Регулятор давления в тормозных цилиндрах для скоростных поездов Советский патент 1940 года по МПК B60T15/36 B60T8/32 B61H11/02 

Известны авторегуляторы скороСтного и грузового режимов нажатия колодок с применением для снижения давления в тормозных цилиндрах системы клапанов, управляемых с одной стороны маятником, а с другой стороны рычагом, находящимся под воздействием пружины, рассчитанной на максимальное замедление поезда, соответствующее определенной скорости.

В предлагаемом регуляторе, с целью регулировки- замедления от нуля до .допустимой наибольщей величины и приближения силы торможения к силе сцепления колеса с рельсом на всех скоростях движения поезда, взаимодействующая с рычагом пружина связана с диафрагмой, находящейся под давлением воздуха тормозной магистрали.

На чертеже схематически изображен регулятор с присоединением его к частям оборудования тормоза Вестингауза.

Регулятор состоит из следуюЩИХ основных частей: 1) резиновой диафрагмы /, нагруженной с иижней стороны воздущным давлением камеры М, находящейся в постоянном сообщении

с тормозной магистралью; 2) пружин 2 и 15, опирающихся своими верхними концами на регулировочные щайбы 4 и 16, а нижними - на упорные щайбы 3 и 14, при посредстве которых давление пружин передается на диафрагму /; 3) груза 5, перекатывающегося по горизонтальной плоскости в направлении, параллельном продольной оси вагона; 4) порщня 6 с осевым каналом О, выходящим в атмосферу и закрываемым сверху выпускным клапаном 7; 5) расположенной над порщнем 6 камеры Т, постоянно сообщающейся с тормозным цилиндром Б по трубе Ц; 6) впускного клапана 5 с мягким седлом 9, управляющего впуском воздуха из кольцевой камеры А, находящейся в сообщении с тормозным каналом тройного клапана, в камеру Г и далее по трубе Ц в тормозной цилиндр; клапан 8 имеет осевой канал, закрываемый малым разгрузочным клапаном 10 с пружиной 11; 7) механизма для передачи инерционного усилия груза 5 на поршень 6, состоящего из двух угловых рычагов 12, вертикальные плечи которых с двух сторон охватывают груз 5, сила «нерЦИ1И которого, независимо от направления движения поезда, при замедлении этого движения при посредстве одного из двух рычагов передается по направлению вниз на проушину поршня 6; 8) рычага 13 для передачи на поршень 6 усилия от системы пружин 2 и 15 диафрагмы 1.

Работа предлагаемого регулятора в автоном1Ной тормозной единице заключается в следуюш,ем.

На схеме механизм регулятора изображен в положении, соответствующем заряженному состоянию тормоза. Отдельные части механизма занимают при этом нижеследующее положение.

Пружина 15 прижимает шайбу 14 к внутренней закраине шайбы 5 и, таким образом, на шайбу 3 и через нее на диафрагму / передается суммарное давление обеих пружин 2 и 15. При помощи регулировочных винтов 4 и 16 величина этого суммарного давления устанавливается такая, что при нормальном давлении в магистрали она: незначительно превышает величи ну воздушного давления на диафрагму / со стороны камеры М; поэтому шайба 3 отжимается пружинами в- свое крайнее нижнее положение - до упора в закраину корпуса. При этом рычаг 13 удерживается центральным острием шайбы 14 и своим левым концом приподнимает поршень 6 в его крайнее верхнее положение. Вследсвие этого атмосферное отверстие О закрывается клапаном 7, верхний же хвостовик кла1пана 7 приподнимает от седел и удерживает в открытом состоянии оба клапана 8 и 10.

При производстве торможения после срабатывания тройного клапана воздух имеет возможность проходить из запасного .резервуара (а при экстренном торможении - также из магистрали) сначала обычным путем через тройной клапан В, а далее через трубу К, кольцевую камеру А регулятора и трубу Ц - в тормозной цилиндр. С появлением давления в тормозном цилиндре получается и некоторое замедление движения вагона; величина этого замедления зависит от величины давления в тормозном цилиндре и от величины .d pэфициeнтa трения соответствую щей скорости движения вагона.

Так как давление в камере Т равно давлению в тормозном цилиндре, то с момента начала торможения поршень 6 нагружается сверху усилием, равнымвеличине давления в, тормозном цили ндре, умноженной: на площадь поршня. Одновременно с этим поршень 6 нагружается инерционным усилием груза 5, передаваемым на проушину поршня через посредство одного или другого, в зависимости от направления движения вагона, рычага 12. Это усилие, очевидно, направлено также вниз. Таким образом, суммарное давление на поршень 6 состоит из двух составляющих - одной от действия воздушного давления в тормозном цилиндре и другой - от пропорционального величине замедления инерционного давления груза 5.

Это суммарное давление передается далее рычагом- 13 на центральноеострие шайбы 14.

В нормальных условиях работы, т. е. до тех пор, пока величина давления в тормозном цилиндре и соответствующая ей величина замедления не превосходят установленного для них предела, велич1ина| да1вления рычага 13 на шайбу 14 остается меньше первоначального натяга нружины 15. Как видно будет из дальнейшего, величина этого натяга пружины 15 определяет собой максимальную величину замедления при полном торможении.

До тех пор, пока этот предел не достигнут, шайба 14 остается прижатой к шайбе 5 с усилием, равным разности величины первона1чального натяга пружины 15 и давления на шайбу 14 от рычага 3. Поэтому для простоты можно принять в этих условиях шайбы /4 и 5 составляющими как бы одно целое и считать, что на шайбу 5 действуют следующие силы: сверху - давление пружин 2 и /5, а снизу - воздушное давление магистрали на площадь диафрагмы / плюс суммарное усилие от действия воздушного давления в тормозном цилиндре и инерционного давления груза 5 на поршень 6, передаваемое рычагом 1-3.

При данной ступени торможения, т. е. при данной величине снижения давления в магистрали, давление в

тормозном цилиндре будет возрастать до того момента, пока не Наступит равновесие сил, действующих снизу и сверху на шайбу 3. После этого возрастающее суммарное давление на поршень 6 отпустит его вниз, причем шайба 3 поднимается на соответствующую величину, сжимая пружины 2 и 15. При опускании поршня 6 опустится и поддерживаемая им система клала но-в 7, S, 10. Клапаи 8 .сядет на свое седло 9 и прекратит впуск воздуха из запасного резервуара Р в тормозной цилиндр. Этим заканчивается получение ступени тормажения, соответствующей произведенному снижению . давления в магистрали.

Необходимо от.метить, что этот момент перекрыши в /регуляторе давления, вообще говоря, не совпадает с моментом пе{ е-крышк в тройном клапане; поэтому, если в момент закрытия слапана 8 давление запасного резервуара еще не сравнялось с давлением магистрали, то поршень тройного клапана под действием перевеса давления со стороны запасного резервуара перейдет в положение экстренного торможения, но так как клапан 8 в это время перекрывает впуск воздуха в тормозной цилиндр, то «а работе тормоза этот переход поршня тройного клапана в положение экстренного торможения никак не отразится.

Таким образом, данная ступень торможения, т. е. данная величина сниженИ5 давления .в 1магистралй определила собой не зависящую от последнего величину давления -в тормозном цилиндре, как это имеет место в работе воздухораспределителей прямодействующих тормозов всех систем, а еекоторую величину давления в тормозном цилиндре, обусловливаеМ|ую при данной скорости движения вагона величиной замедления.

Если бы коэфициент трения не изменялся в зависимости от скорости, то величина замедления автономной тормозной единицы была бы пропорциональна величине давления в тормозном цилиндре. В этом случае работа описываемого регулятора давленая была бы тождественна с работой воздухораспределителяпрямо действующего тормоза. Так как, однако, в действительности коэфициент трения не есть постоянная величина, то из только что сказанного ясно, что при одном и том же снижении давления в магистрали в разных случаях получатся разные величины давления в тормозном цилиндре, а именно: при малой скорости и соответственно большой величине коэфициента трения величина давления в тормозном цилиндре получится меньше, а при большой скорости и соответственно малой величине коэфициента трения величина давления в тормозном цилиндре получится больше.

После сделанного торможения скорость движения вагона уменьшается; при этом коэфициент трения возрастает, а следовательно, возрастает соответственно и величина тормозного усилия и пропорциональная ей ве.тачина замедления. Пропорционально последней величине возрастает, следовательно, и величина инерционного давления от груза 5, передаваемого рычагом 12 на поршень 6. Поэтому достигнутое в момент перекрыши равновесие сил, действующих на поршень 6 и шайбу 3, нарушится. Поршень 6 опустится ниже, а шайба 5 поднимется, увеличивая сжатие пружин 2 и 15.

При опускании поршня 6 ниже положения перекрыши клапана 8 клапан 7 своим буртиком упрется в Т01рец втулки. Этот буртик клапана не сплошной круглый, а имеет широкие вырезы, так что и после этого сохраняется сообщение камеры Т с центральным каналом поршня 6, в котором помещается нижняя часть клапана 7 с направляющими ребрами. Поэтому при дальнейшем опускании поршня 6 клапан 7 остается опертым в торец втулки, но нижний конец его открывает атмосферное отверстие О, и воздух из тормозного цилиндра начинает уходит в атмосферу через трубу Ц к камеру Т. По мере падения давления в тормозном цилиндре и одновременного уменьшения величины замедления уменьшается величина суммарного усилия, действующего на поршень 6, по направлению вниз. Поэтому наступит момент, когда сила, действующая на порщень 6 по направлению

вверх (со CTOpioiib рычага /5) получит перевес. В этот момент поршень 6 приподнимается, и клапан 7 перекроет выпуск воздуха из тормозного цилиНдра в атмосферу.

При дальнейшем уменьшении скорости и возрастании коэфициента трения описа1нная здесь работа регулятора должна повториться в том же порядке. В действительности, конечно, при непрерывном изменении скорости клапан 7 не будет производить перекрыши, а установит в соответствии с величиной скорости и произведенной ступени торможения необходимую величину открытия клапана 7 настолько, чтобы падение давления Б тормозном цилийдре через это сечение компенсировалось возрастанием замедления, так что силы, действующие на поршень 6, будут оставаться все время в равновесии.

Из изложенного видно, что, предполагая неизменную величину произведенного снижения давления в магистрали, мы по мере уменьшения скорости будем иметь постепенное падение давления в тормозном цилиндре, и, одновременно с этим, возрастание Ееличи1Ны замедления. Это обстоятельство, вообш,е говоря, благоприятствует возможности получения наиболее короткого тормозного пути, так как известно, что величина коэфициента сцепления колеса с рельсом, которая и является ограничением величины замедления, с уменьшением скорости увеличивается, а следовательно, может увеличиваться и замедление. Необходимо только, чтобы кривая изменения замедления в зависимости от скорости была по возможности близка к кривой изменения в зависимости от скорости коэфициента сцепления. Это достигается соответствующим расчетом и выбором основных размеров деталей регулятора.

До сих пор рассматривалась работа регулятора при неизменной ступени торможения. Если после сделанной ступени торможения дается вторая ступень, то в момент понижения давления в магистрали и в камере М регулятора, равновесие сил, действующих на диафрагму / и поршень 6, нарушается. Диафрагма / прогибается

под действием давления пружин 2 и /5 вниз, рычаг J3 повора1чивается по часовой С1релке и толкает поршень 6 вверх. При поднятии поршня 6 прежде всего закрывается атмосферное отверстие О, которое, согласно вышесказанному, до этого момента было несколько приоткрыто. После этого поршень 6 поднимается в.месте с клапаном 7. Последний своим верхним хвостовиком толкает и открывает сначала малый разгрузочный клапан 10, вследствие чего выравниваются величины давления под и над больщим впускным клапаном 8. При дальнейшем поднятии поршня 6 верхний хвостовик клапана 7 упирается в клапан 8 и легко приподнимает его от седла, вследствие чего происходит впуск воздуха в тормозной Ц1илиндр до величины давления, соответствующей произведенному снижению давления в магистрали и данной скорости. После этого регулятор работает, как описано выше.

При по;гном торможении величина давления в тормозном цилиндре и величина замедления получатся максимальные, допустимые при данной скорости. Если после этого произвести дальнейшее снижение давления в магистрали, то равновесие сил, действующих в механизме регулятора, нарущится, в результате чего должно было бы получиться дальнейшее повыщение давления в тормозном цилиндре и повышение замедления, что было бы недопустимо вследствие возможности заклинивания колес. Для предупреждения такой возможности пружиНная нагрузка на шайбу 3 разделена между двумя пружинам1И 2 и 15. Величина натяга отдельно взятой пружины 15 определяет собой величину максимальной допускаемой регулятором нагрузки на поршень 6 от действия воздушного давления в тормозном цилиндре и инерционного давления груза 5. Если .в рассматриваемом сейчас слу|чае для восстановл ения равновесия в механизме регулятора потребовалось бы уъ&лкч&яие. этих величин выше установленного предела, то это произойти не может, так как щайба J4 поднимется и поршень 6 опустится до перекрыши клапаном 8

впуска в тормозной ц илин:др, а в дальнейшем (при уменьшении скорости) - до выпуска из него воздуха клапаном 7 согласно требуемой регулировке.

Работа регуляторов в поезде, составленном из многих тормозных единиц, будет происходить следуюш,им образом. Часть приборов в поезде, в зависимости от их настройки и чувствительности при приближении величины замедления поезда к предельному ее значению данной ступени торможения, сработав первыми, перейдут на несколько пониженное по сравнению с остальным1И приборами давление в тормозном цилиндре и, следовательно, несколько повышенное замедление. При дальнейшем падении скорости и возрастании замедления сработают уже какие-то другие приборы, которые в свою очередь перейдут на более высокое замедление. Таким образом, по мере уменьшения скорости будет происходить как бы автоматическое нивеллирование работы всех ре:гуляторов, и и результате падение давления во всех тормозных цилиндрах будет происходить равномерно.

Предмет изобретен и яг.

Регулятор давления в тормозных цилиндрах для скоростных поездов с применением системы клапанов, служашиХ для снижения давления в тормозных цилиндрах и управляемых с одной стороны маятником, а с другой стороны рычагом, находяш,имся под воздействием пружины, отличающийся тем, что, с целью регулировки замедления от нуля до допустимой наибольшей величины и приближения силы торможения к силе. сцепления колеса с рельсом на всех скоростях движения поезда, взаимодействующая с одним концом рычага 13 пружина связана с диафрагмой, находяшейся под давлением воздуха тормозной магистрали, создаюшего с противоположно направленным давлением пружины усилие, противодействующее приложенному к другому концу рычага усилию, создаваемому инерционным давлением маятника и давлением воздуха тормозного цилиндра на плунжер 6.

ft авторскому свидетельству Л. С. Файва и В. Ф. Казанцева Л 57704

Лагистпраутд