АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВОЗДУШНЫЙ ТОРМОЗ Советский патент 1928 года по МПК B61H11/02 

На фиг. 1 чертежа изображен продольный разрез крана машиниста, на фиг. 2 - продольный разрез распределителя, на фиг. 3 - разрез по АА фиг. 2, на фиг. 4 - разрез по F-F фиг. 2, на фиг. 5 - разрез по С-С фиг. 2, на фиг. 6 - разрез по В-В фиг. 2 и на фиг. 7 - схема воздушного тормоза.

На паровозе имеется паровоздушный насос, накачивающий воздух в большой, главный, резервуар и поддерживающий в нем известное давление. Величина этого давления желательна возможно большей (для более быстрого начала оттормаживания и самого оттормаживания) и, во всяком случае, не меньше 5 атм. Постоянного определенного давления в резервуаре для правильного действия тормоза не требуется. Нет необходимости в регуляторе хода насоса, если главный резервуар позволяет это, вследствие своей прочности. По трубе воздух из главного резервуара подводится к крану машиниста, откуда он идет далее в однопроводную поездную магистраль. Последняя подводит воздух к воздухораспределителям. Кран машиниста понижает давление воздуха, идущего из главного резервуара в магистраль, до 5 атм. и, когда тормоз бездействует, поддерживает это давление в магистрали постоянным (равным 5 атм.).

При действии тормоза (при повороте ручки крана машиниста) каждому положению ручки крана машиниста соответствует вполне определенное давление воздуха в магистрали, при чем это новое давление поддерживается постоянным по величине (соответственно положению ручки). Назначение крана машиниста - понижать и повышать давление воздуха в магистрали и поддерживать его на определенной высоте. Воздухораспределитель, принимая воздух из магистрали, направляет его или в запасной резервуар (имеется при каждом распределителе и под каждой тормозной единицей), или из запасного резервуара в тормозной цилиндр (торможение) или из тормозного цилиндра в атмосферу (оттормаживание). Кроме того происходит еще следующее: 1) распределитель поддерживает давление в запасном резервуаре постоянно на 0,2 кг ниже давления в магистрали (дает неистощимость тормоза); 2) при начале обыкновенного торможения, пока давление в тормозном цилиндре не дойдет до 0,7 атм., распределитель впускает воздух в тормозной цилиндр не только из запасного резервуара, но и из магистрали (дает скорость и одновременность торможения для получения так наз., «скачка повышения давления в тормозном цилиндре - с одной стороны и ускорения прохождения «волны торможения» по магистрали - с другой); 3) при экстренном торможении впускает воздух в тормозной цилиндр и из запасного резервуара, и из магистрали (дает одновременность торможения); 4) при обыкновенном торможении поддерживает давление в тормозном цилиндре постоянным, соответственным давлению в магистрали, при чем это давление независимо от величины хода поршня в цилиндре (дает одинаковую силу торможения всех тормозных единиц состава). При этом распределитель имеет три режима: пассажирский, товарный груженый, товарный порожний. При повороте ручки крана машиниста вправо, воздух из магистрали через отверстие в кране машиниста начинает выходить в атмосферу. Когда давление в магистрали перед первым к крану распределителем понизится на 0,25 кг, распределитель этот начнет действовать и впустит воздух в тормозной цилиндр из запасного резервуара и из магистрали. Воздух будет выходить теперь из магистрали в атмосферу и первый к крану тормозной цилиндр. В следующих распределителях воздух пойдет таким же образом, вследствие чего понижение давления в магистрали пойдет быстро, и быстро начнут действовать распределители всего состава поезда. Соответственно положению ручки крана машиниста, в магистрали установится определенное постоянное давление. Это давление будет все время поддерживаться постоянным. Соответственно давлению в магистрали установятся совершенно определенные и одинаковые давления во всех тормозных цилиндрах, независимо от хода их поршней. При этом давления во всех запасных резервуарах будут одинаковы, на 0,2 кг ниже давления в магистрали.

Утечки воздуха из тормозных цилиндров пополняются воздухом запасных резервуаров. Утечки из запасных резервуаров пополняются воздухом магистрали, последняя же имеет постоянное пополнение, через кран машиниста, из главного резервуара и далее - насоса. При дальнейшем повороте ручки крана машиниста вправо, вновь часть воздуха выйдет из магистрали через кран машиниста в атмосферу. В магистрали еще больше понизится давление, воздухораспределители перепустят еще часть воздуха в тормозные цилиндры. Давление в последних увеличится, и торможение усилится. При повороте ручки крана машиниста влево, в магистраль перейдет часть воздуха из главного резервуара; давление в магистрали повысится, воздухораспределители выпустят часть воздуха из тормозных цилиндров в атмосферу, давление в них станет слабее, а следовательно уменьшиться и сила торможения. При этом из главного резервуара, через магистраль, запасные резервуары пополнятся воздухом и в них установится давление выше, чем было перед тем, но ниже магистрального давления на 0,2 кг. Давление в запасных резервуарах, а равно в магистрали и тормозных цилиндрах будет всегда строго соответствовать положению ручки крана машиниста и не будет зависить от давления в главном резервуаре (при условии, что в главном резервуаре давление выше, чем в магистрали).

Таким образом, каждому положению ручки крана машиниста соответствует совершенно определенная сила торможения всех единиц состава, независимо от хода поршней, утечек в тормозных цилиндрах и давления в главном резервуаре. Перемещением ручки крана машиниста вправо усиливается торможение, а влево - ослабляется. При повороте ручки крана машиниста в крайнее правое положение давление в магистрали падает па 1,25 атм. (до 5-1,25=3,75 атм.) Этот случай представляет полное торможение. Давление в запасных резервуарах будет равно, давлению в тормозных цилиндрах, т.-е. 3,75-0,2=3,55 атм. при режимах пассажирском и товарном груженом; при товарном порожнем режиме величина давления в тормозном цилиндре всегда составляет 0,5 давления груженого режима. Следовательно, при полном торможении в запасных резервуарах порожних вагонов давление будет 3,55 атм., а в тормозных цилиндрах всего 1,8 атм. (3,55:2=1,8). При повороте ручки крана машиниста в крайнее левое положение давление в магистрали начинает подниматься. Когда это давление повысится на 0,25 кг, начнется оттормаживание и вновь зарядка запасных резервуаров. Воздух из тормозных цилиндров уйдет в атмосферу - давление в них будет равно 0. В магистрали же и в запасных резервуарах давление поднимется опять до 5 атм. Для экстренного торможения необходимо пользоваться особой на кране машиниста «ручкой экстренного торможения»; при ее повороте вправо магистраль соединяется через широкое окно с атмосферой и воздух быстро уйдет из магистрали частью в атмосферу, частью в тормозные цилиндры. Распределители соединят запасные резервуары и магистраль с тормозными цилиндрами через большие окна. Произойдет быстрое повышение давления в тормозных цилиндрах - имеется экстренное торможение. Распределители установятся в свое самое крайнее положение и уплотнительное устройство не допустит выпуска воздуха из запасных резервуаров или тормозных цилиндров, через распределитель, в атмосферу. Оттормаживание, после экстренного торможения, начнется только при повышении давления в магистрали до 3,62 кг. Для торможения из вагона можно пользоваться стоп-краном обычного устройства тормоза Вестингауза. Для езды двойной тягой имеется на кране машиниста пробка двойной тяги, позволяющая соединять параллельно оба главных резервуара и, следовательно, дающая возможность пользоваться при длинных составах насосами и резервуарами обоих паровозов. Кран машиниста может быть прямо, без каких-либо переделок, укреплен на трубах и кронштейне взамен крана машиниста тормоза Вестингауза. Сняв «тройной клапан» тормоза Вестингауза можно вместо него, без каких-либо переделок, поставить воздухораспределитель. Магистраль, запасной резервуар и тормозной цилиндр те же, что и тормоза Вестингауза. Конструкция насоса безразлична. Главный резервуар для длинных составов и при невозможности держать более высокие давления, чем 7 атм. (Вестингауза) требуется большего об′ема. Регулятора хода насоса не требуется если главный резервуар выдержит предельное для насоса давление воздуха. Особый кран двойной тяги не нужен; он имеется на крайне машиниста. Манометр с двойной стрелкой; одна стрелка показывает давление в главном резервуаре, другая - в тормозном цилиндре. Спускной клапан не нужен; его заменяет ручка воздухораспределителя. При установке тормоза на «выключен» воздух выходит из тормозного цилиндра в атмосферу, в запасном же резервуаре он остается. При каждом воздухораспределителе имеется дополнительный резервуар постоянного давления, соединенный с воздухораспределителем трубкой. При совместной работе с тормозом Вестингауза, давления в тормозных цилиндрах тормоза Вестингауза будут на меньше, если ход поршней тормозных цилиндров Вестингауза нормален (5′′-6′′). При меньшем ходе давления могут быть одинаковы. При полном торможении и при экстренном, при ходе поршней 5′′-6′′ (Вестингауза) давления в тормозных цилиндрах почти одинаковы. Кран машиниста построен на принципе равновесия давления пружин, изменяемого по желанию, и давления воздуха в магистрали, изменяющегося в зависимости от давления пружин. Он состоит из следующих частей. Тройной клапан I (фиг. 1) соединяет камеру а с камерой б и прикрывает канал с; камера а соединена с главным резервуаром; камера б соединена с поездной магистралью; канал с соединен посредством каналов и к с атмосферой; этот клапан снизу нажимается пружиной 6 и имеет канал f, соединяющий камеру б (магистраль) с нижней частью клапанного стержня. Диафрагма 2 укреплена по окружности кольцом 3 (с внешней нарезкой) и середине - двумя тарелками 4 и 5 (тарелка 4 имеет: нарезку для принятия тарелки 5; в середине канал с, в концах каналы и е и внизу седло клапана I). Сверху диафрагма нагружена двумя пружинами 7 и 8. Пружина 7 передает свое давление диафрагме через тарелку 5, при чем сверху на нее нажимает кольцо 9 (подвертыванием кольца 9 регулируется степень нажатия пружины 7). Пружина 8 передает свое давление диафрагме помощью тарелки 4. Эта пружина зажата между тарелками 10 и 11 с шаровыми центрирующими поверхностями 10а и 11а. Нажатие этой пружины регулируется болтом 12, ввинчиваемым в средину винта 13, поворачиваемого ручкой 14. Ручка 14 делает пол оборота; положение ручки замечается по пластинке 15 и делениям сверху винта 13.

Кран экстренного торможения 16 (фиг. 1), поворачиваемый ручкой 17, дает два соединения:- он соединяет камеру б с магистралью и магистраль с атмосферой. Кран двойной тяги 18 соединяет при поворачивании пробки или камеру а с главным резервуаром и патрубком (через может быть произведено соединение с главным резервуаром второго паровоза - при двойной тяге); или же отделяет камеру а от главного резервуара и патрубка (патрубок может быть при этом соединен с главным резервуаром первого паровоза - при двойной тяге). Патрубками 19 и 20 и болтом 21 кран машиниста закрепляется на паровозе. Окно выхолит в атмосферу.

Пружины 7 и 8 нажимают на диафрагму 2 сверху, стремясь ее опустить вниз и закрыть клапан 1с и открыть клапан 1а и 1б. Снизу на диафрагму 2 давит сжатый воздух магистрали и стремится, подняв ее вверх, соединить магистраль с атмосферой, а главный резервуар отделить от магистрали. Пружины 7 и 8 отрегулированы так, что они будут пересилены давлением воздуха, магистрали, если там будет давление больше 5 атмосфер. Когда давление в магистрали равно 5 атмосферам, то силы, действующие сверху на диафрагму, равны силам, действующим на диафрагму снизу и все три клапана закрыты. Если давление в магистрали (вследствие утечек) понизится, пружины возьмут перевес, диафрагма опустится, клапаны 1а и 1б откроются, и воздух из главного резервуара будет перетекать в магистраль. Когда давление в магистрали станет немного больше 5 атмосфер, воздух пересилит пружины, диафрагма поднимется и клапаны 1а и 1б закроют сообщение главного резервуара с магистралью. Если повернуть ручку 14 вправо, сила нажатия пружины 8 уменьшится и совместное давление пружины 7 и 8 на диафрагму сверху станет, меньше, давлением воздуха снизу диафрагма поднимется и откроется клапан 1с; воздух из магистрали станет выходить в атмосферу до тех пор, пока в магистрали не установится давление, соответствующее новому нажатию пружин. Это давление будет поддерживаться постоянным пока ручка 14 находится в данном положении. Всякая утечка воздуха из магистрали будет пополняться через клапаны 1а и 1б. Каждому положению ручки 14 соответствует сила нажатия пружины 8 (и; следовательно, суммы сил нажатия пружин 7 и 8); значит каждому положению ручки 14 соответветствует давление воздуха в магистрали, при чем это давление будет поддерживаться определенным и постоянным, соответствующим положению ручки 14. Переводом ручки 14 в крайнее правое положение уменьшают силу нажатия пружины 8 на 15,6 кг. Тем самым понижают давление в магистрали с 5 до З,75 атм. Это будет случай полного торможения. Если теперь повернуть ручку 14 влево, то будет усилена пружина 8: клапаны 1а и 1б откроются, воздух, перетекая из главного резервуара в магистраль, повысит в ней давление, доведя его до величины, соответствующей положению ручки 14. Следовательно, поворачивая ручку 14 вправо или влево, уменьшают или увеличивают давление в магистрали. Оставляя ручку в определенном положении, получают определенное, постоянно поддерживаемое, давление в магистрали. В случае волны воздуха при торможении и повышении давления автоматически откроется канал с и выход в атмосферу. Для экстренного торможения поворачивают ручку 17 на соединение помощью крана 16 магистрали с атмосферой. При двойной тяге краны 18 ставят в положения: на первом паровозе на соединение камеры а с главным резервуаром и патрубком ; на втором паровозе - на соединение главного резервуара (второго паровоза) с патрубком (камера а закрыта). При этом патрубки обоих паровозов соединены между собой. Насосы и главные резервуары обоих паровозов работают на одну магистраль. Управление остается только у первого паровоза, со второго же паровоза можно только тормозить.

Воздухораспределитель (фиг. 2-6) построен на принципе равновесия давлений в магистрали, тормозном цилиндре и некоторого постоянного давления. Последним давлением выбрано давление воздуха в дополнительном резервуаре, соединенным с воздухораспределителем. Это давление может быть заменено давлением пружины. Вторым принципом является разделение функций воздухораспределителя и устройств, дающих три режима работы воздухораспределителя (пассажирский, товарный груженый и порожний) и выключение его из действия с отпуском тормоза. Поэтому ручка 1 крана воздухораспределителя имеет четыре положения: пассажирский, товарный груженый, порожний и выключен. (отпуск данной тормозной единицы).

Воздухораспределитель состоит из двух основных частей: распределителя и крана перемены режима.

Распределитель имеет следующие части: круглый золотник, представляющий собой полый шток с двумя поршнями 3 и 4 и резиновой диафрагмой 5; поршни с уплотняющими резиновыми шайбами 6, нажимными кольцами 7 и зажимающими резину металлическими шайбами 8; резиновая диафрагма 5 уплотнена по окружности (зажата) между частями 9 и 10, а в средине зажата между гайками 11 и 12. В противоположном диафрагме конце штока имеется клапан 13, прикрывающий канал в, соединенный (через канал с, канал , круговой канал о, канал n, p, калиброванную втулку η, камеру в кране перемены режима S и отверстие е) с атмосферой (фиг. 2 и 3). В частях 9 и 10 имеются ребрышки 15 и 16, чтобы резину (диафрагма) не могло прососать. Верх диафрагмы постоянно испытывает давление дополнительного резервуара, с которым камера над диафрагмой соединена камерой f, круговой выточкой g, каналом h, патрубком к (дополнительный резервуар на чертеже не показан). Воздух в эту камеру (под диафрагмой), а равно в дополнительный резервуар попадает из магистрали через двойной клапан 17, круговой, канал , канал m в корпусе, канал в кране перемены режима и, камеру x, канал в кране у (фиг. 4) и канал в теле крана Z. Пружины клапана 17 рассчитаны так, что, пройдя через этот клапан, воздух имеет понижения давления на 0,2 кг. Таким образом, если давление в магистрали 5 кг, давление в дополнительном резервуаре 4,8 кг. Это давление 4,8 кг остается во все время работы тормоза постоянным. Камера под диафрагмой d постоянно соединена с магистралью через канал β круговой канал , канал m, канал в кране перемены режима, окно u, камеру x, канал у, окна у, у′ или у′′ и канал Z. Давление в этой камере всегда равно давлению в магистрали. Поршеньки 3 и 4 образуют в муфте (золотниковой коробке) 20 три камеры . Камера γ постоянно соединена с атмосферой через окна в штоке , канал в штоке а, канал в в штоке дополнительного (разгрузочного) поршенька 21, окна , канал , круговой канал о, каналы p, калиброванную муфту r, камеру S и окно е. Камера б соединена с магистралью и запасным резервуаром.

Пружина 24 клапана 23 рассчитана таким образом, что, пройдя через этот клапан, давление воздуха понижается на 0,2 кг, следовательно, давление в запасном резервуаре и камере б всегда, в конце-концов, будет ниже на 0,2 кг давления магистрали. Если давление в магистрали 5 кг, то давление в камере б и запасном резервуаре равно 4,8 кг.

Камера ε соединена с тормозным цилиндром помощью каналов σ, σ в муфте 20, кругового канала τ (фиг. 5), канала в корпусе Г канала ж, окна з′, канала в теле крана з, камеры л, калиброванной муфточки М, М′ или М М′′ и канала Н (тормозной цилиндр не показан). Следовательно давление под поршеньком 4 золотника всегда равно давлению в тормозном цилиндре. Между окнами во втулке 20 и имеются окна Ф, соединенные с тормозным цилиндром помощью кругового канала ц (фиг. 4), канала r в корпусе, калиброванной втулки ш, камеры в теле крана перемены режима л, втулок М, M′ или M′′ и канала II. Окна ф, ф…, муфточки Ш, Ш′, Ш′′ служат для обыкновенного торможения (три режима); окна муфточки М, M′ и M′′ - для экстренного торможения (три режима). Из кругового канала и идет отверстие Щ, закрываемое клапаном 25, в канал III. Канал III соединяет круговые каналы Ц и τ. Клапан 25 открыт в начале торможения, когда давление в тормозном цилиндре, а следовательно, и в канале III, не достигает 0,7 кг (канал III выходит в камеру в, а эта камера всегда соединена с тормозным цилиндром). Давление пружины 26 рассчитано таким образом, что клапан 25 закрывается, когда к силе пружины прибавляется еще давление на клапан воздуха - 0,7 кг. Клапан 25 создает «скачок давления». В нижней части втулки 20 помещается разгрузочный поршенек 21. Он делит нижнюю часть втулки 20 на две камеры ъ и ы. Камера ъ соединена с атмосферой помощью окон в канал в полого штока 14, 14 поршенька 21, окон С, С, канала , кругового канала 0, каналов n, p (фиг. 2 и 3), втулок r, r′ или r′, камера S крана и отверстия e. Камера ы соединена или с атмосферой (режимы пассажирский и товарный груженый), или с тормозным цилиндром (режим товарный порожний). Соединение с атмосферой осуществляется помощью окна ю во втулке 20, канала я (фиг. 2, 3 и 6), канала 6, каналов или ′ в теле крана, втулок r или r′, камеры S и отверстия е. Соединение, камеры ы c тормозным цилиндром осуществляется помощью окна ю, каналов я, b, канала в теле крана, канал з камеры л, втулки М′′ и канала Н (фиг. 2, 5 и 6). Полый шток поршенька 21 имеет вверху клапанное седло, перекрываемое клапаном 13 перед началом торможения. Внизу штока поршенька 21 имеется клапанное седло 27, закрываемое стержневым клапаном 28 при экстренном торможении. При закрытии канала в клапаном 28, воздух из камер γ и h, попавший туда вследствие возможной неплотности поршеньков 3 и 21 в атмосферу не пойдет и ослабление торможения, следовательно, из-за утечек в поршеньках распределителя не будет. В этом и заключается уплотнительное устройство. При обычных торможениях, даже в случае полного торможения, все утечки будут пополняться через магистраль из главного резервуара. В случае же разрыва поезда, во всех распределителях хвостовой части поезда уплотнительные устройства будут действовать. Уплотнительные устройства будут действовать также при всяком экстренном торможении. Пружина 29 будет прижимать клапан 28 к седлу при действии уплотнителя. Пружина 30 отжимает поршенек 21, стремясь всегда поставить его в положение, изображенное на чертеже, при котором клапан 13 отстоит от своего седла на расстоянии мм хода золотника 3, 4. Пружина 31 сжимается колпачком 32 только в случае экстренного торможения. Регулируется натяжение этой пружины 31 болтиком с квадратной головкой 33. Колпачок 34 является контр-гайкой для болтика 33. Уплотнительные кольца 36, 37 и 38 с внутренним нажатием препятствуют утечкам воздуха: 36 из камеры а (и магистрали); 37 - из камеры ε (тормозного цилиндра); 38 - из камеры ы (тормозного цилиндра при товарном порожнем режиме). Колпачки 39 и 40 прикрывают клапаны 29 и 17. Кран перемены режима П имеет три камеры х, л и S. Камера х соединена с магистралью через обратный клапан 23 (фиг. 4). Камера л соединяется с распределителем через калиброванные втулки ш и через канал з (фиг. 5), затем эта камера соединяется с тормозным цилиндром через калиброванные втулки М, M′ и M′′ (фиг. 5). Кроме того, камера л соединяется с камерой ы под разгрузочным поршеньком 21 (при товарном порожнем режиме). Камера S соединяется: с распределителем помощью калибровочных втулок r, r′ и r′′ (фиг. 2 и 3); с атмосферой через окно е и, при выключении тормоза - с каналом Н (тормозной цилиндр) через каналы А и Б (фиг. 3, 5 и 6).

Калиброванные втулки ш, ш′ и ш′′ служат для трех режимов (обыкновенное торможение); калиброванные втулки М, M′ и M′′ для трех режимов (экстренное торможение); калиброванные втулки r, r′ и r′′ для трех режимов (отпуск, оттормаживание). Втулки снабжены внешней нарезкой и легко могут быть сменены при вынимании крана. «Ограничительный клапан» 41 не допускает давления в тормозном цилиндре порожнего товарного вагона выше 1,8 атм. (пружина 42 рассчитана соответственно; калиброванной втулкой М′′ можно регулировать степень нажатия этой пружины). Кран перемены режима поворачивается ручкой 1, надетой на квадратную головку 44 крана. Снизу кран нажимается пружинкой 48.

Ручка имеет четыре положения; ограничителем является пружина (прямая) 43 (фиг. 2) и в углубления в приливе. Поворот ручки из I-го, положения во II-ое 60°; из II-го в III-е - 60° и из III-го в IV-oe - 30°. Воздухораспределитель без переделок может быть укреплен на запасном резервуаре или тормозном цилиндре вместо тройного клапана тормоза Вестингауза помощью фланца.

Действие воздухораспределителя состоит в следующем: зарядка; торможение обыкновенное; экстренное; отпуск; торможение порожних вагонов; оттормаживание при разрыве поезда; выключение; прицепка отдельных вагонов. Камера, над диафрагмой 5 имеет давление воздуха = давлению в дополнительном резервуаре, т.-е. на 0,2 кг меньше начального давления в магистрали или 5-0,2=4,8 кг. Камера соединена с магистралью; в ней давление воздуха всегда равно давлению в магистрали.

В камере давление равно давлению в тормозном цилиндре (ε соединение с тормозным цилиндром). Эти три давления и являются действующими силами на золотник распределителя.

Зарядка. При нахождении ручки крана машиниста в крайнем левом положении откроются клапана 1а и 1б (фиг. 1), и воздух из главного резервуара пойдет в магистраль и далее по патрубкам будет подводится к распределителям. При этом подвижные части распределителя занимают положение, показанное на фиг. 2. По каналу Z (фиг. 2 и 4) в корпусе через окна у′, у′′ или у′′′, по каналу у воздух пойдет в камеру х и, далее через обратный клапан 23, втулку (муфточку) 22, окна каналы , круговой канал λ; отсюда воздух пойдет двумя путями через окна η в камеру б (фиг. 2) в запасной резервуар. Кроме того, из камеры х воздух пойдет по каналу u (фиг. 2) и т.д., откуда в камеру под диафрагмой α, а через двойной клапан 17 через патрубок к в дополнительный резервуар и по каналам h, g и f в камеру под диафрагмой 5. Воздух из главного резервуара в магистраль будет итти до тех пор, пока давление в магистрали не станет равным 5 атм. Тогда давление в камере α будет тоже 5 атм., а в запасном резервуаре, дополнительном резервуаре и в камере над диафрагмой давление будет на 0,2 кг ниже, т.-е. 4,8 атм. (Давление понизится при проходе воздуха через клапана 23 и 17).

Торможение обыкновенное. При торможении переводят ручку крана машиниста несколько вправо (фиг. 6). Тогда воздух будет уходить из магистрали в атмосферу. Давление в магистрали будет понижаться. Когда это давление упадет на 0,25 кг, т.-е. будет 5-0,25=4,75 кг, давление воздуха сверху на диафрагму (4,8 кг) преодолеет сопротивление трения золотника и упругое сопротивление резиновой диафрагмы и золотник станет опускаться (фиг. 2).

Когда золотник опустится на 1,5 мм клапан 13 закроется и прекратит сообщение тормозного цилиндра с атмосферой, золотник продолжает опускаться (тем временем давление в камере α стало еще меньше) и начинает передвигать разгрузочный поршенек 21, сжимая слабо пружинку 30. Когда золотник опустится еще на 1,5 мм (всего 3 мм), поршенек 4 золотника начинает открывать окна ф, ф… во втулке 20 (фиг. 2), сообщая их с камерой б. Золотник остановится, когда он опустится еще на 2 мм (всего на 5 мм), ибо тогда нижний конец штока поршенька 21 упрется в колпачок 32, прижимаемый сильной пружиной 31. Окна ф, ф… будут при этом открыты полностью и сообщены с камерой б. Воздух из камеры, а следовательно и из запасного резервуара пойдет в тормозной цилиндр двумя путями: 1) из ф, ф… в круговой канал ц, канал ч, калиброванную втулку ш, ш′ или ш′′ (фиг. 2), в камеру л, откуда (фиг. 2 и 5) через более широкие втулки м, м′ или м′′, канал Н в тормозной цилиндр; 2) из ф, ф… в круговой канал ц, клапан 25, круговой канал τ, каналы Г, ж (фиг. 2, 5), канал з, камеру л, втулки м, м′ или м′′ и канал Н тоже в тормозной цилиндр. Кроме того, так как площадь сечения значительно меньше площади сечения окон … или окон ф,…, а равно меньше и суммы площадей сечения клапана щ (или втулочек м, м′ м′′) и калиброванной, втулки ш, ш′ и ш′′, то из кругового канала λ воздуха больше уйдет, чем в него поступит через канал из запасного резервуара; в результате обратный клапан 23 откроется и будет впускать воздух в камеру б, а следовательно, и в тормозной цилиндр непосредственно из магистрали.

Так будет продолжаться до тех пор, пока давление в тормозном цилиндре не достигнет 0,7 кг; тогда клапан 25 закроется и воздух в тормозной цилиндр пойдет одним путем через калиброванную втулку ш, ш′ и ш′′. Площадь сечения больше площади сечения ш, ш′ и ш′′; в λ не будет понижения давления и обратный клапан 23 закроется. Клапан 23 будет закрыт до тех пор пока давление в запасном резервуаре не станет ниже магистрального. Следовательно, в начале торможения, вследствие прохода воздуха в тормозной цилиндр через большую площадь сечения, произойдет резкое повышение давления в тормозном цилиндре до до 0,7 кг, а в дальнейшем повышение давления будет итти медленно в зависимости от площади сечений калиброванных втулок ш, ш′ или ш′′ (от режима)." Это резкое повышение давления в тормозном цилиндре нужно для ускорения процесса торможения, а так как оно происходит в начале торможения, то не повлияет на плавность затормаживания, ибо в это время происходит преодоление сопротивлений передачи от поршневого штока тормозного цилиндра к колодкам и легкое нажатие колодок на бандажи колес. Кроме того, так как часть воздуха для достижения этого, так назыв. «скачка давления» берется из магистрали, то налицо более быстрое понижение давления в магистрали; таким образом, ускоряется процесс прохождения по магистрали воздушной волны торможения, а следовательно, достигается большая одновременность затормаживания всех единиц состава; кроме того, получается экономия в расходовании воздуха. По мере притока воздуха в тормозной цилиндр давление в нем будет повышаться; будет повышаться давление также и под поршеньком 4 золотника (камера ε помощью окон … каналов τ, Г, ж, з, камеры л, втулок м, м′ или м′′ и канала Н (фиг. 2 и 5) соединена с тормозным цилиндром). Давление же в камере α (магистральное) установится соответственно данному положению ручки крана машиниста (меньше 5 атм.).

Давление над диафрагмой 5 останется постоянным (и равным 4,8 кг), ибо при понижении давления в магистрали обратной двойной клапан 17 закроется и не выпустит воздух из дополнительного резервуара и пространства над диафрагмой 5. Наступит момент, когда давление на диафрагму сверху будет уравновешено суммой давлений воздуха снизу: на диафрагму, н поршенек 4 золотника и давления пружины 30. При дальнейшем повышении давления на (следовательно, и в торм. цил.) силы, действующие снизу преодолеют сопротивления перемещенного золотника и диафрагмы, и золотник начнет подыматься вверх. Подымаясь вверх, золотник 1б поршеньком 4 закроет окна ф, ф… и впуск воздуха в тормозной цилиндр прекратится. Это будет - в распределителе - положение перекрытия. Клапан 13 будет при этом закрыт. Если бы он открылся, то часть воздуха ушла бы из торм. цилиндра в атмосферу, давление понизилось бы и золотник вновь поднялся бы вверх, и клапан 13 закрылся бы. Затормаживание может быть ступенчатым. Передвигая далее вправо ручку крана машиниста, понижают еще давление в магистрали. Сила, действующая на диафрагму 5 снизу, уменьшится, золотник опустится, окна ф, ф… вновь откроют доступ воздуха в тормозной цилиндр и сила торможения увеличится. Отсечка торможения увеличится. Отсечка произойдет в момент, когда силы, действующие снизу, будут немного больше сил, действующих сверху. При передвижении ручки крана машиниста вправо будет все более и более увеличиваться сила торможения. В правом крайнем положении ручки клапана машиниста получится полное торможение. Каждому положению ручки крана машиниста соответствует определенное давление в магистрали, а равно и во всех тормозных цилиндрах.

Независимость давления воздуха в тормозном цилиндре от хода поршня достигается тем, что момент отсечки воздуха определяется только

равновесием трех основных сил, действующих на золотник, при чем одна из этих сил представляет давление в тормозном цилиндре, а другие две одинаковы для всех тормозных единиц (давление в магистрали и дополнительных резервуарах), а следовательно, и третьи силы давления в тормозных цилиндрах будут одинаковы. Одинаковое давление в тормозных цилиндрах поддерживается постоянным все время торможения, независимо от утечек воздуха через неплотности поршней в тормозных цилиндрах или соединений в магистрали. Кран машиниста все время поддерживает постоянное давление в магистрали (соответственно положению ручки), а распределитель все время поддерживает постоянное давление в тормозном цилиндре. При уменьшении давления в тормозном цилиндре давление на поршенек 4 золотника (снизу) уменьшится, а так как давление над и под диафрагмой не изменяются, то золотник опустится, окна ф, ф… откроются, произойдет пополнение утечек, увеличение давления в тормозном цилиндре и вновь золотник подымется, а окна ф, ф… закроются. При пользовании ручкой крана машиниста для обыкновенного торможения экстренного торможения получить нельзя (не допустит пружина 31).

Экстренное торможение получают при повороте вправо ручки крана экстренного торможения 17 (фиг. 1), тогда магистраль соединится с атмосферой через большое окно и воздух быстро будет выходить в атмосферу. Давление в магистрали быстро станет понижаться. Когда это давление перед первым к крану распределителем упадет до 1,3 кг, золотник опустится на 8 мм. При дальнейшем понижении давления будут открываться (соединяться с камерой б) окна , а при понижении давления в магистрали с 5 кг до 1,4 кг, когда золотник опустится еще на 2 мм всего на 10 мм - окна будут открыты полностью. Воздух быстро пойдет в тормозной цилиндр из запасного резервуара; обратный клапан 23 откроется. Вследствие ухода воздуха из магистрали не только в атмосферу, но и в тормозной цилиндр, давление в магистрали будет понижаться весьма быстро; поэтому весьма быстро начнут действовать распределители и все остальные тормозные единицы. Воздушная волна торможения быстро докатится, до хвоста поезда. При экстренном торможении клапаны 13 и 27-28 закроются и всякое сообщение распределителя с атмосферой прекратится. Все возможные утечки через поршеньки в распределителе не будут ослаблять силы торможения.

Для отпуска тормоза после обыкновенного торможения надо повысить давление в магистрали на 0,25 кг. Тогда давление магистральное с нижней стороны диафрагмы (камера α) и давление воздуха в тормозном цилиндре с нижней стороны поршенька 4 (золотника) преодолеет давление с верхней стороны диафрагмы (воздуха дополнительного резервуара). Диафрагма и золотник поднимутся вверх и станут в положение, указанное на фиг. 2. Воздух из магистрали через клапан 23 пойдет в запасной резервуар, пока давление в нем не достигнет величины на 0,2 кг ниже магистрального.

Воздух же из тормозного цилиндра через клапан 13 станет выходить в атмосферу, скорость оттормаживания будет всецело зависить от площади сечения отверстия в калиброванной втулке r, r′ и .

Ступенчатое оттормаживание может быть произведено и постепенно. Поворачивая ручку крана машиниста слегка влево, получают впуск воздуха из главного резервуара в магистраль. Давление в магистрали (и в камере α) повышается, золотник подымется, клапан 13 откроется. Воздух из тормозного цилиндра станет выходить а атмосферу, сила торможения уменьшается, а равно уменьшается и давление снизу на поршенек 4 золотника. Это будет продолжаться до тех пор, пока сила, действующая снизу на поршенек 4, сложенная с силой, действующей снизу на диафрагму 5, не станет меньше силы, действующей сверху на диафрагму 5, сложенную с силой сопротивления перемещению золотника и диафрагмы, тогда золотник опустится, клапан 13 закроется и прекратится выпуск воздуха из торм. цилиндра в атмосферу. При поворачивании ручки крана машиниста еще дальше влево, еще больше будет повышаться давление в магистрали, произойдет только что описанное явление, и сила торможения еще более ослабнет.

В результате, каждому положению ручки крана машиниста при оттормаживании будет соответствовать своя определенная сила торможения, при чем эта новая сила торможения будет поддерживаться постоянной, ибо все утечки из магистрали пополнятся из главного резервуара через кран машиниста, а все утечки из тормозного цилиндра (как и при торможении) пополнятся воздухом из магистрали. Если бы надо было после ослабления торможения вновь его усилить - достаточно повернуть ручку крана машиниста вправо. Таким образом получится полная аналогия с действием ручного тормоза: по желанию можно ослаблять и усиливать торможение.

Торможение товарных порожних вагонов. В порожних вагонах ручку крана распределителя (фиг. 2) ставят в положение III. Тогда при торможении давления по ту и другую сторону «разгрузочного поршенька» 21 не будут одинаковы. При постановки же ручки I распределителя на «товарный порожний режим» камера ы соединяется с тормозным цилиндром следующим образом: камеры ы, каналы ю, я, b, й (фиг. 2, 5 и 6), канал з (фиг. 5), камера л втулка м′′ (обратный клапан 21 с пружинкой 42) канал Н и тормозной цилиндр. При торможении товарного порожнего вагона момент отсечки впуска воздуха в тормозной цилиндр (перекрыт) определяется равновесием не трех сил, а четырех. К двум силам, действующим на диафрагму 5 алгебраически прибавляется не только сила, действующая на низ поршенька 4 золотника, но и сила, действующая на нижнюю сторону разгрузочного поршенька 21.

В результате сила торможения порожнего вагона будет на 50% меньше силы торможения вагона груженого (площадь поршенька 21 равна площади поршенька 4 золотника).

В отношении усиления и ослабления торможения условия остаются те же, что и для пассажирского и «товарного груженого» режимов. В случае «полного торможения», во избежании заклинивания колес, необходимо не допустить превышения давления в тормозном цилиндре порожнего вагона той же нормы 50% от тормозной силы груженого вагона. Для этой цепи служит «ограничительный клапан» 41 (фиг. 5); его пружина 42 так нажата муфточкой м′′, что при повышении давления в тормозном цилиндре до 1,8 кг (3,55-1,8 кг). Клапан 41 закроется и не впустит больше воздуха в тормозной цилиндр.

При разрыве поезда в хвостовой части его произойдет следующее: давление в камере α (фиг. 2) быстро упадет до нуля, вследствие выпуска воздуха из магистрали в атмосферу и в тормозные цилиндры. Никаких пополнений воздуха магистраль хвостовой части поезда не получит. Распределители станут в положение экстренного торможения, при котором «уплотнительные клапаны» 28 будут закрыты. Самопроизвольное оттормаживание (и следовательно, накат хвостовых вагонов) весьма затруднено. Головная часть поезда, получая наполнение из главного резервуара (пока механик не переведет ручку крана экстренного торможения) будет затормаживаться более медленно, так что голова поезда откатится несколько вперед.

При выключении распределителя надо перевести ручку его крана в IV-oe положение. Для точного положения ручки имеется прилив 45 и в нем углубления куда входит пружина 43 на ручке (фиг. 2). Тогда тормозной цилиндр соединится с атмосферой; магистраль, запасный и дополнительный резервуары остаются отделенными от атмосферы. При надобности, имеется возможность затормозить такой вагон (и оттормозить потом) от руки за счет оставшегося воздуха в запасном резервуаре. Тормозной цилиндр соединится с атмосферой по следующему пути: каналы Н, А (фиг. 5), А′ (фиг. 6), камера S и атмосфера.

В случае прицепки отдельных вагонов можно различать два случая: 1) когда воздух весь ушел из дополнительного и запасного резервуаров, то при прицепке вагона распределитель его будет работать обычным путем (наполняются резервуары из магистрали); 2) когда воздух не весь ушел из дополнительных и запасных резервуаров, то при открытии крана распределителя вагон этот затормозится, а потом, когда давление повысится в магистрали до некоторой величины (в зависимости от давления воздуха в дополнительном резервуаре), вагон оттормозится.

Автоматический воздушный тормоз, снабженный краном машиниста с редукционным механизмом, устанавливающим желаемую разность давлений в главном резервуаре и главном воздухопроводе; путем соответствующего нажатия пружин на распределительный орган через посредство поворотной рукоятки, а также снабженный воздухораспределителем, основанным на принципе взаимодействия давления на распределительный золотник - в главном воздухопроводе, в тормозном цилиндре и в дополнительном резервуаре с возможной заменой последнего пружиной, характеризующийся применением в воздухораспределителе диафрагмы 5 (фиг. 2), разделяющей полость fα на камеры f и α и сидящей на хвостовике полого штока 2, несущего поршневые, равного диаметра, диски 3 и 4, образующие в верхней (по чертежу) полости цилиндра камеры γ, δ и ε, и входящего концом, служащим клапаном, в соответствующее гнездо полого штока 21, несущего поршневой диск 4′, образующий, в свою очередь, в нижней полости цилиндра камеры ъ и ы, из коих камер камера f сообщается постоянно с камерой постоянного давления, снабжаемой воздухом через обратный клапан 17 из камеры β, постоянно сообщаемой с главным воздухопроводом, камера γ постоянно сообщается с атмосферой через соответствующие каналы в корпусе воздухораспределителя и в кране режима торможения согласно фиг. 2, 3, камера б сообщается с главным воздухопроводом или с запасным резервуаром через соответствующие каналы в корпусе воздухораспределителя Е и в кране режима торможения согласно фиг. 2 и 4, камера Е. сообщается с тормозным цилиндром через соответствующие каналы согласно фиг. 5 и 2, камера ъ сообщается с атмосферой через соответствующие каналы согласно фиг. 2 и 3, и камера ы сообщается с атмосферой или с тормозным цилиндром согласно фиг. 2, 3, 5, 6 и 7, каковым устройством воздухораспределителя предусматривается зарядка и отпуск тормозов, служебное и экстренное торможение при соответствующей установке крана II на желаемый режим торможения.