RU2006402C1

RU2006402C1 - Emergency brake of high-speed train

Info

Publication number: RU2006402C1
Authority: RU
Inventors: Олег Олегович Вейтцель
Original assignee: Олег Олегович Вейтцель
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: railway transport; brake systems of high-speed trains. SUBSTANCE: with emergency brake applied, compressed air 2 from reservoir 1 passes through branch pipe 11, electric air distributor 10 and branch pipe 12 into upper part of fluid reservoir 8. This is provided by supplying electric power along wires 39 to electric air distributor 10 and electrohydraulic distributor 14. Fluid 9 under pressure is delivered through branch pipe 13, electrohydraulic distributor 14, branch pipe 15, flexible reinforced rubber sleeve 18, union 16 and working channel 29 into inner working space 26 of working chamber 17. Owing to the fact that working channel 29 is arranged tangentially to working space 26, fluid gets swirled and, through hole 27, passes into nozzle 28 wherefrom it is discharged in strong jet hitting the railway bed with heavy force. EFFECT: enhanced safety and reliability at emergency braking, decreased braking distance. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а более конкретно к тормозным системам скоростных подвижных составов. The invention relates to railway transport, and more particularly to brake systems of high-speed rolling stock.

Известен тормоз, где тормозные усилия создаются между тормозными колодками и бандажами колес, колесных пар, или путем трения специальных дисков, жестко установленных на осях колесных пар, с тормозными башмаками, что позволяет освободить колеса вагонов от тепловой напряженности, особенно при больших скоростях движения. A brake is known where braking forces are created between brake pads and bandages of wheels, wheelsets, or by friction of special disks rigidly mounted on the axles of wheelsets with brake shoes, which allows the wheels of cars to be freed from thermal stress, especially at high speeds.

Эти средства торможения имеют следующие недостатки:
во-первых, оба средства представляют собой замкнутую механическую систему (т. е. и колеса и тормозные колодки принадлежат к одной и той же несущей конструкции и не связаны с внешней средой) и если даже блокировать (заклинить колесные пары) колеса тормозами, то при непогашенной кинематической энергии подвижного состава колеса будут скользить юзом по рельсам (что при нормальной эксплуатации недопустимо), а подвижной состав не остановят.These braking devices have the following disadvantages:
firstly, both means are a closed mechanical system (i.e., the wheels and brake pads belong to the same supporting structure and are not connected with the external environment), and even if the wheels are locked (wedged in wheel pairs) by brakes, then the outstanding kinematic energy of the rolling stock will be skidded along the rails (which is unacceptable during normal operation), but the rolling stock will not be stopped.

во-вторых, эффективно торможение можно реализовать только на рельсах с чистой поверхностью, а как известно, они всегда покрыты пленкой масла, топлива, различной грязью, что снижает сцепление колес с рельсами. secondly, effective braking can be realized only on rails with a clean surface, and as you know, they are always covered with a film of oil, fuel, various dirt, which reduces the adhesion of wheels to rails.

Наиболее близким к изобретению является устройство электромагнитного рельсового торможения при воздействии башмаков с электромагнитами на рельсы, вследствие чего создается тормозная сила вне зависимости от силы сцепления колес с рельсами, которое применяется на вагонах высокоскоростных поездов только в качестве средства для экстренного торможения. Closest to the invention is the device of electromagnetic rail braking when the shoes with electromagnets act on the rails, as a result of which braking force is created regardless of the adhesion force of the wheels to the rails, which is used on high-speed train cars only as a means for emergency braking.

Такой тормоз относится к электропневматическим и представляет собой тормозной электромагнитный башмак, укрепленный на нижней раме кузова-вагона, с тормозными колодками, который под действием сжатого воздуха, подаваемого в пневмоцилиндры, может опускаться на рельсы, и в результате прохождения через электромагниты электротока от аккумуляторов вагона, притягиваться к рельсам. В результате трения колодок по рельсам получается дополнительная тормозная сила, не зависящая от силы сцепления колес с рельсами. Электробашмаки выполняются обычно со съемными тормозными колодками, которые заменяются по мере износа. Such a brake refers to electro-pneumatic and represents a brake electromagnetic shoe mounted on the lower frame of the car body, with brake pads, which, under the action of compressed air supplied to the pneumatic cylinders, can fall onto the rails, and as a result of the passage of electric current from the car’s batteries through the electromagnets, attracted to the rails. As a result of the friction of the blocks on the rails, an additional braking force is obtained, independent of the adhesion force of the wheels to the rails. Electric shoes are usually made with removable brake pads, which are replaced with wear.

Целью изобретения является повышение безопасности движения, увеличение надежности при аварийном торможении и сокращение тормозного пути. The aim of the invention is to increase traffic safety, increase reliability during emergency braking and reduce braking distance.

Это достигается тем, что аварийный тормоз снабжен установленным перед задней тележкой (по ходу состава) воздушным резервуаром со сжатым воздухом и связанным с ним пневматически через электровоздухораспределитель жидкостным резервуаром с жидкостью (к примеру, водой с добавкой антисептических средств), который через электрогидрораспределитель связан трубами с рабочими камерами, причем рабочие камеры выполнены в виде полого основания на поворотном шарнире с крышками, содержащими съемные сопла, направленные в сторону движения подвижного состава, и винтовых шарнирных устройств для регулирования угла наклона указанных сопл, а все элементы устройства соединены между собой в единый узел с помощью крепежных элементов (к примеру, болтов, винтов) и закрыты снизу защитным кожухом. This is achieved by the fact that the emergency brake is equipped with an air reservoir installed in front of the rear carriage (along the train) with compressed air and pneumatically connected to it via a liquid air reservoir with a liquid (for example, water with the addition of antiseptic agents), which is connected through pipes to working chambers, moreover, the working chambers are made in the form of a hollow base on a swivel joint with covers containing removable nozzles directed in the direction of movement of the movable composition, and the helical hinge device for adjusting the inclination angle of said nozzles, and all elements of the device are interconnected at a single site using fasteners (e.g., bolts, screws) and a closed bottom protective housing.

Для обеспечения нормального функционирования указанных взаимосвязанных узлов и деталей устройство содержит элементы контроля (например, манометры давления, датчики уровня жидкости, термометры и пр. ), элементы регулирования (например, нагнетательные патрубки, отпускные пробки-заглушки и пр. ), и элементы управления (например, реле, соединительные электропровода, предохранительные клапаны и пр. ). To ensure the normal functioning of these interconnected nodes and parts, the device contains control elements (for example, pressure gauges, liquid level sensors, thermometers, etc.), control elements (for example, discharge pipes, outlet plugs, etc.), and control elements ( e.g. relays, connecting wires, safety valves, etc.).

На фиг. 1 показано расположение предлагаемого устройства на вагоне скоростного подвижного состава, вид сбоку; на фиг. 2 - устройство, вид сбоку; на фиг. 3 - по стрелке А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the location of the proposed device on a car of high-speed rolling stock, side view; in FIG. 2 - device, side view; in FIG. 3 - along arrow A in FIG. 1.

На чертежах буквами обозначены: α - угол наклона реактивных сопел к полотну железной дороги; Б - направление движения скоростного подвижного состава. In the drawings, the letters indicate: α is the angle of inclination of the jet nozzles to the railroad track; B - the direction of movement of high-speed rolling stock.

Аварийный жидкостно-реактивный тормоз скоростного подвижного состава содержит воздушный резервуар 1 со сжатым воздухом 2, который установлен на кронштейнах 3 на нижней раме 4 кузова 5 вагона 6 перед задней тележкой 7. Рядом на таких же кронштейнах установлен жидкостной резервуар 8 с жидкостью 9 (например, водой с добавкой антисептических средств), который соединен в верхней части через электровоздухораспределитель 10 (например, электровоздухораспределитель для пассажирских вагонов и локомотивов под условным номером N 305-000) с воздушным резервуаром 1 с помощью патрубков 11 и 12. An emergency liquid-reactive brake of a high-speed rolling stock contains an air reservoir 1 with compressed air 2, which is mounted on brackets 3 on the lower frame 4 of the car body 5 of the carriage 6 in front of the rear carriage 7. Next to the same brackets is a liquid reservoir 8 with liquid 9 (for example, water with the addition of antiseptic agents), which is connected in the upper part through an electric air distributor 10 (for example, an electric air distributor for passenger cars and locomotives under conditional number N 305-000) with an air reserve by 1 using nozzles 11 and 12.

Жидкостной резервуар 8 в нижней части имеет патрубок 13, соединяющийся с электрогидрораспределителем 14, у которого выходной патрубок 15 соединен со штуцером 16 в рабочей камере 17 посредством гибкого армированного резинового рукава 18, который обжат на выходном патрубке 15 и штуцере 16 с помощью хомутиков 19. The liquid reservoir 8 in the lower part has a nozzle 13 connected to an electrohydrodistributor 14, in which the outlet nozzle 15 is connected to the nozzle 16 in the working chamber 17 by means of a flexible reinforced rubber sleeve 18, which is compressed on the outlet nozzle 15 and the nozzle 16 by means of clamps 19.

Рабочая камера 17 состоит из двух частей и содержит основание 20, которое соединено в шарнирной задней части, с проушиной 21 жидкостного резервуара 8 шарнирной осью 22, и из крышки 23, которая крепится фланцами 25 (с прокладками) друг к другу с помощью крепежных элементов 25. The working chamber 17 consists of two parts and contains a base 20, which is connected in the hinged rear part, with the eyelet 21 of the liquid reservoir 8 by the hinge axis 22, and from the cover 23, which is fastened by flanges 25 (with gaskets) to each other using fasteners 25 .

Рабочая камера 17 в собранном виде имеет внутреннюю рабочую полость 26 (например, в виде эллипсоида или овоида), вдоль большой оси которой в крышке 23 выполнено сквозное отверстие 27, на одной оси с которым снаружи установлено сопло 28. Тангенциально к внутренней полости 26 подходит рабочий канал 29, переходящий снаружи в штуцер 16. Крышка 23 своей проушиной 30 соединена шарнирно с винтовым регулирующим устройством 31 на нижней раме 4, что позволяет плавно регулировать угол наклона α сопл 28 к полотну железной дороги (относительно рельсов 32), которое состоит в основном из гравийной подушки 33 на грунте 34, на которой установлены железнобетонные шпалы 35, к которым жестко прикреплены рельсы 32. The working chamber 17 in assembled form has an internal working cavity 26 (for example, in the form of an ellipsoid or ovoid), along the major axis of which a through hole 27 is made in the lid 23, the nozzle 28 is installed on the same axis from the outside. The working tangentially to the internal cavity 26 channel 29, passing externally into fitting 16. Cover 23 with its eyelet 30 is pivotally connected to screw adjusting device 31 on lower frame 4, which allows smooth adjustment of the angle α of nozzles 28 to the railroad track (relative to rails 32), which OIT mainly of gravel pads 33 on the bottom 34 on which the sleepers zheleznobetonnye 35 to which is rigidly attached rails 32.

Описываемое устройство может иметь несколько рабочих камер 17 и соответственно сопл 28, что увеличивает реактивную силу торможения. The described device may have several working chambers 17 and, accordingly, nozzles 28, which increases the reactive braking force.

Кроме того, описываемое устройство для обеспечения нормальной работы снабжено дополнительно рядом элементов, таких как нагнетательный воздушный патрубок 36, нагнетательный жидкостной патрубок 37, отпускные пробки-заглушки 38 и другие. In addition, the described device for ensuring normal operation is additionally equipped with a number of elements, such as discharge air pipe 36, discharge liquid pipe 37, release plugs 38 and others.

Электровоздухораспределитель (или распределители) 10 и электродвигатель (или распределители) 14 электрически соединены параллельно друг с другом электрическими проводами 39, которые, как и другие электропровода от приборов, идут в кабину машиниста. Устройство закрыто снизу защитным кожухом 40, который крепится элементами 25. An electric air distributor (or distributors) 10 and an electric motor (or distributors) 14 are electrically connected in parallel with each other by electric wires 39, which, like other electric wires from devices, go to the driver’s cab. The device is closed from below by a protective casing 40, which is fastened by elements 25.

На чертежах показаны дополнительно колеса 41 задней тележки 7 с тормозными колодками 42 и рамой 43 тележки 7. Аварийные жидкостно-реактивные тормоза могут быть установлены на каждом вагоне подвижного состава и управляться как по отдельности, так и совместно. The drawings additionally show the wheels 41 of the rear carriage 7 with brake pads 42 and the frame 43 of the carriage 7. Emergency liquid-reactive brakes can be installed on each carriage of the rolling stock and can be controlled individually or jointly.

При работе (см. фиг. 1,2,3) на маршрутном режиме для регулирования скорости подвижного состава используется реверсивное торможение: рекуперативное (т. е. с отдачей, при переводе двигателей в режим генераторов, электрической энергии в сеть) или реостатное (т. е. с поглощением электрической энергии тепловыми элементами с дальнейшим рассеиванием ее в окружающую среду). When operating (see Fig. 1, 2, 3) on the route mode, to control the speed of the rolling stock, reverse braking is used: regenerative braking (i.e., with recoil when the engines are switched to generator mode, electric energy to the network) or rheostatic (t i.e., with the absorption of electrical energy by thermal elements with its further dispersion into the environment).

При недостаточности этого торможения (например, при остановках) используется фрикционное (механическое), т. е. торможение посредством трения тормозных колодок 42 непосредственно о колеса 41 или о специальные тормозные диски на осях. If this braking is insufficient (for example, during stops), friction (mechanical) is used, i.e. braking by friction of the brake pads 42 directly on the wheels 41 or on special brake discs on the axles.

При экстренной остановке используются электромагнитные рельсовые тормоза, т. е. производится воздействие башмаков с электромагнитами непосредственно на рельсы 32 полотна железной дороги. During an emergency stop, electromagnetic rail brakes are used, i.e., shoes with electromagnets act directly on the rails 32 of the railway track.

При аварийной ситуации включается аварийный жидкостно-реактивный тормоз, т. е. к ранее включенным тормозам добавляется дополнительно воздействие жидкостно-реактивных струй 44 подвижного состава, воздействующих непосредственно на железнодорожное полотно до полной остановки подвижного состава. In an emergency, an emergency liquid-reactive brake is applied, i.e., the previously activated brakes are additionally supplemented by the action of liquid-jet jets 44 of the rolling stock, which act directly on the railway track until the rolling stock stops completely.

Включение аварийного жидкостно-реактивного тормоза производится из кабины машиниста путем подачи электропитания по проводам 39 одновременно на электровоздухораспределитель 10 и электрогидрораспределитель 14. The emergency brake fluid brake is activated from the driver’s cab by supplying electrical power via wires 39 simultaneously to an electric air distributor 10 and an electrohydrodistributor 14.

В результате этого сжатый воздух 2 из резервуара 1 поступает через патрубок 11, через электровоздухораспределитель 10 и патрубок 12 в верхнюю часть жидкостного резервуара 8 и жидкость 9 (вода) под давлением через патрубок 13, через электрогидрораспределитель 14, патрубок 15, гибкий армированный резиновый рукав 18, штуцер 16, через рабочий канал 29 под давлением попадает во внутреннюю рабочую полость 26 рабочей камеры 17. As a result of this, compressed air 2 from the tank 1 enters through the pipe 11, through the electric air distributor 10 and the pipe 12 to the upper part of the liquid tank 8 and the liquid 9 (water) under pressure through the pipe 13, through the electro-distributor 14, pipe 15, a flexible reinforced rubber sleeve 18 , fitting 16, through the working channel 29 under pressure enters the inner working cavity 26 of the working chamber 17.

В результате тангенциального расположения рабочего канала 29 к рабочей полости 26 жидкость 9 (вода) закручивается и через сквозное отверстие 27 попадает в сопло 28, откуда с большой силой бьет струей 44 по железнодорожному полотну. As a result of the tangential arrangement of the working channel 29 to the working cavity 26, the fluid 9 (water) is twisted and through the through hole 27 it enters the nozzle 28, from where it shoots with great force 44 along the railway track.

Благодаря этому возникает механическая сила Р_м и реактивная сила Р, которые действуют согласно по линии, проходящей через центр сопла 28, под углом наклона α к полотку железной дороги и создают тормозную силу Р_т, направленную против движения подвижного состава.Due to this, a mechanical force P _m and a reactive force P arise, which act along a line passing through the center of the nozzle 28 at an angle of inclination α to the railroad track and create a braking force P _t directed against the movement of the rolling stock.

Для прекращения торможения достаточно переключить электровоздухораспределитель 10 и электрогидрораспределитель 14 дистанционно в закрытое положение. To stop the braking, it is enough to switch the electric air distributor 10 and the electrohydrodistributor 14 remotely to the closed position.

К технико-экономическим преимуществам, относятся следующие:
предложенный тормоз создает активную силу, направленную навстречу движения подвижного состава, а не пассивно стремится просто удержать его от перемещения;
струя воды очищает (моет) рельсы от смазки и грязи, чем и способствует лучшему сцеплению колес с рельсами и, в конечном счете, более эффективному торможению колодочных тормозов;
нет износ деталей и узлов от трения торможения, значительно сокращается тормозной путь, торможение не зависит абсолютно от силы сцепления с рельсами, тормоз экологически безвреден, увеличивается надежность торможения в аварийной ситуации, тормоз обладает большим быстродействием; работа его не зависит от времени года и погоды, повышается безопасность движения.Technical and economic benefits include the following:
the proposed brake creates an active force directed towards the movement of the rolling stock, and does not passively seek to simply keep it from moving;
a stream of water cleans (rains) the rails of grease and dirt, which contributes to a better adhesion of the wheels to the rails and, ultimately, more efficient braking of the shoe brakes;
there is no wear of parts and assemblies from braking friction, the braking distance is significantly reduced, braking does not depend absolutely on traction with rails, the brake is environmentally friendly, the reliability of braking in an emergency increases, the brake has high speed; its work does not depend on the time of year and weather, and traffic safety is increased.

Наиболее рационально использовать изобретение при реализации создания скоростного электроподвижного состава для высокоскоростных железных дорог, т. е. при скоростях 160. . . 300 км/ч. (56) В. М. Казаринов. Автотормоза. М. : Транспорт, 1974, с. 8, рис. 3а, 3б. Там же, с. 13, рис. 84. It is most rational to use the invention when implementing the creation of high-speed electric rolling stock for high-speed railways, that is, at speeds of 160.. . 300 km / h (56) V.M. Kazarinov. Auto brake. M.: Transport, 1974, p. 8, fig. 3a, 3b. In the same place, with. 13, fig. 84.

Claims

1. EMERGENCY BRAKE OF A SPEED MOBILE COMPOSITION, comprising brake elements mounted under the lower frame of the car body, characterized in that, in order to increase traffic safety, increase the reliability of emergency braking and reduce the braking distance, it is equipped with a front trolley (along the train) an air reservoir with compressed air and pneumatically connected pneumatically through it through an electric air distributor, a liquid reservoir with liquid, which is connected through pipes with electrohydrodistributors to working chambers, moreover, the working chambers are made in the form of a hollow base on a swivel hinge with covers containing removable nozzles that are directed in the direction of movement of the rolling stock, and screw hinge devices for adjusting the angle of inclination of these nozzles, and all elements of the device are interconnected into a single unit by means of fasteners and are closed from below by a protective casing (screen).

2. The brake according to claim 1, characterized in that, in order to ensure the normal functioning of all interconnected components and parts, it contains elements of control, regulation and control of the device.