресс принял законопроект, которым все ЖД США должны были ввести автосцепку Джаннея в обязательном порядке. Но в таком виде автосцепка просуществовала недолго. В 1887 году Master Car Builders Association существенно изменила контур зацепления. В дальнейшем контур зацепления изменялся, с сохранением совместимости, в 1904, 1916 (принят тип «D»), 1918, 1930 (принят тип «E). Сейчас на ЖД США применяется автосцепка Дженнея стандарта Association of American Railroads типов «F» и «H», принятые в 1946 и 1954 годах. Чтобы она нормально работала, необходимо предварительно разблокировать когти, поэтому эту сцепку и прозвали полуавтоматической. Основные недостатки сцепки Джаннея — это износ валика, недостаточное использование поверхности корпуса для передачи усилий, невозможность работы с вагонами с винтовой упряжью, а в ранних образцах — ненадежность работы.

Разновидностью является сцепка Tightlock, обеспечивающая вертикальную взаимную неподвижность сцепок и соединение пневматических магистралей.

Источник

Как сцепляются вагоны поезда: чем соединяются вагонеты между собой

Чтобы поезда двигались быстро, но плавно, без рывков, вагоны должны быть надежно соединены друг с другом. Как соединяются вагоны поезда между собой? Чем вагоны сцеплялись раньше? Какие существуют способы сцепки вагонетов? С этими и другими вопросами разберемся далее.

Если посмотреть на то, как сцепляются вагоны поезда, то можно увидеть специальное техническое приспособление, имеющее достаточно сложную конструкцию, напоминающую клешню. Это автоматическая сцепка. Использование автосцепки позволяет получить прочное и надежное соединение, и возможность того, что вагоны самостоятельно отсоединятся в дороге, исключена.

Автосцепка имеет еще одно преимущество — то, как быстро соединяются вагоны между собой. Этот процесс занимает считанные минуты. Так же легко при необходимости вагонеты разъединить — достаточно потянуть за отжимной рычаг, и механизм автоматической сцепки раскроется.

Как соединяются вагоны: видео

Чем соединялись вагоны поезда раньше?

То, как сцепляются вагоны сегодня, не представляет особой сложности, поскольку процесс автоматизирован. Раньше же для присоединения вагонов использовалась простая система, состоящая из крюков и цепей. При стыковке вагонов в месте их сближения располагались с одной стороны крюки, а с другой — петли с цепью. Звено цепи просто накидывали на крючок, выбирая оптимальный по длине вариант.

Чем соединялись вагоны раньше

Поскольку цепное соединение не было жестким, вагоны при движении ударялись друг о друга. Чтобы толчки были не такими сильными и не доставляли неудобств пассажирам, использовались буферы. Они представляли собой полусферическую «шапочку» на ножке.

Технология того, как сцепляются вагонеты, накладывала на эксплуатацию поездов отпечаток. Цепное соединение было слабым местом поезда. Во-первых, сцепка требовала значительных физических усилий и занимала много времени. Во-вторых, значительную роль играл человеческий фактор, и при невнимательности сцепщика вагоны могли разъединиться в дороге. В-третьих, такое соединение не подходило для длинных поездов или грузовых составов с большой массой.

В США первый поезд с автоматической сцепкой был представлен еще в 1900 году, но до СССР технология шла очень долго. Пересматривать технологию того, чем соединяются вагоны, начали только в 30-х годах прошлого столетия. Закончено переоборудование вагонов было лишь в 1957 году.

Установка автосцепок дала следующие преимущества:

Как сцепляются вагоны: принцип работы автосцепки

Автосцепка — это парная конструкция. С одной стороны деталь вытянута — это «зев» автосцепки. С другой стороны расположен «хвостовик». В хвостовике есть отверстие, через которое он соединяется с «поглощающим» аппаратом. Поглощающий аппарат играет роль демпфирующего устройства. В нем установлены пружины и другие элементы для поглощения ударных и вибрационных нагрузок при движении состава.

Чтобы соединить вагоны, необходимо привести два симметричных автосцепных устройства в контакт. При соединении автосцепок изнутри выдвигаются металлические пластины. Они прижимаются к поверхности зева так туго, что разорвать соединение невозможно.

Чтобы расцепить автосцепку, имеется специальный рычаг с цепью. При этом пластины задвигаются обратно в замковое устройство, и сцепка разъединяется.

Схема работы автосцепки

Как еще соединяются вагоны

Использование автосцепок — не единственный вариант, как соединяются вагоны. На самом деле используется несколько видов автоматический соединений.

Если вам интересно, чем соединяются вагоны поезда метро, то это приспособление носит сокращенное название «шарф», а полностью называется автосцепка Шарфенберга. Главным достоинством конструкции является то, что одновременно выполняется не только механическая сцепка, но и соединяется проводка. Поэтому распространение система получила в электропоездах — метро, «Сапсане», некоторых моделях трамваев.

Как сцепляются вагоны поезда методом Шарфенберга, показано на фото.

Еще один частный случай того, чем соединяются вагоны, — автосцепка с поворотом. Это устройство используется на грузовых составах и дает возможность опрокидывать вагон, не отсоединяя его. Такое устройство значительно ускоряет выгрузку сыпучих и кусковых материалов, транспортируемых по железной дороге.

Существуют и другие способы того, как сцепляются вагоны поезда между собой, но они являются либо устаревшими, либо не получили широкого распространения из-за наличия конструктивных недостатков.

Источник

Как вагоны и локомотивы сцеплены между собой

Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 04.02.2021

Мы постоянно видим беспрерывно двигающиеся по нашим железным дорогам грузовые и пассажирские поезда. Все вагоны и локомотивы скреплены единым целым и получается состав. Но вот вопрос, а как вагоны и локомотивы сцеплены между собой, что за устройства, которые это делают? Эти устройства называются – автосцепки, мы их видим с обоих сторон на каждом вагоне и локомотиве, они находятся прямо посредине и выглядят своеобразно, как-бы такие большие «клешни» с замками. Немного истории.

Автоматическое сцепное устройство

Раньше, вплоть до середины 30-х годов прошлого века автосцепок на вагонах и локомотивах не было. Вместо на них на вагонах и паровозах устанавливались крюки, которые соединялись специальными винтовыми стяжками, причем вручную. Была такая должность – сцепщик.

Чтобы в пути вагоны не так сильно ударялись друг об друга, устанавливались на специальном брусе, с обоих концов вагонов и паровозов, большие такие, железные круглые «тарелки» — буфера. Конечно, мягкость движения поездов отсутствовала, о грузовых поездах большой массы и длинны нечего было и думать, винтовые стяжки не выдерживали больших продольно-динамических нагрузок, ну и была высока ситуация с травматизмом, среди сцепщиков вагонов.

Вплотную вопросом разработки и внедрения автосцепок на железных дорогах занялись американцы, на все про все у них ушло десять лет. Но уже в 1900 году весь подвижной состав в Америке был оборудован автосцепками системы «Джаннея».

Автосцеака Джаннея

Вопрос о введении автосцепки в России рассматривался также в конце 19 века. И только в 1906 году на Московско-Казанской железной дороге американской автосцепкой (в виде опыта) было оборудовано 250 вагонов и несколько паровозов. Вот и все! Вплотную к решению проблемы автосцепок подошли в 1930 году, при разработке плана реконструкции железных дорог. И взялись за это решительно и серьезно!

Автосцепка СА-3

В результате была разработана своя отечественная автосцепка СА-3 (Советская автосцепка-третий вариант), которая практически без больших конструктивных изменений эксплуатируется на наших железных дорогах и в наши дни. Устройство очень простое и очень надежное, гораздо лучше Американской!

Перевод подвижного состава железных дорог СССР на автосцепки начался в 1935 году и полностью был завершен в 1957 году. Внедрение автосцепок коренным образом повлияло на работу железных дорог, это позволило в разы увеличить веса поездов и соответственно очень сильно повысить пропускную способность железных дорог, увеличить переработку вагонов на сортировочных станциях, ускорить оборот вагонов, существенно повысилась безопасность движения поездов, вследствие сокращения количества их обрывов (в 50-60 раз)! Вот такое это устройство-автосцепка!

Устройство и работа автосцепки достаточно просты: сама автосцепка представляет собой стальную, литую, немножко вытянутую конструкцию, с одной стороны которой располагается ее ударная часть, так называемый «зев», с набором необходимых для сцепления деталей внутри-замки, замкодержатели, валики, предохранители и т.д. Пусть специалисты разбираются. Второй конец, меньшей ширины, называемый «хвостовиком» имеет отверстие, через которое стальным клином соединяется с так называемым «поглощающим аппаратом», который находится уже в переднем брусе локомотива или вагона, он имеет пружину и все необходимые устройства, для преодоления и смягчения продольно-динамических нагрузок, непременно возникающих при движении поезда, особенно грузового и очень хорошо их смягчает! Все это устройство запрятано в специальном ящике, называемом «стяжным».

Автосцепка на грузовом вагоне

Работает это механизм несложно: при соединении ударной поверхности (зева) одной автосцепки с такой-же поверхностью другой, они входят в зацепление и своими краями выдвигают изнутри, так называемые, «замки»-стальные мощные толстые пластины, которые и прижимаются к краям ударных поверхностей автосцепок, да так плотно, что не разорвешь, ни за что!

Заодно, во избежание саморасцепа, замки фиксируются замкодержателями. Что-бы расцепить автосцепки достаточно приподнять и потянуть в сторону небольшой рычаг с цепью, подходящей к специальному валику на боку автосцепки, хорошо видно на вагонах и локомотивах, валик повернет небольшой такой предохранитель и замок «упадет» обратно в корпус автосцепки – все расцепили! Сцепление локомотива с вагонами должно происходить на небольшой (около трех км/час), скорости. Правильность сцепления проверяется по сигнальным отросткам в корпусе автосцепки. Очень просто, и гениально, по сей день!

Источник

Как называется сцепка между вагонами

Выберите вашу станцию:

История развития автоматической сцепки подвижного состава

Сцепное устройство единиц железнодорожного подвижного состава, идея которого родилась одновременно с железной дорогой и находилась в центре единого комплекса технических принципов её создания, не вызывало каких-либо серьёзных проблем в то время, когда интенсивность эксплуатации железнодорожных линий, их пропускная способность, объёмы и скорости перевозок, были достаточно скромными. Речь идёт о периоде с 1810 по 1850 год. Однако возросшие в Соединённых Штатах интенсивность движения поездов и густота перевозок, начиная с 1860-х годов, потребовали создания автосцепки.

В 1877 году автоматическое сцепное устройство Джаннея, конструкция которого стала прототипом для многих последующих моделей, сменявших друг друга в США, получило широкое распространение на железной дороге в Пенсильвании. В 1893 году Конгресс США принял «Закон об обеспечении безопасности на железнодорожном транспорте» (Railroad Safety Appliance Act), сделавший обязательным с 1898 года наличие системы автоматической сцепки у всех вагонов, которые по пути своего следования перемещаются по нескольким железным дорогам. Данное оборудование должно было обеспечить автоматическое сцепление между собой единиц подвижного состава и избежать нахождения человека между вагонами при расцеплении.

Начиная с 1916 года, автоматическая сцепка, так называемой «модели MCB«, стала обязательной на территории США, Мексики и Канады. С этого времени она начала своё безраздельное господство на североамериканском континенте, с этого времени её конструкция дважды модернизировалась: в 1932 и 1953 годах.

В Европе конца XIX века в течение ряда лет испытывали различные виды устройств, некоторые из которых являлись модификациями американской автосцепки. При этом особенное внимание уделялось тому, чтобы обеспечить плавный переходный период, во время которого единицы подвижного состава, оснащённые новыми сцепными устройствами, должны были беспрепятственно сцепляться с теми, которые ещё не были переоборудованы.

В июле 1886 года был проведен большой конкурс, организованный в Найн-Элмс (Nine Elms). На конкурс было представлено не менее 300 систем, большая часть из них на первом этапе была отклонена. В финал конкурса попали 34 разработчика, которые представили 27 ручных и 7 автоматических сцепных устройств. Практически все они были из Великобритании, и только один – из Франции. Регламентная документация предусматривала две категории сцепных устройств: ручные и автоматические.

Конструкция винтовой стяжки ещё продолжала нуждаться в дальнейшей модернизации, а автосцепка ещё не начала рассматриваться в качестве финального технологического решения. Поэтому Парижское общество по производству автоматических устройств выбрало очень необычный подход, который был нацелен не столько на создание полностью автоматической сцепки, сколько на то, чтобы обеспечить работу с обычной винтовой стяжкой с минимизацией нахождения человека между вагонами. Предлагаемое устройство формирует 2 параллельных сцепки, конструктивные элементы которых расположены в обратно противоположном порядке по отношению друг к другу. Сцепление вагонов осуществляется следующим образом: в воронкообразные отверстия заходят «сцепные петли», которые блокируются пружинными штифтами (имеет аналогию с автосцепкой системы Шарфенберга (Scharfenberg), которая активно применяется в наше время).

Автоматическое сцепное устройство Парижского общества по производству автоматических устройств.

Сцепное устройство, разработанное Парижским обществом по производству автоматических устройств (Compagnie des appareils automatiques de Paris). Чертёж появился в RGCF в июле 1886 года. Более тёмным оттенком серого цвета выделены детали, относящиеся к вагону слева, более светлым – к вагону справа. Зелёным цветом выделена система центрирования и сцепок, работающих на основе «сцепных петель». Розовым цветом выделена ручная стяжка сцепки, натяжение винтового соединения которой осуществляется при помощи маховиков, расположенных по бокам вагона.

Экономия затрат труда по сравнению с использованием ручных винтовых стяжек оказалась ниже самых пессимистических прогнозов. Необходимо было делать до трёх или четырёх попыток автоматического сцепления в тех случаях, когда сцепные устройства были плохого качества или сильно изношенные. При этом, разумеется, существовал риск сломать сцепные устройства в процессе такого количества попыток! Необходимо помнить также, что при каждой новой попытке требовалось привести в движение тяжёлый и длинный состав, чтобы взять разбег. Можно представить себе силу ударов, а также возможное причинение вреда подвижному составу и перевозимым грузам.

Несмотря на возлагаемые на неё надежды, автоматическая сцепка не устранила полностью проблему несчастных случаев. Невзирая на то, что внедрение автосцепки привело к уменьшению в два раза количества несчастных случаев, происходивших в США в процессе сцепления вагонов, это количество, всё равно было в два раза больше, чем в Европе, подвижной состав которой был полностью оснащён ручными сцепками.

В июле 1900 года в журнале «La Revue Générale des Chemins de Fer» (RGCF) была опубликована статья французского инженера Андре Башеллёри, который считал внедрение автосцепки в Европе преждевременным, однако «… как только европейские инженеры твёрдо решат пойти по пути, проторенному их американскими собратьями, преодолев все сложности взаимопонимания на межгосударственном уровне, а также (возможно более серьёзные) трудности по организации сервисного обслуживания в переходный период, потребуется ещё решить сложную и деликатную проблему обеспечения почти абсолютного единообразия новых устройств, не преграждая при этом дорогу научно-техническому прогрессу». Данное высказывание хорошо отражает обобщённую точку зрения европейских инженеров начала XX-го века, которые не спешили её менять.

Министерство торговли Великобритании, в чью компетенцию входили вопросы технической стандартизации железнодорожной отрасли государства, пришло к похожим выводам в докладе специальной комиссии, который был представлен в декабре 1907 года. Объединённое королевство стало одним из государств Европы, наиболее скептически настроенных по отношению к автоматической сцепке.

Переоборудование подвижного состава в процессе его оснащения автоматическими сцепными устройствами типа MCB (Master Car Builders Association – Ассоциация вагоностроителей) из расчёта от 75 до 150 франков (по ценам того времени) на вагон обошлось американским железным дорогам в сумму, эквивалентную порядка 150 млн. франков. Эта сумма была равна примерно четверти от чистой выручки за год всех французских железных дорог, которая составила в 1899 году около 673 млн. франков (согласно статистическим данным, опубликованным в RGCF).

В конечном итоге, были выполнены расчёты, которые показали, что требуется около 3-х рабочих дней для оснащения одного вагона автоматическими сцепными устройствами. Это означало, что для переоборудования всего французского парка вагонов нужно было затратить не менее 1 млн. рабочих дней. Данный процесс растянулся бы на период более десяти лет, из расчёта, что в год планировалось переоборудовать по 100 000 вагонов. В течение всех этих лет объём перевозок был бы уменьшенным за счёт постоянного простоя порядка 12000 вагонов, находящихся на переоборудовании.

В 1949 году подобные же расчёты показали, что переоборудование 3,3 млн. европейских вагонов обошлось бы в сумму порядка 6552 млн.долл., в то время, когда от стран Западной Европы требовалось, чтобы они сэкономили 982 млн. долл. в течение 40 лет.

В свою очередь японцы произвели переоборудование всего подвижного состава в течение 24-х часов, отключив энергопитание контактной сети в тех пунктах, где были расположены склады с автосцепками, тем самым, собрав там все поезда. При этом монтаж оборудования автосцепок на все единицы подвижного состава был осуществлён в кратчайшие сроки (в основном силами военнослужащих, которые были специально привлечены для этой работы).

В апреле 1912 года журнал RGCF опубликовал статистические данные по результатам деятельности американских и европейских железных дорог, показавшие, что от общего числа жертв несчастных случаев на железных дорогах Франции и Объединённого Королевства примерно от 3 до 4% составляют сотрудники, занятые в процессах сцепления и расцепления составов с использованием винтовых стяжек. А в Соединённых Штатах, где весь подвижной состав оснащён автоматическими сцепками, «количество несчастных случаев при выполнении операций, связанных со сцеплением или расцеплением вагонов выше, чем в Европе, где применяется ручная винтовая стяжка».

Однако, самое важное место в решении проблемы внедрения автосцепки занимал вопрос увеличения объёма перевозок, отодвигая тему безопасности на второй план. Если масса поезда, оборудованного винтовыми стяжками, не превосходила 2500 т, то автоматическая стяжка позволяла формировать поезда массой, достигающей 10 000 т. Это был тот аргумент, который мог изменить положение вещей. Дело в том, что прочность и надёжность автоматической сцепки не ограничена весовыми характеристиками её компонентов, тогда как вес винтовой стяжки лимитирован физическими возможностями человека.

Сцепки, применявшиеся в Соединённых Штатах и Советском Союзе имели значение прочности на разрыв от 250 до 300 т, что соответствовало значению эксплуатационной прочности более 100 т, в то время, как винтовая стяжка унифицированного типа МСЖД (Международного Союза железных дорог), которая была установлена на большинство европейских вагонов имела значение прочности на разрыв всего лишь 85 т, что соответствовало тяговому усилию в 30 т.

В любом случае, для вагонов старой конструкции такие нормы загрузки были слишком велики. Именно поэтому, сразу после Второй мировой войны заказываемые Национальным обществом железных дорог Франции (SNCF) типовые вагоны, характеристики которых соответствовали нормам МСЖД, имели специальную раму, предназначенную для того, чтобы выдерживать ударно-тяговую нагрузку, которая будет передаваться от автоматических сцепных устройств, планируемых к установке в будущем. МСЖД координировал данный проект, включив план мероприятий по его реализации в свою рабочую программу. Эту работу он вёл в соответствии с предложением Комитета по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии ООН.

В 1957 году после выполнения необходимых исследований МСЖД обратился к разработчикам с техническим заданием на проектирование европейской многофункциональной автоматической сцепки, которая предусматривала бы не только автоматическое сцепление вагонов и наличие аппарата, поглощающего ударно-тяговые усилия, но также и автоматическое соединение магистрального воздухопровода тормозной системы и поездных электромагистралей.

Это последнее условие не выполнялось ни одной из массовых моделей автосцепок в мире, находившихся в то время в эксплуатации. Что касается американской и русской автосцепок, они требовали нахождения сцепщиков между вагонами в момент соединения и разъединения разъёмов воздушных и электрических магистралей.

Автосцепка Шарфенберга с ударно-тяговым прибором.

По состоянию на 1960 г. применялась на автомотрисах SNCF, DB и NS. Наличие данных сцепок на автомотрисах SNCF и других европейских железных дорог, а в дальнейшем – на головных вагонах поездов TGV доказывает, что Европа не стала «последним убежищем винтовой стяжки и боковых буферов».

Автосцепка Виллисона с ударно-тяговым прибором.

По состоянию на 1960 год этими автосцепками были оснащены 460 вагонов пригородных поездов, следовавших в северном направлении от Парижа и обратно. В дополнение к упоминанию об активном использовании автосцепки Шарфенберга, является ещё одним хорошим подтверждением того, что во Франции винтовая стяжка не полностью вытеснила автосцепку. На фотографии изображена автосцепка Виллисона, установленная на головном моторном вагоне, построенном в 1932 году. Буфера классической конструкции служили лишь в защитных целях: в случае соударения с вагоном, не оборудованным автосцепкой Виллисона. Поглощение же ударно-тяговых усилий обеспечивалось конструкцией автосцепки.

Железные дороги стран восточной Европы, объединённые в ОСЖД (Организация сотрудничества железных дорог) выбрали полный переход на автоматическую сцепку, совместимую с советской сцепкой.

МСЖД принял решение в 1961 г., что европейские вагоны также должны беспрепятственно сцепляться с вагонами, оборудованными русскими автосцепками, без использования каких-либо дополнительных приспособлений. В конечном итоге, МСЖД и ОСЖД разработали единое техническое задание на проектирование унифицированной автосцепки.

Бюро по исследования и испытаниям Office de Recherches el d’Essais (ORE) в 1963 г. организовало в Вильнёв-Сен-Жорж (Villeneuve-St-Georges) масштабную программу испытаний с проведением конкурса, в котором, в частности, приняли участие Deutsche Bahn и SNCF, оснастившее 60 вагонов автоматическими сцепками 3-х типов.

Автосцепка SNCF TGV.

Реализация на практике идеи полностью автоматической сцепки на примере TGV. Кроме непосредственно автоматической сцепки (разработанной на базе сцепки Шарфенберга), оборудованной ударно-тяговым прибором, комплексно решена проблема соединения пневматических и электрических магистралей. Таким образом, то, о чём раньше мечтали американские инженеры, стало реальностью.

Но, поскольку RGCF (Revue Générale des Chemins de Fer) на своих страницах продолжает и сегодня уделять внимание этой проблеме, преждевременно говорить, что она полностью решена.

Другим важным аспектом проблемы внедрения автосцепки является её гуманитарное значение – автосцепка должна была повысить уровень безопасности труда железнодорожников.

Инструкция по технике безопасности 1935 года (Франция)

Инструкция по технике безопасности для сцепщиков SNCF от 1950 года.

Отечественные автосцепные устройства

В 1931 году в Институте реконструкции тяги НКПС из четырех разработанных институтом вариантов автосцепок было решено испытать вариант №3, получивший марку ИРТ-3, созданный изобретателями И.Н.Новиковым, В.Г.Головановым, В.А.Шашковым и А.Ф.Пуховым под руководством известного специалиста, профессора В.Ф.Егорченко. Позже эта автосцепка получила серию СА-3 (советская автосцепка, вариант 3).

Общий вид автосцепки СА-3:

1 – хвостовик корпуса; 2 – ударный упор; 3 – замкодержатель; 4 – зев; 5 – большой зуб; 6 – малый зуб; 7 – замок; 8 – валик подъемника расцепного привода; а – положение перед сцеплением; б – сцепное положение; в – положение расцепа

Автоматическая сцепка СА-3 имеет следующие преимущества:

— полная автоматичность сцепления;

— больший, по сравнению с американской сцепкой, захват сцепления, составляющий в горизонтальной плоскости 175 мм в обе стороны от оси, а в вертикальной – 150 мм;

— повышенная прочность и износоустойчивость;

— возможность установки автосцепки в выключенное положение, когда, например, локомотив-толкач не сцепляется с вагоном;

— возможность выполнения расцепа локомотива с вагоном непосредственно с пульта машиниста;

— наличие визуального контроля выполненного расцепления двух автосцепок с помощью сигнального отростка красного цвета.

Исторически сложившееся использование однотипной сцепки в грузовых и пассажирских поездах объясняется предъявляемыми требованиями по их сцепляемости между собой, обусловленными, в первую очередь, задачами выполнения воинских перевозок и режимом транспортировки одиночных пассажирских вагонов и их сцепов в грузовых поездах.

Автосцепка СА-3 на цистерне

Наряду с преимуществами использования однотипной сцепки применение автосцепки СА-3 на пассажирских вагонах имеет существенные недостатки, вследствие значительного различия в условиях эксплуатации. В частности, меньшая жесткость рессорного комплекта у пассажирских вагонов обуславливает большие относительные перемещения и, соответственно, интенсивные износы смежных сцепок, возможность саморасцепов при самопроизвольном выключении предохранителя от саморасцепа (вследствие воздействия на него вертикальных ускорений), а также высокий уровень шума при движении поезда из-за постоянных ударов нежесткой автосцепки о центрирующую балочку.

Эти недостатки обусловили неперспективность применения на пассажирском подвижном составе автосцепки СА-3 нежесткого типа (т.е. допускающего в сцепленном состоянии относительные вертикальные перемещения сцепок в контуре зацепления). Вследствие этого, наиболее целесообразными решениями в последние годы признаны следующие направления.

Пассажирские вагоны поездов с локомотивной тягой (кроме разрабатываемых в настоящее время поездов постоянного формирования), должны обеспечить возможность совместной эксплуатации с вагонами эксплуатационного парка ОАО «РЖД», т.е. оборудоваться автосцепкой с контуром зацепления по ГОСТ 21447 и рассчитываться на нагрузки в соответствии с нормами расчета вагонов.

Для того чтобы удовлетворить данные требования и исключить недостатки, присущие стандартной автосцепке СА-3, ВНИИЖТом совместно с Тверским вагоностроительным заводом разработана автосцепка жесткого типа, которая не допускает в сцепленном состоянии относительных вертикальных перемещений сцепок. Механизм сцепления, разработанный ВНИИЖТом и Уралвагонзаводом, также отличается от типового.

Автосцепка СА-3 жесткого типа обеспечивает следующие преимущества по сравнению с типовой автосцепкой СА-3:

— исключение возможности саморасцепов, так как при действии продольного ускорения, уводящего замок внутрь кармана, блокировочное плечо предохранителя прижимается вниз к замку ниже ступеньки, а усилие пружины, кроме того, препятствует уходу замка внутрь;

— увеличение межремонтного срока эксплуатации, благодаря исключению взаимного относительного перемещения автосцепок по контуру зацепления и, следовательно, снижению его износа;

— значительное уменьшение шума от автосцепки, возникающего при движении поезда от ударов хвостовика автосцепки о жесткую центрирующую балочку, благодаря использованию эластичности центрирующего устройства.

Эта автосцепка также обеспечивает повышение безопасности движения поездов, благодаря использованию разработанного ВНИИЖТом усовершенствованного расцепного привода, вместо типового, имеющего следующий недостаток. При нештатных ситуациях, таких, как выпадение клина тягового хомута или обрыв автосцепки, она повисает на направляющем роге (или ограничителе вертикальных перемещений) сцепленной с ней автосцепки до момента натяжения расцепной цепи, после чего цепь поворачивает валик подъемника, происходит расцепление, и автосцепка падает на путь, что может привести к сходу или крушению.

Указанная автосцепка жесткого типа сцепляется с типовой автосцепкой СА-3, взаимозаменяема с ней и может устанавливаться на пассажирские вагоны эксплуатационного парка при проведении плановых видов ремонта.

ВНИИТрансмаш и ВНИИЖТ разработали принципиально новое облегченное автосцепное устройство БСУ-1. Оно обеспечивает полную автоматическую выборку зазоров в контуре зацепления, не имеет их в шарнирном узле. Новая автосцепка обеспечивает ряд преимуществ:

— улучшает продольную динамику поезда;

— не требует применения буферов для выборки зазоров;

— значительно сокращает габариты и массу устройства;

— позволяет оснащать сцепку автосоединителем магистралей.

Беззазорное сцепное устройство БСУ-1:

1 – направляющий элемент; 2 – корпус сцепки; 3 – замок; 4– поглощающий аппарат;

5 – аварийный амортизатор; 6 – сферический шарнир; 7 – центрирующее устройство;

8, 9 – автосоединители электрических и воздушных магистралей

При аварийном соударении поездов сцепка автоматически убирается в подвагонное пространство, а энергию удара поглощает жертвенная зона кузова – тамбур, который в поездах дальнего сообщения является наименее заполненным.

Проведенные испытания и анализ параметров показали, что это автосцепное устройство может быть перспективным не только для высокоскоростного, но и для других видов специализированного пассажирского подвижного состава (экипажи которого не предназначены для эксплуатации в одном поезде с вагонами эксплуатационного парка, оборудованными типовой автосцепкой СА-3). Поэтому организации, разрабатывающие новые виды пассажирского подвижного состава, выразили готовность применять автосцепное устройство такого типа на создаваемом перспективном пассажирском подвижном составе.

Однако требования к автосцепному устройству, предъявляемые разными видами подвижного состава (поезд с локомотивной тягой, высокоскоростной поезд и моторвагонный подвижной состав), также значительно различаются между собой. Все это привело к появлению целого ряда конструкций беззазорных сцепных устройств (БСУ). Они разрабатывались по действующим нормативам и требованиям конкретного вида подвижного состава. Стало необходимым обеспечить максимальную унификацию узлов и деталей всех разновидностей разрабатываемых вариантов устройства для облегчения их обслуживания, ремонта и эксплуатации и, в первую очередь, обязательную непосредственную сцепляемость автосцепок всех вариантов между собой. Для этой цели был разработан отраслевой стандарт 32.193-2002 «Устройства сцепные беззазорные пассажирских поездов локомотивной тяги и моторвагонного подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм». Цель данного норматива – унифицировать основные узлы ещё на этапе разработки конструкторской документации. В нем указаны формы и размеры поверхностей, обеспечивающих взаимную сцепляемость и взаимозаменяемость.

Уже созданы четыре варианта БСУ. На базе основных технических решений сцепного устройства БСУ-1, создана конструкция БСУ-2 – для вагона поезда постоянного формирования, разрабатываемого ПКБВ «Магистраль» и его модификация БСУ-2Д – для электропоезда ЭД4М (ОАО «ДМЗ» и НПО Транспортного машиностроения). Основные их отличия от сцепки БСУ-1 следующие:

— повышение прочности сцепки в соответствии с более высокими нормативными нагрузками;

— обеспечение доступа к обслуживанию и осмотру сцепки с боковых сторон вагона.

Беззазорное сцепное устройство БСУ-2:

1 – корпус сцепки и поглощающего аппарата; 2– установочная плита для крепления на раме вагона; 3 – центрирующие устройство; 4 – винтовой механизм

Вследствие того, что на пригородном подвижном составе тамбур – наиболее заполненная зона и его нельзя использовать в качестве жертвенного элемента, из состава сцепного устройства исключен длинноходовой аварийный амортизатор.

Для повышения прочности на корпусе автосцепки вместо одного замка сверху (как на БСУ-1), выполнены два – с боковых сторон. Кроме повышения прочности, такое расположение замков позволяет расцеплять сцепки с любой стороны вагона. В дальнейшем такое расположение замков стало стандартным и регламентировано разработанным ОСТ 32.193-2002.

Для одновременного выведения двух замков из отверстий направляющего элемента смежной сцепки в момент расцепления при воздействии с любой стороны вагона разработан специальный винтовой (талрепный) механизм.

В то же время, выпуск двух конструкций рамы вагонов на одном предприятии, в зависимости от устанавливаемой автосцепки, не является экономически оправданным. Именно для таких случаев предназначены модели БСУ-3 и БСУ-4, которые устанавливают на типовую раму в соответствии с ГОСТ 3475-81.

Первой по широкому использованию конструкцией беззазорного сцепного устройства является БСУ-4, разработанное для применения на электропоездах, капитально ремонтируемых с продлением срока службы. Ею оснащали все электропоезда ЭМ2И, ЭМ4 «Спутник» и ЭМ2, начиная с 29-го состава.

Конструкция беззазорного сцепного устройства БСУ-4:

1 – головка сцепки; 2 – автоматические замки; 3 – хвостовик сцепки; 4 – маятниковые подвески; 5 – шарнирный узел; 6 – тяговый хомут; 7 – амортизатор; 8 – упорная плита;

9 – поглощающий аппарат; 10 – винтовой механизм расцепления; 11 – центрирующая балочка; 12 – направляющий конус; 13 – ручной замок

Беззазорное сцепное устройство БСУ-4

Особенности конструкции этого устройства определяются следующими причинами. Многие узлы и детали автосцепного устройства вагонов, проходящих капитальный ремонт с продлением срока службы, полностью отвечают требованиям действующих инструкций и могут быть сохранены для дальнейшей эксплуатации. При этом требования к цене устройства становятся более жесткими, так как ее доля в стоимости ремонта больше, чем при строительстве нового вагона.

Автосцепное устройство БСУ-3 разработано для использования на вновь строящихся вагонах поездов постоянного формирования (в том числе скоростных) производства ОАО «Тверской вагоноремонтный завод» (ТВЗ). Оно устанавливается на вагоны с типовой рамой, что наиболее эффективно при массовом производстве пассажирских вагонов нескольких модификаций, в частности, на ТВЗ. При необходимости БСУ-3 можно заменить типовым автосцепным устройством СА-3 на вагоностроительном или вагоноремонтном предприятии.

Федеральной программой по созданию грузового подвижного состава нового поколения предусмотрено создание автосцепки полужесткого типа с новым механизмом сцепления, удовлетворяющей «Техническим требованиям на разработку автосцепного устройства грузовых вагонов нового поколения» № ЦВА-10/31-99, утвержденными ЦВМПС 25.06.99 г.

Работы по созданию перспективной автосцепки для грузовых вагонов проводятся ВНИИЖТом совместно с ГПО «Уралвагонзавод» в течение ряда лет.

Испытания опытных автосцепок показали, что новый механизм обеспечивает безотказное выполнение всех рабочих процессов, как при взаимодействии друг с другом, так и при сцеплении с серийной автосцепкой СА-3.

Разрабатываемая автосцепка полужесткого типа с новым механизмом сцепления позволит:

— исключить возможность саморасцепов и повреждение механизма сцепления из-за опережения включения предохранителя,

— обеспечить динамическую стабильность механизма,

— повысить прочность зоны перехода от головы к хвостовику корпуса на 5-10 %, а также в зоне перемычки хвостовика,

— иметь меньшую массу (на 10%) за счет уменьшения размеров головной части корпуса сцепки по вертикали,

— обеспечить сцепление вагонов с разностью между продольными осями автосцепок до 140 мм перед сцеплением и движение вагонов в поезде с разностью не более 100 мм,

— исключить падение автосцепки на путь при обрыве,

— автоматически соединять тормозные рукава при сцеплении вагонов.

Впервые после 1930-х годов проводятся работы по созданию перспективной конструкции автосцепки (проект УВЗ № 572.00.000), получившей название СА-4. Указанная автосцепка устраняет недостатки автосцепки СА-3 за счет:

— повышения надежности работы механизма сцепления (устранение саморасцепов);

— усиления наиболее нагруженных сечений, исключающих изломы в эксплуатации;

— исключения перестановок вагонов при формировании поездов из-за превышения разницы более 100 мм между продольными осями автосцепок;

— более простой конструкции деталей механизма;

— исключения случаев забуферения вагонов за счет увеличения бокового захвата автосцепки до 220 мм вместо 175 мм у автосцепки СА-3;

— исключения падения автосцепки на путь в случае её обрыва или неправильного крепления на вагоне;

— увеличения межремонтного пробега из-за упрочнения изнашиваемых поверхностей износостойкой наплавкой.

СА-4 обеспечивает также возможность постановки автосоединителя тормозной магистрали. Автосцепки этого типа проходят испытания на вагонах и маневровом локомотиве с 2002 года без существенных замечаний.

Автосцепное устройство СА-4

Источник