Кіріспе

Магниттік жол тежегіші (Mg тежегіші) – рельстік көліктерге арналған тежегіш. Ол тежегіш магниттерінен, полюстік табандардан, серіппелі жүйеден, қуат беру жүйесінен және магистральдық теміржолдарда рельс таяқшасынан тұрады. Магнит орамасына ток берілген кезде, магнит рельске тартылып, полюстік табандарды рельске басады, соның нәтижесінде көлік құралы баяулайды. Дискілі тежегіштер немесе аяқ тежегіштер сияқты тежегіштер дөңгелек пен рельс арасындағы үйкеліс байланысына тәуелді болса, магниттік жол тежегіші тікелей рельске әсер етеді. Сондықтан оның тежегіш әсері дөңгелек-рельс байланысымен шектелмейді. Осылайша, рельстің ылғалдылығы немесе ластануы сияқты сыртқы факторлар тежегіш күшіне аз әсер етеді.

Қолданылуы

Магниттік рельсті тежегіштер теміржол көліктерінде негізгі, дөңгелекті тиімді тежегіш жүйелеріне қосымша қолданылады. Қосымша тежегіш жүйесі ретінде, олар теміржол көліктерінің қалыптастырылған тежеу арақашықтығын сақталуын қамтамасыз етеді. Магниттік рельсті тежегіштер әрқашан реттелмей және ең жоғары тежегіш күштерімен жұмыс істейтіндіктен, олар тек қауіпсіздік және төтенше жағдайлардағы тежегіштер ретінде қолданылады. Оларды 280 км/сағ жылдамдыққа дейін пайдалануға болады. Арнайы үйкеліс материалдарын қолдану арқылы 350 км/сағ жылдамдыққа дейін пайдалану мүмкін. Магниттік рельсті тежегіштердің рельсті тазартатын әсері тежеу процесінде келесі дөңгелектер мен рельс арасындағы жабысу коэффициентін арттырады. Бұл дөңгелекті тиімді тежегіш жүйелерін қосымша жақсартуға мүмкіндік береді. Негізінен, магниттік рельсті тежегіштер қатаң және икемді магниттерге бөлінеді.

Тарих

1900 жылдың 5 сәуірінде теміржол көлігіне арналған алғашқы электромагниттік тежегішке (AT11554) арналған патентті Лондонның Westinghouse Air Brake Company компаниясы тіркеді. Үш жылдан кейін Германияда Westinghouse компаниясы электромагниттік рельсті тежегішті енгізді. Mg тежегішінің ерекшелігі – электромагниттердің қозғалтқыш катушкалары арқылы әртүрлі дәрежеде магниттелгендігі, бұл тежегіш күшін тежегіш тогының күшіне тәуелді етті. Тіпті, тоқ күшін реттеу үшін қозғалтқыш катушкаларының оралу саны да әртүрлі болды. Сондықтан рельсті тежегіш рельстің мүмкін болатын тегіс еместігіне бейімделу үшін бірнеше аяқпен жабдықталды. 1905 жылы алғашқы сынақтарды Рейн теміржол компаниясы жүргізді. Бұл шамамен 4 кН тартымды күшті магниттер еді, олар ток қосылғанда автоматты түрде рельстерге түсіріліп, тежегіш аяқ киімдері мен вагондардың дөңгелектеріне рычаг жүйесі арқылы қысым жасады. Ол кезде рельсті тежегіштердің рельс пен дөңгелек арасындағы үйкелістен тәуелсіз жұмыс істеуі керектігі әлі анықталмаған еді. 1908 жылы Жорес мырза Германиядағы Westinghouse компаниясының рельсті тежегіштерді сату өкілдігін қабылдап, олардың дамуында маңызды рөл атқарды. Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейін Жорес патент құқығының мерзімі өткеннен кейін өзінің рельсті тежегіштерін өндіруге жетекшілік етті. Рельсті тежегіштер Westinghouse компаниясынан алынған сызбаларға негізделген. Олар 1929 жылға дейін елеулі өзгерістерсіз өндірілді. Сол кездегі рельсті тежегіштің басты ерекшелігі – арнайы иілген профильден жасалған рельсті аяқ киімдері болды. 1920 жылы М. Мюллер басқарған Магниттік тежегіш компаниясы нарыққа рельсті тежегіштермен енді. Мюллер жаңа конструкциялармен рельсті тежегішті жақсартуға тырысты. Мысалы, ол профильді аяқ киімді кең таралған тегіс темірден жасалған полюстік аяқ киіммен ауыстырды. Осы уақытқа дейін рельсті тежегіштер тек трамвайлар үшін және 40 км/сағ жылдамдықпен қозғалатын көліктерде ғана қолданылған. 1930 жылдың басында Германияның императорлық темір жолдары 160 км/сағ жылдамдыққа дейін жететін және рельсті тежегіш үшін маңызды болатын жоғары жылдамдықты темір жол жобасын бастады. 1931 жылы Жорес компаниясын Knorr Bremse AG сатып алды және Магниттік тежегіш компаниясының техникалық директоры Мюллер компанияға қосылуға көндірілді. Енді алғаш рет Knorr Bremse компаниясында жылдам қозғалатын көліктерге арналған рельсті тежегіш әзірленді. Германияның императорлық темір жолдарымен бірлесіп, "Ұшқыш Гамбург" жобасымен алғашқы сынақтар жүргізілді. Тежеу үшін синтетикалық үйкеліс материалдарынан жасалған қаптамасы бар арнайы тежегіш колодкалар қолданылды, олар тежегіш барабандарына әсер етіп, дөңгелектердің осіне бекітілді. Сонымен қатар электромагниттік рельсті тежегіш те болды, бірақ ол тек қосымша авариялық тежегіш ретінде пайдаланылуы керек еді. Осы кезде кең таралған полюстік аяқ киімдер жоғары жылдамдық пен оған байланысты жоғары температураға шыдамауы белгілі болды. Сондықтан полюстік аяқ киімдер алдымен кесіліп, содан кейін жеке сегменттерге бөлінді. Бұл тежегіштің тиімділігін 20%-ға арттырды. Катушка енді өзекке бекітіліп, содан кейін өзекпен бірге қораптың шеткі жағынан енгізілді. Магниттік катушканың өзектері мен қабырғалары арасында тығыз бұралып, оны босату мүмкін емес етті. Рельсті тежегішті одан әрі дамыту осы уақытта аяқталды. Рельсті аяқ киім мен рельс арасындағы үйкеліс коэффициенті жылдамдыққа тәуелді, яғни жылдамдық артқан сайын үйкеліс коэффициенті төмендейді. "Сағатына 350 км жылдамдыққа дейін" жобасы ресми түрде жарияланғаннан кейін рельсті тежегіш бұл мақсатта қолданылмады. Жолаушылар пойыздарының жылдамдығы 140 км/сағ-тан асып, үйкелістен тәуелсіз тежегіш жүйесі қажет болғанда ғана рельсті тежегіштің жобалары қайта қаралып, конструкциясы жақсартылды. Рельспен байланысқан беттерді жақсарту үшін икемді магниттер әзірленіп, патенттелді.

Белсенді принцип және функционалдылығы

Магниттік рельсті тежегіштің негізгі құралы – тежегіш магниті. Электромагнит принципіне сәйкес, ол темір өзекке оралған катушкадан тұрады және аттың жалағы тәрізді магниттермен қоршалған. Осы магнит катушкасы арқылы тұрақты ток өтеді, нәтижесінде магниттік өріс пайда болады. Бұл тежегіш магнит пен оған бекітілген полюстік аяқтар мен рельс арасында тартым күшін тудырады. Полюстік аяқтар рельске басылады, ал пайда болған үйкеліс қозғалыс кинетикалық энергиясын жылуға (диссипацияға) айналдырады, осылай кинетикалық энергия толығымен жұмсалады немесе тежегіш өшіріледі. Магниттік рельсті тежегіштер контактілік желінің істен шығуы кезінде де қауіпсіз жұмыс істеуі керек. Сондықтан тежегіш жүйесі қуат көзінен ажыраған жағдайда, көліктің аккумуляторынан үздірілмейтін қуат беруді қамтамасыз ететіндей етіп жасалуы тиіс.

Қатты магниттер

Қатты магниттердің магнит корпусының бүкіл ұзындығында бір болат өзегі болады, ал тозуға ұшырайтын бөліктер ретінде полюстік табандар корпустың астыңғы жағына орналастырылған. Қатты магниттер көбінесе трамвайларда қолданылады, олар әдетте төмен орналасқан күйде орнатылады.

Күші жойылды

Аспа тоқ өшірілген магнитті рельстен жоғары ұстап тұруға жауапты. Төзу кезінде магнит аспа серіппелерінің қарсы әсеріне қарамастан, автоматты түрде рельстерге тартылады. Тоқ өшірілгеннен кейін аспа серіппелері магнитті дайындық күйіне қайтарады.

Жүргізуші

Жүргізушілер тежегіш күшті магниттен богиге жеткізуге жауапты. Бұл тігіс тіректері немесе жүргізуші мұнаралары арқылы жүзеге асырылады. Тігіс тіректері тежегіш магниттің алдыңғы және артқы жақтарына бекітіледі. Олар тежегіш күшін жеткізудің артықшылықты және ең тиімді тәсілі болып табылады. Егер тежегіш магниттің алдында немесе артында жүргізушілерді орнатуға жеткілікті орын болмаса, олар магниттің үстіне орнатылады. Мұндай жүргізушілер жүргізуші мұнаралары деп аталады. Бұл типтегі жүргізушілерді тек қана ерекше жағдайларда қолдану керек.

Полюс аяқ киімдері

Тірек аяқтары тежегіш магниттің төменгі жағында орналасқан. Екі тірек аяғының арасында магниттік емес жолақ магниттік тұйықталудың алдын алуды қамтамасыз етеді. Рейльдік аяқ киімдердің үйкеліс материалы әртүрлі материалдардан жасалуы мүмкін, олардың әрқайсысы аяқ киімдердің қызмет ету мерзімін және тежеу қабілетін анықтайды.

Артикуляциялық магниттер

Артикуляциялық магниттерде екі ұштық бөлікке және бірнеше аралық буындарға бөлінген магниттік өзектер болады, олар бөлігіштермен ажыратылған. Ұштық бөліктер катушка корпусымен тығыз бұралып бекітілсе, аралық буындар катушка корпусының ойықтарында еркін қозғалады. Осылайша, олар тежеу процесінде рельстердің тегіс еместігіне жақсырақ бейімделе алады.

Жолдар таяқшалары

Жол таяқшалары тежегіш магниттерді белгілі бір қашықтықта ұстау үшін қолданылады. Олар сондай-ақ олардың параллельдігін және тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Екі тежегіш магнитпен бірге, жол таяқшалары тежегіш жақтауды құрайды. Жол таяқшаларын әр көлік моделіне жеке-жеке бейімдеу қажет.

Қозғалтқыштар цилиндрлері

Қозғалтқыш цилиндрлер тежегіш төбесінде орналасқан. Олар тежегіш рамасын рельстерге түсіруге және қайта көтеруге жауапты. Тежегіш қолданылмаған кезде орнатылған серіппелер тежегіш рамасын жоғары ұстап тұрады. Тежегіштер қолданғанда, тежегіш рамасы серіппелердің қарсы күшіне қарамастан, пневматикалық түрде рельстерге түсіріледі. Бұл үшін қажетті сығылған ауа жеке сығылған ауа резервуарымен қамтамасыз етіледі. Бұл, пойыздың тежегіш құбыры бұзылған жағдайда да тежегіш жүйенің жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Тежегіштер босатылғанда, қозғалтқыш цилиндрлердегі серіппелер тежегіш рамасын қайтадан жоғары көтереді.

Ортаға қою құрылғысы

Деактивацияланған күйде, магниттер тоғын жоғалтады және тежегіштік төртбұрыш жоғары қалпына келтіріледі. Бұл жағдайда, центрлеу құрылғысы тежегіштік төртбұрыштың ортасынан орналасуын және бекітілуін қамтамасыз етеді. Тежеу кезінде тежегіш магниттері қосылады және магниттік күш арқылы рельстерде ортаталастырылады.

Жүргізушілер

Сонымен қатар, икемді магниттермен бірге, жетектер тежегіш күшін тежегіш магниттерден көлік құралына жеткізуді қамтамасыз етеді. Олар тежегіш рамасының ішкі жағындағы барлық төрт бұрышында орналасқан.

Буферлік ажыратқыш

Қажет болған жағдайда, буферлік ажыратқыш тежегіш қаңқасына орнатылуы мүмкін. Ол тежегіш қаңқасы жоғары жағдайынан шыққанда сигнал береді, соның арқасында рельстік тежегіштің жай-күйі туралы мәліметтер ұсынылады.

Сырқатқыш материал

Магниттік рельсті тежегіштердегі полюстік бастарғыштар әртүрлі материалдардан жасалуы мүмкін. Олар негізінен магниттік қасиеттері, тежеу күшінің коэффициенті және тозу жағынан ерекшеленеді.

Болат

Болат рельстік тежегіштердегі стандартты үйкеліс материалы болып табылады. Болаттан жасалған жетек аяқтарының тозуы төмен, бірақ олардың үстінде жүйелі түрде қағып алынуы тиіс дәнекерлеулер пайда болады.

Синтерлеу

Синтерден жасалған тежегіш бөліктердің тоқтату қабілеті артық, және оларға түйіршіктер жабыспайды, бірақ тозу деңгейі жоғары. Синтер тежегіш күшінің маңызды болатын жағдайларда қолданылады. Қазіргі уақытта, мысалы, Норвегиядағы Vy компаниясы оны пайдаланады.

Актерлік құрам

Құйма темірден жасалған жетекші аяқтар (полюстік аяқтар) тек басты желіде ғана қолданылады. Олардың тежеу күші төмендеп, тозу жоғарылайды, бірақ дәнекерлену пайда болмайды. Францияда құйма темір магниттік рельсті тежегіштерде қолданылатын стандартты үйкеліс материалы болып табылады.

Қолданылу салалары

Магниттік рельсті тежегіштер дерлік барлық пойыз құрамаларына орнатылған. Тек жоғары жылдамдықты пойыздар ғана техникалық себептермен магниттік рельсті тежегіштердің орнына едір ток тежегіштерін пайдаланады. Қатты магниттер көбінесе төменгі орналасуда қолданылады және трамвайларда жиі кездеседі. Ерекше жағдайларда рельсті брустарды қолдану мүмкін. Икемді магниттер әдетте жоғары орналасуда болады және негізгі теміржолдарда қолданылады. Дегенмен, оларды төменгі орналасуда да қолдануға болады, мысалы, метрода.