Развитие тормозных систем по мнению профессора Стокмара

Каталог публикаций Интернет-изданий

Тормозная система является важнейшим оборудованием для обеспечения безопасности транспортных средств. Дисковые тормоза все чаще используются в легковых автомобилях в течение шестидесяти лет. Позже их стали использовать в мотоциклах, а затем и в мотоциклах. Для замедления транспортного средства кинетическая энергия движущегося транспортного средства преобразуется в тепловую энергию с использованием трения скольжения между тормозными дисками (например, тормозные диски LEXUS LX470) и тормозными колодками.

Работа тормозной системы влияет на устойчивость и управляемость автомобиля [1,2,3]. Особенно это имеет большое значение для двухколесных транспортных средств. Транспортные средства этого типа характеризуются чувствительностью к эффективному торможению. В целом, мотоциклы и велосипеды имеют отдельные передние и задние тормозные системы, которые требуют балансировки оператора для достижения эффективного торможения. Велосипеды и мотоциклы не остаются устойчиво в вертикальном положении, например, после появления чрезмерной блокировки передних колес и заноса. Возможность управления движением чувствительна к поверхностным условиям, таким как выбоины, мокрые или масляные дороги. Кроме того, велосипедные шины, как правило, имеют уменьшенный участок дорожного контакта по сравнению с автомобилями.

Тяговые схемы и составы, используемые для их изготовления, могут подходить для ограниченного набора дорожных условий. Торможение мотоцикла включает в себя задачи по управлению водителем, которые могут быть значительно более сложными, чем в случае с автомобилями. Соответствие между навыками оператора и свойствами транспортного средства имеет большее значение для безопасности в случае мотоцикла и велосипедов, чем автомобиля. Как обычно, опытный гонщик максимально использовал передний тормоз. Однако начинающие гонщики, по-видимому, из-за отсутствия уверенности в управлении торможением передними колесами, в большей степени использовали задний тормоз. Из-за места, где он собран, тормозной диск подвергается воздействию внешних факторов. Это приводит к чувствительности эффективности крутящего момента к присутствию воды на поверхности диска. Как следует из вышесказанного, система тормозных дисков должна характеризоваться стабильным трением и свойствами в различных условиях.

Тормозные диски

Разница между тормозными системами заключается в механизме и компонентах, используемых при сборке системы. Все они используют фрикционные материалы. Тормозная колодка обычно прижимается к вращающемуся тормозному диску. Таким образом замедлится автомобиль и остановит движение. Базовую геометрию тормозного диска можно разделить на два основных типа: твердый дисковый тормоз и вентилируемый дисковый тормоз. Классификация основана на их конструктивной форме. Он может иметь вентилируемую геометрию или не иметь вентилируемой геометрии [4,5].

Твердый дисковый тормоз — это плоская поверхность, не имеющая надрезов или канавок на диске. Эта конструктивная форма имела большую площадь контактной поверхности во время торможения по сравнению с вентилируемым дисковым тормозом. Это имеет тенденцию иметь более локализованную термоупругую неустойчивость на контактных участках. Поскольку твердотельный диск не имеет подходящего вентилируемого отверстия, которое может помочь рассеивать тепло от трения при торможении в окружающую среду, возникают некоторые проблемы. Термоэластичная нестабильность может быть причиной явления затухания тормозов и остекления колодок [6,7,8]. Геометрия вентилируемых дисковых тормозов широко исследовалась в промышленности. Свойства геометрии сравнивались с твердым дисковым тормозом. Вентилируемый дисковый тормоз легче по сравнению с твердым. Еще одной особенностью является конвективный теплообмен, который также лучше благодаря преимуществу вентиляционного зала [9]. Кан и Чо [6] изучали влияние геометрии дискового тормоза на характеристики рассеяния тепла. Их анализ показал, что вентилируемый диск обладает лучшими характеристиками торможения с точки зрения отвода тепла по сравнению с твердым диском. Также на меньшей скорости вентилируемый диск может быть более управляемым. Он может обеспечить подходящее значение крутящего момента во время торможения.

Есть также исследователи, которые связывают дизайн геометрии вентиляционного отверстия с аэродинамическим охлаждением. Воздушный поток может повысить эффективность торможения во время торможения [7]. Кроме того, форма поперечного сечения играет важную роль в эффективности торможения [8]. Вентилируемый дисковый тормоз получил больше преимуществ по сравнению с твердым диском. Тем не менее, он имеет некоторые недостатки, такие как: меньшая теплоемкость и более высокая скорость повышения температуры при повторном применении торможения. При проектировании и выборе вентилируемого диска следует также учитывать его теплоемкость и коэффициент тепловой деформации, чтобы он мог оптимизировать конструкцию тормозного диска. Во время процесса торможения сила трения в области контакта тормозной колодки и тормозного диска вызывает износ области контакта. Поведение при износе влияет на коэффициент трения, который стал причиной разрушения зоны контакта.

Проектирование геометрии тормозного диска должно быть направлено на продление жизненного цикла диска. Сила трения возникает в результате механического воздействия и межмолекулярной силы между поверхностями трения колодки и дискового ротора. Поверхность трения характеризуется большим количеством микропиков или впадин. Микропики обычно называются неровностями. Механическая сила включала микропики и впадины, связанные друг с другом. Они приводят к деформации и сдвигу неровностей. Взаимодействие неровностей с двойными поверхностями вызывает вспашки на поверхностях трения [10,11,12]. Что касается сложных дорожных условий, транспортные средства испытывают различные режимы торможения. Во время длительного торможения на спуске и многократного высокоскоростного торможения фрикционный нагрев может существенно повысить температуру пары трения [13,14]. Многие исследования показали, что такой перегрев может привести к ухудшению коэффициента трения в тормозе, повышенному износу тормозной колодки, термическому растрескиванию, сотрясению и визгу тормозной системы из-за неравномерной термической деформации тормозного диска [14,15,16,17,18]. Таким образом, эффективное охлаждение тормозного диска является значительным для обеспечения безопасности и комфорта тормозов, особенно для современных транспортных средств.

Эта трибосистема очень сложна и изменчива, и, несмотря на множество исследований, проведенных на ней, все еще не полностью изучена и понята.

Выводы

Тормозная система является важнейшим охранным оборудованием для транспортных средств. Для замедления транспортного средства кинетическая энергия движущегося транспортного средства преобразуется в тепловую энергию с использованием трения скольжения между тормозными дисками и тормозными колодками. Работа тормозной системы влияет на устойчивость и управляемость автомобиля. Особенно это имеет большое значение для двухколесных транспортных средств. Измерения, проведенные на испытательном стенде, позволили сравнить трибологические характеристики двух тормозных дисков различной геометрии. Диски отличались диаметром и расположением вентиляционных отверстий. Изменение условий эксплуатации в результате загрязнения окружающей среды, попадающего на поверхность диска, может оказать существенное влияние на изменение коэффициента трения и, следовательно, эффективность торможения.

На основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Наиболее значимым фактором, определяющим значение коэффициента трения пары тормозных колодок и диска, является температура тормозного диска. В оцененном диапазоне изменчивости это вызвало изменение коэффициента трения до 15%.

2. Независимо от геометрии диска при увеличении скорости скольжения наблюдалось увеличение значения коэффициента трения. В диапазоне изменения скорости от 0,1 до 0,5 м / с изменение превысило 15%.

3. Геометрия тормозного диска может оказать существенное влияние на сохранение эффективности торможения в случае мокрых дисков. Установлено, что в этом случае различия значений коэффициента трения могут достигать 30%. Их геометрия также определяет стабильность коэффициента трения при изменении скорости скольжения. Это связано со способностью удаления воды из зоны контакта диска и колодки.

Читайте также  Honda S660 Trad Leather Edition крошечный родстер Японии

Использованные источники

[1] Yan HB Feng SS Yang XH Lu TJ 2015 Role of cross-drilled holes in enhanced cooling of ventilated brake discs, Appl. Therm. Eng. 91 318–333

[2] Szczypinski-Sala W Lubas J 2016 Evaluation the course of the vehicle braking process in case of hydraulic circuit malfunction IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Vol. 148, Nr 1

[3] Wach K 2016 The theoretical analysis of an instrument for linear and angular displacements of the steered wheel measuring IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Vol. 148, No 1.

[4] Belhocine A and Bouchetara M 2012 Thermal analysis of a solid brake disc Appl. Therm. Eng., vol. 32, p. pp 59–67

[5] Bouchetara M Belhocine A Nouby M Barton DC and Bakar A 2014 Thermal analysis of ventilated and full disc brake rotors with frictional heat generation, Appl. Comput. Mech., vol. 8, pp 5–24

[6] Kang SS and Cho SK 2012 Thermal deformation and stress analysis of disk brakes by finite element method, J. Mech. Sci. Technol. vol. 26, no. Issue 7, p. pp 2133–2137

[7] McPhee AD and Johnson DA 2008 Experimental heat transfer and flow analysis of a vented brake rotor,” Int. J. Therm. Sci. vol. 47, p. pp 458–467

[8] Jung SP Song HS Park TW Chung WS 2012 Numerical analysis of thermoelastic instability in disc brake system, Appl. Mech. Mater., vol. Volume 110, p. pp 2780–2785, 2012.

[9] Mosleh M Blau PJ and Dumitrescu D 2004 Characteristics and morphology of wear particles from laboratory testing of disk brake materials Wear, vol. 256, no. Issue 11–12, pp 1128–1134

[10] Limpert R 2009 Brake Design and Safety, Society of Automobile Engineers, Inc. Warrendale, USA, pp. 2–4, 66–67.

[11] Mew TD Kang KJ Kienhofer FW Kim T 2015 Transient thermal response of a highly porous ventilated brake disc, IMechE J. Automobile Eng. 229 (6) 674–683

[12] Eriksson M Jacobson S 2000 Tribological surfaces of organic brake pads Tribology International 33 pp 817–827

[13] Palmer E Mishra R Fieldhouse J Layfield J Analysis of Air Flow and Heat Dissipation from a High Performance GT Car Front Brake, SAE Technical Paper, No. 2008-01-0820

[14] Pevec M Potrc I Bombek G Vranesevic D 2012 Prediction of the cooling factors of a vehicle brake disc and its influence on the results of a thermal numerical simulation, Int. J. Automotive Technol. 13 (5) 725–733

[15] Lee K Numerical Prediction of Brake Fluid Temperature Rise During Braking and Heat Soaking, SAE Technical Paper, No. 1999-01-0483

[16] Ahmed I Leung PS Datta PK Experimental investigations of disc brake friction SAE Technical Paper, No. 2000-01-2778

[17] Cho MH Kim SJ Basch RH Fash JW Jang H 2003 Tribological study of gray cast iron with automotive brake linings: the effect of rotor microstructure, Tribol.Int. 36 (7) pp 537–545

[18] Anoop S Natarajan S Kumaresh BSP 2009 Analysis of factors influencing dry sliding wear behavior of Al/SiCp-brake pad tribosystem, Mater. Des. 30 (9) pp 3831–3838.

[19] Okamura T Yumoto H Fundamental Study on Thermal Behavior of Brake Discs, SAE Technical Paper, No. 2006-01-3203

[20] Mackin TJ at all 2002 Thermal cracking in disc brakes, Eng. Failure Anal. 9 (1) 63–76

[21] Belhocine A Bouchetara M 2012 Thermal behavior of full and ventilated disc brakes of vehicles, J. Mech. Sci. Technol. 26 (11) pp 3643–3652

[22] Eriksson M Bergman F Jacobson S 1999 Surface characteristic of brake pads after running under silent and squealing conditions Wear 232 pp 621–628.

Эволюция тормозных систем — от рычага до вентилируемых дисков

16.11.2017 Автор: Мастер Сервис 1312

“Тормоза придумали трусы” — говорят некоторые любители погонять, проскочить на мигающий сигнал светофора и пощекотать нервы себе и окружающим. Только почему-то и они предпочитают затормозить перед препятствием и не слишком торопятся на скользкой или ухабистой дороге.

Начало ХХ века: рычаг и лента

Тормоза придумали не трусы, а осмотрительные инженеры. Причем задолго до появления автомобилей даже в самом примитивном виде. Самые-самые простые тормозные механизмы использовали на гужевом транспорте — лошади разгоняли экипаж до весьма приличной скорости, а вот быстро остановить его не могли. Это было особенно опасно на спусках, когда груженая повозка по инерции “догоняла” лошадей, те ускорялись и часто падали. Поэтому на конном транспорте, в первую очередь, на тяжелом, появились тормоза, работавшие исключительно за счет физической силы кучера и силы трения: с помощью длинного рычага кучер прижимал деревянную колодку к ободу или шине колеса. Приспособление, конечно, помогало лошадям, но в дождь или снег было абсолютно бесполезным.

Машина с рычажным тормозом

Рычажные системы были и на автомобилях начала ХХ века. Со временем деревянные “башмаки” заменили металлическими колодками с фрикционными накладками из кожи.

С изобретением пневматических шин появились ленточные тормоза. Механизм переместился с обода колеса на оси или ступицы. Детали тормозной системы:

  • деревянный барабан;
  • ремень из ткани (впоследствии — стальная лента), пропитанный смолами, который обтягивал барабан.

При торможении рычаг плотно затягивал ремень вокруг барабана, и ось останавливалась. Основной недостаток ленточного устройства — сама лента, которую нужно было постоянно подтягивать и менять.

Революционные 20-годы: барабаны и диски

Первая половина ХХ века была революционной для автомобилестроения в общем и тормозных систем в частности:

  • Луи Рено в 1902 году представил тормоза с колодками внутри полых барабанов, которые устанавливались на колесо. Барабанные механизмы Рено работали, как современные: при торможении колодки расходились, прижимались к внутренней части барабанов и с помощью силы трения останавливали колесо. За сто с лишним лет механизмы мало изменились: фрикционные накладки, два поршня вместо одного, механизм саморегулировки — вот и все усовершенствования изобретения Рено.
  • Тормозной рычаг “эволюционировал” в педаль.
  • Одновременно с барабанными тормозами Рено Фредерик Ланчестер разработал дисковый тормозной механизм. Однако он был менее эффективным и не “дружил” с тормозной жидкостью на маслах и спиртах, у которой была низкая температура кипения: диски сильно грелись, в магистрали появлялись пробки, эффективность тормозов падала.
  • В 20-х годах появился гидропривод и механический, а затем и вакуумный усилитель. Применение гидравлики позволило устанавливать тормоза и на ведущие колеса — раньше это было невозможно из-за сложной конструкции механических устройств со множеством тросов и рычагов.
  • Первыми о дисковых тормозах вспомнили авиаконструкторы во время Второй мировой войны — они ставили тормозные суппорты на шасси самолетов. В 1952 году диски впервые поставили на автомобиль, а в 60-е годы дисковые тормоза запустили в серийное производство. Были популярны три варианта: передние и задние дисковые/барабанные тормоза или комбинированные: впереди диски, сзади барабаны.

Барабанный тормоза Рено

Важный момент в истории тормозной системы также пришелся на 60-е годы — в это время инженеры разделили магистраль на контуры — передний-задний или по диагонали.

Читайте также  Mitsubishi планирует существенно модифицировать Outlander

Дальше развиваются дисковые тормоза, а барабаны потихоньку уходят в прошлое. Электроника значительно расширила возможности современных тормозных систем: ABS, система курсовой устойчивости и некоторые другие работают в паре с тормозами.

Какой бы ни была тормозная система вашего авто — самой простой барабанной или ультрасовременной, ее основная функция — останавливать транспортное средство. Поэтому правильно обслуживать вовремя ремонтировать тормоза очень важно.

Тормозная система: от истоков к современности

В автомобиле без тормозов никак не обойтись, так как они являются одной из самых важных систем в машине. Чтобы узнать тенденцию развития тормозной системы в будущем, необходимо знать, как она прошла этапы эволюции за последние десятилетия.

Барабанные тормоза

В автомобиле раньше использовались барабанные тормоза. Они представляют собой вид тормозной системы, которая состоит из крутящегося барабана. В этой системе торможение достигается тем, что тормозные колодки прижимаются к барабану, которые находятся внутри него. Однако со временем барабанные тормоза перестали использовать. Их редко устанавливали даже в старых автомобилях, так как они постепенно потеряли свою актуальность.

Дисковые тормоза

Вместо них появились дисковые тормоза. Они имеют наибольшую эффективность, нежели барабанные. Для этого на передней оси устанавливались диски с вентиляцией. На задней оси производители обошлись без неё. Это сделано из расчёта, что на передние тормоза нагрузка идёт большая, чем на задние. Также в отличие от первого варианта колодки прижимаются к тормозному диску.

Перфорированные диски

Мощность тормозной системы росла вместе с повышением скорости машины, и для нормальной работы тормозов требовалось дополнительное охлаждение. Для его стабильной работы используются диски с перфорацией и устанавливаются дополнительные канавки. Диски с перфорацией представляют собой обычные диски, которые имеют отверстия по всей поверхности. Они создавались для спортивных автомобилей. В данный момент и канавки, и диски с перфорацией входят в основной комплект на мощных машинах.

Керамика

Также устанавливают керамические тормозные диски. Они изначально использовались для спортивных автомобилей. Если сравнивать с чугунными, первый вариант, сделанный из керамики, быстро охлаждается и наиболее прочен. В будущем есть предположения, что керамические тормозные диски будут ставиться на машины среднего класса и ниже. Ведь главное их достоинство — во время интенсивного торможения диски не перегреваются. Если прочитать теорию, то можно узнать, что при перегревании тормозов ухудшается замедление самого автомобиля. Поэтому керамические тормозные колодки применяют как дополнительную функцию на спортивных машинах.

Кроме различных тормозных дисков, в машину устанавливается антиблокировочная тормозная система (АБС). Если водителю необходимо мгновенно остановить машину, он резко нажимает на педаль. Начинается скольжение заблокированных колёс, и машина совершенно становится непослушной. Чтобы предотвратить такую опасную ситуацию, устанавливается АБС. Система представляет собой устройства, которые предотвращают блокировку колёс при резком торможении. Антиблокировочное тормозное устройство каждый год производители стараются усовершенствовать. Сегодня АБС решает сложные задачи. Теперь у неё реакция уменьшилась, а эффективность же, наоборот, увеличилась. В настоящее время система АБС входит в базовую комплектацию автомобиля как одна из главных функций.

Brake Assist

Не так давно у неё появился конкурент — тормозная система Brake Assist. Она призвана улучшить работу тормозов: на бампер устанавливается радар, который предназначен для определения расстояния до впереди идущей машины. В том случае, если впереди едущий автомобиль, по мнению радара, находится слишком близко, система подаёт сигнал приводу тормозов. В свою очередь, привод заставляет приблизиться колодки к диску всего лишь на несколько миллиметров. Но это играет большую роль в дальнейшем: если нажать на педаль, тормозной путь автомобиля заметно сокращается. В отличие от Brake Assist, система АБС часто способна увеличивать тормозной путь автомобиля. Также она проигрывает своему конкуренту в длине тормозного пути аж на 20 процентов, если машина едет по снегу, рыхлому гравию либо по сыпучему грунту.

Сегодня

Самыми последними разработками различных тормозных систем являются работы по созданию устройств без механической связи. Тормоза будут управляться электронными датчиками через провода, и механически они никак не будут взаимодействовать. В серийном производстве машин с такой тормозной системой пока нет, однако некоторые производители испытывают её на спортивных карах.

На сегодняшний день тормозной путь современных автомобилей при скорости в 100 километров в час и до полной остановки составляет около 45 метров. А для машины высокого класса необходимо 38 метров до её полной остановки. Чтобы понять, насколько усовершенствовалась тормозная система, нужно заглянуть в недалёкое прошлое, на несколько десятилетий назад. В то время тормозной путь автомобиля достигал 60 метров. Благодаря разработчикам системы торможения метры улучшенного тормозного пути спасают не только водителя и машину, но и пешеходов.

Посмотрите видео о тормозных системах:

Тормозные системы для грузового скоростного движения с цифровым управлением

В последние годы получило бурное развитие длинносоставное тяжеловесное движение, особенно в восточной части нашей страны. Появляются грузовые вагоны с нагрузкой 25 тс на ось и ряд других новых разработок, позволяющих быстрее и более сохранно доставлять различные грузы потребителю.

Однако развитие северного морского пути, повышение грузоподъемности авиационного транспорта заставляют подумать о повышении скоростей доставки народнохозяйственных грузов потребителю железнодорожным транспортом. Особенно остро эта задача стоит с организацией движения по новому «шёлковому пути» и, в частности, с доставкой грузов из Китая в центральную часть России и далее в Европу.

Решение поставленной задачи возможно при комплексном подходе — это создание соответствующей инфраструктуры, а также нового подвижного состава, в том числе грузовых локомотивов на скорости до 160 км/ч, вагонов и платформ для контейнерных перевозок с новыми тележками, позволяющими развивать скорости до 160 км/ч, а в перспективе и более.

Разогнав поезд до таких скоростей, необходимо уметь их регулировать во время движения, а также останавливать состав, особенно в экстренных ситуациях. Однако в настоящее время отечественных средств, позволяющих эффективно управлять процессом торможения скоростных грузовых поездов, нет.

В этой статье мы хотим представить читателям как существующие схемы тормозных систем для грузового подвижного состава, так и некоторые новые решения, создаваемые специалистами АО МТЗ ТРАНСМАШ.

В настоящее время создана скоростная вагон-платформа модели 13-6954 с тормозной системой, в которой применено традиционное тормозное оборудование (рис. 1). В качестве пневматического тормоза выбран грузовой воздухораспределитель КАВ60, имеющий идентичные характеристики с воздухораспределителем 483А, а в качестве электропневматического тормоза выбран электровоздухораспределитель 305.

Такая тормозная система, наряду с преимуществом в части ремонтопригодности, а также стоимости, имеет серьезный и очень критичный недостаток. При торможении поезда посредством электропневматического тормоза будет дополнительно самопроизвольно срабатывать пневматический тормоз на величину дополнительной разрядки воздухораспределителя. Это приведет к ситуации, когда одновременно два типа тормоза активны с последующим их конфликтом в части отпуска.

По нашему мнению, такая ситуация является недопустимой, так как электропневматический тормоз по всей длине поезда отпустит за 4,5 с, а отпуск пневматического тормоза будет доходить до 60 с, что делает крайне неэффективными регулировочные торможения из-за снижения скорости поезда ниже заданной машинистом. Таким образом, применение в скоростном грузовом движении тормозной системы на базе имеющегося тормозного оборудования недопустимо из-за некорректной совместной работы грузового воздухораспределителя КАВ60 или 483А с электровоздухораспределителем 305 в части синхронного отпуска тормозов поезда, что в конечном итоге негативно повлияет на управляемость поезда и обеспечение графика движения.

Читайте также  Началась сборка компактного гибрида Yaris во Франции

Также в схеме рис. 1 применено авторежимное потележечное оборудование, которое реализовано посредством двух авторежимов АКВ1, имеющих идентичные характеристики с авторежимом 265А-5. Данные авторежимы являются инерционными и при быстротекущих процессах торможения не могут перераспределять давления в тормозных цилиндрах по тележкам вагона. При высоких скоростях это будет вызывать юз колесных пар недогруженной тележки.

И еще. Тормозное оборудование, применяемое в скоростных грузовых поездах, должно быть надежно защищено от воздействий окружающей среды, инфраструктуры железнодорожного пути и компоноваться в едином контейнере-кожухе.

С учетом недостатков тормозной системы, описанной выше, а также реализуя дополнительные функции, предлагается тормозная схема грузового вагона (платформы), функциональная схема которой представлена на рис. 2. В данной схеме применен блок тормозного оборудования, представляющий собой контейнер-кожух (рис. 3) с высокой степенью защиты, в котором расположено оборудование, выполняющее функции пневматического и электропневматического тормозов.

В блоке тормозного оборудования применен новый пневматический воздухораспределитель грузопассажирского типа с улучшенными техническими характеристиками, что обеспечивает требуемую совместимость скоростных вагонов-платформ в составе не только грузовых, но и пассажирских поездов, вне зависимости от места расположения в составе поезда. Новый воздухораспределитель имеет отключаемый ступенчатый или бесступенчатый отпуск как на грузовом, так и на пассажирском режимах, а также отключаемый ускоритель экстренного торможения.

В электропневматическом тормозе применены новые электропневматические вентили с малой потребляемой мощностью, что позволяет увеличить допускаемую длину состава, обеспеченного электропневматическим тормозом, без прокладки дополнительных проводов по вагону. Как и в варианте, описанном выше, предлагаемая схема имеет авторежимное потележечное оборудование, однако данные авторежимы являются безинерционными, при процессах торможения перераспределяют давления в тормозных цилиндрах по тележкам вагона и выполняют функцию механической противоюзной системы.

Основные преимущества тормозной системы грузового вагона (платформы) на скорость до 160 км/ч, представленной на рис. 2:
— независимость времени наполнения и отпуска тормоза от объемов и величин выхода штока тормозных цилиндров и подводящих трубопроводов;
— увеличение скорости распространения динамической и отпускной волн;
— уменьшение диапазона времени процессов торможения и отпуска тормоза;
— снижение продольной динамики поезда;
— перераспределение тормозных усилий во время торможения, являющееся частью противоюзной защиты;
— обеспечение статического прогиба в широких пределах;
— повышенная чувствительность и точность пневматического тормоза;
— снижение потребляемой мощности электропневматического тормоза в 3 раза;
— расширенная диагностика работы тормозного оборудования;
— наличие контейнера-кожуха с высокой степенью защиты;
— возможность эксплуатации вагонов в составе грузовых и пассажирских поездов с ограничением скорости в соответствии с ПТЭ.

Для практической реализации предлагаемой тормозной системы грузового поезда на скорость до 160 км/ч может быть использована цифровая система управления торможением и диагностики ИСКРА.200 (Интеллектуальная Система Координации Работы Автотормозов до 200 км/ч) (рис. 4).

При разработке проводной системы ИСКРА.200 была рассмотрена возможность реализации беспроводной версии. После анализа беспроводной системы были определены следующие технические препятствия, не позволяющие использовать данные системы для управления тормозами:
— отсутствие выделенных защищенных каналов для использования в управлении тормозами на частотах кроме 165 МГц (канал занят);
— невозможность использования открытых каналов связи при управлении тормозами (нет никаких гарантий умышленного или неумышленного вмешательства посторонних лиц);
— необходимость установки генераторов и аккумуляторов на каждый вагон, что потребует больших затрат и сложной системы их обслуживания;
— необходимость обследования радиообстановки при вождении поездов с использованием радиоканала, которая на некоторых участках постоянно меняется.

Учитывая вышесказанное, проводная система ИСКРА.200 строится на основе штатной системы электропневматического тормоза (ЭПТ), применяемого в пассажирских поездах и моторвагонном подвижном составе.

Функции, выполняемые системой ИСКРА.200:
— возможность применения на существующем подвижном составе, оборудованном ЭПТ;
— сохранение полной функциональности ЭПТ;
— высокая точность управления давлением в тормозных цилиндрах пропорциональными клапанами;
— контролируемая продольная динамика по ускорению;
— количество грузовых вагонов (платформ) в составе может достигать 70 ед.;
— диагностика состояния тормозной системы в движении и на стоянке;
— вывод диагностической информации на монитор локомотива;
— возможность передачи диагностической информации в диспетчерские центры во время движения поезда;
— скорости движения подвижного состава, оснащенного системой ИСКРА.200, до 200 км/ч;
— возможность наращивания функциональности системы путем расширения программного обеспечения;
— высокое качество управления тормозами по основным параметрам, не уступающее тормозным системам, установленным в электропоездах типа «Сапсан» и «Ласточка»;
— наличие автоматического контроля переходных сопротивлений в рукавах;
— однопроводная линия ЭПТ в качестве двунаправленного канала цифровой связи (существующие решения);
— ведение цифрового контроля нагрева букс, что позволяет прогнозировать не только разрушение букс, но и частичные повреждения от термических воздействий;
— контроль в течение всей поездки:
— — динамики каждого вагона (контроль сохранности груза);
— — образования ледяных пробок в тормозной магистрали поезда с определением координаты образования пробки;
— — перекрытия концевого крана с определением его координаты;
— — процессов работы воздухораспределителей, включая диагностику предотказа, что сокращает количество регламентных разборок приборов, снижает эксплуатационные затраты;
— ускорений на каждом вагоне по трем осям;
— процессов работы тормозной системы с регистрацией;
— возможность обмена текстовой информацией между машинистом и осмотрщиком вагонов;  возможность дальнейшего развития цифровой системы ИСКРА.200 благодаря применению открытой структуры аппаратных средств.

Использование системы ИСКРА.200 в грузовом скоростном подвижном составе требует выполнения ряда условий.

1. Локомотив, который будет использоваться в скоростном грузовом поезде, может быть как пассажирским (но при этом ограничивается вес поезда в соответствии с мощностью локомотива), так и грузовым с конструкционной скоростью 160 км/ч, оснащенным штатным (для пассажирского локомотива) ЭПТ. Дополнительно в локомотивах должно устанавливаться оборудование системы ИСКРА.200 (рис. 5) — это контроллер крана машиниста и электронный блок управления.

2. Грузовые вагоны или платформы (рис. 6) должны быть оборудованы ЭПТ, штатным для пассажирского вагона, в том числе рукавом соединительным 369А, блоком тормозного оборудования (см. рис. 4) и соответствующими клеммными коробками типов 316 и 317.

3. Дополнительно, по желанию заказчика, вагон или платформа может оснащаться информационным дисплеем, противоюзной защитой, цифровым датчиком температуры букс, спутниковым навигатором и другими цифровыми электронными системами.

В заключение необходимо отметить, что применение современных микропроцессорных средств управления и контроля позволяет реализовать в тормозных системах грузового скоростного движения функции, которые в недалеком прошлом только обсуждались, а в настоящее время могут быть реализованы на практике.