Регулятор давления воздуха в тормозных цилиндрах для скоростных поездов Советский патент 1940 года по МПК B60T15/36 B60T8/34 B61H11/02 

Извесгны инерционные регуляторы .давления воздуха в тормозных ци.линдрах для скоростных поездов, устанавливаемых на каждом вагоне.

Предлагаемый инерционный регулятор централизованного действия, будучи установлен на локомотиве, предназначен регулировать замедление 11оезда, воздействуя на тормозные лриборы всего поезда.

В предлагаемом регуляторе к трубопроводу, идущему от клапана, маятника, присоединен подпружиненный поршень, служащий для включения через ,реостат в электрическую цепь управ.ляющих перепуском воздуха из тормозного цилиндра в режимную камеру и из последней в атмосферу при воздухораспределителях системы Матросова электромагнитных вентилей вагонов поезда, при воздействии на поршень поступающего по трубопроводу воздуха из тормозного цилиндра, и для выключения электромагнитных вентилей при соединении трубопровода с атмосферой.

На прилагаемом чертеже изображены схема предлагаемого регулятора (фиг. 1) и диаграмма кривых изменения замедления и кривой изменения

I коэфициента сцепления колес с рельсами в зависимости от скорости движения поезда (фиг. 2).

Предлагаемый инерционный регулятор состоит из груза-маятника /, двух Г-образных рычагов 2 и 5 рычага 4, диафрагмы 5, клапана 6, пружины максимального замедления 7, пружины ступенчатого замедления 8, резервуара Я поршня 10, пружины 11 -а реостата 12.

Приемным органом у каждого тор. мозного воздухораспределителя служит электропневматический вентиль, который состоит из катушки 13, коI жуха 14, сердечника 15, толкателя 16, диафрагмы 17 и клапана 18. Полость под диафрагмой 5 (регулятора сообщена с золотниковой камерЪй воздухораспределителя локомотива. В пружинную полость Г каждого воздухоI распределителя воздух поступает из I тормозного цилиндра через электроi пневматический вентиль.

Работа регулятора заключается в следующем.

Нормально, когда тормоз отпущен, регулятор находится в равновесии, так как суммарное усилие пружин 7 к 8 уравновешивается усилием, создаваемым давлением воздуха золотниковой камеры, которое в этом случае равно давлению воздуха тормозной магистрали на диафрагму 5. Во время торможения, когда в золотниковой камере и соединенной с ней полости Д падает давление, равновесие регулятора нарушается в виду образовавшейся разности усилий между суммарной силой пружин 7 и S и уменьшенным давлением на диафрагму 5, Это усилие передается через упор 19 малой пружины 7 на рычаг 4 и поднимает клапан 6 в верхнее положение, сообш,ая прК этом полость тормозного цилиндра по каналу а через выточку б в клапане с резервуаром 9 и левой полостью цилиндра, в котором ходит поршень 10. Под действием сжатого воздуха, поступившего в тормозный цилиндр при сработке воздухораспределителя, поршень 10 переместится вправо, сжимая пружину ;/. при движении поршня 10 вправо вначале происходит включение напряжения в цепь электропневматических вентилей через реостат 12. При дальнейшем движении поршня 10 вправо контакты 20, установленные на штоке, постепенно выводят сопротивление реостата 12. Электропневматические вентили каждого воздухораспределителя соединены по поезду последовательно, и вентиль последнего -вагона гамыкает электрическую цепь на землю. Ток в катушках 13 при включенномлолностью реостате 12 будет наименьшим, а при выключенном - наибольшим. Так как сила, с которой втягивается сердечник 15, прямо пропорциональна числу а-мпервитков, то при включенном реостате втягивающая сила будет наименьшей, а при выключенном реостате - наибольшей. Втягивающая aj KT|po nHeB Maтического вентиля также зависит от числа последовательно включенных вентилей, т. е. от числа вагонов поезда. Таким образом, включение реостата создает в зависимости от количества последовательно включенных вентилей оп редаеленный ток в катушках 13. Каждня катушка втягивает сердечник 15 с определенной силой, и последний, перемещаясь вниз, открывает клапан 18, пропуская воздух из тормозного цилиндра по каналу в в пружинную полость Г режимного колпака. В результате нарушается равновесие уравнительного поршня, и он перемещается влево, устанавливая свой золотник на питание тормозного цилиндра, и в последнем повышается давление сжатого воздуха. , с которой втягивается сердечник /5 электропневматического вентиля, уравновешивает соответствующее давление сжатого воздуха, действующего на диафрагму 17. В связи с вышеуказанным, в тормозных цилиндрах всего поезда повысится давление на величину, равную давлению сжатого воздуха, поступившего Б пружинную полость Г. Если это повышенное давление в тормозных цилиндрах не создаст замедления, на которое настроен в данном случае регулятор, то клапан 6 останется в прежнем положзении и через выточку б будет продолжать питать камеру 9. Поршень 10, двигаясь дальше вправо, выключит контактом 20 часть сопротивления реостата 12, ПОВЫСИВ этим самым втягивающее усилие электро-пневматических вентилей. Вследствие этого клапан 18 снова откроется и, соответственно повышенному втягивающему усилию, повысит давление в полости Г, в связи с чем, так же, как описано выше, повысится давление в тормозных цилиндрах и т. д. Этот процесс повышения давления в тормозных цилиндрах будет происходить до тех пор, пока замедление поезда не повысится до веоТичины, на которую настроен в данный момент регулятор, после чего масса 1, воздействуя в зависимоста от напра(вления -движения на рычаг 2 или 3, будет опускать клапаны 6 вниз, преодолевая , равное разности между суммарным усилием пружин 7 и S и давлением в данный момент на диафрагму 5. Клапан 6, опускаясь вниз, перекроет питание камеры 9 и, следовательно, движение поршня 10 прекратится. При падении скорости, в связи с увеличением коэфициента трения колодок о

бандаж, начнет возрастать замедление, вследствие чего масса 1, перемещаясь еще дальше, опустит ниже клапан 6, который сообщит камеру 9 через выточку б с атмосферным каналом.

Падение давления в камере 9 вызовет под действием пружины // перемещение порщня 10 влево, в силу чего начнет включаться Сопротивление в реостате и падать втягивающее усилие катушки 13. В результате равновесие электропне(В|(матического вентиля нарушится, и диафрагма /7 начнет подниматься вверх, вследствие чего открывается атмосферное отверстие д, в которое выходит сжатый воздух из камеры Г. Понижение давления в камере Г нарушает равновесие уравнительного порщня, и последний начнет перемещаться вправо, сообщая тормозный цилиндр с атмосферой.

Перемещение поршня 10 влево и связанное с этим включение сопротивлений реостата, вызывающее выпуск сжатого воздуха из тормозных цилиндров, будет происходить до тех пор, пока регулятор снова не придет в равновесие, т. е. до тех пор, пока клапан 6 не поднимется в положение перекрыши. Затем при дальнейшем увеличении замедления поезда описанный выше процесс повторится.

Изображенные на фиг. 2 кривые изменения замедления поезда в зависимости от скорости движения, приближающиеся, как видно на диаграмме, по характеру к кривой изменения коэфициента сцепления колес с рельсами, получаются в силу особенности данной схемы регулятора, заключающейся в следующем.

Введем обозначения:

Q - суммарное усилие пружин 7 и 5; Si - площадь магистральной диафрагмы о; Р,,, - давление тормозной магистрали; Sg - площадь клапана 6; Рц - давление тормозного цилиндра; /Ci - передаточное число рычага 4; Kz - передаточное число рычагов 2 и 3, т - масса груза I, U - замедление поезда; -коэфициент сцепления; V - скорость км/час.

Уравнение равновесия регулятора будет иметь следующий вид:

Q - р„. 5, Р,. 5.2 Ki+m.U-K.Ki

Решая это уравнение относительно Ь, получим:

.K,

В правой части этого уравнения переменной величиной является только давление в тормозном цилиндре (считаем, что давление в тормозной магистрали установлено машинистом постоянное).

Таким образом, из выведенного уравнения видно, что чем больше давление в тормозном цилиндре, тем на меньшее замедление настраивается регулятор и наоборот. Следовательно давление в тормозном цилиндре будет расти с повышением скорости движения, в связи с падением коэфициента трения коочодок о бандаж, в результате чего на больших скоростях настройка замедления поезда будет уменьшаться, а с падением скорости настройка замедления поезда будет увеличиваться, так как в связи с ростом коэфициента трения будет уменьшаться давление в тормозном цилиндре. Исходя из вышеизложенного, можно путем подбора массы ш, груза регулятора и площади сечения клапана S2 приблизить кривую изменения замедления в зависимости от скорости к кривой изменения коэфициента сцепления колес с рельсами (фиг. 3). Максимальное замедление, на которое настраивается инерционный регулятор при полном служебном или экстренном торможении, определяется пружиной 7 максимального замедления.

Величина сопротивления реостата 12 в данный момент, которую устанавливает регулятор, зависит, как это было указано выше, от числа вагонов в поезде. При этом необходимое сопротивление реостата в каждом данном случае будет устанавливаться регуля тором автоматически..

Это объясняется тем обстоятельством, что для создания необходимого замедления, на которое настроен регулятор в данный момент, необходимо определенное давление в пружинной полости Л которое устанавливается электропневматическим вентилем.

Таким образом, регулятор придет в равновесие только тогда, котда. создаст в пружинной полости Г необходимое давление. Так как электропневматическому вентилю при этом необходимо получить совершенно определенное число ампервитков в катушке 13 то при различных сопротивлениях в цепи, зависяш их от числа вагонов поезда, будет устанавливаться .автоматически необходимое сопротивление реостата, и пока это сопротивление не будет установлено, регулятор не придет в равновесное положение и будет стремиться создать условия, способствуюш.ие переходу его в это положение.

Предмет кзобрете ния.

1. Регулятор давления воздуха в тормозных цилиндрах для скоростных поездов с применением маятника и электромагнитных вентилей, отличающийся тем, что для приведения в действие электромагнитных вентилей, управляющих перепуском воздуха из

тормозного цилиндра в режимную камеру и из последней в атмосферу при воздухораспределителях системы. Матросова, к трубопроводу, идущему от клапана маятника, установленного на локомотиве, присоединен подпружиненный поршень, служащий для включения через реостат и электрическую цепь электромагнитных вентилей вагонов поезда при воздействии на поршень поступающего по трубопроводу воздуха из тормозного цилиндра и для выключения электромагнитных вентилей при соединении трубопровода с ; атмосферой.

2. Форма выполнения регулятора по I п. 1, отличающаяся тем, что для по дачи воздуха из тормозного цилиндра I к поршню и для выпуска его в атмосферу применен клапан 6, находящийся с одной стороны под давлением воздуха тормозного цилиндра и I инерционного давления маятника, а с I другой - разности давления пружин I и давления воздуха в золотниковой i камере.