Главная | Обратная связь

Приборы управления тормозами

1.2.1. Назначение и классификация приборов управления

Группу приборов и аппаратуры управления тормозами подвижного состава составляют основные прибо­ры для непосредственного управле­ния тормозами поезда или локомо­тива – краны машиниста, кран вспомогательного тормоза локомотива, контроллеры машиниста; приборы и устройства автоматического контро­ля работы тормозов – автостопы; сигнализаторы обрыва тормозной магистрали; сигнализаторы отпуска; электроблокировочные клапаны; вы­ключатели управления; вспомога­тельная аппаратура для включения и отключения приборов управления, регистрации и наблюдения за рабо­той тормозов – скоростемер, мано­метры, краны двойной тяги и комби­нированные, устройства блокировки тормозов и др.

Краны машиниста предназначены для управления пневматическими и электропневматическими тормоза­ми подвижного состава. От крана машиниста в значительной степени зависит надежность действия тормо­зов в поезде. На локомотивах магистральных, узкоколейных дорог промышленного транспорта России установлены три типа кранов маши­ниста:

– непрямодействующие с неавтома­тическими перекрышами без питания тормозной магистрали в положении перекрыши (№ 334 и 334Э);

– прямодействующие с автоматиче­скими перекрышами, у которых в за­висимости от угла поворота ручки крана устанавливается и автомати­чески поддерживается определенное давление в тормозной магистрали (№ 326);

– универсальные с двумя неавтома­тическими перекрышами – с питани­ем и без питания тормозной ма­гистрали (№ 394, 395 всех индексов).

Проходят эксплуатационные ис­пытания опытные образцы кранов машиниста с дистанционным управ­лением, позволяющие управлять тормозами поезда на расстоянии с ис­пользованием радиоканала, провод­ной связи или пневматической син­хронизации. Характеристики приме­няемых на подвижном составе России кранов машиниста приведены в табл. 1.2.

На железных дорогах Западной Европы и США в основном приме­няют краны машиниста прямодействующего типа диафрагменно-клапанной конструкции с автоматическими перекрышами. Например, наиболее распространенные западно-европейс­кие краны машиниста «Кнорр D-2» и «D-5» имеют автоматическую первую ступень торможения снижением давления в магистрали на 0,04 МПа и последующие ступени торможения и отпуска примерно по 0,015 МП, автоматический переход со сверхзарядного на нормальное давление. Ряд кранов имеют автоматическое ограничение величины сверхзарядно­го давления в магистрали (0,54 МПа).

Локомотивы, поставляемые заво­дами России на экспорт, оборудуются кранами машиниста «Кнорр D-2» и «D-5S» и кранами «DAKO BS 2». Электровозы ЧС200 и тепловозы ЧМЭЗМ, поставляемые в Россию, оборудованные кранами машиниста DAKO BSE, заменяются отечественными кранами машиниста.

Конструктивно краны машиниста разделяются на клапанно-диафраг­менные и золотниково-поршневые. В первых – уплотнительными и распределительными элементами и орга­нами служат резиновые диафрагмы, манжеты и клапаны с резиновыми уплотнениями. В золотниково-поршне­вых конструкциях распределитель­ным органом является круглый латунный золотник, притираемый к чугунному зеркалу, а уравнитель­ный орган представляет собой пор­шень, уплотняемый металлическим, притираемым ко втулке кольцом в сочетании с резиновой манжетой или без нее.

 

 

Таблица 1.2

Характеристика кранов машиниста,
применяемых на подвижном составе России

Тип крана	Номер крана	Где применяется	Год нача­ла и конца выпуска	Конструктивные особенности
Универ­сальный		Грузовые локомотивы всех серий и электропоез­да ЭР22	1966– 1974	Кран № 222 с редуктором одно­стороннего действия, стабилизато­ром и уравнительным резервуаром объемом 20 л
То же	394-000-2	То же		Кран № 394 с положением VA для замедленной разрядки уравнитель­ного резервуара
«	395-000	Пассажирские локомо­тивы всех серий и электропоезда ЭР22М	1966– 1974	Кран № 395 с контроллером для управления ЭПТ и положением VЭ без разрядки уравнительного резервуара
«	395-000-2	То же	1974– 1978	Кран № 394-000-2 с положением VЭ, совпадающим с положением VA, и контроллером для управления ЭПТ
«	395-000-3	Грузовые локомотивы всех серий		Кран № 395-000-2 с устройством аварийного режима при VI положе­нии. Контроллер с одним микропе­реключателем
«	395-000-4	Пассажирские локомо­тивы всех серий		Кран № 395-000-2 с устройством аварийного режима при VI положе­нии. Контроллер с тремя микровы­ключателями для управления ЭПТ
«	395-000-5	Электро- и дизель-поезда		Кран № 395-000 с контроллером и измененной электрической схемой для управления ЭПТ

 

Приборы торможения

К приборам торможения относят­ся воздухораспределители и реле давления. Воздухораспределители являются основной частью автоматического пневматического тормоза и обеспечивают:

– зарядку запасного резервуара и специальных камер из тормозной магистрали;

– наполнение тормозных цилиндров из запасного резервуара при понижении давления в тормозной магистрали;

– выпуск воздуха из тормозных цилиндров в атмосферу при повышении давления в тормозной магистрали.

По назначению воздухораспреде­лители делятся на грузовые и пас­сажирские, отличающиеся в основ­ном характеристиками процессов из­менения давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах, а также воздухораспределители специально­го назначения – промышленного и узкоколейного транспорта, для кру­тых спусков.

Воздухораспределитель должен приходить в действие при сни­жении давления в тормозной магис­трали темпом от 0,006 до 0,04 МПа в 1 с и не приходить в действие (мягкость) при снижении давления до 0,03–0,04 МПа в 1 мин. Глу­бина дополнительной разрядки маги­страли у воздухораспределителей грузового типа составляет 0,05–0,06 МПа и пассажирского типа 0,025–0,03 МПа.

Соответственно минимальная сту­пень торможения в грузовом поезде 0,06 МПа и пассажирском 0,04 МПа.

Воздухораспределители должны иметь устойчивую ступень торможе­ния при перекрыше. Это достигается различными конструктивными прие­мами (отсекательный клапан или золотник, фрикционное или буфер­ное устройство, дроссельное отвер­стие диаметром 0,3 мм и др.).

Тип автоматического тормоза оп­ределяется типом применяемых воз­духо­распределителей, которые по принципу действия разделяются на непрямодействующие (с бес­ступенчатым отпуском) и прямодействующие. Воздухораспре­делители прямодействующего типа различаются режимами отпуска и могут иметь ступенчатый или бессту­пенчатый или оба режима отпуска.

Назначение реле давления то же, что и воздухораспределителя, но только оно повторяет процессы изменения дав­ления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах, определяемые воздухо­распределителем, или одновременно преобразует это давление в большую или меньшую сторону.

На подвижном составе железных дорог России применяются следую­щие типы воздухораспределителей:

– на пассажирских вагонах и локомо­тивах – непрямодействующие;

– на пассажирских вагонах международ­ного сообщения (РИЦ) – прямодействующие со ступенчатым отпуском;

– на вагонах скоростных поездов РТ200 и ЭР200 – прямодействующие с бесступенчатым отпуском;

– на грузовых вагонах и локомотивах – прямодействующие с бесступенча­тым (равнинный) и ступенчатым (горный) режимом отпуска.

1.3.1. Основные требования к воздухораспределителям

Воздухораспределители, являю­щиеся основными приборами пнев­матических тормозов железнодо­рожного подвижного состава, долж­ны способствовать повышению без­опасности движения поездов, увели­чению пропускной способности до­рог, работать безотказно в самых различных условиях эксплуатации (табл. 1.3). С этой целью разработаны опреде­ленные технические требования воздухо­распределителям, учитывающие со­временный и перспективный уровни развития железнодорожного транс­порта и условия его эксплуа­тации. Общими требованиями ко всем видам новых воздухораспре­делителей являются следующие:

– характеристики и конструкции воздухораспределителя должны обес­печивать более высокие эффектив­ность и надежность действия по сравнению с эксплуатируемыми воз­духораспределителями и в то же время совместную работу с ними в поездах без каких-либо ограни­чений. Исходя из этого требования устанавливаются конкретные значения времени зарядки объемов и ре­зервуаров, наполнения тормозных цилиндров, времени отпуска, вели­чин конечных давлений в тормоз­ных цилиндрах и др.;

– скорость распространения тор­мозной волны должна составлять не менее 250 м/с;

– время наполнения одного или нескольких тормозных цилиндров и максимальное давление в них при полном служебном или экстренном торможении отдельного вагона не должны зависеть от объема цилинд­ров и зарядного давления в тормоз­ной магистрали;

– воздухораспределитель должен автоматически пополнять утечки воз­духа в тормозном цилиндре и запас­ном резервуаре в процессе тормо­жения;

– на режиме ступенчатого (горно­го) отпуска неистощимость воздухораспределителя должна быть та­кой, чтобы при экстренном тор­можении, производимом после мно­гократных служебных торможений и ступеней отпуска
(но без полного отпуска), величина давления в тормозном цилиндре была не ме­нее 85 % максимальной величины, получаемой при экстренном тормо­жении с нормального зарядного давления. Полный отпуск на этом режиме должен происходить при по­вышении давления в магистрали до величины, на 0,015–0,03 МПа меньшей зарядного давления (об­легчение отпуска);

– на режиме бесступенчатого (рав­нинного) отпуска после произведен­ного служебного торможения и за­вышения давления в магистрали на 0,01–0,02 МПа воздухораспре­делитель не должен полностью от­пустить;

– воздухораспределитель должен нормально действовать при темпера­турах окружающего воздуха до ±60 °С;

– срок службы без ремонта должен быть не менее трех лет с вероят­ностью безотказной работы не ме­нее 0,95;

– в конструкции воздухораспреде­лителя с целью упрощения его изготовления и обслуживания в эксплуатации должно быть по воз­можности максимальное количество взаимозаменяемых узлов и деталей как для данного прибора, так и с соответствующими узлами и де­талями эксплуатируемых типов воздухораспределителей.

 

Таблица 1.3

Сравнительная характеристика воздухораспределителей № 270-002, 270-005-1 и 483-000

Показатель	Воздухораспредетитель
270-002	270 -005-1	483-000
Скорость распространения тормозной волны, м/с: – при экстренном торможении (ЭТ) – при полном служебном торможении (ПСТ) Время наполнения тормозного цилиндра до давле­ния 0,35 МПа, с, при: – ЭТ – ПСТ Время отпуска после ПСТ II положением ручки крана машиниста до давления 0,04 МПа в хвостовом вагоне, с Минимальная величина снижения давления в ма­гистрали для получения устойчивой ступени тормо­жения, МПа Величина завышения давления в магистрали, вызывающая полный отпуск, МПа Наличие равнинного режима отпуска тормозов при темпе повышения давления в магистрали, МПа за 1 с Темп перехода с повышенного на нормальное за­рядное давление в поезде без срабатывания на тор­можение 0,02 МПа за время, с Максимальный вес поезда по условиям продоль­но-динамических усилий при экстренных торможе­ниях, кН	200 160   15/45 12/60     0,05   0,01 Не менее 0,001	15/45 12/60     0,04   0,01-0,02 Не менее 0,0005	10/30 13/40     0,04   0,015-0,03 При любом тем­пе

Ниже приведены дополнительные требования к воздухораспределите­лям в соответствии с типом под­вижного состава, для которого они предназначаются:

– воздухораспределители пасса­жирского типа должны иметь два режима – для следования в поезде нормальной длины и в длинносоставном при бесступенчатом отпуске на обоих режимах. Допускается при­менение дополнительных режимов, в частности режимов со ступенчатым отпуском. Обязательно наличие ус­корителя экстренного торможения. Должна быть предусмотрена воз­можность использования воздухо­распределителя в системе электро­пневматического тормоза прямодействующего типа.

Минимальная величина снижения давления в магистрали для полу­чения устойчивой ступени тормо­жения должна составлять 0,03 МПа. Воздухораспределитель не должен срабатывать при снижении давле­ния в магистрали темпом не менее 0,04 МПа в 1 мин.

Воздухораспределители грузово­го типа должны иметь два режима отпуска – бесступенчатый (равнин­ный) и ступенчатый (горный) и три режима по загрузке вагона (по­рожний, средний, груженый), пере­ключаемые вручную или автомати­чески. Допускается применение до­полнительных режимов, например, с ускоренными процессами наполнения и опоражнивания тормозного ци­линдра.

Минимальная величина снижения давления в магистрали для полу­чения устойчивой ступени торможе­ния должна составлять 0,03–0,05 МПа, а для достижения макси­мального давления в тормозных ци­линдрах – 0,12–0,15 МПа. Напол­нение тормозных цилиндров должно происходить при полном служебном и экстренном торможениях с образованием в них первоначального скачка давления, величина которого пропорциональна загрузке вагона. Воздухораспределитель не должен срабатывать при снижении давле­ния в магистрали темпом 0,02–0,05 МПа в 1 мин.

Характеристики воздухораспре­делителей должны обеспечивать при торможении грузовых поездов весом до 100 тыс. кН максимальные про­дольные усилия, не превышающие 2000 кН.

Разрядка тормозной магистрали через воздухораспределитель по всей длине поезда должна обеспечивать наполнение всех тормозных цилинд­ров до давления 0,35 МПа при экстренном торможении за время не более 30 с в поезде длиной до 1500 м.

Воздухораспределители западно-­европейского типа согласно предпи­саниям Международного союза же­лезных дорог (МСЖД), установ­ленным для новых воздухораспре­делителей, поступающих в эксплу­атацию в поездах международного сообщения, должны иметь следую­щие характеристики:

– обеспечение нормальной совме­стной работы с другими воздухораспределителями, допущенными в международное сообщение;

– наличие обязательного ступенчато­го отпуска;

– наличие грузового и пассажир­ского режимов (допускается один режим);

– скорость распространения тор­мозной волны не менее 250 м/с;

– мягкость на отдельном вагоне не менее 0,04 МПа в 1 мин, в по­езде – 0,1 МПа за время не более 10 мин;

– максимальное давление в тормоз­ных цилиндрах 0,37–0,39 МПа должно достигаться при снижении давления в магистрали на 0,13–0,16 МПа;

– время наполнения тормозных ци­линдров отдельного вагона до 95 % максимального давления в них при экстренном торможении на пассажирском режиме 3–5 с, на грузо­вом – 18–30 с, время выпуска воздуха из цилиндров при отпуске до давления в них 0,04 МПа со­ответственно 15–20 и 45–60 с;

– чувствительность на питание тор­мозного цилиндра до давления не более 0,02 МПа;

– высокая неистощимость (не ме­нее 85 % максимального давления в тормозных цилиндрах).

Наличие у этих воздухораспреде­лителей режимов по загрузке ваго­на, а также бесступенчатого отпу­ска не обязательно.

Воздухораспределителями запад­ноевропейского типа (KEs) обору­до­ва­ны пассажирские вагоны между­народного сообщения (РИЦ) Российских железных дорог.