RU2311308C1

RU2311308C1 - Rail vehicle braking automatic controller

Info

Publication number: RU2311308C1
Application number: RU2006121718/11A
Authority: RU
Inventors: Антон Владиславович Муртазин (RU); Антон Владиславович Муртазин; Виктор Григорьевич Жерновой (RU); Виктор Григорьевич Жерновой
Original assignee: Зао "Нпц Тормоз"
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2007-11-27

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: invention relates to devices for control of pressure in brake cylinder of rail vehicle depending on car load. Freight mode automatic controller has damping piston consisting of two pistons with throttling holes and valves, one being fixed on rod, the other being movable on is spring-loaded. Spaces under and over fixed piston are fully filled with liquid, and space over movable pistons is filled, but partially. Shank of rod is located in space separated from space under fixed piston by seal communicating with space movable spring-loaded piston through hole inside rod. Travel of housing relative to fixed piston remains within the limits of required conditions of operation of pressure relay.

EFFECT: provision of quick and effective damping and reliable automatic operation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к тормозам железнодорожного подвижного состава, преимущественно к устройствам для регулирования давления в тормозном цилиндре железнодорожного подвижного состава в соответствии с загрузкой вагона - автоматическим регуляторам грузового режима (авторежима).The invention relates to brakes of railway rolling stock, mainly to devices for regulating the pressure in the brake cylinder of railway rolling stock in accordance with the loading of the car - automatic controllers of the cargo mode (auto mode).

Известен авторегулятор давления воздуха в тормозном цилиндре железнодорожного транспортного средства, содержащий корпус с размещенными в нем подпружиненным задающим поршнем, взаимодействующим с передающим рычагом и со стаканом, подпружиненным поршнем зажима, ползуном, несущим опорный сухарь рычага реле давления и выполненным в виде диска с хвостовиком, перемещающимся под действием стержня задающего поршня. Механизм передачи нагрузки вагона выполнен в виде передающего рычага, контактирующего с опорой и жестко связанного с задающим поршнем. Фиксация этого положения осуществляется в процессе отпуска тормоза при полном служебном торможении. Колебания передающего рычага могут приводить к перемещению сухаря из-за ненадежной фиксации поршнем зажима. Демпферный поршень, предназначенный для гашения вертикальных колебаний, здесь отсутствует, и авторежим такого типа не может быть использован для грузовых вагонов (А.С. 510401, В 60 Т 8/18, от 03.07.1973).Known auto-regulator of air pressure in the brake cylinder of a railway vehicle, comprising a housing with a spring-loaded driving piston located in it, interacting with a transmission lever and with a glass, a spring-loaded clamp piston, a slider carrying a support crack of a pressure relay lever and made in the form of a disk with a shank moving under the action of the rod of the master piston. The car load transfer mechanism is made in the form of a transmitting lever in contact with the support and rigidly connected to the master piston. Fixing this position is carried out during the release of the brake with full service braking. Fluctuations in the transmission arm can cause the cracker to move due to unreliable clamping by the piston. There is no damper piston designed to damp vertical vibrations, and this type of auto mode cannot be used for freight cars (AS 510401, 60 T 8/18, dated 03.07.1973).

Известен авторегулятор давления воздуха в тормозном цилиндре, состоящий из управляющей части, содержащей корпус, демпферный поршень с дроссельным отверстием, шток демпферного поршня, ползун, сухарь, стакан, вилку, пружину, стержень и воздушное реле давления, содержащее рычаг, подпружиненный силовой поршень с хвостовиком, подпружиненный разобщительный поршень с хвостовиком. Недостатком этого авторегулятора давления является большой диаметр демпферного поршня, необходимый для того, чтобы повысить демпфирующие характеристики (патент RU № 2222444, В 60 Т 8/18, от 2002.04.05).Known auto-regulator of air pressure in the brake cylinder, consisting of a control part comprising a housing, a damper piston with a throttle bore, a damper piston rod, a slider, a cracker, a glass, a fork, a spring, a rod and an air pressure switch containing a lever, a spring-loaded power piston with a shank , spring-loaded uncoupling piston with shank. The disadvantage of this pressure regulator is the large diameter of the damper piston, which is necessary in order to increase the damping characteristics (RU patent No. 2222444, 60 T 8/18, from 2002.04.05).

В то же время для гашения механических колебаний обрессоренных частей транспортных средств используются и пневмогидравлические демпферы, где рабочим телом являются газ под давлением и жидкость в виде масла. При этом может использоваться и большее количество поршней, чем в обычном авторежиме железнодорожного подвижного состава. Гидравлические амортизаторы демпфируют мягче потому, что у них две системы поршней в отличие от однотрубных газовых, у которых только одна, расположенная на штоке, плюс газ у них под более низким давлением. Таким примером может служить адаптивный пневмогидравлический демпфер по патенту RU № 2190133, F 16 F 9/06, от 12.20.2000, где для демпферирования имеется основной и два вспомогательных поршня, а рабочей средой являются воздух под давлением и жидкость.At the same time, pneumohydraulic dampers are used to dampen mechanical vibrations of the compressed parts of vehicles, where the working fluid is gas under pressure and a liquid in the form of oil. In this case, a larger number of pistons can be used than in the usual auto mode of railway rolling stock. Hydraulic shock absorbers dampen softer because they have two piston systems, unlike single-tube gas ones, which only have one located on the stem, plus gas at a lower pressure. An example is the adaptive pneumohydraulic damper according to patent RU No. 2190133, F 16 F 9/06, dated 12.20.2000, where for damping there is a main and two auxiliary pistons, and the working medium is air under pressure and liquid.

Наиболее близким к предлагаемому является авторегулятор режимов торможения транспортного средства, содержащий демпферную часть, в корпусе которой установлены подпружиненный демпферный поршень с дроссельным отверстием, на штоке которого закреплен ползун с сухарем, реле давления с рычагом, взаимодействующим с упомянутым сухарем и с подпружиненными силовым и разобщительным поршнями, связанными с тормозным цилиндром и воздухораспределителем ("Тормозное и пневматическое оборудование подвижного состава", В.Г.Иноземцев. И.В.Абашкин, Москва, Транспорт, 1984 г., стр.128-132). Вертикальные колебания подрессоренных частей воспринимаются здесь пружинами.Closest to the proposed one is a vehicle braking mode auto-regulator containing a damper part, in the housing of which a spring-loaded damper piston with a throttle bore is mounted, a slider with a cracker, a pressure switch with a lever interacting with the cracker and with spring-loaded power and uncoupling pistons are fixed related to the brake cylinder and air distributor ("Brake and pneumatic equipment of rolling stock", VG Inozemtsev. IV Abashkin, Moscow Transport, 1984 str.128-132). Vertical vibrations of the sprung parts are perceived here by springs.

Передача загрузки вагона осуществляется посредством хвостовика подпружиненной вилки, направляющая которой связана с демпферным поршнем посредством прикрепленного к штоку поршня ползуна с сухарем. Для загрузки в три четверти от максимальной демпферный поршень занимает крайнее положение и ход поршня составляет до 40 мм в вертикальном направлении. На такое же расстояние перемещается и сухарь, взаимодействующий с рычагом реле давления. При резких изменениях положения поршня происходит повышение давления в части камеры, где уменьшается объем. Для выравнивания давления поршень снабжен дроссельным отверстием. Такие резкие перемещения поршня не являются необходимыми для работы реле давления: это может привести к несоответствующему нагрузке положению сухаря и ложной сработке на торможение. К недостаткам данного авторежима можно отнести большую площадь демпферного поршня и то, что рабочее тело здесь - газ при атмосферном давлении, который в отличие от жидкости сжимается, а это снижает эффективность демпфирования и требует для большего соответствия требуемым техническим условиям соответствующего диаметра поршня. Это приводит к появлению довольно большой камеры для демпферного поршня.The loading of the car is carried out by means of a shank of a spring-loaded fork, the guide of which is connected to the damper piston by means of a slider attached to the piston rod with a cracker. For loading three quarters of the maximum, the damper piston takes its extreme position and the piston stroke is up to 40 mm in the vertical direction. A cracker that interacts with the pressure switch lever also moves the same distance. With sharp changes in the position of the piston, an increase in pressure occurs in the part of the chamber where the volume decreases. To balance the pressure, the piston is equipped with a throttle bore. Such sudden movements of the piston are not necessary for the operation of the pressure switch: this can lead to an inappropriate load on the position of the cracker and a false response to braking. The disadvantages of this automatic mode include the large area of the damper piston and the fact that the working fluid here is gas at atmospheric pressure, which, unlike liquid, is compressed, which reduces the damping efficiency and requires, for greater compliance with the required technical conditions, the corresponding piston diameter. This leads to the appearance of a rather large chamber for the damper piston.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности действия авторегулятора режимов торможения железнодорожного подвижного состава за счет улучшения качества демпфирования при сохранении заданных параметров работы.The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency of the auto-regulator of braking conditions of railway rolling stock by improving the quality of damping while maintaining the specified operating parameters.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение более действенного демпфирования и, следовательно, надежной работы авторежима.The technical result of the present invention is to provide more effective damping and, therefore, reliable operation of the auto mode.

Для этого в предлагаемом авторегуляторе режимов торможения железнодорожного подвижного состава, содержащем реле давления, в корпусе которого размещены рычаг, силовой и разобщительный поршни, хвостовиками шарнирно соединенные с упомянутым рычагом реле давления, пневматически связанного с тормозным цилиндром и воздухораспределителем, демпферную часть, в корпусе которой установлены подпружиненный демпферной поршень, на штоке которого закреплен ползун с сухарем, взаимодействующим с рычагом реле давления, подпружиненной вилкой с хвостовиком непосредственно воспринимающей загрузку и устанавливающей положение сухаря относительно рычага реле давления, демпферный поршень осуществлен в виде корпуса, внутри которого расположены два поршня с дроссельными отверстиями и клапанами, один из которых неподвижно закреплен на штоке, а другой подпружинен и является подвижным, а полости под и над неподвижным поршнем полностью заполнены жидкостью, полость же над подвижным поршнем наполнена частично, кроме того хвостовик штока расположен в полости, отделенной от полости под неподвижным поршнем уплотнением и сообщающейся с полостью над подвижным подпружиненным поршнем посредством отверстия внутри штока, при этом ход корпуса относительно неподвижного поршня остается в пределах требуемого режимом работы реле давления.To do this, in the proposed automatic regulator of braking modes of railway rolling stock containing a pressure switch, in the housing of which there is a lever, a power and uncoupling piston, the shanks are pivotally connected to the said lever of a pressure switch pneumatically connected to the brake cylinder and the air diffuser, a damper part in which the body is installed a spring-loaded damper piston, on the rod of which a slider is fixed with a cracker interacting with the lever of the pressure switch, a spring-loaded fork with a tail vic directly perceiving the load and setting the position of the cracker relative to the lever of the pressure switch, the damper piston is made in the form of a housing, inside of which there are two pistons with throttle holes and valves, one of which is fixedly mounted on the rod, and the other is spring-loaded and movable, and the cavities under and above the stationary piston is completely filled with liquid, the cavity above the movable piston is partially filled, in addition, the stem of the stem is located in a cavity separated from the cavity underneath the piston seal and communicating with the cavity above the movable spring-loaded piston through the hole inside the rod, while the stroke of the housing relative to the stationary piston remains within the required pressure switch.

Возможность достижения положительного эффекта при использовании предлагаемого изобретения может быть объяснена следующим образом. Выполнение демпферного поршня в виде корпуса, перемещающегося относительно подпружиненного подвижного и неподвижного поршня на штоке с полостями под и над неподвижным поршнем, полностью заполненными жидкостью, и с полостью над подвижным поршнем, наполненной частично, а хвостовик штока расположен в полости, отделенной от полости под неподвижным поршнем уплотнением и сообщающейся с полостью над подвижным подпружиненным поршнем посредством отверстия внутри штока, позволяет существенно уменьшить влияние вертикальных колебаний на ход поршня и, следовательно, стабилизировать положение сухаря относительно рычага реле давления.The possibility of achieving a positive effect when using the present invention can be explained as follows. The implementation of the damper piston in the form of a housing moving relative to the spring-loaded movable and stationary piston on the rod with cavities under and above the stationary piston, completely filled with liquid, and with a cavity above the movable piston, partially filled, and the stem of the rod is located in the cavity separated from the cavity under the stationary the piston seal and communicating with the cavity above the movable spring-loaded piston through the hole inside the rod, can significantly reduce the effect of vertical vibrations on the stroke rshnya and hence stabilize the biscuit relative pressure switch lever.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где показан схематично авторегулятор режимов торможения железнодорожного подвижного состава.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows schematically the auto-regulator of braking conditions of railway rolling stock.

Авторегулятор режимов торможения состоит из демпферной части 1 и реле давления 2. Вход 3 реле давления соединен с выходом воздухораспределителя, а выход 4 - с тормозным цилиндром. Внутри корпуса демпферной части расположен шток 5, на котором закреплен сухарь 6 с ползуном 7 при помощи винта крепления 8. Опорное ребро сухаря контактирует с рычагом реле давления, обеспечивая тем самым регулирование давления в тормозном цилиндре в зависимости от загрузки. В нашем случае опорное ребро сухаря смещено к его нижней грани в сторону силового поршня реле давления. Тем же винтом зажата направляющая 9, на которую опирается пружина 10, длина которой выбрана таким образом, чтобы обеспечить восприятие колебаний подрессоренных частей вагона при полной загрузке вагона. Ползун входит в прорезь вилки 11, в дно которой опирается пружина 10. В вилку входит стакан 12 с направляющей 9, удерживаемый пружинным кольцом 13. Хвостовик вилки 11 опирается на опору на неподрессоренной части тележки вагона. В подпружиненный корпус демпферного поршня 15 входит через уплотнение неподвижный шток 16 жидкостного демпфера, хвостовая часть которого проходит через уплотнение в полость 17, расположенную в верхней части штока демпферного поршня. На штоке 16 неподвижно установлен поршень 18, уплотненный с корпусом демпферного поршня и имеющий дроссельное отверстие 19 с перепускным клапаном. Сверху неподвижного поршня установлен подпружиненный подвижный поршень 20, движение которого ограничено выступом на корпусе демпферного поршня, с обратным клапаном в дроссельном отверстии 21. С торца хвостовика штока 16, расположенного в полости 17, на части длины проходит отверстие 22. Заканчивается отверстие выходом 23 в полости над подвижным поршнем 24. При этом полости 17 и полость между подвижным и неподвижным поршнем 25 заполнены жидкостью, а полость над подвижным поршнем 24 заполнена жидкостью частично.The autoregulator of the braking modes consists of a damper part 1 and a pressure switch 2. Input 3 of the pressure switch is connected to the output of the air distributor, and output 4 to the brake cylinder. A rod 5 is located inside the housing of the damper part, on which a cracker 6 is fixed with a slider 7 using the fastening screw 8. The support rib of the cracker is in contact with the pressure switch lever, thereby providing pressure control in the brake cylinder depending on the load. In our case, the support rib of the cracker is shifted to its lower face towards the pressure piston of the pressure switch. A guide 9 is clamped by the same screw, on which a spring 10 is supported, the length of which is selected in such a way as to ensure the perception of vibrations of the sprung parts of the car when the car is fully loaded. The slider enters the slot of the fork 11, at the bottom of which the spring 10 rests. The fork includes a cup 12 with a guide 9 held by the spring ring 13. The shank of the fork 11 rests on a support on the unsprung part of the carriage carriage. In the spring-loaded housing of the damper piston 15, the stationary rod 16 of the liquid damper enters through the seal, the tail of which passes through the seal into the cavity 17 located in the upper part of the rod of the damper piston. A piston 18 is fixedly mounted on the rod 16, sealed with the damper piston body and having a throttle bore 19 with an overflow valve. A spring-loaded movable piston 20 is installed on top of the stationary piston, the movement of which is limited by a protrusion on the damper piston body, with a check valve in the throttle bore 21. From the end of the shaft end of the rod 16 located in the cavity 17, a hole 22 passes through a portion of the length. The hole ends with an exit 23 in the cavity above the movable piston 24. In this case, the cavities 17 and the cavity between the movable and stationary piston 25 are filled with liquid, and the cavity above the movable piston 24 is partially filled with liquid.

Авторегулятор режимов торможения железнодорожного подвижного состава с демпферным поршнем, выполненным в виде жидкостного демпфера, работает следующим образом.Autoregulator braking modes of railway rolling stock with a damper piston, made in the form of a liquid damper, operates as follows.

При отсутствии загрузки вагона демпферный поршень со штоком находятся в крайнем нижнем положении. При загрузке вагона хвостовик вилки опирается в опорную плиту на неподрессоренной части вагона и перемещается. Воздействие передается на шток демпферного поршня и приводит к его перемещению относительно неподвижного поршня на штоке жидкостного демпфера. Полость 17 в области хвостовика штока 16 уменьшается, а излишки жидкости через отверстие перетекают в полость над подвижным поршнем. Полость под неподвижным клапаном также уменьшается, а жидкость через перепускной клапан перетекает в полость над неподвижным поршнем. Как только перемещение корпуса демпферного поршня относительно штока жидкостного демпфера закончится, объемы полостей изменяться перестанут. Колебания положения демпферного поршня, не связанные с загрузкой, будут гасится пружинами, расположенными в вилке с хвостовиком, в демпферном поршне, и жидкостным демпфером, который более эффективен, чем пневматический. Связанный со штоком сухарь также перемещается в вертикальном направлении. При этом ребро сухаря, являющееся точкой опоры для рычага реле давления, создает другое соотношение плеч указанного рычага, учитывающее загрузку вагона. В зависимости от этого положения реле давления задает давление от минимально необходимого до максимального значения, задаваемого воздухораспределителем в соответствии с заданным алгоритмом работы тормозной системы.In the absence of loading the car, the damper piston with the rod are in the lowest position. When loading the car, the shank of the fork rests in the base plate on the unsprung part of the car and moves. The impact is transmitted to the rod of the damper piston and leads to its movement relative to the stationary piston on the rod of the liquid damper. The cavity 17 in the area of the shank of the rod 16 is reduced, and excess fluid through the hole flows into the cavity above the movable piston. The cavity under the stationary valve also decreases, and the fluid flows through the bypass valve into the cavity above the stationary piston. As soon as the movement of the damper piston body relative to the rod of the liquid damper is over, the volume of the cavities will cease to change. Fluctuations in the position of the damper piston that are not related to loading will be damped by springs located in the fork with the shank, in the damper piston, and a liquid damper, which is more effective than pneumatic. The rusk associated with the rod also moves vertically. In this case, the cracker rib, which is the fulcrum for the lever of the pressure switch, creates a different ratio of the shoulders of the specified lever, taking into account the loading of the car. Depending on this position, the pressure switch sets the pressure from the minimum required to the maximum value set by the air distributor in accordance with the specified algorithm of the brake system.

Изготовление демпферного поршня в заявленном виде позволяет существенно уменьшить влияние неконтролируемых вертикальных колебаний на работу авторежима с сохранением параметров перемещения поршня.The manufacture of the damper piston in the claimed form can significantly reduce the effect of uncontrolled vertical vibrations on the operation of the automatic mode while maintaining the parameters of the piston movement.

В настоящее время разработаны рабочие чертежи авторежима с жидкостным демпфером для изготовления опытных образцов и проведения всесторонних испытаний.Currently, working drawings of the auto mode with a liquid damper for the manufacture of prototypes and comprehensive tests have been developed.

Claims

An auto-regulator of braking modes of railway rolling stock, comprising a pressure switch in the housing of which a lever, a power and uncoupling piston are placed, shanks pivotally connected to said lever of a pressure relay pneumatically connected to the brake cylinder and the air distributor, a damper part, in the housing of which a spring-loaded damper piston is installed, on the stock of which a slider is fixed with a cracker interacting with the lever of the pressure switch, a spring-loaded fork with a shank, directly in which takes charge and sets the position of the cracker relative to the lever of the pressure switch, characterized in that the damper piston is made in the form of a housing, inside of which there are two pistons with throttle holes and valves, one of which is fixedly mounted on the rod, and the other is spring-loaded and is movable, and the cavity beneath and above the stationary piston is completely filled with liquid, the cavity above the movable piston is partially filled, in addition, the stem of the stem is located in a cavity separated from the cavity under the stationary m piston seal and communicating with the cavity above the movable spring-loaded piston through a hole inside the rod, while the stroke of the housing relative to the stationary piston remains within the required pressure switch.