PL172954B1

PL172954B1 - Zawór sterujacy dla dzialajacych posrednio hamulców pneumatycznychw pojazdach szynowych PL

Info

Publication number: PL172954B1
Application number: PL30264094A
Authority: PL
Inventors: Martin Heller
Original assignee: Knorr Bremse Ag; Knorrbremse Ag
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1997-12-31
Also published as: DE4309386C2; DE4309386A1; RU2141416C1; RU94009845A

Abstract

1 . Zawór sterujacy dla dzialajacych posrednio ha- mulców pneumatycznych w pojazdach szynowych z ukla- dem dwudroznym, który zawiera tlok, który jest poruszany w komorze przez cisnienie z drugiej komory i cisnieniem z niej odprowadzanym, i kanal, który za posrednictwem prze- laczalnego polaczenia ukladu dwudroznego je st laczony z glównym przewodem powietrza, i z trójdroznym zaworem sterujacym z tlokiem, który jest zasilany cisnieniem z ko- mory sterowania i cisnieniem wejsciowym z komory i jest polaczony z drugim tlokiem, który jest zasilany wstepnym cisnieniem sterowania cylindra hamulcowego i na skutek swego ruchu otwiera i zamyka na przemian polaczenia od cisnienia w zapasowym zbiorniku powietrza do wstepnego cisnienia sterowania cylindra hamulcowego lub od niego do atmosfery, oraz z przyporzadkowanym trójdroznemu zawo- rowi sterujacemu urzadzeniem przyspieszajacym, które po rozpoczeciu procesu hamowania tworzy polaczenie miedzy komora i atmosfera przekaznikowa, znamienny tym, ze komora (LK) jest poprzez polaczenie (LL) polaczona z glównym przewodem powietrza (L ), komora sterowania (A ) jest poprzez polaczenie (AA) polaczona z ukladem dwudroz- nym (ZO), druga komora (M K) jest poprzez polaczenie (LM) polaczona z glównym przewodem powietrza (L), a komora (LK) jest poprzez polaczenie (LS) polaczona z komora (SK) i polaczenie (LL) je st za posrednictwem zaworu (V1) dopro- wadzone do ukladu dodatkowego (Z ). Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór sterujący dla działających pośrednio hamulców pneumatycznych z układem dwudropnym i trójdroPnym zaworem sterującym.

Takie zawory sterujące są znane od dawna. W historii rozwoju zaworów sterujących powstawały układy dwudroPne i trójdroPne zawory sterujące przede wszystkim jako samodzielne zawory sterujące, np. w postaci samodzielnego hamulca jednokierunkowego, którego zasadniczy kształt wynaleziono w roku 1872, ewentualnie jako trójdroPny zawór sterujący, np. według opisu patentowego GB 3167 z 1892 roku.

Do dnia dzisiejszego zasadniczą wadą układów dwudroPnych jest to, Pe nie jest moPliwe płynne zwalnianie hamulca, a poza tym w wyniku nieszczelności cylindrów hamulcowych te zawory sterujące nie zapobiegają stratom ciśnienia hamowania.

Wadą trójdroPnych zaworów sterujących jest to, Pe w celu zwolnienia hamulca ciśnienie w głównym przewodzie powietrza nalePy zwiększyć prawie do ciśnienia roboczego. Unowocześnianie zasady konstrukcji, a takPe udoskonalone zawory hamulców dodatkowych, które szybko i niezawodnie osiągają wypełnienie głównych przewodów powietrza do ciśnienia roboczego, doprowadziły do tego, Pe wada ta nie występuje juP praktycznie na obszarach podległych zarządom kolejowym nalePących do Międzynarodowego Związku Kolejowego UIC (dalej zwanych obszarem UIC). Przed osiągnięciem tego etapu rozwoju starano się równieP na obszarze UIC pokonać wspomniane wady w ten sposób, Pe układy dwu- i trójdroPne były łączone w jeden zawór sterujący. Takie zawory sterujące, znane jako np. hamulce Bredy lub jako hamulce Hildebrandta-Knorra, jaki np. jest opisany w niemieckim opisie patentowym nr 816 410, były stosowane w duPej części pojazdów kolejowych i przedstawiały sobą stan techniki, zanimjeszcze powstały nowoczesne samodzielne trójdroPne zawory sterujące.

W kolejowych obszarach administracyjnych o szczególnie cięPkich warunkach eksploatacji i duPych długościach pociągów, np. w Ameryce Północnej i w rosyjskim systemie rozstawu szyn, do dzisiaj nie moPna stosować samodzielnych trójdroPnych zaworów sterujących, poniewaP nie moPna się tu opierać na moPliwości, Pe główny przewód powietrza będzie mógł być w celu zwolnienia hamulców odpowiednio szybko napełniany do ciśnienia roboczego. Dlatego teP w Rosji nadal stosowano kombinowane z zaworów dwudroPnych i trójdroPnych zawory sterujące, które są znane jako hamulce Matrosowa i są opisane w pracy Inozemtsev, V.G.; Abaschkin,

I.V; Termosnoje i pnevmatitscheskoje oborudowanije podvischnogo sostava, Moskwa; Transport 1984.

W połączeniu z tym róPnorodnym rozwojem wytworzyły się we wspomnianych obszarach równieP zróPnicowane mechanizmy tworzenia przepisów, które doprowadziły do tego, Pe zanikła kompatybilność stosowanych w obszarach UIC trójdroPnych zaworów sterujących i zaworów, łączących zawory dwudroPne i trójdroPne. Zakłóciło to swobodny ruch pociągów.

Wymagania dla obszaru UIC dotyczą przede wszystkim cech, które wiąPą się z bardzo dokładnym, wyposaPonym w niewielką histerezę między hamowaniem i zwalnianiem oraz charakteryzującym się niewielką wyczerpywalnością, sterowaniem ciśnieniem hamowania.

Wymagania w krajach, w których stosowany jest system o rozstawie równym 1520 mm, dotyczą przede wszystkim własności, które umoPliwiałby sterowanie ciśnieniem hamowania w bardzo długich pociągach. W przypadku takich pociągów wymaga się najczęściej, aby postępujące od początku do końca pociągu procesy hamowania i zwalniania hamulców były przyspieszane przez rozmieszczone w pociągu zawory sterujące. Przyspieszenie to osłabia oczywiście korelację między wprowadzoną przez maszynistę zmianą ciśnienia w głównym przewodzie

172 954 powietrza i ciśnieniem, osiąganym w cylindrze hamulca w większym stopniu, niż dopuszczają to przepisy UIC.

Jak wspomniano na wstępie, znane jest połączenie między trójdrożnym i dwudrożnym zaworem sterującym. Podstawienie nowego zadania - opracowanie zaworu sterującego dla ruchu, wykraczającego poza system - stwarza jednak przede wszystkim ten problem, że taki kombinowany zawór sterujący składa się z elementów, które mają niekompatybilne własności.

Celem wynalazku jest opracowanie zaworu sterującego, który składałby się z trójdrożnego zaworu sterującego, zwłaszcza takiego, który odpowiada wymaganiom Międzynarodowego Związku Kolejowego UIC, oraz z układu dwudrożnego, np. według opisu patentowego SU 557 944, i zapewnienia przy pomocy odpowiednich środków ich kompatybilności w ten sposób, że przy wspólnym działaniu dokonują one przyspieszenia procesu hamowania i zwalniania hamulców zgodnie z przepisami dla systemu o rozstawie równym 1520 mm, przy czym trójdrożny zawór sterujący nie może podlegać bezpośredniemu oddziaływaniu zastosowanych środków, tak aby w trakcie samodzielnego działania spełniał nadal wymagania narzucone przez Międzynarodowy Związek Kolejowy.

Cel ten został osiągnięty przy pomocy zaworu sterującego, który charakteryzuje się tym, że komora trójdrożnego zaworu sterującego jest poprzez połączenie połączona z głównym przewodem powietrza, komora sterowania jest poprzez połączenie połączona z układem dwudrożnym, komora układu dwudrożnego jest poprzez połączenie połączona z głównym przewodem powietrza, a komora trójdrożnego zaworu sterującego jest poprzez połączenie połączona z drugą komorą układu dwudrożnego i połączenie jest za pośrednictwem zaworu doprowadzone do układu dodatkowego.

Korzystnie zawór w połączeniu między przewodem głównym a trójdrożnym zaworem sterującym jest połączony z zamykającym go tłokiem, który w kierunku otwarcia tego zaworu jest zasilany ciśnieniem z drugiej komory układu dwudrożnego, a w przeciwnym kierunku ciśnieniem z komory trójdrożnego zaworu sterującego.

Korzystnie połączenie między trójdrożnym zaworem sterującym a układem dwudrożnym poprowadzone jest w układzie dodatkowym przez połączenie, które uchodzi do tulei, w której poruszany jest tłok, w taki sposób, że tłok ten zajmuje podczas ruchu w kierunku otwarcia zaworu położenie, w którym zakrywa on co najmniej część uchodzącego do tulei połączenia.

Korzystnie w układzie dodatkowym znajduje się zawór, który z jednej strony jest połączony z pochodzącym z trójdrożnego zaworu sterującego wstępnym ciśnieniem sterowania cylindra hamulcowego, z drugiej strony z przewodem powietrza, który w kierunku cylindra hamulcowego biegnie przez wstawiony ewentualnie zawór przekaźnikowy, i tworzy w położeniu otwartym otwór o niewielkim działaniu dławiącym natomiast w stanie zamkniętym mniejszy otwór o silniejszym działaniu dławiącym dla postępującego w kierunku cylindra hamulcowego wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego.

Korzystnie, znajdujący się w układzie dodatkowym zawórjest połączony z przełączającym go tłokiem, na który w kierunku otwarcia zaworu działa sprężyna dociskowa, a w kierunku zamknięcia wstępne ciśnienie sterowania cylindra hamulcowego.

Korzystnie wymienione zawory leżą naprzeciw siebie na korpusie, który jest połączony z wymienionym wyżej pierwszym tłokiem.

Korzystnie kanał powietrzny układu dwudrożnego jest połączony z układem dodatkowym i uchodzi do niego na przełączanym przy pomocy tłoka trzecim zaworze, który w stanie otwartym stanowi połączenie kanału powietrznego z atmosferą, przy czym na tłok działa w kierunku otwarcia zaworu sprężyna dociskowa, a w kierunku zamknięcia wstępne ciśnienie sterowania cylindra hamulcowego.

Korzystnie znajdującemu się w układzie dodatkowym drugiemu zaworowi przyporządkowane jest obsługiwane ręcznie urządzenie przełączające z pozycjami szybkie napełnianie cylindra hamulcowego i wolne napełnianie cylindra hamulcowego, które zawiera zamykane obejście tego zaworu. W połączeniu między układem dodatkowym i głównym przewodem powietrza znajduje się otwierany w kierunku układu dodatkowego zawór zwrotny.

Zasadnicza idea wynalazku polega na tym, że części składowe kombinowanego zaworu sterującego są w tym wariancie pracy, w którym należy spełnić warunki systemu szerokotoro172 954 wego, połączone z układem dodatkowym i wzajemnie między sobą, przy czym układ dodatkowy włącza samoczynnie te połączenia powietrzne, które powodują współgranie sprzecznych ze sobą własności części składowych, zwłaszcza w aspekcie przyspieszania procesu hamowania i ponownego napełniania zapasowych zbiorników powietrza przy zwalnianiu hamulców. Istnieją następujące połączenia:

1. połączenie z komory trójdrożnego zaworu sterującego do głównego przewodu powietrza, które poprowadzone jest przez układ dodatkowy, zawierający zawór.

2. połączenie od komory trójdrożnego zaworu sterującego do komory układu dwudrożnego.

3. połączenie od komory sterowania trójdrożnego zaworu sterującego do układu dwudrożnego.

4. połączenie głównego przewodu powietrza do komory układu dwudrożnego.

Zgodnie z postawionym celem połączenia te istnieją we wspomnianym wariancie pracy, przy czym istnieje również drugi wariant pracy, w którym trójdrożny zawór sterujący działa samodzielnie, w którym to celu jest on połączony z głównym przewodem powietrza. Do przełączania wariantów pracy może służyć np. wielodrożny kurek lub zawór o typowej konstrukcji, który z uwagi na przejrzystość nie będzie podlegał dalszemu opisowi.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rozmieszczenie elementów składowych oraz zasadę przełączania połączeń powietrznych między nimi, fig. 2 - schemat połączeń układu dodatkowego, fig. 3 - sposób wykonania układu dodatkowego, fig. 4a - wykres przebiegu zmian ciśnienia w zaworze sterującym w zależności od przyspieszenia zainicjowanego procesu hamowania w warunkach, systemu szerokotorowego, jaki uzyskano przy pomocy organu dodatkowego według fig. 2 i 3, a fig. 4b - ruch tłoków i zaworów dla pokazanego na fig. 4a przebiegu ciśnienia.

Na podstawie fig. 1 objaśniono najpierw zasadniczą konstrukcję zaworu sterującego według wynalazku.

Zawór sterujący zawiera następujące elementy składowe: trójdrożny zawór sterujący DO, układ dwudrożny ZO i układ dodatkowy Z. Znajduje się on w pojeździe, który posiada główny przewód powietrza L.

Trójdrożny zawór sterujący DO zawiera dwa połączone ze sobą tłoki K5 i K6, z których jeden jest zasilany ciśnieniami z komory sterowania A i komory LK, a drugi wstępnym ciśnieniem cylindra hamulcowego CV, i które w wyniku swego ruchu otwierają i zamykają na przemian połączenia od ciśnienia w zbiorniku zapasowym R do wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV lub od niego do atmosfery At oraz urządzenie przyspieszające U, które po rozpoczęciu procesu hamowania tworzy połączenie między komorą LK i atmosferą At lub komorą przekaźnikową. Założono w tym miejscu, że zasada działania trójdrożnego zaworu sterującego wraz z typowymi i nie przedstawionymi urządzeniami towarzyszącymi jest znana. Dla istoty wynalazku nie ma zasadniczego znaczenia to, czy urządzenie przyspieszające U jest połączone z tłokami K5 i K6, czy też działa niezależnie.

Układ dwudrożny ZO zawiera, jak wiadomo, tłok K7, który jest poruszany ciśnieniem z komory MK i ciśnieniem, odprowadzanym z niej do komory SK. Zawiera on typowe urządzenia towarzyszące, służące do dopasowania ciśnienia w komorze SK do ciśnienia z głównego przewodu powietrza, do połączenia głównego przewodu powietrza i komory SK z atmosferą w celu przyspieszenia procesu hamowania oraz do połączenia komory sterowania A z komorą SK i głównym przewodem powietrza L w celu przyspieszenia procesu zwalniania, przy czym założono, że ich zasady działania są znane.

Figura 1 pokazuje ponadto wspomniane już połączenia LM, LL, LS i AA oraz kanał KDR, który kończy się w układzie dodatkowym Z na zaworze V3, otwierającym połączenie z atmosferą At.

Sposób postawienia zadania wymaga zapewniania współpracy niekompatybilnych elementów składowych, tzn. organu dwudrożnego ZO i trójdrożnego zaworu sterującego DO. Elementy składowe są niekompatybilne dlatego, że połączenie ich komór SK i LK jest realizowane poprzez połączenie LS, przy czym typowa zasada działania układu dwudrożnego zakłada, że żaden czynnik zewnętrzny nie zakłóca ciśnienia komory SK, podczas gdy na ciśnienie w

172 954 komorze LK aktywnie wpływa typowa praca trójdrożnego zaworu sterującego. Szczególną zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że dla osiągnięcia kompatybilności nie jest potrzebna żadna zmiana znanych elementów składowych, lecz że jest ona uzyskiwana przez organ dodatkowy Z o wyjątkowo prostej budowie oraz przez połączenia LL, LS i AA między trójdrożnym zaworem sterującym DO, układem dwudrożnym ZO i układem dodatkowym Z, co zostanie dalej objaśnione.

Układ dodatkowy Z jest dołączony do komory LK, komory SK i głównego przewodu powietrza L co powoduje powstanie połączeń LL i LS, i posiada zawór V1, który stanowi przełączalne połączenie między komorą LK i głównym przewodem powietrza L w ramach połączenia LL oraz połączenie D1 między komorą LK i komorą SK jako część połączenia LS.

Na podstawie fig. 2 objaśniony zostanie schemat połączeń układu dodatkowego Z. Zawór V1 jest tutaj zamykany pod działaniem nacisku sprężyny F2 i połączony z tłokiem K1, na który w kierunku otwierania działa ciśnienie z komory SK, a w kierunku zamykania ciśnienia z komory LK. W ten sposób tłok stanowi ściankę, oddzielającą wymienione ciśnienia komór, przez którą przechodzi połączenie D1, tak że połączenie Dl stanowi fragment połączenia LS (fig. 1). .

Na podstawie fig. 3 opisane zostanie wykonanie układu dodatkowego, które zawiera budowę i uzupełnienie schematów połączeń, pokazanych na fig. 1 i 2. Układ dodatkowy zawiera zgodnie z wynalazkiem zawór V1, który otwierany jest przez tłok K1, jest w celu realizacji połączeń LL i LS połączony z komorami LK i SK oraz głównym przewodem powietrza L i zawiera połączenie D1 z komór LK do SK jako mostek nad tłokiem K1.

Wykonanie układu dodatkowego polega przede wszystkim na wykonaniu połączenia D1. Polega ono na tym, że połączenie Dl jest poprowadzone przez dwuczęściowy kanał, który uchodzi do tulei B, w której poruszany jest tłok K1, w taki sposób, że tłok K1 zajmuje w trakcie ruchu w kierunku otwierania zaworu V1 takie położenie, w którym pokrywa przynajmniej część uchodzącego do tulei połączenia D1. Układ dodatkowy jest ponadto uzupełniony o drugi zawór V2 i połączenie D2, które z jednej strony są połączone z pochodzącym z układu trójdrożnego wstępnym ciśnieniem sterowania cylindra hamulcowego CV, a z drugiej strony z przewodem, powietrza, który w kierunku cylindra hamulcowego jest połączony poprzez wstawiony ewentualnie zawór przekaźnikowy, przy czym zawór V2 tworzy w położeniu otwartym otwór o niewielkim działaniu dławiącym, w stanie zamkniętym, natomiast, w wyniku działania połączenia D2, mniejszy otwór o silniejszym działaniu dławiącym dla postępującego w 'kierunku cylindra hamulcowego wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV. Ten mniejszy otwór można zgodnie z wynalazkiem przestawić przy pomocy nie przedstawionego ręcznego urządzenia przełączającego w ten sposób, że włączane jest dodatkowe obejście. Zawór V2 leży na korpusie X naprzeciw zaworu V1 i jest w ten sposób połączony z uderzającym swobodnie o zawór V1 tłokiem K1.

Na fig. 3 pokazano ponadto, że istnieje trzeci zawór V3 z tłokiem K4, przy czy, zawór ten łączy kanał KDr z atmosferą, a tłok jest zamykany przeciwnie do działania siły sprężyny dociskowej F4 przez wstępne ciśnienie sterowania cylindrem hamulcowym CV. Kanał KDR stanowi przedłużenie istniejącego zwykle w układzie dwudrożnym kanału, który stanowi kanał przepływowy dla przyspieszenia procesu hamowania organu dwudrożnego

Poniżej objaśniony został przebieg procesów zachodzących na zaworze sterującym w celu przedstawienia zasady jego działania.

Przed rozpoczęciem procesów hamowania zawór sterujący znajduje się w położeniu, w którym ciśnienie w punktach L, A, SK, LK, i R układu odpowiadają ciśnieniu roboczemu. W celu rozpoczęcia hamowania na czole pociągu obniża się ciśnienie w głównym przewodzie powietrza L. Gdy obniżenie ciśnienia dotrze do pierwszego zaworu sterującego w pociągu, układ dwudrożny zaczyna łączyć główny przewód powietrza z kanałem KDR, aby przyspieczyć rozwój fali hamowania w pociągu (przyspieszenie procesu hamowania). Ponadto komora SK jest łączona z atmosferą, co odpowiada znanemu sposobowi działania układu dwudrożnego. Komora SK układu dwudrożnego jest połączona z komorą LK trójdrożnego zaworu sterującego za pośrednictwem połączenia LS, które przez połączenie D1 biegnie w układzie dodatkowym Z. W ten sposób dochodzi do obniżenia ciśnienia w komorze LK i trójdrożny zawór sterujący

172 954 zajmuje swoją pozycję hamowania. Przy pomocy swego urządzenia przyspieszającego ϋ łączy on przy tym komorę LK z atmosferą lub komorą przekaźnikową.

Wzmacnia to redukcję ciśnienia w komorze LK, podczas gdy ciśnienie w komorze SK spada wolniej. Powstająca różnica ciśnień działa na tłok K1, który uderza o zawór V1 i otwiera go. Przez otwarty zawór V1 przepływa teraz powietrze z głównego przewodu powietrza do komory LK, dopóki istnieje odpowiedni spadek ciśnienia. Wraz z otwarciem zaworu V1 tłok K1 zamyka połączenie D1. Ponieważ stanowi ono część połączenia LS, prowadzącego do komorySK, powoduje to dławienie lub zamknięcie, uniemożliwiające wychodzenie powietrza z komory SK.

Poza osiągniętym w ten sposób zapewnieniem ciśnienia w komorze SK dla uzyskania wymaganych w systemie szerokotorowym własności szczególne znaczenie ma to, że układ dwudrożny i trójdrożny zawór sterujący pobierają na początku procesu hamowania w celu jego przyspieszenia dokładnie określoną ilość powietrza z głównego przewodu powietrza.

Podstawowym założeniem jest to, że oba elementy składowe wykonują ten proces jednocześnie. Jest to osiągane dzięki połączeniom LS i LL, poprzez które zadziałanie jednego elementu przenosi się natychmiast na drugi. Ponieważ zmiany ciśnienia w głównym przewodzie powietrza docierają najpierw do układu dwudrożnego, ma on w ogólności pierwszeństwo, zwłaszcza że czułość trójdrożnego zaworu sterującego jest tłumiona przez ograniczony przekrój przepływu połączenia D1. Za zaletę rozwiązania według wynalazku uważa się to, że trójdrożny zawór sterujący bierze wraz ze swym znanym urządzeniem przyspieszającym w każdym przypadku udział w procesie przyspieszania, ponieważ sprzyja to przełączaniu w położenie hamowania i zapobiega hamowaniu bez udziału przyspieszenia. Ograniczenie pobieranej ilości powietrza jest sterowane przy pomocy kombinacji zaworu V3 z tłokiem K4. Istotne tutaj jest to, że trójdrożne zawory sterujące mogą na mocy obowiązujących wymagań Międzynarodowego Związku Kolejowego UIC pobierać przy pomocy swego urządzenia przyspieszającego ϋ tylko taką ilość powietrza z głównego przewodu powietrza, która jest znacznie mniejsza niż wynikałoby to z postawionego przed wynalazkiem zadania. Oznaką poboru powietrza na prawidłowym poziomie jest powstanie określonego wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV jako skutku tego poboru powietrza. Dlatego też tłok K4 podlega działaniu wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV przeciwnie do siły odpowiednio dobranej sprężyny dociskowej F4, tak że po osiągnięciu zadanego wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV tłok K4 zamyka zawór V3. Ponieważ pobierane przez układ dwudrożny w celu przyspieszenia procesu hamowania powietrze jest, jak powiedziano, wprowadzane w połączony z zaworem V3 kanał KDR, proces przyspieszania hamowania ulega zakończeniu wraz z zamknięciem zaworu V3.

Dalszy przebieg procesu hamowania zależy od tego, czy ruch tłoka K1 jest kontynuowany i prowadzi do zamknięcia zaworu V2. Zawór V2 wyznacza wraz z połączeniem -D2 czas napełniania cylindra hamulcowego, przy czym przy zamkniętym zaworze V2 występuje opóźniony wzrost wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV w wyniku dławiącego działania połączenia D2. Dla hamowania dłuższych pociągów charakterystyczne jest to, że na czole pociągu dochodzi do szybkiego obniżenia ciśnienia w głównym przewodzie powietrza, podczas gdy na końcu pociągu po zakończeniu fazy przyspieszania redukcja ciśnienia charakteryzuje się płaskim gradientem. Skutkiem płaskiego gradientu jest to, że między ciśnieniem z komory SK, które działa na tłok K1, i ciśnieniem z komory LK powstaje tak mały spadek ciśnienia, że powstająca na tłoku K1 siła nie powoduje takiego ściśnięcia sprężyn dociskowych F3 i F2, aby zamykało to zawór V2. W ten sposób powolny wzrost wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV na końcu pociągu nie jest dodatkowo tłumiony. W przypadku szczególnie powolnych zmian ciśnienia, które charakteryzują się wyrównywaniem ciśnień w komorach SK, LK i w głównym przewodzie powietrza, zamyka się również ponownie zawór V1 i otwarte zostaje połączenie D1.

Na czole pociągu ciśnienie w głównym przewodzie powietrza L może przy całkowitych i szybkich hamowaniach ulegać silnemu i szybkiemu spadkowi, natomiast ciśnienie w komorze SK zmienia się powoli, co odpowiada typowej budowie układu dwudrożnego. Po niewielkim nietłumionym wroście wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV do poziomu

172 954 minimalnego zamyka się zawór V2 i spowalnia wzrost ciśnienia, co Jest niezbędne do wyeliminowania sił wzdłużnych w pociągu. Ponieważ czas do zamknięcia zaworu V2 Jest uzależniony od gradientu ciśnienia w głównym przewodzie powietrza, minimalne ciśnienie Jest tym wyższe, im pojazd Jest dalej od lokomotywy, co pozwala uzyskać dużą równomierność hamowani. Należy zaznaczyć, że działanie takiego urządzenia musi pozostawać ograniczone, ponieważ nie przyspiesza ono hamowania, lecz zapobiega Jedynie dodatkowemu tłumieniu. Z tego powodu idea wynalazku obejmuje takie wykonania układu dodatkowego w których do włączania zaworu V2 przewidziany Jest oddzielny, nie przedstawiony tłok K2, na który w kierunku zamykania działa wstępne ciśnienie sterowania cylindra hamulcowego CV, a w kierunku otwierania nie przedstawiona sprężyna dociskowa, dzięki czemu w każdym miejscu pociągu ustawia się Jednakowe ciśnienie minimalne.

Analogicznie przebiega zwalnianie hamulców poprzez zwiększenie uprzednio obniżonego ciśnienia w głównym przewodzie powietrza. Jak zwykle układ dwudrożny ZO reaguje na podwyższenie ciśnienia z Jednej strony zwiększeniem ciśnienia w komorze SK, z drugiej strony może on również powodować obniżenie ciśnienia w komorze sterowania A poprzez otwarcie połączeń tej komory z komorą SK lub atmosferą. Te zmiany ciśnienia postępują poprzez połączenie LS i AA w kierunku trójdrożnego zaworu sterującego, w wyniku czego zajmuje on pozycję zwalniania.

Wyjątkowość w odniesieniu do zgodnego w wynalazkiem rozwiązania polega na tym, że zajęcie pozycji zwalniania Jest związane z zaistnieniem zużycia powietrza z komory LK, ponieważ przy pomocy urządzenia towarzyszącego w trójdrożnym zaworze sterującym z tej komory następuje zwykle ponowne napełnienie zapasowego zbiornika powietrza. Zgodnie z postawionym zadaniem to zużycie powietrza nie może prowadzić do zwrotnego oddziaływania na ciśnienie w komorze SK. To z kolei Jest osiągane przez zawór V1 w następujący sposób: zużycie powietrza w komorze LK prowadzi najpierw do spadku ciśnienia od komory SK do komory LK, ponieważ przez połączenie D1 nie może napływać wystarczająca ilość - powietrza. Ten spadek ciśnienia działa na tłok K1, który na skutek tego porusza się w kierunku otwarcia zaworu V1. Otwarty zawór V1 umożliwia uzupełnienie zużytego powietrza z głównego przewodu powietrza. Jednocześnie ciśnienie w komorze LK może wzrastać tylko tak szybko, Jak ciśnienie w komorze SK, ponieważ w przeciwnym razie zawór V1 zostałby ponownie zamknięty. Zapewnia to jednoczesny przebieg procesu zwalniania hamulców w układzie dwudrożnym ZO i trójdrożnym zaworze sterującym DO.

W celu zobrazowania opisanej zasady działania powstające ciśnienie i ruchy zaworów i tłoków zostaną objaśnione na podstawie fig. 4a i 4b. Przykład pokazuje początek procesu hamowania z fazą przyspieszania, przy czym:

L - oznacza άζηίεηϊε w głównym prz.ewodzie powietrza , LK - ciśneenee w komorze LK

SK - ciśnienie w komorze SK

CV - wstępne ciśnienie sterowania cylindra hamulcowego i - inne wewnętrzne ciśnienia trójdrożnego zaworu sterującego

- suw tłoków K5 i K6 trójdrożnego zaworu sterującego

- suw tioka K7 organu dwudrożnego ZO

- suw zawora V3 , prey czym wartość 2odpowaada zaworow- zank<nięeemu , a wartość mniejsza otwartemu

- suw tłoka K1, przy czym wartość 3 odpowiada prawemu ogranicznikowi tłoka K1 (por. fig. 3), wartość 1 odpowiada zamknięciu zaworu V1, wartość 1 odpowiada ogranicznikowi tłoka K1 na sprężynie dociskowej F3, a wartość - 3 odpowiada zamknięciu zaworu V2. Dla wartości mniejszych niż 2,5 zakryta Jest prawa część połączenia D1 (por. fig. 3), dla wartości równych 1,0 i mniejszych również lewa część.

Podczas pierwszych 0,2 s procesu zawór sterujący znajduje się w położeniu wyjściowym. Następnie rozpoczyna się typowy przebieg w układzie dwudrożnym ZO, połączony z ruchem jego tłoka K7 i zadziałaniem jego urządzenia przyspieszającego. Jest ono na liniach przebiegu ciśnienia rozpoznawalne w ten sposób, że ciśnienie w komorze SK zaczyna nieprzerwanie spadać przy 0,3 s, a jednocześnie zwiększa się gradient spadku ciśnienia L, który jednak na skutek

172 954 związanego z układem dwudrożnym dławienia nie jest zbyt ostry. Po około 0,35 s tłok K1 przemieszcza się pod działaniem spadającego ciśnienia SK w prawo (według fig. 3), tzn. przedstawiony suw 4 rośnie chwilowo powyżej 2. Jeszcze przed uwolnieniem dużego przekroju połączenia D1 następuje uruchomienie trójdrożnego zaworu sterującego DO, widoczne na podstawie tego, że suw tłoka 1 ulega szybkiemu zwiększeniu.

W wyniku działania urządzenia przyspieszającego ϋ, którego ciśnienia wewnętrzne są przedstawione przy pomocy charakterystyk i dochodzi do szybkiego obniżenia ciśnienia LK o około 0,3 bar, przy czym ciśnienie SK ulega znacznie powolniejszemu spadkowi. W następstwie tego tłok K1 zmienia kierunek swego ruchu, a przedstawiony suw 4 wchodzi poniżej 1 mm, co oznacza otwarcie zaworu V1. Otwarcie zaworu V1 powoduje zatrzymanie spadku ciśnienia LK, które jednak zwiększa ciśnienie L aż do momentu ich wyrównania po około 0,75 s.

Dalszy gradient spadku ciśnień L i LK odpowiada umieszczeniu pojazdu w przedniej części pociągu, tzn. wymagane jest dodatkowe dławienie wzrostu wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego CV. Uzewnętrznia to się w ten sposób, że ten gradient jest większy niż gradient ciśnienia SK, który stanowi stały parametr układu dwudrożnego ZO. W następstwie tego ruch tłoka K1 (linia 4, fig. 4b), jest kontynuowany i po 4,5 zawór V2 ulega zamknięciu. Wstępne ciśnienie sterowania cylindra hamulcowego CV może wówczas rozprzestrzeniać się jedynie przez połączenie D2, co powoduje wyraźne spowolnienie wzrostu ciśnienia.

Wielkość uwarunkowanego przyspieszaniem spadku ciśnienia w głównym przewodzie powietrza L jest wyznaczana przez moment zamknięcia zaworu V3, znajdujący się w pobliżu 0,75 s (linia 3 na fig. 4b osiąga poziom 2 mm). Po zamknięciu ciśnienie L spada jeszcze o stałą wartość, uwarunkowaną wyrównaniem ciśnienia w komorze LK, i przechodzi dalej w gradient, który jest wyznaczony przez uruchomienie procesu hamowania nalokomotywie oraz odległością pojazdu od lokomotywy.

172 954

D1

Fig.2

172 954

Fig. 3

172 954

Fig.4a

172 954

Fig.4b

172 954

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zawór sterujący dla działających pośrednio hamulców pneumatycznych w pojazdach szynowych z układem dwudrożnym, który zawiera tłok, który jest poruszany w komorze przez ciśnienie z drugiej komory i ciśnieniem z niej odprowadzanym, i kanał, który za pośrednictwem przełączalnego połączenia układu dwudrożnego jest łączony z głównym przewodem powietrza, i z trójdrożnym zaworem sterującym z tłokiem, który jest zasilany ciśnieniem z komory sterowania i ciśnieniem wejściowym z komory i jest połączony z drugim tłokiem, który jest zasilany wstępnym ciśnieniem sterowania cylindra hamulcowego i na skutek swego ruchu otwiera i zamyka na przemian połączenia od ciśnienia w zapasowym zbiorniku powietrza do wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego lub od niego do atmosfery, oraz z przyporządkowanym trójdrożnemu zaworowi sterującemu urządzeniem przyspieszającym, które po rozpoczęciu procesu hamowania tworzy połączenie między komorą i · atmosferą przekaźnikową, znamienny tym, że komora (LK) jest poprzez połączenie (LŁ) połączona z głównym przewodem powietrza (L), komora sterowania (A) jest poprzez połączenie (AA) połączona z układem dwudrożnym (ZO), druga komora (MK) jest poprzez połączenie (LM) połączona z głównym przewodem powietrza (L), a komora (LK) jest poprzez połączenie (LS) połączona z komorą (SK) i połączenie (LL) jest za pośrednictwem zaworu (V1) doprowadzone do układu dodatkowego (Z).
2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór (V1) jest połączony z zamykającym go tłokiem (K1), który w kierunku otwarcia zaworu (V1) jest zasilany ciśnieniem z komory (SK), a w przeciwnym kierunku ciśnieniem z komory (LK).
3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że połączenie (LS) poprowadzone jest w układzie dodatkowym (Z) przez połączenie (D1), które uchodzi do tulei (B), w której poruszany jest tłok (K1), w taki sposób, że tłok (K1) zajmuje podczas ruchu w kierunku otwarcia zaworu (V1) położenie, w którym zakrywa on co najmniej część uchodzącego do tulei (B) połączenia (D1).
4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że w układzie dodatkowym (Z) znajduje się zawór (V2), który z jednej strony jest połączony z pochodzącym z trójdrożnego zaworu sterującego (DO) wstępnym ciśnieniem sterowania cylindra hamulcowego (CV), z drugiej strony z przewodem powietrza, który z kierunku cylindra hamulcowego przebiega przez wstawiony ewentualnie zawór przekaźnikowy, i tworzy w położeniu otwartym otwór o niewielkim działaniu dławiącym, natomiast w stanie zamkniętym mniejszy otwór o silniejszym działaniu dławiącym (D2) dla postępującego w kierunku cylindra hamulcowego wstępnego ciśnienia sterowania cylindra hamulcowego (CV).
5. Zawór według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że zawór (V2) jest połączony z przełączającym go tłokiem (K2), na który w kierunku otwarcia zaworu (V2) działa sprężyna dociskowa, a w kierunku zamknięcia wstępne ciśnienie sterowania cylindra hamulcowego (CV)
6. Zawór według zastrz. 4, znamienny tym, że zawory (V1) i V2) leżą naprzeciw siebie na korpusie (X), który jest połączony z tłokiem (K1).
7. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał powietrzny (KDR) układu dwudrożnego (ZO) jest połączony z układem dodatkowym (Z) i uchodzi do niego na przełączanym przy pomocy tłoka (K4) zaworze (V3), który w stanie otwartym, stanowi połączenie kanału powietrznego (KDR) z atmosferą (At), przy czym na tłok (K4) działa w kierunku otwarcia zaworu (V3) sprężyna dociskowa (F4), a w kierunku zamknięcia wstępne ciśnienie sterowania cylindra hamulcowego (CV).
8. Zawór według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że zaworowi (V2) przyporządkowane jest obsługiwane ręcznie urządzenie przełączające z pozycjami szybkie napełnianie cylindra

172 954 hamulcowego i wolne napełnianie cylindra hamulcowego, które zawiera zamykane obejście zaworu (V2).
9. Zawór weóług e^^iłst^rz.l, znamienny tym, te w po łączeniu (TLL) (mędzy udładem dodatkowym (Z) i głównym przewodem powietrza (L) znajduje się otwierany w kierunku układu dodatkowego (Z) zawór zwrotny (RV).