СПОСОБ ПРЕКРАЩЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СТОЯНОЧНОГО ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2007 года по МПК B60T13/26 B60T15/60 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к тормозным системам технических конструкций, преимущественно транспортных средств, а именно к автоматическим стояночным тормозам железнодорожного подвижного состава.

Уровень техники

Известен автоматический стояночный тормоз /1/, содержащий тормозной цилиндр, шток поршня которого имеет несамотормозящуюся резьбу с подпружиненной, закрепленной на упорных подшипниках гайкой с фрикционной втулкой, взаимодействующей со стопорным кольцом. Стопорное кольцо связанно с одним из двух подвижных элементов, нагруженным давлением тормозной магистрали. В этом устройстве в качестве способа прекращения действия автоматического стояночного тормоза используют воздействие возрастающего давления тормозной магистрали на стопорное кольцо. Недостатком такого способа прекращения действия автоматического стояночного тормоза является возможность неуправляемого движения подвижного состава при неготовом к работе автотормозе в период его зарядки.

Наиболее близким техническим решением является способ действия автоматического стояночного тормоза /2/, содержащего фиксируемый, клинящий, стопорный, опорный, приводной, включающий и отключающий узлы. При экстренном торможении управляющих органов базовой тормозной системы штатное усилие отключающего узла суммируется с воспринимаемым им рабочим усилием заторможенного состояния механической части базовой тормозной системы. Такое суммирование обеспечивают при появлении признаков истощения исполнительного органа базовой тормозной системы. Используемый в этом устройстве способ прекращения действия автоматического стояночного тормоза заключается в следующем. Для нейтрализации рабочего усилия заторможенного состояния механической части базовой тормозной системы, дополнительно воздействующего на отключающий узел автоматического стояночного тормоза, в исполнительном органе базовой тормозной системы создают надлежащий уровень давления сжатого воздуха. Создание указанного уровня давления сжатого воздуха обеспечивают выполнением полного служебного торможения управляющих органов базовой тормозной системы. Недостатками такого способа прекращения действия автоматического стояночного тормоза является зависимость создания надлежащего уровня давления сжатого воздуха в исполнительном органе базовой тормозной системы как от ее плотности, так и от разброса уровней давлений сжатого воздуха, выдаваемых ее управляющим органом.

Сущность изобретения

Целью предложенного способа прекращения действия автоматического стояночного тормоза и устройства для его реализации является обеспечение гарантированного дистанционного прекращения действия автоматического стояночного тормоза вне зависимости от плотности исполнительной и управляющей частей автотормоза и разброса уровней давлений сжатого воздуха, могущих нормированно выдаваться соответствующими элементами управляющей части автотормоза.

Поставленная цель достигается следующим. Опасность последствий истощения автотормоза, включающего в себя тормозную магистраль, управляющую, исполнительную и механические части, исключают действием автоматического стояночного тормоза, содержащего задающий и фиксирующий комплексы. Фиксирующий комплекс автоматического стояночного тормоза при экстренном торможении автотормоза, при котором имеется вероятность последующего его истощения, заклинивают как наступающей при экстренном торможении управляющей части автотормоза работой сообщенного с тормозной магистралью задающего комплекса, так и возникающим в этих условиях усилием упругой деформации механической части автотормоза. Возможность дистанционного прекращения действия автоматического стояночного тормоза осуществляют действием задающего комплекса. Требуемым для этого условием является формирование в исполнительной части автотормоза надобного уровня давления сжатого воздуха, создающее в его механической части усилие, которым нейтрализуют воздействующее на фиксирующий и задающий комплексы сохраняемое усилие упругой деформации механической части автотормоза. Этот надобный уровень давления сжатого воздуха в исполнительной части автотормоза создают выполнением полного служебного торможения управляющей части автотормоза. Предлагаемый способ прекращения действия автоматического стояночного тормоза железнодорожного подвижного состава и устройство для его реализации отличается следующим. Указанный надобный уровень давления сжатого воздуха в исполнительной части автотормоза создают в два этапа. На первом этапе обеспечивают предварительную штатную работу управляющей части заряженного автотормоза выполнением ступени ее торможения. На втором этапе осуществляют наддув исполнительной части автотормоза избыточным давлением сжатого воздуха от тормозной магистрали. Такой наддув обеспечивают работой дополнительного пневматического органа, который снабжают возбудительным, блокирующим и дифференциальным клапанами и переключательным поршнем. Один из входов переключательного поршня сообщают с выходом управляющей части автотормоза, а выход - с исполнительной частью автотормоза. При зарядке автотормоза с неистощенными управляющей и исполнительной частями до момента завершения отпуска последней обеспечивают включенное состояние блокирующего клапана, чем исключают сообщение задающего комплекса с тормозной магистралью. В момент возникновения в исполнительной части заряженного автотормоза соответствующего ступени торможения уровня давления сжатого воздуха обеспечивают воздействие последнего при отключенном состоянии блокирующего клапана на возбудительный клапан. Смещением последнего сообщают тормозную магистраль со вторым входом переключательного поршня. Воздействием на этот вход уровня избыточного давления сжатого воздуха тормозной магистрали осуществляют отсечение его первого входа сообщенного с управляющей частью автотормоза. Тем самым управляющую часть автотормоза разобщают от его исполнительной части. Нарастание величины давления сжатого воздуха в исполнительной части автотормоза за счет уровня избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали продолжают до момента нейтрализации усилия упругой деформации механической части автотормоза, которое сохранялось действием автоматического стояночного тормоза. Нейтрализацией усилия упругой деформации механической части автотормоза вызывают расклинивание фиксирующего комплекса автоматического стояночного тормоза. Таким расклиниванием вызывают работу задающего комплекса, которой инициируют рабочий ход дифференциального клапана. Этим разобщают тормозную магистраль от указанного входа переключательного поршня и одновременно сообщают этот вход с атмосферой.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна» (N). Так, сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает отличия заявляемого решения от известного, заключающиеся в том, что:

1) предупреждают возможность самопроизвольного прекращения действия автоматического стояночного тормоза при зарядке автотормоза с неистощенными управляющей (рабочая камера воздухораспределителя грузового типа, запасный резервуар) и исполнительной (тормозной цилиндр) частями;

2) надобный для нейтрализации усилия упругой деформации механической части автотормоза (рычажной передачи) уровень избыточного давления сжатого воздуха в исполнительной части автотормоза (тормозном цилиндре) обеспечивают в два этапа;

3) на первом этапе осуществляют предварительное наполнение сжатым воздухом исполнительной части автотормоза (тормозного цилиндра), для чего используют ступень торможения управляющей части (воздухораспределителя) заряженного автотормоза;

4) на втором этапе осуществляют наддув исполнительной части автотормоза (тормозного цилиндра) уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали;

5) наддув сжатым воздухом от тормозной магистрали исполнительной части автотормоза (тормозного цилиндра) автоматически прекращают в момент достижения в последней уровня давления, достаточного для нейтрализации сохраняемого действием автоматического стояночного тормоза усилия упругой деформации механической части автотормоза (рычажной передачи).

Заявляемое техническое решение соответствует критерию "Изобретательский уровень (IS). Так, сравнение заявляемого решения с известными в технике решениями показывает, что использование различных видов торможений автотормоза, повышение уровней давлений сжатого воздуха в частях автотормоза и их последующее автоматическое снижение, использование для этих целей разнообразной тормозной арматуры, в том числе различного рода клапанов и переключательных поршней, широко известны. Однако их внедрение в предлагаемый способ прекращения действия автоматического стояночного тормоза и устройство для его реализации проявляет следующие новые свойства.

1. Обеспечивается гарантированное дистанционное прекращение действия автоматического стояночного тормоза, вне зависимости, как от плотности управляющей и исполнительной частей автотормоза подвижной единицы, так и от разброса уровней давлений сжатого воздуха, выдаваемых его управляющей частью (воздухораспределителем, авторежимом). Так, в частности:

1.1. Недозарядка пневмосистемы автотормоза (например, запасного резервуара из-за наличия утечек сжатого воздуха) не оказывает влияния на процесс достижения надобного уровня давления сжатого воздуха в исполнительной части автотормоза (тормозном цилиндре), который необходим для нейтрализации усилия упругой деформации механической части автотормоза (рычажной передачи). Достигается это осуществлением упомянутого наддува исполнительной части автотормоза (тормозного цилиндра) уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали;

1.2. Разброс уровней давления сжатого воздуха, выдаваемых управляющей частью автотормоза (воздухораспределителем, авторежимом), вызывающий нестабильный уровень наполнения его исполнительной части (тормозного цилиндра) сжатым воздухом, не оказывает влияния на достижение надобного уровня давления сжатого воздуха, который требуется для нейтрализации усилия упругой деформации механической части автотормоза (рычажной передачи). Как известно, указанный разброс уровней давлений сжатого воздуха обусловлен тем обстоятельством, что при экстренном или полном служебном торможениях уровень нормируемого давления, выдаваемого управляющей частью автотормоза (воздухораспределителем) пассажирского типа, может изменяться в пределах 0,38-0,42 МПа, а грузового типа - в пределах 0,38-0,45 МПа. Поэтому, например, если в момент перехода автоматического стояночного тормоза в действие управляющей частью (воздухораспределителем) автотормоза будет выдано давление, близкое к верхнему пределу, а в момент выполнения процедуры дистанционного прекращения действия автоматического стояночного тормоза - близкое к нижнему пределу, то ее осуществление будет невозможно. Реализацией упомянутого наддува исполнительной части автотормоза (тормозного цилиндра) уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали обеспечивается гарантированное дистанционное прекращение действия автоматического стояночного тормоза;

1.3. При работе авторежима, как известно, уровень давления сжатого воздуха в исполнительной части автотормоза (тормозном цилиндре) пропорционален загрузке вагона. Поэтому если в момент перехода автоматического стояночного тормоза в действие вагон был загружен, то работой авторежима в исполнительной части автотормоза (тормозном цилиндре) будет создано повышенное давление. Если к моменту выполнения процедуры дистанционного прекращения действия автоматического стояночного тормоза вагон будет выгружен, то это приведет к созданию в исполнительной части автотормоза (тормозном цилиндре) работой авторежима пониженного давления. В результате осуществление дистанционного прекращения действия автоматического стояночного тормоза будет невозможно. Упомянутым наддувом исполнительной части автотормоза (тормозного цилиндра) уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали обеспечивается гарантированное дистанционное прекращение режима действия автоматического стояночного тормоза.

2. При отсутствии утечек сжатого воздуха по управляющей (рабочей камере воздухораспределителя грузового типа, запасном резервуаре) и исполнительной (тормозном цилиндре) частями автотормоза подвижной единицы исключается возможность неуправляемого прекращения действия автоматического стояночного тормоза в период зарядки автотормоза. При упомянутом отсутствии утечек усилие упругой деформации механической части автотормоза не воздействует на фиксирующий комплекс автоматического стояночного тормоза, т.к. нейтрализуется вызвавшим ее и сохраняющимся уровнем давления сжатого воздуха, созданным работой автотормоза. В результате при зарядке автотормоза (повышении давления сжатого воздуха в тормозной магистрали) задающий комплекс автоматического стояночного тормоза спонтанно прекращает его действие. Тем самым, процесс прекращения действия автоматического стояночного тормоза становился неуправляемым, не требующим выполнения надлежащей процедуры прекращения действия - выполнения служебной разрядки автоматического стояночного тормоза для нейтрализации сохранявшегося усилия упругой деформации механической части (рычажной передачи) автотормоза. При реализации же предлагаемого изобретения задающий комплекс автоматического стояночного тормоза в процессе зарядки автотормоза действием дополнительного пневматического органа (блокирующего клапана) изолируется от тормозной магистрали до момента полной разрядки исполнительной части (тормозного цилиндра) автотормоза работой его управляющей части (воздухораспределителя, перешедшего в режим отпуска при повышении давления в тормозной магистрали). В итоге, к моменту начала сообщения задающего комплекса автоматического стояночного тормоза с тормозной магистралью сберегается воздействие на него сохранившегося усилия упругой деформации механической части (рычажной передачи) автотормоза. Поэтому для прекращения действия автоматического стояночного тормоза в любом случае требуется выполнение надлежащей процедуры.

3. Обеспечивается гарантированное управляемое дистанционное прекращение действия автоматических стояночных тормозов всех вагонов состава поезда, долженствующая являться одним из важнейших свойств автоматического стояночного тормоза. Такое свойство работы его фиксирующего комплекса особенно важно при остановке поезда на уклоне, например, в ситуации остановки компрессоров локомотива из-за снятия напряжения контактной сети при электрической тяге либо остановки дизеля при тепловозной тяге. После восстановления работы компрессоров при зарядке автотормозов поезда последний должен оставаться закрепленным действием автоматических стояночных тормозов (в противном случае требовалось бы дополнительное специальное его закрепление ручными тормозными башмаками и ручными тормозами). При реализации операции прекращения действия автоматических стояночных тормозов в ситуации недостижения надлежащего уровня давления сжатого воздуха в исполнительных частях автотормоза (тормозных цилиндрах) часть вагонов поезда может остаться заторможенной продолжающимся действием их автоматических стояночных. И если, кроме того, при зарядке автотормоза имеет место спонтанное прекращение действия автоматических стояночных тормозов части вагонов, то в таких обстоятельствах тормозного усилия оставшихся заторможенными действием автоматических стояночных тормозов вагонов может оказаться недостаточным для удержания поезда на уклоне. В результате может происходить следование части вагонов поезда в заторможенном состоянии. Гарантированность управляемого дистанционного прекращения действия автоматических стояночных тормозов, обеспечиваемая при реализации заявляемого технического решения, исключает опасность последствий, которые могут возникнуть в рассмотренных случаях.

4. Сокращается время, затрачиваемое на прекращение действия автоматического стояночного тормоза. Достигают это тем, что:

4.1. Во-первых, процессы выполнения ступени торможения автотормоза и последующего его отпуска после ступени торможения менее продолжительны, нежели при выполнении полного служебного торможения автотормоза;

4.2. Во-вторых, исключается необходимость специального осуществления операции прекращения действия автоматического стояночного тормоза. Становится возможным совмещение этой операции, например, со штатным опробованием автотормозов.

5. Сокращается расход сжатого воздуха из управляющей части автотормоза (запасного резервуара), потребного для прекращения действия автоматического стояночного тормоза. Достигают это тем, что наполнение исполнительной части автотормоза (тормозного цилиндра) до надлежащей степени давления сжатого воздуха, которая обеспечивает нейтрализацию усилия упругой деформации рычажной передачи, обеспечивают уровнем избыточного давления сжатого воздуха непосредственно из тормозной магистрали.

6. Сокращается время, потребное для полной зарядки автотормоза после осуществления операции прекращения режима действия автоматического стояночного тормоза. Достигают это тем, что время повышения давления сжатого воздуха в запасном резервуаре до нормируемого значения после ступени торможения автотормоза в несколько раз меньше аналогичного времени после полного служебного торможения.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость» (IA), так как может быть использовано в базовых тормозных системах различных технических конструкций (транспортные средства, грузоподъемные механизмы и проч.).

Перечень фигур чертежей.

Изобретение поясняется структурной схемой предлагаемого способа прекращения действия автоматического стояночного тормоза железнодорожного подвижного состава и схемами работы устройства для его реализации.

На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого технического решения, содержащая:

- автотормоз 1, включающий в себя тормозную магистраль 2, управляющую часть 3 (например, воздухораспределитель, авторежим и запасный резервуар), исполнительную часть 4 (тормозной цилиндр) и механическую часть 7 (тормозную рычажную передачу);

- автоматический стояночный тормоз 5, включающий в себя фиксирующий 6 и задающий 8 комплексы и дополнительный пневматический орган 9.

На фиг.2 представлена пневматическая схема, реализующая заявляемое техническое решение, включающая в себя:

- блок упрощенной пневмосхемы автотормоза 1, состоящий из тормозной магистрали 2, управляющей части автотормоза 3 (в качестве примера представлен вариант для грузового вагона, включающий в себя воздухораспределитель ВР, запасный резервуар ЗР и авторежим Ареж), исполнительной части автотормоза 4 (тормозного цилиндра ТЦ), механической части автотормоза 7 (фрагмент переднего горизонтального рычага рычажной передачи) и разобщительного крана 20,

- блок упрощенной пневмосхемы автоматического стояночного тормоза 5, состоящий из фиксирующего комплекса 6, задающего комплекса 8 с атмосферным отверстием 18, корпуса дополнительного пневматического органа 9, в котором размещены переключательный поршень 10, блокирующий клапан 12 с выключающей пружиной 11 и атмосферным отверстием 13, возбудительный клапан 15 с выключающей пружиной 14 и дифференциальный клапан 17 с атмосферным отверстием 16 и дополнительного разобщительного крана 19.

На фиг.3 - 19 приведены схемы действия заявляемого технического решения в различных ситуациях, на которых штриховкой каналов и полостей имитируется действие давлений сжатого воздуха на элементы. Густота штриховки пропорциональна уровню имитируемого давления сжатого воздуха.

На фиг.1 изображены: сплошными стрелками с индексом Р_ТМ - действие давления сжатого воздуха тормозной магистрали, с индексом - действие давления сжатого воздуха запасного резервуара при торможениях автотормоза и с индексом - комбинированное действие давлений сжатого воздуха запасного резервуара и тормозной магистрали при реализации предлагаемого технического решения.

На фиг.1 и фиг.3-19 изображены прерывистыми стрелками с индексом F_ТЦ - рабочее усилие, воздействующее от исполнительной части (тормозного цилиндра) автотормоза на его механическую часть (рычажную передачу) и с индексом R_УД - усилие упругой деформации механической части (рычажной передачи) автотормоза.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Лучшим вариантом реализации предлагаемого способа прекращения действия автоматического стояночного тормоза железнодорожного подвижного состава и устройства для его реализации является вариант, представленный на фиг.2, обладающий повышенной надежностью действия и сниженной материалоемкостью. Это достигается за счет минимизации числа воздухопроводов, связывающих пневмосхему автотормоза и автоматического стояночного тормоза.

Практическая реализация предлагаемого способа прекращения действия автоматического стояночного тормоза железнодорожного подвижного состава и устройства для его реализации представлены на схемах его работы (фиг.3-19).

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО СТОЯНОЧНОГО ТОРМОЗА В ПЕРИОД ЗАРЯДКИ ПОЛНОСТЬЮ РАЗРЯЖЕННОЙ ПНЕВМОСИСТЕМЫ АВТОТОРМОЗА

В процессе повышения давления в тормозной магистрали 2 (см. фиг.3), вплоть до установленного зарядного, работой управляющей части автотормоза 3 (воздухораспределителя ВР) осуществляется традиционная зарядка запасного резервуара ЗР сжатым воздухом из тормозной магистрали 2 через открытый разобщительный кран 20.

Одновременно давление сжатого воздуха тормозной магистрали 2 через открытый дополнительный разобщительный кран 19 поступает через заманжетную полость блокирующего клапана 12 в рабочую полость задающего комплекса 8 и в межманжетную полость возбудительного клапана 15.

Усилие от появления при зарядке автотормоза давления сжатого воздуха в рабочей полости задающего комплекса 8 не может сместить его во включенное положение, так как он заклинен в отключенном положении усилием упругой деформации R_УД механической части 7 автотормоза (рычажной передачи) фиксирующим комплексом 6.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ПО ПРЕКРАЩЕНИЮ ДЕЙСТВИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СТОЯНОЧНОГО ТОРМОЗА СТУПЕНЬЮ РАЗРЯДКИ ТОРМОЗНОЙ МАГИСТРАЛИ

После полной зарядки пневмосистемы автотормоза подвижной единицы осуществляется нормированным порядком ступень разрядки тормозной магистрали 2 краном машиниста (не показан).

Функционирование заявляемого технического решения по прекращению действия автоматического стояночного тормоза ступенью разрядки тормозной магистрали 2 включает в себя семь фаз.

Первая фаза (см. фиг.4) включает в себя период срабатывания управляющей части 3 автотормоза (воздухораспределителя ВР) на торможение и нарастания (от запасенного в запасном резервуаре ЗР сжатого воздуха) давления сжатого воздуха в исполнительной части 4 автотормоза (тормозном цилиндре ТЦ).

Одновременно аналогичный процесс нарастания уровня давления сжатого воздуха происходит за счет поступления сжатого воздуха через внутренний канал блокирующего клапана 12 под большую манжету возбудительного клапана 15.

Но возбудительный клапан 15 остается в отключенном положении, т.к. его смещению во включенное положение препятствует усилие его выключающей пружины 14.

Во второй фазе, в момент достижения уровня давления сжатого воздуха в исполнительной части 4 автотормоза (тормозном цилиндре ТЦ) до величины, нормируемой при ступени торможения, усилие выключающей пружины 14 преодолевается и возбудительный клапан 15 смещается во включенное положение (см. фиг.5).

После смещения возбудительного клапана 15 во включенное положение уровень избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали 2 поступает под большую манжету переключательного поршня 10.

В третьей фазе (см. фиг.6) под действием уровня избыточного давления сжатого воздуха тормозной магистрали 2 происходит смещение переключательного поршня 10 в крайнее верхнее (по фиг.6) положение. Это обеспечивает:

- изолирование полости исполнительной части 4 автотормоза (тормозного цилиндра ТЦ) от его управляющей части 3;

- нарастание давления сжатого воздуха в исполнительной части 4 автотормоза (тормозном цилиндре ТЦ) за счет его наддува уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали 2, определяющим усилие F_ТЦ в исполнительной части 4 (на поршне тормозного цилиндра ТЦ).

Четвертая фаза наступает в момент, когда усилие F_ТЦ от исполнительной части 4 (поршня тормозного цилиндра ТЦ) сравняется с усилием сохраняемой автоматическим стояночным тормозом упругой деформации тормозной рычажной передачи R_УД и нейтрализует его. Происходит традиционное расклинивание фиксирующего комплекса 6, что позволяет задающему комплексу 8 сместиться во включенное положение (см. фиг.7), и прекращение действия автоматического стояночного тормоза.

Смещение задающего комплекса 8 во включенное положение вызывает поступление уровня избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали 2 в полость под большой манжетой дифференциального клапана 17.

В пятой фазе происходит смещение дифференциального клапана 17 в рабочее положение под действием уровня избыточного давления сжатого воздуха тормозной магистрали 2, поступившего из полости задающего комплекса 8 (см. фиг.8).

При этом малая манжета дифференциального клапана перекрывает доступ уровня избыточного давления сжатого воздуха из тормозной магистрали 2 в полость под большой манжетой переключательного поршня 10.

Одновременно, смещение малой манжеты дифференциального клапана 17 открывает сообщение полости под большой манжетой переключательного поршня 10 с атмосферным отверстием 16. Происходит:

- завершение наддува исполнительной части 4 (тормозного цилиндра ТЦ) автотормоза уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали 2;

- выброс уровня избыточного давления сжатого воздуха из исполнительной части 4 (тормозного цилиндра ТЦ) в атмосферу.

При этом важным обстоятельством является исключение возможности появления в исполнительной части 4 (тормозном цилиндре ТЦ) автотормоза сверхнормируемого уровня давления сжатого воздуха: уровень давления достигает только величины, достаточной для нейтрализации сохранявшегося автоматическим стояночным тормозом усилия упругой деформации R_УД.

В шестой фазе, в процессе разрядки полости под большой манжетой переключательного поршня 10 через атмосферное отверстие 16, происходит снижение давления надувочного воздуха в исполнительной части 4 (тормозном цилиндре ТЦ) автотормоза (см. фиг.9).

Поскольку на манжеты переключательного поршня 10 продолжает действовать уровень давления сжатого воздуха, выданный управляющей частью 3 автотормоза при выполнении ступени его торможения, постольку происходит переброс переключательного поршня 10 в нижнее (по фиг.9) положение и прекращение сообщения исполнительной части 4 автотормоза (тормозного цилиндра ТЦ) с атмосферным отверстием 16.

В результате происходит замещение давления надувочного воздуха от тормозной магистрали 2 в исполнительной части 4 автотормоза (тормозном цилиндре ТЦ) уровнем штатного давления от его управляющей части 3.

Седьмая фаза (см. фиг.10) - отпуск автотормоза повышением давления сжатого воздуха в тормозной магистрали 2 с помощью крана машиниста (на фиг.10 не показан), завершает процесс прекращения действия автоматического стояночного тормоза выполнением ступени торможения автотормоза.

Имеет место:

- разрядка исполнительной части 4 автотормоза (тормозного цилиндра ТЦ) традиционной работой его управляющей части 3 в атмосферу;

- продолжение нахождения возбудительного клапана 15 во включенном положении за счет подпирания его дифференциальным клапаном 17, на который действует уровень избыточного давления сжатого воздуха тормозной магистрали 2.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ПРИ СЛУЖЕБНЫХ ТОРМОЖЕНИЯХ АВТОТОРМОЗА

Осуществление служебных торможений автотормоза (при условии сохранения нормированного уровня остаточного давления сжатого воздуха в тормозной магистрали 2 при рассматриваемом виде торможения) вызывает лишь штатное наполнение исполнительной части 4 автотормоза (тормозного цилиндра ТЦ) сжатым воздухом от его управляющей части 3.

Последующий отпуск автотормоза установленным порядком приводит к нормированному опорожнению исполнительной части 4 автотормоза (тормозного цилиндра ТЦ) действием его управляющей части 3.

При этом никаких изменений во взаиморасположении элементов дополнительного пневматического органа 9 не происходит.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ПРИ ЭКСТРЕННОМ ТОРМОЖЕНИИ АВТОТОРМОЗА

Функционирование заявляемого технического решения при экстренном торможении автотормоза включает в себя три фазы.

В первой фазе, пока давление в тормозной магистрали 2 превышает установленный порог перехода в действие автоматического стояночного тормоза, имеет место штатное наполнение исполнительной части 4 автотормоза (тормозного цилиндра ТЦ) работой его управляющей части 3.

Возникающее при этом усилие F_ТЦ от исполнительной части 4 автотормоза (поршня тормозного цилиндра ТЦ) уравновешивается возникающим усилием упругой деформации механической части 7 (рычажной передачи) автотормоза R_УД.

Во второй фазе - в момент снижения уровня давления в тормозной магистрали 2 ниже установленного порога перехода в действие автоматического стояночного тормоза, происходит традиционное действие задающего комплекса 8 - его смещение в выключенное положение (см. фиг.11) и заклинивание фиксирующего комплекса 6.

При этом полость под большой манжетой дифференциального клапана 17 разряжается через открывшееся атмосферное отверстие 18 сместившегося в отключенное положение фиксирующего комплекса 8.

Это вызывает перемещение дифференциального клапана 19 в отключенное положение под действием остаточного давления от тормозной магистрали 2, воздействующего на его малую манжету (см. фиг.12).

В 3-й фазе - когда давление в тормозной магистрали 2 снизится до нуля, процесс экстренного торможения завершается (см. фиг.13).

При этом действием давления сжатого воздуха от исполнительной части 4 автотормоза (тормозного цилиндра ТЦ) на правую крайнюю (по фиг.13) манжету блокирующего клапана 12, преодолевающим усилие его выключающей пружины 11, осуществляется смещение блокирующего клапана 12 во включенное положение.

Это приводит к разрядке полости под большой манжетой возбудительного клапана 15 через межманжетную полость блокирующего клапана 12 и его атмосферное отверстие 13, что в свою очередь вызывает смещение возбудительного клапана 15 под действием его выключающей пружины 14 в отключенное положение.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ПРИ ЗАРЯДКЕ ТОРМОЗНОЙ МАГИСТРАЛИ ПОСЛЕ ЭКСТРЕННОГО ТОРМОЖЕНИЯ АВТОТОРМОЗА С НЕИСТОЩЕННОЙ ЕГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЧАСТЬЮ (ТОРМОЗНЫМ ЦИЛИНДРОМ ТЦ)

Функционирование заявляемого технического решения при зарядке тормозной магистрали после экстренного торможения автотормоза с неистощенной его исполнительной частью 4 (тормозным цилиндром ТЦ) включает в себя две фазы.

В 1-й фазе - появление и дальнейшее повышение давления сжатого воздуха в тормозной магистрали 2 (см. фиг.14) вызывает срабатывание управляющей части 4 автотормоза на отпуск.

При этом блокирующий клапан 12 продолжает удерживаться во включенном положении действием давления сжатого воздуха от исполнительной части 4 автотормоза (тормозного цилиндра ТЦ). В результате нарастающий уровень давления тормозной магистрали 2 не может воздействовать на задающий комплекс 8 и фиксирующий комплекс 6 продолжает оставаться в заклиненном положении.

По мере нарастания уровня избыточного давления в тормозной магистрали 2 никаких изменений во взаиморасположении элементов дополнительного пневматического органа 9 не происходит.

Во 2-й фазе (см. фиг.15) - имеет место снижение уровня давления сжатого воздуха в исполнительной части 4 автотормоза (тормозном цилиндре ТЦ) действием сработавшей на отпуск его управляющей части 3 (воздухораспределителя ВР). В момент, когда остаточный уровень давления сжатого воздуха в исполнительной части 4 автотормоза (тормозном цилиндре ТЦ), одновременно воздействующий на блокирующий клапан 12, оказывается меньше усилия его выключающей пружины 11 (см. фиг.16), происходит смещение блокирующего клапана 2 в отключенное положение и открытие канала в рабочую полость задающего комплекса 8.

Тем не менее, действие автоматического стояночного тормоза продолжается за счет сохраняющегося воздействия на его задающий 8 и фиксирующий 6 комплексы усилия упругой деформации R_УД механической части 7 автотормоза (рычажной передачи). Для прекращения действия автоматического стояночного тормоза необходимо осуществление рассмотренной выше ступени разрядки заряженного автотормоза.

В результате, вне зависимости от сохранявшихся к моменту начала зарядки тормозной магистрали 2 после экстренного торможения автотормоза в его управляющей 3 (рабочей камере воздухораспределителя ВР, запасном резервуаре ЗР) и исполнительной 4 (тормозном цилиндре ТЦ) частях уровней давления сжатого воздуха, исключается возможность спонтанного прекращения действия автоматического стояночного тормоза повышением давления в тормозной магистрали 2.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ПРИ ЗАРЯДКЕ АВТОТОРМОЗА В СИТУАЦИИ НЕДЕЙСТВИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СТОЯНОЧНОГО ТОРМОЗА

В этой ситуации возбудительный 15 и блокирующий 12 клапаны усилием своих пружин находятся в отключенном положении, рабочая полость задающего комплекса 8 сообщена через заманжетную полость блокирующего клапана 12 с тормозной магистралью 2 (см. фиг.17).

В момент повышения уровня давления сжатого воздуха в тормозной магистрали 2, выше установленного порога перехода в действие автоматического стояночного тормоза задающий комплекс 8 переходит во включенное положение. Поскольку усилие упругой деформации R_УД механической части 7 автотормоза (рычажной передачи) отсутствует, постольку действием задающего комплекса 8 осуществляется расклинивание фиксирующего комплекса 6.

Одновременно переход задающего комплекса 8 во включенное положение приводит к сообщению полости под большой манжетой дифференциального клапана 17 с тормозной магистралью 2 (см. фиг.18).

Это вызывает совместное смещение дифференциального 17 и возбудительного 15 клапанов во включенное положение, обеспечивающее сообщение полости под большой манжетой переключательного поршня 10 с атмосферой (см. фиг.19).

В результате автоматический стояночный тормоз остается в ситуации недействия и автотормоз (после полной зарядки) готов к работе.

Технический результат

По сравнению с известным использование заявляемого технического решения обеспечивает повышение эффективности работы автоматического стояночного тормоза, которое достигается:

- гарантированностью прекращения действия автоматического стояночного тормоза ступенью разрядки тормозной магистрали за счет обеспечения наполнения («наддува») исполнительной части автотормоза уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали;

- одновременностью прекращения действия автоматических стояночных тормозов всех вагонов поезда за счет:

- исключения возможности прекращения действия автоматического стояночного тормоза при повышении уровня избыточного давления сжатого воздуха в тормозной магистрали в ситуации отсутствия утечек по пневмосистеме автотормоза подвижной единицы;

- обеспечения требуемого уровня давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах, который необходим для нейтрализации сохраняемого действием автоматического стояночного тормоза усилия упругой деформации в условиях повышенных утечек сжатого воздуха по автотормозному оборудованию отдельных вагонов;

- исключением влияния разброса уровней давлений сжатого воздуха, выдаваемых управляющей частью автотормоза (воздухораспределителем, авторежимом) при осуществлении операции прекращения действия автоматического стояночного тормоза.

Предлагаемый способ прекращения действия автоматического стояночного тормоза и устройство для его реализации обладают широкой применимостью в тормозных системах различных технических конструкций, в том числе и на различных видах транспортных средств.

Источник информации

1. Автоматический стояночный тормоз. Авторское свидетельство СССР №482337, МКИ В60t 17/16. Бюл. №32, 1975.

2. Способ действия автоматического стояночного тормоза. Патент РФ №2235653, МПК В60Т 17/16, В61Н 13/00. Бюл. №25, 2004.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к автоматическим стояночным тормозам железнодорожного подвижного состава. Прекращение действия автоматического стояночного тормоза в период зарядки автотормоза с неистощенной исполнительной частью, до момента завершения отпуска последней, заключается в исключении сообщения задающего комплекса автоматического стояночного тормоза с тормозной магистралью. Надлежащий уровень давления сжатого воздуха в исполнительной части автотормоза создают в два этапа, на первом из которых обеспечивают в ней начальный уровень давления сжатого воздуха, для чего выполняют ступень торможения управляющей части автотормоза, после чего, на втором этапе, осуществляют как изоляцию управляющей части от исполнительной части, так и наддув последней уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали. Наддув ликвидируют после достижения упомянутого надлежащего уровня давления сжатого воздуха. Устройство снабжено задающим и фиксирующим комплексами, которые взаимодействуют с автотормозом и дополнительным пневматическим органом. Достигается обеспечение гарантированного дистанционного прекращения действия автоматического стояночного тормоза вне зависимости от плотности исполнительной и управляющей частей автотормоза и разброса уровней давлений сжатого воздуха. 2 н.п. ф-лы, 19 ил.

1. Способ прекращения действия автоматического стояночного тормоза железнодорожного подвижного состава, при котором опасность последствий истощения автотормоза, включающего в себя тормозную магистраль, управляющую, исполнительную и механические части, предупреждают действием автоматического стояночного тормоза, содержащего задающий и фиксирующий комплексы, для чего заклинивают последний как наступающей при экстренном торможении автотормоза работой сообщенного с тормозной магистралью задающего комплекса, так и функционирующим и воздействующим также на задающий комплекс усилием упругой деформации механической части автотормоза, возможность нейтрализации каковой для дистанционного прекращения действия автоматического стояночного тормоза работой его задающего комплекса при заряженном автотормозе достигают созданием в исполнительной части автотормоза надлежащего уровня давления сжатого воздуха, для чего выполняют полное служебное торможение управляющей части автотормоза, отличающийся тем, что в период зарядки автотормоза с неистощенной исполнительной частью до момента завершения отпуска последней исключают сообщение задающего комплекса автоматического стояночного тормоза с тормозной магистралью, а надлежащий уровень давления сжатого воздуха в исполнительной части автотормоза создают в два этапа, на первом из которых обеспечивают в ней начальный уровень давления сжатого воздуха, для чего выполняют ступень торможения управляющей части автотормоза, после чего на втором этапе осуществляют как изоляцию управляющей части от исполнительной части, так и наддув последней уровнем избыточного давления сжатого воздуха от тормозной магистрали, причем этот наддув ликвидируют после достижения упомянутого надлежащего уровня давления сжатого воздуха.2. Устройство для реализации способа прекращения действия автоматического стояночного тормоза, снабженного задающим и фиксирующим комплексами, которые взаимодействуют с автотормозом, включающим в себя тормозную магистраль, управляющую, исполнительную и механические части, отличающееся тем, что содержит дополнительный пневматический орган, оснащенный возбудительным, блокирующим и дифференциальным клапанами и переключательным поршнем, выход которого, сообщенный с исполнительной частью автотормоза, может избирательно, в зависимости от доминирующего уровня давления сжатого воздуха, сообщаться с первым его входом, постоянно связанным с выходом управляющей части автотормоза, либо со вторым его входом, постоянно связанным с выходом возбудительного клапана, причем в период зарядки автотормоза с неистощенной исполнительной частью давлением сжатого воздуха последней, постоянно связанной с блокирующим клапаном, обеспечивается включенное положение последнего и исключение возможности воздействие уровня избыточного давления сжатого воздуха тормозной магистрали на задающий комплекс автоматического стояночного тормоза, которое после завершения отпуска исполнительной части автотормоза и смещения блокирующего клапана в отключенное положение восстанавливается и одновременно, воздействуя на последний, удерживает его в этом положении, при этом последующим выполнением ступени торможения управляющей части автотормоза, приводящим к возникновению в исполнительной части автотормоза соответствующего уровня давления сжатого воздуха, каковое через остающийся в отключенном положении блокирующий клапан воздействует на возбудительный клапан, вызывая его смещение во включенное положение, чем тормозная магистраль через открывшийся выход последнего сообщается с исполнительной частью автотормоза и вызывает расклинивание фиксирующего комплекса автоматического стояночного тормоза, каковое достигается нейтрализацией сохранявшегося последним усилия упругой деформации механической части автотормоза, действием на нее усилия исполнительной части автотормоза, возникающего в результате возникшего в ней уровня избыточного давления сжатого воздуха тормозной магистрали, в результате чего работой задающего комплекса автоматического стояночного тормоза инициируется рабочий ход дифференциального клапана, которым выход возбудительного клапана разобщается от указанного входа переключательного поршня и одновременно этот вход сообщается с атмосферой.