ЭЛЕКТРОВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B60T13/66 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно к устройству электровоздухораспределителей тормозов подвижного состава железных дорог, преимущественно вагонов метрополитена, предназначенных для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах.

Известен электровоздухораспределитель типа 305 (каталог Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава рельсового транспорта, ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, М. 1990, с. 42). Он содержит пневматический воздухораспределитель и электропневматическую часть. Пневматический воздухораспределитель имеет подвижную перегородку (поршень с манжетой), разделяющую магистральную и управляющую (золотниковую) камеры и взаимодействующую с плоским золотником. Электропневматическая часть имеет два электромагнитных вентиля и реле давления с подвижной перегородкой (диафрагмой), отделяющей тормозную камеру от камеры управляющего давления. К существенным недостаткам этого электровоздухораспределителя относятся возможная истощимость тормоза при его работе, наличие притираемых деталей, усложняющих технологию его изготовления и ремонта, отсутствие стандартности, т. е. зависимость времени наполнения сжатым воздухом тормозного цилиндра и величины давления в нем от его объема.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков предлагаемому электровоздухораспределителю является электровоздухораспределитель (авт. св. N 208753, кл. B 60 T 13/66), использованному в электровоздухораспределителе типа 337-4 с авторежимом типа 260-1, для вагонов метрополитена (каталог Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава рельсового транспорта, ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, М: 1990, с. 40, 47, 48). Он содержит пневматический воздухораспределитель, который имеет две диафрагмы, меньшего и большего диаметра, питательный клапан, входные и выходные каналы и который связан с тормозной магистралью и автоматическим регулятором грузовых режимов торможения (авторежимом). Авторежим имеет входной и выходной каналы. Электровоздухораспределитель содержит также устройство дополнительной разрядки тормозной магистрали, два электромагнитных вентиля замещения электродинамического тормоза, реле давления, связанное каналами с питательным резервуаром и тормозным цилиндром. В этом электровоздухораспределителе устройство дополнительной разрядки тормозной магистрали выполнено в виде круглого золотника с несколькими манжетами, размещенного между диафрагмами пневматического воздухораспределителя и являющегося составной частью штока, посредством которого диафрагмы взаимодействуют между собой. Манжеты круглого золотника ограничивают полости, связанные каналами соответственно с камерой дополнительной разрядки тормозной магистрали, с тормозной магистралью, с атмосферой. В процессе торможения, когда происходит перемещение системы диафрагм пневматического воздухораспределителя в положение, при котором осуществляется дополнительная разрядка тормозной магистрали, манжеты круглого золотника последовательно перекрывают сначала сообщение камеры дополнительной разрядки с атмосферой, а затем открывают сообщение тормозной магистрали с камерой дополнительной разрядки. Это требует большого хода круглого золотника, что приводит к снижению скорости распространения тормозной волны. Тем самым снижается надежность действия электровоздухораспределителя. В этом электровоздухораспределителе реле давления выполнено как неотъемлемая составная часть пневматического воздухораспределителя, включающая меньшую диафрагму пневматического воздухораспределителя, его питательный клапан и дополнительный поршень. Дополнительный поршень взаимодействует со штоком диафрагм и ограничивает с меньшей диафрагмой полость, сообщенную каналом с выходом автоматического регулятора грузовых режимов торможения (авторежима), вход которого каналом связан с тормозным цилиндром. Кроме того, на штоке диафрагм пневматического воздухораспределителя размещен второй дополнительный поршень с несколькими манжетами, осуществляющий воздействие на реле давления посредством дополнительных пружин при включении в действие одного из электромагнитных вентилей, срабатывающего при истощении электродинамического тормоза для дотормаживания вагона пневматическим тормозом. Второй электромагнитный вентиль связан с тормозной магистралью и магистральной полостью пневматического воздухораспределителя и срабатывает при отказе электродинамического тормоза, приводя в действие пневматический воздухораспределитель в целом. Это усложняет конструкцию электровоздухораспределителя, что снижает его надежность действия и может привести к нарушению безопасности движения транспортного средства.

Предлагаемый электровоздухораспределитель решает задачу повышения надежности его действия, повышения надежности действия тормоза железнодорожного транспортного средства в целом.

Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения заключается в упрощении конструкции электровоздухораспределителя, в исключении возможности снижения скорости распространения тормозной волны.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном электровоздухораспределителе тормоза железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержащем пневматический воздухораспределитель, имеющий две диафрагмы меньшего и большего диаметра, питательный клапан, входные и выходные каналы и связанный с тормозной магистралью и автоматическим регулятором грузовых режимов торможения, имеющим входной и выходной каналы, а также содержащем устройство дополнительной разрядки тормозной магистрали, два электромагнитных вентиля замещения электродинамического тормоза, реле давления, связанное каналами с питательным резервуаром и тормозным цилиндром, устройство дополнительной разрядки тормозной магистрали выполнено в виде корпуса с размещенными в нем двумя диафрагмами и подпружиненными клапанами, при этом одна из диафрагм закреплена в стержне, имеющем дроссельное отверстие и воздействующем на клапан, перекрывающий сообщение полости под указанной диафрагмой, связанной с тормозной магистралью, с полостью, сообщенной каналом, перекрываемым клапаном второй диафрагмы, с атмосферой, а электровоздухораспределитель снабжен пневматическим реле, имеющим корпус с двумя диафрагмами, меньшего и большего диаметра, и с двухседельным питательным клапаном, а также снабжен двумя переключательными клапанами, каждый из которых имеет корпус с двумя входами и одним выходом, при этом полость над диафрагмой меньшего диаметра пневматического реле и полость его двухседельного питательного клапана сообщены с выходным каналом автоматического регулятора грузовых режимов торможения, входной канал которого связан с питательным резервуаром, а полость под диафрагмой большего диаметра пневматического реле связана с первым электромагнитным вентилем замещения, соединенным с входом одного из переключательных клапанов, выход которого связан с реле давления, а второй вход связан каналом с выходом второго переключательного клапана, один из входов которого соединен каналом со вторым электромагнитным вентилем замещения, а второй вход сообщен каналом с полостью над диафрагмой меньшего диаметра пневматического воздухораспределителя, полость питательного клапана которого связана со вторым электромагнитным вентилем замещения и с выходным каналом автоматического регулятора грузовых режимов торможения, при этом полость над второй диафрагмой устройства дополнительной разрядки тормозной магистрали сообщена каналом со вторым входом второго переключательного клапана.

Кроме того, предлагаемый электровоздухораспределитель снабжен дополнительными резервуарами, один из которых связан с полостью над диафрагмой устройства дополнительной разрядки тормозной магистрали, закрепленной в стержне, имеющем дроссельное отверстие, а второй дополнительный резервуар соединен с полостью под большей диафрагмой пневматического реле.

Такое выполнение предлагаемого электровоздухораспределителя упрощает его конструкцию, исключает возможность снижения скорости распространения тормозной волны, что повышает надежность действия электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства, в частности вагонов метрополитена.

Это объясняется следующим образом.

Для осуществления дополнительной разрядки тормозной магистрали достаточно открытия только одного клапана клапана первой диафрагмы устройства дополнительной разрядки (второй клапан при этом под воздействием своей пружины открыт). Первая диафрагма в начальный момент торможения, когда давление в тормозной магистрали снижается, мгновенно перемещается в положение открытия своего клапана, так как сжатый воздух из дополнительного резервуара не успевает перетекать через дроссельное отверстие в стержне диафрагмы в полость под первой диафрагмой. Происходит сообщение тормозной магистрали с атмосферой на каждом вагоне, например, поезда метрополитена, и быстрое распространение тормозной волны по поезду, что обеспечивает величину тормозного пути в пределах установленных нормативов.

Непосредственная связь выходного канала автоматического регулятора грузовых режимов торможения (авторежима) с электромагнитным вентилем замещения, срабатывающим при отказе электродинамического тормоза, и с электромагнитным вентилем замещения, срабатывающим при истощении электродинамического тормоза (через пневматическое реле, уменьшающее выходное давление авторежима в заданной пропорции), наличие переключательных клапанов, с соответствующими входами которых независимо друг от друга сообщены пневматический воздухораспределитель и оба электромагнитных вентиля замещения, а выходы которых связаны с реле давления, обеспечивают возможность применения реле давления в виде отдельного органа известной конструкции (каталог Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава рельсового транспорта, ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, М. 1990, с. 43), обеспечили независимость действия каждого вида пневматического торможения, а именно, собственно пневматического торможения, когда снижается давление в тормозной магистрали и срабатывает пневматический воздухораспределитель, пневматическое дотормаживание при истощении электродинамического тормоза, пневматическое торможение при отказе электродинамического тормоза. Тем самым упрощается конструкция электровоздухораспределителя, так как исключается необходимость в дополнительных поршнях, пружинах, круглом золотнике с манжетами в пневматическом воздухораспределителе, повышается надежность действия электровоздухораспределителя.

На чертеже схематично изображен общий вид предлагаемого электровоздухораспределителя.

Электровоздухораспределитель содержит пневматический воздухораспределитель 1, связанный с тормозной магистралью 2 и с автоматическим регулятором 3 грузовых режимов торможения (авторежимом), устройство 4 дополнительной разрядки тормозной магистрали, электромагнитный вентиль 5 замещения, электромагнитный вентиль 6 замещения, реле 7 давления, пневматическое реле 8, переключательные клапаны 9 и 10.

Пневматический воздухораспределитель 1 имеет корпус 11, диафрагму 12 меньшего диаметра, диафрагму 13 большего диаметра, питательный клапан 14, размещенный в полости 15, а также имеет полости 16 19. Полости 17 и 19 постоянно сообщены с атмосферой. В полости 19 размещены пружины 20, усилие которых создает управляющее давление на диафрагму 13.

Устройство 4 дополнительной разрядки тормозной магистрали имеет корпус 21, в котором размещены диафрагмы 22 и 23 и клапаны 24 и 25, воспринимающие воздействие соответственно пружин 26 и 27. Диафрагма 22 закреплена в стержне 28, воздействующем на клапан 24. В устройстве 4 имеются полости 29 32. Полость 29 сообщена с дополнительным резервуаром 33 (объемом 0,5 л). Полость 30 связана каналом 34 с тормозной магистралью 2. Дроссельное отверстие 35 в стержне 28 сообщает между собой полости 29 и 30. Полость 31 через канал 36, перекрываемый клапаном 25, сообщается с атмосферой.

Пневматическое реле 8 имеет корпус 37, в котором размещены диафрагма 38 меньшего диаметра, диафрагма 39 большего диаметра, закрепленная в стержне 40, двухседельный питательный клапан 41. В корпусе 37 выполнены полости 42 45. В стержне 40 выполнено сквозное отверстие 46, перекрываемое двухседельным питательным клапаном 41. Полость 42 каналом 47 связана с выходным каналом 48 автоматического регулятора 3 грузовых режимов торможения (авторежима), входной канал 49 которого сообщен с питательным резервуаром 50. Полость 43 сообщена с атмосферой. Полость 44 каналом 51 связана с дополнительным резервуаром 52 (объемом 0,5 л) и каналами 51 и 53 связана с электромагнитным вентилем 5 замещения, срабатывающим при истощении электродинамического тормоза. Полость 45 двухседельного питательного клапана 41 соединена каналом 54 и каналом 47 с выходным каналом 48 авторежима 3.

Переключательный клапан 9 имеет корпус 55, поршень 56 с манжетами 57, входы 58 и 59, выход 60.

Переключательный клапан 10 имеет корпус 61, поршень 62 с манжетами 63, входы 64 и 65, выход 66. С входом 58 переключательного клапана 9 связаны полость 32 устройства 4 дополнительной разрядки через каналы 67 и 68 и полость 16 пневматического воздухораспределителя 1 через его выходной канал 69 и канал 68. Входной канал 70 пневматического воздухораспределителя 1 связан через канал 71 с электромагнитным вентилем 6, срабатывающим при отказе электродинамического тормоза и связанным через канал 72 с входом 59 переключательного клапана 9. С входным каналом 70 пневматического воздухораспределителя 1 связан выходной канал 48 авторежима 3 через каналы 47 и 73, а через каналы 47, 73 и 71 выходной канал 48 авторежима связан с электромагнитным вентилем 6. Выход 60 переключательного клапана 9 соединен каналом 74 с входом 64 переключательного клапана 10. Вход 65 переключательного клапана 10 связан каналом 75 с электромагнитным вентилем 5. Выход 66 переключательного клапана 10 сообщен через канал 76 с реле 7 давления, которое каналом 77 соединено с питательным резервуаром 50, а каналом 78 соединено с тормозным цилиндром (на чертеже не показан).

Величины рабочих площадей диафрагмы 38 меньшего диаметра и диафрагмы 39 большего диаметра пневматического реле 8 выбраны из расчета, чтобы их соотношение обеспечило установление величины давления сжатого воздуха в полости 44 по отношению к величине давления сжатого воздуха в полости 42 (поступающего от авторежима 3) в требуемой пропорции (около 2,2 раза). То есть давление в полости 44 устанавливается примерно в 2,2 раза меньшим, чем давление в полости 38.

Электровоздухораспределитель действует следующим образом.

При зарядке тормоза сжатый воздух из питательного резервуара 50 через авторежим 3, преобразующий величину давления сжатого воздуха в зависимости от загрузки железнодорожного транспортного средства, например, вагона метрополитена, поступает через каналы 47, 73, входной канал 70 в полость 15 пневматического воздухораспределителя 1 и через канал 71 к электромагнитному вентилю 6. Одновременно сжатый воздух от авторежима 3 по каналу 47 поступает в полость 38 пневматического реле 8 и по каналам 47, 54 в полость 45. Пневматическое реле 8 срабатывает, двухседельный питательный клапан 41 закрывает сквозное отверстие 46 и открывает сообщение полости 45 с полостью 44. В полости 44 и дополнительном резервуаре 52 устанавливается давление, меньшее, чем в полости 38, в установленной пропорции. Кроме того, сжатый воздух от питательного резервуара 50 по каналу 77 подводится к реле 7 давления. Одновременно из тормозной магистрали 2 сжатый воздух через канал 17 поступает в полость 18 пневматического воздухораспределителя 1 и воздействием на диафрагму 13 сжимает пружины 20. Питательный клапан 14 при этом закрывает сообщение полостей 15 и 16 и открывает сообщение полости 16 с атмосферой. По каналу 17 сжатый воздух из тормозной магистрали 2 поступает также в полость 30 устройства 4 дополнительной разрядки тормозной магистрали. Через дроссельное отверстие 35 сжатый воздух перетекает в полость 29 и дополнительный резервуар 33. Диафрагма 22 остается в крайнем верхнем положении (по чертежу), клапан 24 закрыт под действием пружины 26, а клапан 25 открыт под действием пружины 27.

При торможении, когда оно осуществляется действием только пневматического тормоза, снижается давление в тормозной магистрали 2. Происходит снижение давления в полости 30 устройства 4. Сжатый воздух не успевает перетекать через дроссельное отверстие 35 из дополнительного резервуара 33 и полости 29 в полость 30, и вследствие образующегося перепада давления на диафрагму 22, последняя прогнется вниз (по чертежу) и откроет стержнем 28 клапан 24. Тормозная магистраль 2 сообщится через открытый клапан 24 и открытый клапан 25 с атмосферой, то есть осуществится дополнительная разрядка тормозной магистрали на каждом вагоне, что обеспечивает дальнейшее снижение давления в ней, увеличивая скорость распространения тормозной волны по длине поезда (например, поезда метрополитена). Одновременно при снижении давления в тормозной магистрали 2, снижается давление в полости 18 пневматического воздухораспределителя 1. Диафрагма 13 прогнется вверх (по чертежу) под усилием пружин 20. Питательный клапан 14 закрывает сообщение полости 16 с атмосферой и открывает сообщение полости 15 с полостью 16. Сжатый воздух от авторежима 3 через выходной канал 69 и канал 67 поступает в полость 32 над диафрагмой 23 устройства 4, которая прогнется вниз (по чертежу), и клапан 25 закроется, прекращая дополнительную разрядку тормозной магистрали. После выравнивания давлений в полостях 29 и 30, закрывается клапан 24. Через выходной канал 69, канал 68 и вход 58 сжатый воздух поступает в переключательный клапан 9 и через выход 60, канал 74, вход 64 поступает в переключательный клапан 10. Сжатый воздух через выход 66 и канал 76 поступает в реле 7 давления, которое срабатывает и осуществляет наполнение сжатым воздухом тормозного цилиндра (на чертеже не показан). При уравнивании суммарного усилия давления сжатого воздуха на диафрагмы 13 и 12 с усилием пружин 20, диафрагмы переместятся вниз (по чертежу), питательный клапан 14 закроется. Подача сжатого воздуха в реле 7 давления прекратится. Реле 7 давления перекроет сообщение тормозного цилиндра с питательным резервуаром 50. Наступает перекрыша. В тормозном цилиндре установится давление, равное давлению сжатого воздуха, устанавливаемого авторежимом 3.

При отпуске тормоза повышается давление в тормозной магистрали 2 и в полости 18 пневматического воздухораспределителя 1. Диафрагмы 12 и 13 прогибаются вниз (по чертежу). Питательный клапан 14 закрывает сообщение полостей 15 и 16 и открывает сообщение полости 16 с атмосферой. По каналу 76, переключательному клапану 10, каналу 74, переключательному клапану 9, каналу 68 и полость 16 реле 7 давления сообщается с атмосферой и, в свою очередь, сообщает с атмосферой тормозной цилиндр.

При торможении, осуществляемом электродинамическим тормозом, когда со снижением скорости уменьшается сила торможения, развиваемая тяговыми электродвигателями железнодорожного транспортного средства, то есть происходит истощение электродинамического тормоза, срабатывает электромагнитный вентиль 5 замещения и сообщает полость 44 пневматического реле 8 и дополнительный резервуар 52 с входом 65 переключательного клапана 10. Сжатый воздух из полости 44 поступает в переключательный клапан 10, перемещая поршень 62 в крайнее верхнее положение (по чертежу), и через выход 66 и канал 76 поступает в реле 7 давления. Реле 7 давления срабатывает, наполняя сжатым воздухом тормозной цилиндр, в котором устанавливается давление, равное давлению в полости 44 пневматического реле 8. Происходит пневматическое дотормаживание железнодорожного транспортного средства. Для отпуска тормоза снимается напряжение с электромагнитного вентиля 5, который разобщает полость 44 пневматического реле 8 от входа 65 переключательного клапана 10 и сообщает вход 65 с атмосферой. Сжатый воздух из реле 7 давления по каналу 76, переключательный клапан 10, канал 74, переключательный клапан 9, канал 68, полость 16 пневматического воздухораспределителя 1 перетекает в атмосферу. Реле 7 давления, в свою очередь, сообщает с атмосферой тормозной цилиндр.

Если при торможении электродинамическим тормозом по какой-либо причине происходит его отказ, на электромагнитный вентиль 6 замещения подается напряжение. Вентиль срабатывает, и сжатый воздух с выхода 48 авторежима 3 по каналам 47, 73, 71, 72 поступает к входу 59 переключательного клапана 9, перемещает поршень 56 в крайнее верхнее положение (по чертежу) и через выход 60, канал 74, переключательный клапан 10, канал 76 поступает в реле 7 давления. Реле срабатывает, тормозной цилиндр наполняется сжатым воздухом до давления, равного давлению на выходе 48 авторежима 3. Для отпуска тормоза снимается напряжение с электромагнитного вентиля 6, который разобщает его с атмосферой. Сжатый воздух из реле 7 давления по каналу 76, переключательный клапан 10, канал 74, переключательный клапан 9, канал 68, полость 16 пневматического воздухораспределителя 1 поступает в атмосферу. Реле 7 давления, в свою очередь, сообщает с атмосферой тормозной цилиндр. Происходит полный отпуск тормоза.

Использование: электровоздухораспределитель относится к области железнодорожного транспорта и предназначен для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах. Сущность изобретения: электровоздухораспределитель содержит пневматический воздухораспределитель, устройство дополнительной разрядки тормозной магистрали, электромагнитные вентили замещения, реле давления, пневматическое реле, переключательные клапаны. Достигаемый технический результат заключается в упрощении конструкции электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства, в исключении возможности снижения скорости распространения тормозной волны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержащий пневматический воздухораспределитель, имеющий корпус, две диафрагмы, меньшего и большего диаметра, питательный клапан, входные и выходные каналы и связанный с тормозной магистралью и автоматическим регулятором грузовых режимов торможения, имеющим входной и выходной каналы, а также содержащий устройство дополнительной разрядки тормозной магистрали, два электромагнитных вентиля замещения электродинамического тормоза, реле давления, связанное каналами с питательным резервуаром и тормозным цилиндром, отличающийся тем, что устройство дополнительной разрядки тормозной магистрали выполнено в виде корпуса с размещенными в нем двумя диафрагмами и подпружиненными клапанами, при этом одна из диафрагм закреплена в стержне, имеющем дроссельное отверстие и воздействующем на клапан, перекрывающий сообщение полости под указанной диафрагмой, связанной с тормозной магистралью, с полостью, сообщенной каналом, перекрываемым клапаном второй диафрагмы, с атмосферой, а электровоздухораспределитель снабжен пневматическим реле, имеющим корпус с двумя диафрагмами, меньшего и большего диаметра, и с двухседельным питательным клапаном, а также снабжен двумя переключательными клапанами, каждый из которых имеет корпус с двумя входами и одним выходом и с поршнем с манжетами, при этом полость над диафрагмой меньшего диаметра пневматического реле и полость его двухседельного питательного клапана сообщены с выходным каналом автоматического регулятора грузовых режимов торможения, входной канал которого связан с питательным резервуаром, а полость под диафрагмой большего диаметра пневматического реле связана с первым электромагнитным вентилем замещения, соединенным с входом одного из переключательных клапанов, выход которого связан каналом с реле давления, а второй вход связан каналом с выходом второго переключательного клапана, один из входов которого соединен каналом с вторым электромагнитным вентилем замещения, а второй вход сообщен каналом с полостью над диафрагмой меньшего диаметра пневматического воздухораспределителя, полость питательного клапана которого связана с вторым электромагнитным вентилем замещения и с выходным каналом автоматического регулятора грузовых режимов торможения, при этом полость над второй диафрагмой устройства дополнительной разрядки тормозной магистрали сообщена каналом с вторым входом второго переключательного клапана. 2. Электровоздухораспределитель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными резервуарами, один из которых связан с полостью над диафрагмой устройства дополнительной разрядки тормозной магистрали, закрепленной в стержне, имеющем дроссельное отверстие, а второй дополнительный резервуар соединен с полостью под большей диафрагмой пневматического реле.