Тормозные приборы и механизмы

Тормозное пневматическое оборудование вагонов всех типов сходно по назначению и принципу действия, но различно по типоразмерам, конструкции и другим специфическим признакам. Все вагоны оборудованы тормозной магистралью, трубы которой имеют диаметр 32 мм (1/4"). Труба тормозной магистрали на вагоне заканчивается концевыми кранами с диаметром проходного сечения 33 мм. На магистральных вагонах всех типов, выпускаемых промышленностью СССР, применены концевые краны уcл. № 190. На концевые краны навернуты наконечники соединительных рукавов. На всех вагонах, кроме оборудованных элек-тропневматическим тормозом, применены рукава уcл. № Р17 (ГОСТ 2593—69).

Через тройник-пылеловку (уcл. № 573) и разобщительный кран уcл. № 372 (ГОСТ 2608—74) с тормозной магистралью соединен воздухораспределитель, являющийся основным прибором управления тормозом на вагоне. Он предназначен для изменения давления воздуха в тормозном цилиндре в зависимости от давления в тормозной магистрали и режима работы тормоза. С воздухораспределителем соединены трубопроводами запасной резервуар и авторежим, а с последним, также трубопроводом соединен тормозной цилиндр. В вагонах, где установка авторежима не предусмотрена (пассажирские вагоны малой вместимости), тормозной цилиндр соединен непосредственно с воздухораспределителем.

Все грузовые магистральные вагоны оборудованы воздухораспределителями уcл. № 270-005-1. Данный воздухораспределитель (рис. 33) имеет диафрагменно-клапанную конструкцию и состоит из трех основных узлов: главной части 1 воздухораспределителя (уcл. № 270-023) с отпускным клапаном 6, магистральной части (уcл. № 270.1000) 4 с переключателем равнинного и горного режимов 5, двухкамерного резервуара (уcл. № 295-001) 2 с переключателем грузовых режимов. Переключение грузовых режимов происходит при помощи эксцентрикового вала 3, снабженного ручкой переключателя. Положения ручки соответствуют режимам: груженый (Г), средний (С) и порожний (П). При оборудовании вагона авторежимом эксцентриковый вал устанавливают в положение груженого режима, а его ручку снимают.

Воздухораспределитель обеспечивает следующие тормозные параметры: зарядное давление при равнинном режиме 5,3—-5,5 кгс/см2, при горном 6,3—6,5 кгс/см2, скорость тормозной волны при экстренном торможении 230 м/с, при полном служебном 210 м/с. Время наполнения тормозного цилиндра (до давления 3,5 кгс/см2) при экстренном торможении составляет 15—20 с. Давление в тормозном цилиндре при груженом режиме равно 3,9—4,3 кгс/см2, при среднем 2,4—3,0 кгс/см2, при порожнем 1,4—1,8 кгс/см2. Время отпуска после полного служебного торможения при равнинном режиме не более 35 с.

При повышении давления в тормозной магистрали воздухораспределитель заряжает запасной резервуар до давления, соответствующего режиму включения его магистральной части (равнинному или горному). Запасной резервуар соединен с воздухораспределителем через патрубок на двухкамерном резервуаре. Объем запасного резервуара выбирают в зависимости от размера тормозного цилиндра, так как для обеспечения расчетного давления в тормозном цилиндре при экстренном торможении требуется определенное соотношение объемов цилиндра и запасного резервуара. Так, для тормозного цилиндра диаметром 356 мм (14"), который обычно устанавливают на четырехосных грузовых вагонах, используют запасной резервуар емкостью 78 л. На восьмиосных вагонах, где применяют тормозные цилиндры диаметром 400 мм (16"), устанавливают запасные резервуары емкостью 135 л. Тип запасных резервуаров, основные размеры, технические требования, методы испытаний и правила маркировки регламентированы ГОСТ 1561—75.

Рис. 33. Воздухораспределитель (уcл. № 270-005-1)

При снижении давления в тормозной магистрали вагона (из-за утечек) менее 0,2 кгс/см2 за 1 мин торможения происходить не будет, однако способность к торможению сохранится, так как давление в запасном резервуаре при этом не снижается. При более резком темпе снижения давления в тормозной магистрали воздухораспределитель отключает тормозной цилиндр от атмосферы и соединяет его с запасным резервуаром через авторежим. Давление в тормозном цилиндре устанавливается в зависимости от величины загрузки вагона.

Тормозной цилиндр является силовым органом, создающим необходимую тормозную силу за счет давления сжатого воздуха, поступающего из запасного резервуара через воздухораспределитель и авторежим. Все четырехосные грузовые вагоны, выпускаемые промышленностью СССР, оборудованы тормозными цилиндрами уcл. № 188Б, имеющими внутренний диаметр 356 мм и ход поршня 240 мм. Тормозной цилиндр (рис. 34) состоит из чугунного корпуса 4, передней 5 и задней 1 крышек, свободно вращающегося поршня 2 с полым штоком 3, отпускной пружины 6. На задней крышке 1 размещено резьбовое отверстие для патрубка трубопровода, соединяющего цилиндр с авторежимом. На задней крышке 1 предусмотрено место «мертвой точки» для установки кронштейна горизонтального рычага. Конец штока, выходящий из передней крышки, оборудован головкой с отверстием для установки пальца горизонтального рычага. Тормозной цилиндр на раме вагона укрепляют болтами, для чего на корпусе цилиндра сделаны четыре привалочные лапы с отверстиями.

Рис. 35. Авторежимный регулятор режима торможения (уcл. № 265А.ООО)

На всех грузовых вагонах обычно использованы авторежимы уcл. № 265А.000 (рис. 35), устанавливаемые сбоку хребтовой балки над тележкой. Такой авторежим, состоящий из управляющей части (демпфера) /, воздушного реле давления 2 и кронштейна 3, устанавливают на раме вагона так, чтобы пята 4 опиралась на плиту опорной балки, закрепленной на боковых рамах тележки. Если вагон порожний, то воздушное реле при торможении устанавливает наименьшее давление в тормозном цилиндре (1,0—1,4 кгс/см2), а если вагон загружен на 70% и более, то давление составит 3,8—4,3 кгс/см2. Управляющая часть авторежима, имеющая устройство воздушного демпфера, не вызывает колебаний давления в тормозном цилиндре при воздействии на механизм авторежима колебаний кузова на пружинах упругого подвешивания. |

Пассажирские вагоны локомотивной тяги, выпускаемые промышленностью СССР, оборудованы электропневматическим тормозом с управлением по двухпроводной электрической схеме. В качестве основного органа управления тормозом использован электровоздухораспределитель уcл. № 305-000 (рис. 36), который имеет диафрагменно-клапанную конструкцию и состоит из рабочей камеры 1 объемом 1,5 л, электрической части 2 с пневматическим реле и переключательного клапана 3. На рабочей камере укреплен воздухораспределитель уcл. № 292-00], который выполняет назначение резервного. Этот воздухораспределитель вступает в действие при любой разрядке тормозной магистрали. Рабочая камера вместе с установленными на ней электровоздухо-и воздухораспределителями укреплена на кронштейне тормозного цилиндра.

Воздухораспределитель (рис. 37) состоит из трех частей: корпуса 1, крышки 2 и ускорителя 6 экстренного торможения. Трубопровод от тормозной магистрали через тройник-пылеловку и разобщительный кран присоединен к патрубку 5 на ускорителе 6 экстренного торможения воздухораспределителя. В крышке воздухораспределителя установлен фильтр 3 и расположена камера дополнительной разрядки (КДР) объемом 1 л. В корпусе воздухораспределителя находится устройство (пробка) 4 переключения режимов. Ручка этого устройства расположена сбоку корпуса и имеет три положения: К — ускоритель экстренного торможения пассажирских поездов нормальной длины; Д — то же, для длинносоставных пассажирских (более 20 вагонов) и грузовых поездов; УВ — ускоритель экстренного торможения выключен.

Электровоздухораспределитель обеспечивает при работе следующие основные тормозные параметры: давление зарядки 5,0—5,2 кгс/см2; время наполнения тормозного цилиндра (до давления 3,0 кгс/см2), равное 2,5—3,5 с; время отпуска до давления в тормозном цилиндре 0,4 кгс/см2, равное 8—10 с. Электровоздухораспределитель получает питание постоянным током с номинальным напряжением 50 В.

Рис. 37. Воздухораспределитель (уcл. № 292-001)

Воздухораспределитель обеспечивает: время зарядки запасного резервуара объемом 78 л до давления 4,8 кгс/см3, равное 130— 180 с; время наполнения тормозного цилиндра при экстренном торможении в режиме К, равное 5—7 с, в режиме Д и УВ, равное 12—16 с; время отпуска до давления в тормозном цилиндре 0,4 кгс/см2 в режиме К, равное 9—12 с, в режиме Д и УВ, равное 12—14 с.

На всех пассажирских вагонах, выпускаемых промышленностью СССР, применены тормозные цилиндры уcл. № 501 Б. Диаметр этого цилиндра составляет 356 мм (14"), ход (как и у всех типовых тормозных цилиндров магистрального подвижного состава) равен 240 мм. Тормозной цилиндр (рис. 38) имеет заднюю крышку с кронштейном для крепления рабочей камеры электровоздухораспределителя. На этой же крышке предусмотрено место для установки кронштейна горизонтального рычага (место «мертвой точки»), С тормозным цилиндром принятого типоразмера используют стандартный запасной резервуар (уcл. № РЗ-78) емкостью 78 л.

В связи с тем', что пассажирские вагоны оборудованы электро-пневматическим тормозом, их тормозная магистраль имеет специальные соединительные рукава, обеспечивающие одновременное соединение воздухопроводов и электропроводов электропневмати-ческого тормоза двух смежных единиц подвижного состава. Такой рукав (уcл. № 369А) имеет головку с электроконтактами, допускающую соединение с типовой головкой рукава (ГОСТ 2593—69). На тормозной магистрали пассажирского вагона выполнено несколько отводов к кранам (уcл. № 163) экстренного торможения (стоп-краны), которые имеют клапанную конструкцию. Ручку стоп-крана, находящуюся в закрытом состоянии, пломбируют. Для возможности отпуска тормозов одного вагона вручную на трубе, соединяющей запасной резервуар с воздухораспределителем, установлен выпускной клапан уcл. № 31. Цепочки от ручки клапана выведены на обе стороны вагона и внутрь его.

Пассажирские вагоны, имеющие сравнительно небольшое отношение веса пассажиров к весу тары, не оборудуют авторежимными регуляторами. Скоростные пассажирские вагоны оборудованы противоюзными устройствами, к приборам которых относят осевой датчик (механическое инерционное реле или тахогенератор) и реле давления. Назначение противоюзного устройства заключается в быстром выпуске сжатого воздуха из тормозного цилиндра в момент начала юза (скольжения колес по рельсам) и наполнении цилиндра после прекращения юза. За один период торможения противоюзные устройства могут срабатывать несколько раз, выпуская воздух из тормозного цилиндра и снова наполняя его. В связи с этим, кроме обычного запасного резервуара, в вагоне с противоюзным устройством устанавливают питательные резервуары суммарной емкостью 150—170 л. Эти резервуары получают воздух непосредственно от тормозной или напорной магистрали через обратный клапан. Питательный резервуар трубопроводом связан с реле давления.

Осевой датчик (уcл. № 390) укреплен на буксе, а его механизм связан с осью колесной пары. При резком замедлении вращения оси в результате торможения (начало юза) механизм датчика приводит в действие устройство, замыкающее электрические контакты, при этом срабатывает реле давления (уcл. № 365) и за время 0,2—0,3 с выпускает воздух из тормозного цилиндра. После прекращения юза, когда колесная пара начнет вращаться с нормальной скоростью, механизм датчика разомкнет электрические контакты. При этом реле давления соединит тормозной цилиндр с питательным резервуаром. Наполнение тормозного цилиндра до давления 4 кгс/см2 произойдет за 1,0 с. При электронном противоюзном устройстве вместо осевых датчиков инерционномеханического типа в буксах устанавливают тахогенераторы переменного тока, а в вагоне — электронный блок. Напряжение от тахогенераторов поступает на электронный блещ, выполняющий функции логического элемента и выдающий сигнал на соответствующее исполнительное устройство или орган тормоза.

В качестве исполнительного органа для выпуска воздуха из тормозного цилиндра в противоюзном устройстве вместо реле давления (уcл. № 365) можно использовать сбрасывающий клапан (уcл. № 391) совместно с реле давления (реле повторителем, уcл. № 304.002) или без него, если электропневматический тормоз вагона оборудован прямодействующим электровоздухораспределителем (уcл. № 371), в конструкции которого есть реле-повторитель.

Вагоны электропоездов и дизель-поездов оборудованы компрессорными установками для питания тормозов сжатым воздухом и приборами управления тормозами всего поезда. В вагонах электропоездов постоянного тока установлены электрокомпрессоры ЭК-7Б, в вагонах электропоездов переменного тока — электрокомпрессоры ЭК-7В. Эти электрокомпрессоры отличаются только типом электродвигателя. В первом использован электродвигатель постоянного тока ДК-409В на напряжение 1500 В, во втором — электродвигатель переменного тока 548А на напряжение 220/380 В. Электродвигатели соединены с корпусом компрессора на болтах через фланцы. Режим работы электрокомпрессоров — повторно-кратковременный с временем включения (ПВ) до 50% и продолжительностью цикла не более 10 мин. Производительность электрокомпрессоров ЭК-7Б и ЭК-7В при давлении нагнетания 8,0кгс/см3 составляет соответственно0,62 и 0,58 м3/мин, потребляемая мощность 4,7 кВт.

Производительность электрокомпрессоров регулируют выключением электродвигателя. Для этой цели используют так называемый регулятор давления, который обеспечивает автоматическое включение и выключение электродвигателя компрессора при заданных значениях давления в главных резервуарах. Регулятор (уcл. № АК-ПБ) состоит из механизма с регулировочным устройством и электроконтактов. Механизм регулятора закрыт кожухом и запломбирован. Регулятор давления установлен на головных вагонах электропоездов и связан трубопроводом с напорной магистралью, а электропроводом с цепью питания компрессорных электродвигателей. При достижении в напорной магистрали, а следовательно, и в главных воздушных резервуарах давления 8,0 кгс/сма регулятор давления отключает все компрессорные электродвигатели электропоезда, а при снижении давления в напорной магистрали до 6,5 кгс/см3 — включает их.

На каждом вагоне, оборудованном компрессором, размещен главный резервуар, образованный двумя резервуарами емкостью по 170 л. Компрессор через фильтр (уcл. № 1ФК) засасывает воздух и нагнетает его в главный резервуар. Воздух проходит через маслоотделитель (уcл. № Э-120 или 32.45.10.011) и обратный клапан (уcл. № Э-155А). Главный резервуар снабжен предохранительным клапаном (уcл. № Э-216), отрегулированным на давление 8,2 кгс/сма. Вагоны электропоезда оборудованы двумя магистралями: тормозной и напорной (питательной). Обе магистрали имеют типовые концевые краны и стандартные концевые рукава. Внутренний диаметр труб магистралей 32 мм (I111').

Приборы управления тормозами электропоезда располагают только на головном вагоне. К этим приборам (рис. 39) относятся кран 1 машиниста (уcл. № 334Э-1), электропневматический вентиль 2 перекрыши, уравнительный резервуар 3, разобщительный кран 4, кран двойной тяги 5 и электропневматический клапан 6 автостопа (уcл. № 150И). Кран машиниста состоит из трех основных узлов: собственно крана (уcл. № 334), редуктора (уcл. № 348) и контроллера (уcл. № Ек-8АР). Через разобщительный кран и кран двойной тяги кран машиниста сообщен соответственно с питательной (напорной) и тормозной магистралями. Функции пневматического управления тормозом выполняет собственно кран машиниста, а функции электропневматического управления — контроллер. Уравнительный резервуар объемом 12 л, присоединенный к крану машиниста, позволяет осуществлять плавное ступенчатое торможение при пневматическом управлении тормозом.

Приборы управления тормозом на головном вагоне электропоезда ЭР-2
Рис. 39. Приборы управления тормозом на головном вагоне электропоезда ЭР-2

Электропневматический вентиль перекрыши позволяет при электропневматическом управлении осуществлять торможение без снижения давления в тормозной магистрали, а в случае исчезновения электропитания — автоматически обеспечивать (при тормозном положении ручки крана машиниста) снижение давления в тормозной магистрали. Совместное действие крана машиниста и вентиля перекрыши обеспечивается автоматическими переключателями цепей управления, подведенными к вентилю и контроллеру крана машиниста. Для контроля давления в тормозной магистрали (уравнительном резервуаре), питательной магистрали и в тормозном цилиндре служат манометры, установленные в кабине машиниста.

Электропневматический клапан автостопа предназначен для экстренной разрядки тормозной магистрали при проезде запрещающего или требующего снижения скорости сигнала. После проезда такого сигнала за 7 с до приведения тормозов в действие клапан подает предупреждающий звуковой сигнал. В течение этого времени машинист имеет возможность нажатием на рукоятку бдительности предотвратить действие автостопа. Работа электро пневматического клапана автостопа регистрируется на ленте скоростемера.

Собственно тормозное оборудование вагонов электропоездов и дизель-поездов несущественно отличается от аналогичного оборудования пассажирских вагонов локомотивной тяги. На вагонах электропоездов использован электровоздухораспределитель (уcл. № 305-001), который в отличие от электровоздухораспределителя пассажирского вагона (уcл. № 305-000) имеет четырехпроводную электрическую схему. На вагонах дизель-поездов использован электровоздухораспределитель (уcл. № 305-000). В качестве резервного на всех вагонах электропоездов и дизель-поездов применен воздухораспределитель (уcл. № 292-001), который используется также в пассажирских вагонах локомотивной тяги.

В прицепных головных вагонах, оборудованных тележками КВЗ-ЦНИИ, использовано такое же тормозное оборудование, что и на пассажирских вагонах локомотивной тяги: тормозные цилиндры диаметром 356 мм (уcл. № 501 Б) и запасные резервуары емкостью 78 л. На тормозных цилиндрах всех вагонов электропоездов и дизель-поездов установлены сигнализаторы отпуска (уcл. № 352). Этот прибор при наличии давления в тормозном цилиндре замыкает цепь сигнальной лампы на пульте управления в кабине машиниста.

Тормозная система моторных вагонов электропоездов обычно имеет по четыре тормозных цилиндра на вагон (по одному на каждую сторону тележки). Тормозные цилиндры одной тележки при торможении наполняются воздухом из запасного резервуара через электровоздухораспределитель, а тормозные цилиндры другой тележки — от питательной магистрали через реле давле

ния. Это реле (уcл. № 304-002) является вспомогательным прибором к электровоздухораспределителю. Оно повторяет действия электровоздухораспределителя и устанавливает в своих тормозных цилиндрах такое же давление, как и электровоздухораспределитель в своих. Между питательной магистралью и реле давления расположены регулятор давления (уcл. № 348-002), обратный клапан и питательный резервуар емкостью 78 л. Специальным прибором в системе тормоза электропоезда является автоматический выключатель управления (уcл. № Э-119Б или ПВУ-2), который разрывает цепь управления электродвигателями при давлении в тормозной магистрали ниже 4,0—4,5 кгс/см2.

Вагоны электропоездов, имеющих значительную вместимость, оборудованы авторежимными регуляторами (уcл. № 265В.000), снабженными электрической контактной частью, вследствие этого они автоматически регулируют не только давление воздуха в тормозных цилиндрах в зависимости от числа пассажиров в вагоне, но и величину пускового тока электродвигателей. Авторежим (уcл. № 265В.000) обеспечивает давление в тормозном цилиндре при порожнем режиме 2,5—2,7 кгс/см2, а при груженом 3,8— 4,1 кгс/см2.

В вагонах скоростных поездов «Аврора» и РТ-200 применены дисковые тормоза с расположением тормозных дисков по два на каждой оси колесной пары. Каждый тормозной диск вагонов поезда «Аврора» снабжен собственным тормозным цилиндром диаметром 203 мм (8"). На вагоне имеется запасной резервуар емкостью 55 л, дополнительный резервуар емкостью 10 л и питательный резервуар, как на любом вагоне, оборудованном противогазным устройством. Питание тормозных цилиндров каждой тележки происходит от питательного резервуара через собственное реле давления (уcл. № 365). В противоюзном устройстве вагонов поезда «Аврора» применены осевые датчики (уcл. № 390).

На каждые два диска (одной колесной пары) вагонов РТ-200 приходится один тормозной цилиндр диаметром 203 мм (8") со встроенным регулятором выхода штока. Электропневматический тормоз этих вагонов оборудован прямодействующим электровоздухораспределителем (уcл. № 371). Электронное противогазное устройство вагонов работает совместно со сбрасывающим клапаном (уcл. № 391), выпускающим воздух из тормозного цилиндра при возникновении юза и подающим воздух в тормозной цилиндр до восстановления в нем давления при прекращении юза.

Вагоны РТ-200 кроме дискового оборудованы и магнитнорельсовым тормозом. На каждой тележке вагона установлено по два стальных башмака этого тормоза. Каждый башмак подвешен на двух пневмоцилиндрах. Для опускания башмаков на рельсы сжатый воздух в пневмоцилиндры подается специальным реле давления в момент экстренного торможения. Одновременно от аккумуляторной батареи на обмотки всех четырех башмаков магнитнорельсового тормоза подается напряжение. Башмаки опускаются

на рельс, и между обмотками их полюсов и рельсами возникает сила магнитного притяжения. При снижении скорости вагона до 10—15 км/ч подача напряжения к обмоткам башмаков при помощи датчиков скорости прекращается. Тогда под действием пружин, размещенных в пневмоцилиндрах, башмаки поднимаются в нормальное транспортное положение, а торможение вагона до полной остановки происходит только под действием дискового тормоза. Номинальное напряжение питания обмоток башмаков составляет 50 В, при этом расчетная сила притяжения башмака к рельсу достигает 10 тс.

Основные требования к тормозным устройствам | Вагоны | Тормозные рычажные передачи