Литература / Тормозные системы ЖД транспорта - Э.И. Галай, Е.Э. Галай

130	3 УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗАМИ

блок. Он представляет собой плату с расположенными на ней пневматическими и электропневматическими клапанами. В состав БЭПП входит электронный блок, к которому подключены сигнализаторы давления в тормозной магистрали и тормозных цилиндрах и система автоматического управления тормозами (САУТ). Сигнал о неисправности и соответственно неправильном функционировании крана машиниста отображается на пульте управления транспарантом «Неисправность крана машиниста».

4 5 6 7 8 9

3	10
2

11

1 ГР 14

13 Ат ТМ 12

Рисунок 3.25 – Блок электропневматических приборов крана машиниста:

1 – питательный клапан; 2 – переключатель режимов; 3 – панель блока; 4–7, 10– электропневмовентили; 8 – редуктор крана; 9 – стабилизатор давления; 11 – устройство блокировки тормозов; 12 – датчик давления; 13 – клапан срывной; 14 – реле давления

В кране имеется возможность менять сечение питающего трубопровода поворотом ручки питательного клапана. Все приборы связаны между собой каналами, расположенными внутри плиты.

Основное управление краноммашиниста осуществляется отконтроллера. Для перехода на резервное управление тормозами необходимо повернуть рукоятку переключателя 2 на 90° в вертикальную плоскость. При этом отключается управление контроллером и подключается резервный кран управления. На плате блока расположено также устройство блокировки тормозов, которое управляется выключателем цепей управления и осуществляет связь между реле давления и тормозной магистралью, питательной магистралью, краном вспомогательного тормоза и импульсной магистралью. Имеются

также два сигнализатора давления и датчик давления.

3.5 Блокировочные устройства в системе управления тормозами

131

Кран машиниста с дистанционным управлением имеет довольно сложную конструктивную схему, собранную на магнитоуправляемых микропроцессорных схемах с бесконтактным переключением основных триггеров по количеству позиций.

Кран может быть использован на всех типах локомотивов и мотор-вагон- ных поездов.

3.5Блокировочные устройства в системе управления тормозами

Рассматривая схемы расположения и присоединения приборов управления тормозами, видим, что кроме кранов машиниста и крана вспомогательного тормоза в кабине локомотива имеется еще ряд кранов, предназначенных для включения или отключения тормозных приборов.

В настоящее время в поездных локомотивах при смене кабины для правильного включения тормозной системы двухкабинного или многосекционного локомотива применяется блокировочное устройство № 367М (рисунок 3.26). Оно предназначено для соединения крана машиниста и крана вспомогательного тормоза с питательной и тормозной магистралями, с тормозными цилиндрами, а также блокирует электрическую цепь управления и принудительно затормаживает локомотив при смене кабин управления.

		А		1 А–А 2 3 4
				М
	4
	5
		6		9
			ТЦ
8	ГР	7
				М

А

Рисунок 3.26 – Устройство № 367М блокировки тормоза локомотива

Устройство состоит из кронштейна 1, корпуса 2 с размещенным в нем переключателем клапанов 3, выполненным в виде эксцентрикового вала 4. В состав блокировочного устройства входит также комбинированный кран 7,

132 3 УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗАМИ

кулачковый переключатель 6 электрического контакта и неиспользуемый в настоящее время сигнализатор 8 обрыва тормозной магистрали. Его функцию выполняет датчик № 418, устанавливаемый между главной частью и двухкамерным резервуаром воздухораспределителя.

В действующей кабине локомотива ручка комбинированного крана 7, включенного на входе в тормозную магистраль, расположена вертикально вверх, а съемная ручка 5 эксцентрикового вала 4 надета на квадратный конец вала и повернута вниз до упора.

Эксцентриковый вал 4 принудительно открывает четыре клапана 3, имеющие резиновое уплотнение, и запирается хвостовиком стопорного поршня 9 за счет давления воздуха в тормозной магистрали.

		Пятый эксцентрик (рисунок 3.27) в
		этом положении на стержень 10 электри-
		ческого контакта не нажимает, и контакт
		остается замкнутым. Воздух из главного
		резервуара проходит к крану машиниста
		№ 394 (395) и крану вспомогательного
		тормоза № 254 через канал ГР, ведущий к
2	4	главному резервуару, клапан, управляе-
3	5	мый стержнем 5, и канал 1. От поездного
		крана № 394 (395) воздух поступает в тор-
	6	мозную магистраль ТМ через канал 2,
1	7	клапан, управляемый стержнем 8, и далее
	8	через открытый комбинированный кран.
		После прохождения крана воздух поступа-
	9	ет под стопорный поршень с хвостовиком
		6, блокируя эксцентриковый вал 7 от воз-
	10	можности поворота.
		При торможении от крана вспомога-
		тельного тормоза воздух в тормозные ци-
		линдры поступает через клапан, управляе-
ГР ТМ ТЦ		мый стержнем 9, по каналу 3.
Рисунок 3.27 – Схема монтажа		Для перехода в другую кабину необхо-
		димо снять ручку 4. Это возможно в случае,
блокировки тормоза локомо-		если произведено экстренное торможение
тива № 367 М

локомотива поездным краном машиниста с полной разрядкой тормозной магистрали. Ручка крана вспомогательного тормоза переводится в тормозное положение.

Когда давление на стопорный поршень уменьшится до 0,03 МПа (0,3 кгс/см2), хвостовик 6 разблокирует эксцентриковый вал 7. Теперь можно

3.5 Блокировочные устройства в системе управления тормозами

133

повернуть ручку 4 с эксцентриковым валом на 180º и снять ее с фасонной головки вала 7. При этом закрываются клапаны, управляемые стержнями 5, 8 и 9, которые сообщали главные резервуары (питательную магистраль) с краном машиниста (клапан 5), тормозную магистраль с краном машиниста (клапан 8) и магистраль вспомогательного тормоза с тормозными цилиндрами (клапан 9). Одновременно пятый эксцентрик через стержень 10 размыкает контакты в цепи управления тягой локомотива.

В противоположной кабине локомотива ручку 4 надевают на эксцентриковый вал 7 и поворачивают на 180º вниз до упора, что приводит к открытию клапанов, управляемых стержнями 5, 8 и 9, и замыканию контакта, управляемого стержнем 10. После этого ручка поездного крана машиниста переводится из положения VI в положение II, производится зарядка и отпуск тормозов локомотива.

Электроблокировочный клапан ЭК-44 (рисунок 3.28) используется в цепях управления электровозом для исключения одновременной работы рекуперативного или реостатного тормозов и пневматического тормоза.

				6
		B		7
1	2		3 4 5
				8
				9

АТ

10

11

М1

12

ЗК а ТЦ

Ат М

13

Рисунок 3.28 – Элекроблокировочный клапан ЭК-44 (Э-104Б)

На электровозах клапаны устанавливают на трубопроводе от крана вспомогательного тормоза к тормозным цилиндрам за переключательным клапаном или от воздухораспределителя к тормозным цилиндрам до переключательного клапана.

Клапаны ЭК-44 (ранее обозначавшиеся Э-104Б) не выпускаются, однако еще находятся в эксплуатации. В клапане совмещены пневматическая и электрическая части.

Электрическая часть – электромагнитный вентиль – состоит из катушки 8, намотанной на сердечнике 7, в канале которого свободно перемещается мед-

134	3 УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗАМИ

ный стержень 9, нижний конец которого представляет собой клапаны 10 (9)

и11. Клапан 10 может прижиматься к нижнему седлу втулки усилием пружины 12. При включении электрического тока (+50 В) якорь 6 притягивается к сердечнику 7, перемещая вниз стержень 9, который закрывает клапан 10

иоткрывает клапан 11. Изолировочные стержни регулируют зазор между якорем 6 и сердечником 7 от 1 до 0,5 мм.

При обесточенной катушке 8, когда якорь 6 не притягивается к сердечнику 7, клапан 10 будет открыт, а клапан 11 – закрыт усилием пружины 12.

Механическая часть электроблокировочного клапана ЭК-44 золотнико- во-поршневой конструкции расположена в корпусе, в расточке которого размещается стержень 2 с закрепленными на нем поршнями 1 и 5, причем площадь поршня 5 примерно в два раза больше площади поршня 1. Во втулке 4 имеется зеркало, по которому перемещается золотник 3. Выемка а золотника может сообщать отверстия Ат диаметром 6 мм и ТЦ диаметром 9 мм в зеркале золотника. Отверстие Ат соединено с атмосферой, а отверстие ТЦ – с тормозными цилиндрами.

При действии электрического тормоза катушка 8 получает питание, и якорь 6, перемещаясь вниз, закрывает клапан 10 и открывает клапан 11.

Сжатый воздух из тормозной магистрали по каналу М1 поступает в камеру М перед большим поршнем 5, и система поршней 5 и 1 вместе с золотником 3 перемещается влево до упора поршня 5 в резиновую прокладку. При этом камера ЗК разобщается с каналом ТЦ, а канал ТЦ сообщается с атмосферой АТ через выемку а. В этом случае торможение воздухораспределителем и краном ручного тормоза невозможно.

При экстренном торможении, когда давление в тормозной магистрали

М1 резко снижается до атмосферного и стержень 2 с поршнями 1 и 5 перемещается вправо, воздух от источника сжатого воздуха через отверстие В поступает в канал ТЦ, ведущий к тормозным цилиндрам. В этом случае будет происходить совместная работа пневматического и электрического тормозов.

Электроблокировочный клапан КПЭ-99 (рисунок 3.29). Клапан со-

стоит из электромагнитного вентиля 10, по конструкции и принципу действия аналогичного вентилю клапана ЭК-44, и клапанно-поршневой пневматической части, которая содержит корпус 6, закрепляемый на локомотиве с помощью привалочного фланца, и крышку 1 с закрепленным на ней вентилем 10. Переключательный клапан 7 с двумя уплотнительными кольцами, закрывающими седло 5 или 8, может перемещаться вверх под действием поршня 3, уплотненного манжетой 2. Пружина 4 постоянно давит на седло 5

ипоршень 3. Сверху на переключательный клапан 7 действует пружина, фиксируемая заглушкой 9, ввернутой в корпус 6. Полость, в которой размещена пружина 16, сообщается с атмосферой через канал в винте 18. В таком

3.5 Блокировочные устройства в системе управления тормозами

135

случае при обесточенном вентиле 10 возможно питание тормозных цилиндров из канала В в канал ТЦ, поскольку переключательный клапан 7 находится в нижнем положении под действием пружины, опирающейся на заглушку 9.

	Если вентиль 10 обесто-				9
	чен, то воздух из тормозной
	магистрали М не может по-				В
	ступить	в	полость между
					8
	седлом	11	и клапаном	12,				ТЦ	10
					7
	которая	в	этом случае	со-
					6			АТ1
	общается с атмосферой че-
					5
	рез вентиль 10.
	В полость над переклю-				4
	чательным клапаном 7 через				3
					2
	канал В поступает сжатый				1
	воздух от воздухораспреде-
	лителя ВР или от вспомога-				Ат
	тельного тормоза локомоти-				18
	ва при торможении. Полость
	между седлами 5 и 8 сооб-				18 17 16 15 14	13	12	11	Труб.
	щается с тормозным цилин-								3/8″
	дром ТЦ, а полость над
	поршнем 3 – с атмосферой.								М
	В нижней крышке 1 рас-
					Рисунок 3.29 – Электроблокировочный
	положен	переключательный
	клапан 12, который запирает					клапан КПЭ-99

седло 11 усилием пружины 16, действующей через толкатель 15.

Усилие пружины 16 может регулироваться винтом 18, заворачиваемым в обойму 17, которая в крышке 1 уплотнена резиновым кольцом 14 и имеет резиновое уплотнение 13 переключательного клапана 12.

При электрическом торможении необходимо перекрыть доступ сжатого воздуха в тормозные цилиндры от воздухораспределителя или крана вспомогательного тормоза, чтобы исключить совместное действие пневматического и электрического тормозов. В этом случае вентиль 10 находится под напряжением и пропускает сжатый воздух из тормозной магистрали М через седло 11 к переключательному клапану 12, который перемещается влево до упора в резиновое уплотнение 13. В результате происходит отключение полости под поршнем 3 от атмосферы Ат через канал в регулировочном винте 18 и повышение давления в ней. Поршень 3 перемещается вверх под действием воздуха из магистрали М. Клапан 7 поднимается вверх и садится

136	3 УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗАМИ

на седло 8, перекрывая доступ сжатого воздуха в тормозные цилиндры ТЦ, и одновременно сообщает их с атмосферой АТ1. С атмосферой сообщается и вся полость, где расположена пружина 4. Переключательный клапан 12 остается прижатым к уплотнению 13, поэтому воздух из магистрали М продолжает удерживать поршень 3 в верхнем положении.

При экстренном торможении, производимом в процессе работы электрического тормоза, или при его отказе, когда вентиль 10 окажется обесточенным и давление в полости под поршнем 3, а следовательно, в магистрали М, понизится до величины, определяемой усилием пружины 16 (0,25 МПа), пружина 16 переместит толкатель 15 и переключательный клапан 12 вправо, закрывая выход из седла 11. Давление под поршнем 3 понизится до атмосферного благодаря сообщению с атмосферой. Под действием пружины 4 поршень 3 опускается вниз и клапан 7 садится на нижнее седло 5, открывая доступ воздуху от воздухораспределителя ВР через канал В в тормозные цилиндры ТЦ.

На электровозах применяют еще ряд приборов управления, предназначенных для автоматического выключения воздушного тормоза в момент перехода на электрическое торможение. В частности, это автоматические выключатели управления Э119Б, Э119В, размыкающие цепь электриче-

ского тормоза и выключающие тяговые двигатели локомотива в момент экстренного торможения в случае резкого понижения давления в тормозной магистрали.

Аналогично назначение пневматических выключателей управления

ПВУ различных наименований.

3.6Обеспечение безопасности движения при работе пневматических тормозов

Автоматичность действия тормозов и питающая способность крана машиниста. При увеличении длины поездов возрастает величина допускаемых утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали. Например, утечки из тормозной сети вагона при заряженном тормозе могут достигать 1,0– –1,5 л/мин на 1 м длины тормозной магистрали. Соответственно, должна увеличиваться питающая способность крана машиниста, чтобы обеспечить поддержание зарядного давления в магистрали в поездном положении ручки, а при торможении – соответствующее давление в положении перекрыши с питанием. Для этого питающий канал крана машиниста в длинносоставных поездах должен соответствовать отверстию с диаметром 12–13 мм. В то же время автоматичность действия тормозов при разрыве поезда может быть достигнута при такой питающей способности крана машиниста, чтобы

3.6 Обеспечение безопасности движения при работе пневмотормозов 137

происходило заметное снижение давления в тормозной магистрали поезда. поэтому диаметр питающего отверстия, подводящего воздух из питающей магистрали к полости впускного клапана, не должен превышать 7,0–7,5 мм.

Следует отметить, что при разрыве тормозной магистрали поезда давление на выходе крана машиниста не изменяется, поскольку его величина задана редуктором. В то же время общий расход воздуха, как правило, оказывается гораздо больше, чем при нормальной работе. Расход зависит от величины и размещения утечек по длине тормозной магистрали. Если утечки (неплотности) сосредоточены в оторвавшейся хвостовой части, а разрыв магистрали произошел в головной части поезда, то общий расход может измениться незначительно или не измениться совсем, если транзитный расход воздуха будет оставаться прежним или близким к нему. Если же транзитный расход возрастает, то уменьшаются утечки через оставшиеся неплотности в магистрали поезда, соединенной с локомотивом. Это происходит ввиду того, что при большом расходе и большой скорости воздуха в трубопроводе будет меньшее давление и соответственно снизится расход на утечки через оставшиеся неплотности.

На рисунке 3.30 приведен ориентировочный расход воздуха в различных положениях ручки крана машиниста при управлении тормозами грузового поезда.

Линия 1 показывает рас-			0,08
ход во II (поездном) положе-
				3
нии при равномерном распре-			кг/c
делении утечек по длине ма-
гистрали,	линия 2 –	расход	0,04
воздуха	в положении	пере-		2
			Q
крыши с питанием (положе-
			0,02
ние IV) (расход возрастает из-				1
за утечек из тормозных ци-			0	500 750 1000	м 1500
линдров при подпитке запас-			200
ных резервуаров из тормоз-				l
ной магистрали), линия 3 –

	при разрыве тормозной маги-	Рисунок 3.30 – Расход воздуха Q через
		кран машиниста при различной длине по-
	страли в различных сечениях

поезда. Снижение расхода к хвосту поезда происходит из-за сопротивления движению воздуха в магистрали и уменьшения скорости истечения.

Автоматичность действия тормозов обеспечивается лишь в том случае, если расход воздуха при обрыве тормозной магистрали значительно превышает питающую способность крана машиниста. Поэтому при увеличении питающей способности автоматичность действия тормозов должна обеспечи-

138	3 УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗАМИ

ваться дополнительными техническими средствами, к которым относятся датчики № 418 обрыва тормозной магистрали или ускорители экстренного торможения, которымимогутбытьоснащенывоздухораспределители.

Датчик разрыва тормозной магистрали № 418. Грузовые локомотивы оборудуются пневмоэлектрическими датчиками № 418 (рисунок 3.31), которые устанавливаются на воздухораспределителях № 483 и 270 между главной частью и двухкамерным резервуаром. Этот прибор предназначен для контроля за состоянием тормозной магистрали поезда.

ДР 1 КДР 2

3 ТЦ 4

Р1 «ТМ»

ДДР

ДТК Р «Управление»

ДДР ДТК

Рисунок 3.31 – Пневмоэлектрический датчик № 418

При обрыве тормозной магистрали, разъединении междувагонных рукавов или открытии концевого крана на хвостовом вагоне давление в тормозной магистрали локомотива снижается не менее чем на 0,02 МПа достаточно быстрым темпом, происходит срабатывание воздухораспределителей на дополнительную разрядку и воздух появляется в канале дополнительной разрядки. Поскольку компрессор на локомотиве продолжает работать, а кран машиниста успевает компенсировать утечку сжатого воздуха, то воздухораспределители производят отпуск тормоза и давление в тормозных цилиндрах не превышает 0,02 МПа. Это объясняется тем, что сечение дросселя в канале дополнительной разрядки (КДР) выбрано таким образом, чтобы при снижении давления в тормозной магистрали давление в тормозных цилиндрах локомотива не превышало указанной величины и пружина датчика, воздействующая на диафрагму 3, препятствовала размыканию контактов датчика тормозной камеры (ДТК). В то же время контакт датчика дополнительной разрядки (ДДР) замыкается из-за прогиба диафрагмы 1, когда давление в канале КДР достигнет величины 0,12 МПа в результате выхода

3.6 Обеспечение безопасности движения при работе пневмотормозов 139

избытка воздуха из золотниковой камеры воздухораспределителя через канал КДР в атмосферу. Таким образом собирается цепь питания катушки Р, замыкается контакт Р1 и размыкается контакт Р2 в цепи управления тягой локомотива. При замыкании контакта Р1 загорается сигнальная лампа Л (ТМ), расположенная на пульте машиниста. После выравнивания давлений в магистральной и золотниковой камерах воздухораспределителя закрывается клапан дополнительной разрядки, давление в канале КДР падает и размыкается контакт ДДР. Катушка реле Р продолжает получать питание через замкнутые контакты ДТК и Р1.

Отключить цепь питания лампы Л (ТМ) можно в том случае, если произведено торможение поезда, либо вручную отжатием кнопки «Управление» или кратковременной постановкой реверсивной рукоятки в нейтральное положение.

При торможении поезда сигнальная лампа Л загорается и гаснет, что свидетельствует о нормальной работе тормозной системы. Если лампа горит без разрядки тормозной магистрали краном машиниста, это свидетельствует о ненормальной работе.

Расходомеры воздуха через кран машиниста. Для конструкторов тор-

мозных систем и работников тормозного хозяйства представляет интерес определение количества сжатого воздуха, расходуемого тормозной системой, поскольку высокая плотность тормозной сети является одним из условий нормального действия пневматических тормозов. Расход воздуха зависит не только от конструкции и принципа действия тормозных приборов, но и от плотности тормозной сети. Нормы плотности установлены Инструкциями по эксплуатации тормозов. Оценка расхода воздуха, как правило, производится при неработающих тормозах, находящихся в состоянии готовности к торможению, когда автоматически обеспечивается постоянство давления в тормозной магистрали.

Устройства по измерению расхода воздуха позволяют выявить опасные нарушения целостности тормозной магистрали, в частности, закупорку воздухопровода или его обрыв. Оценка расхода воздуха из тормозной сети поезда может производиться измерением перепада давления между питательной и тормозной магистралями. Однако такой метод имеет недостатки, связанные с нестабильностью величины давления сжатого воздуха в главных резервуарах.

Более объективным является метод измерения расхода прибором, выполненным по схеме, изображенной на рисунке 3.32.

Массивный поршень 1 помещен в цилиндрический стакан 2. Поршневым кольцом 3 поршень перекрывает щель 4, образуя проход 5, через который воздух поступает в тормозную магистраль после крана машиниста.