RU2535364C2 - Railway vehicle brake - Google Patents
Railway vehicle brake Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535364C2 RU2535364C2 RU2013113831/11A RU2013113831A RU2535364C2 RU 2535364 C2 RU2535364 C2 RU 2535364C2 RU 2013113831/11 A RU2013113831/11 A RU 2013113831/11A RU 2013113831 A RU2013113831 A RU 2013113831A RU 2535364 C2 RU2535364 C2 RU 2535364C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- brake
- pressure
- chamber
- equalizing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозному оборудованию грузовых железнодорожных вагонов.The invention relates to the field of railway transport, namely to brake equipment of freight railway cars.
Условия эксплуатации железнодорожного транспорта предъявляют все более высокие требования к тормозным системам, в частности к повышению тормозной эффективности. В современных тормозных системах грузовых вагонов используется многорежимный воздухораспределитель и автоматический регулятор грузовых режимов торможения, предназначенные для создания тормозной силы на вагоне, пропорциональной его загрузке.The operating conditions of railway transport impose ever-higher demands on brake systems, in particular on increasing brake efficiency. In modern brake systems of freight cars, a multi-mode air distributor and an automatic regulator of cargo braking modes are used to create braking force on the car proportional to its load.
Известные тормозные системы грузовых вагонов с различными конструкциями воздухораспределителей и авторежимов не позволяет реализовать на вагоне максимально допустимую тормозную силу, что ограничивает скорости движения поездов и пропускную способность железных дорог.Known brake systems of freight cars with various designs of air distributors and auto modes do not allow to realize the maximum allowable braking force on the car, which limits the speed of trains and the capacity of railways.
Известен тормоз железнодорожного транспортного средства, в котором торможение осуществляется многорежимным воздухораспределителем [Афонин Г.С. «Автоматические тормоза подвижного состава», Г.С.Афонин, В.Н.Барщенков, Н.В.Кондратьев. - М., 2010 г. - 320 с. стр.127-138].Known brake of a railway vehicle, in which braking is carried out by a multi-mode air distributor [G. Afonin "Automatic brakes of rolling stock", G.S. Afonin, V.N. Barshchenkov, N.V. Kondratyev. - M., 2010 - 320 s. p.127-138].
Тормоз железнодорожного транспортного средства содержит воздухораспределитель, предназначенный для распределения воздушных потоков, запасный резервуар, предназначенный для накопления воздуха, необходимого для торможения, тормозной цилиндр, предназначенный для создания силы необходимой для торможения, и кран машиниста, предназначенный для управления тормозом.The brake of a railway vehicle contains an air distributor for distributing air flows, a spare reservoir for storing air necessary for braking, a brake cylinder for creating the force necessary for braking, and a driver’s crane for controlling the brake.
Воздухораспределитель пневматически связан с запасным резервуаром, с краном машиниста и с тормозным цилиндром.The air distributor is pneumatically connected to the spare tank, to the crane of the driver and to the brake cylinder.
Воздухораспределитель содержит резервуар, на котором закреплены орган двух давлений и орган трех давлений.The air distributor comprises a reservoir on which an organ of two pressures and an organ of three pressures are fixed.
Резервуар выполнен с золотниковой, рабочей и атмосферной камерами.The tank is made with spool, working and atmospheric cameras.
Орган двух давлений воздухораспределителя пневматически связан с краном машиниста тормозной системы, с золотниковой и рабочей камерой резервуара и предназначен для подачи сжатого воздуха в золотниковую и рабочую камеры и выпуска из них воздуха в атмосферу при различных режимах работы тормоза.The two-pressure valve of the air distributor is pneumatically connected to the valve of the driver of the brake system, with the spool and the working chamber of the reservoir and is designed to supply compressed air to the spool and working chambers and to release air from them into the atmosphere under various modes of operation of the brake.
Орган трех давлений воздухораспределителя пневматически связан с золотниковой, рабочей и атмосферной камерой резервуара, краном машиниста, тормозным цилиндром и запасным резервуаром тормозной системы и предназначен для распределения воздушных потоков между ними.The three-pressure valve of the air distributor is pneumatically connected to the spool, working and atmospheric chamber of the reservoir, the driver’s crane, the brake cylinder and the brake reservoir of the brake system and is designed to distribute air flows between them.
Орган трех давлений имеет обратный клапан, предназначенный для зарядки запасного резервуара сжатым воздухом, главный и уравнительный поршни, расположенные на одной оси соответственно в камере главного поршня и в камере уравнительного поршня органа трех давлений.The three-pressure organ has a check valve designed to charge the spare tank with compressed air, the main and equalizing pistons located on the same axis, respectively, in the chamber of the main piston and in the chamber of the balancing piston of the three-pressure organ.
Главный поршень разделяет камеру главного поршня органа трех давлений на две полости: полость с внешней стороны главного поршня и полость со стороны штока главного поршня. Полость с внешней стороны главного поршня пневматически связана с рабочей камерой резервуара. Полость со стороны штока главного поршня пневматически связана с золотниковой камерой резервуара постоянно, а с рабочей камерой резервуара - только при крайнем положении главного поршня, наиболее удаленном от уравнительного поршня.The main piston divides the chamber of the main piston of the three-pressure organ into two cavities: a cavity on the outside of the main piston and a cavity on the side of the main piston rod. The cavity on the outside of the main piston is pneumatically connected to the working chamber of the tank. The cavity on the side of the main piston rod is pneumatically connected to the reservoir spool chamber constantly, and to the working chamber of the reservoir only at the extreme position of the main piston farthest from the equalizing piston.
Уравнительный поршень разделяет камеру уравнительного поршня органа трех давлений также на две полости: полость с внешней стороны уравнительного поршня и полость со стороны штока уравнительного поршня.The equalizing piston also divides the chamber of the equalizing piston of the three-pressure organ into two cavities: a cavity on the outside of the equalizing piston and a cavity on the rod side of the equalizing piston.
Полость со стороны штока уравнительного поршня пневматически связана с тормозным цилиндром тормозной системы, полость с внешней стороны уравнительного поршня - с атмосферной камерой резервуара.The cavity on the piston rod side of the equalizing piston is pneumatically connected to the brake cylinder of the brake system, the cavity on the outside of the equalizing piston is connected to the atmospheric chamber of the tank.
Главный поршень выполнен с подпружиненным тормозным клапаном, предназначенным для сообщения тормозного цилиндра с запасным резервуаром или с атмосферой в зависимости от режима работы тормоза и расположенным в полом штоке главного поршня. При этом полый шток главного поршня пневматически связан с запасным резервуаром.The main piston is made with a spring-loaded brake valve designed to communicate the brake cylinder with a spare tank or with the atmosphere, depending on the mode of operation of the brake and located in the hollow stem of the main piston. In this case, the hollow rod of the main piston is pneumatically connected to the spare tank.
Уравнительный поршень выполнен со сквозным осевым отверстием и с возможностью взаимодействия своим штоком с тормозным клапаном главного поршня.The equalizing piston is made with a through axial bore and with the possibility of interaction of its rod with the brake valve of the main piston.
Атмосферная камера резервуара пневматически связана с полостью камеры уравнительного поршня с внешней стороны поршня органа трех давлений воздухораспределителя. Она выполнена с переключателем режимов торможения, установленным на стенках резервуара и предназначенным для изменения давления воздуха, подаваемого в тормозной цилиндр при торможении.The atmospheric chamber of the reservoir is pneumatically connected to the cavity of the chamber of the equalizing piston on the outside of the piston of the three-pressure organ of the air distributor. It is made with a switch of braking modes mounted on the walls of the tank and designed to change the air pressure supplied to the brake cylinder during braking.
Переключатель режимов торможения представляет собой эксцентрик с рукояткой и две цилиндрические пружины, расположенные одна в другой, ось которых совмещена с осями поршней органа трех давлений.The braking mode switch is an eccentric with a handle and two coil springs located one in the other, the axis of which is combined with the axes of the pistons of the three-pressure organ.
Эксцентрик установлен на горизонтальном валике, закрепленном между стенками атмосферной камеры перпендикулярно оси перемещения поршней органа трех давлений.The eccentric is mounted on a horizontal roller fixed between the walls of the atmospheric chamber perpendicular to the axis of movement of the three-pressure organ pistons.
Цилиндрические пружины переключателя одними концами закреплены на уравнительном поршне, а противоположными - контактируют с эксцентриком переключателя.The coil springs of the switch are fixed at one end to the equalizing piston, and at the opposite ends, they contact the eccentric of the switch.
Переключатель режимов торможения имеет три положения рукоятки, соответствующие трем режимам торможения: порожний, средний и груженый. Режим торможения воздухораспределителя устанавливается в зависимости от загрузки вагона. При загрузке вагона не более 20% его грузоподъемности устанавливается порожний режим торможения, при загрузке вагона от 20% до 40% его грузоподъемности устанавливается средний режим торможения, при загрузке вагона более 40% его грузоподъемности устанавливается груженый режим торможения.The braking mode switch has three handle positions corresponding to three braking modes: empty, medium and loaded. The braking mode of the air distributor is set depending on the load of the car. When loading a car no more than 20% of its load capacity, an empty braking mode is set, when loading a car from 20% to 40% of its load capacity, an average braking mode is set, when loading a car more than 40% of its load capacity, a loaded braking mode is set.
Запасный резервуар пневматически связан с органом трех давлений воздухораспределителя.The spare tank is pneumatically connected to the three-pressure valve body.
Тормоз железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.The brake of a railway vehicle operates as follows.
Перед началом движения вагона железнодорожного транспортного средства переключатель режимов торможения атмосферной камеры резервуара воздухораспределителя устанавливается в один из режимов торможения в зависимости от загрузки вагона.Before the movement of a railroad car, the switch of the braking modes of the atmospheric chamber of the air distributor tank is set to one of the braking modes, depending on the load of the car.
Зарядка тормоза. Для подготовки тормоза к работе машинист производит его зарядку. Для этого краном машиниста давление воздуха, подаваемого в воздухораспределитель, повышается до нормативного зарядного. При этом воздухораспределитель срабатывает на зарядку тормоза. Сжатый воздух из крана машиниста через орган двух давлений поступает в золотниковую камеру резервуара, что приводит к повышению давления в ней и в полости камеры главного поршня со стороны штока органа трех давлений воздухораспределителя. Повышение давления в полости камеры главного поршня со стороны штока приводит соответственно к перемещению главного поршня в направлении от уравнительного поршня в крайнее положение и открытию пневматической связи между полостью камеры главного поршня со стороны штока и рабочей камерой резервуара. Сжатый воздух из золотниковой камеры поступает в рабочую камеру резервуара, заряжая ее.Charge the brake. To prepare the brake for operation, the driver charges it. For this, the driver’s crane increases the pressure of the air supplied to the air distributor to the standard charge. In this case, the air distributor is activated to charge the brake. Compressed air from the driver’s crane through the two-pressure organ enters the spool chamber of the reservoir, which leads to an increase in pressure in it and in the chamber of the main piston from the side of the three-pressure organ valve body. The increase in pressure in the chamber cavity of the main piston from the rod side, respectively, leads to the displacement of the main piston in the direction from the balancing piston to the extreme position and the opening of pneumatic communication between the chamber cavity of the main piston from the rod side and the working chamber of the tank. Compressed air from the spool chamber enters the working chamber of the tank, charging it.
При этом давление в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока остается атмосферным, и уравнительный поршень находится в крайнем положении. При этом подпружиненный тормозной клапан, прижатый к штоку главного поршня, остается закрытым, и давление в тормозном цилиндре не изменяется, оставаясь атмосферным.In this case, the pressure in the chamber cavity of the equalizing piston from the rod side remains atmospheric, and the equalizing piston is in the extreme position. In this case, a spring-loaded brake valve pressed against the main piston rod remains closed, and the pressure in the brake cylinder does not change, remaining atmospheric.
Одновременно сжатый воздух из крана машиниста через обратный клапан органа трех давлений поступает в запасный резервуар, заряжая его.At the same time, compressed air from the driver’s crane through the check valve of the three-pressure organ enters the spare tank, charging it.
В результате зарядки в воздухораспределителе и в запасном резервуаре давление достигает нормативного зарядного значения, а в тормозном цилиндре - атмосферного. Тормоз готов к дальнейшей работе.As a result of charging in the air distributor and in the reserve tank, the pressure reaches the standard charging value, and in the brake cylinder, atmospheric pressure. The brake is ready for further work.
Торможение. При необходимости снижения скорости или остановки поезда машинист производит торможение. Для этого краном машиниста давление сжатого воздуха, подаваемого в воздухораспределитель, понижается, и воздухораспределитель срабатывает на торможение тормоза. Сжатый воздух из золотниковой камеры через орган двух давлений уходит в атмосферу, и давление в ней понижается до давления, установленного краном машиниста. Это приводит к понижению давления в полости камеры главного поршня со стороны штока и соответственно к перемещению главного поршня к уравнительному поршню.Braking. If it is necessary to reduce the speed or stop the train, the driver performs braking. To do this, the pressure of the compressed air supplied to the air distributor is reduced by the driver’s crane, and the air distributor responds to brake braking. Compressed air from the spool chamber through the two-pressure organ goes into the atmosphere, and the pressure in it decreases to the pressure set by the crane operator. This leads to a decrease in pressure in the chamber cavity of the main piston from the side of the rod and, accordingly, to the movement of the main piston to the equalizing piston.
При этом главный поршень закрывает пневматическую связь золотниковой и рабочей камер резервуара, что приводит к понижению давления воздуха в рабочей камере за счет увеличению ее объема. При этом тормозной клапан, перемещаясь с главным поршнем, прижимается к отверстию уравнительного поршня и перекрывает пневматическую связь полости камеры уравнительного поршня со стороны штока с атмосферной камерой резервуара.In this case, the main piston closes the pneumatic connection between the slide valve and the working chamber of the tank, which leads to a decrease in air pressure in the working chamber due to an increase in its volume. In this case, the brake valve, moving with the main piston, is pressed against the opening of the equalizing piston and blocks the pneumatic connection of the chamber cavity of the equalizing piston from the rod side with the atmospheric chamber of the tank.
При дальнейшем смещении главного поршня шток уравнительного поршня отжимает тормозной клапан от штока главного поршня, обеспечивая пневматическую связь запасного резервуара с тормозным цилиндром, что приводит к повышению давления в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока и в тормозном цилиндре. Повышение давления в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока приводит к смещению уравнительного поршня и сжатию пружин переключателя режимов.With further displacement of the main piston, the equalizing piston rod depresses the brake valve from the main piston rod, providing pneumatic connection of the spare reservoir with the brake cylinder, which leads to an increase in pressure in the chamber of the equalizing piston from the rod side and in the brake cylinder. The increase in pressure in the chamber cavity of the equalizing piston from the side of the rod leads to the displacement of the equalizing piston and compression of the springs of the mode switch.
Сжатый воздух, поступающий в тормозной цилиндр, повышает в нем давление, создавая тем самым тормозную силу, которая повышается до перевода тормоза в режим перекрыши.Compressed air entering the brake cylinder increases the pressure in it, thereby creating a braking force that rises before the brake enters the overlap mode.
Перекрыша тормоза. Для поддержания тормозной силы на достигнутом при торможении уровне до момента остановки поезда тормоз переводится в режим перекрыши. Для этого краном машиниста давление воздуха, подаваемого в воздухораспределитель, поддерживается постоянным ниже нормативного зарядного давления, установленного при торможении, и воздухораспределитель срабатывает на перекрышу тормоза. Давление воздуха в золотниковой камере резервуара органом двух давлений снижается до давления воздуха, установленного краном машиниста, и поддерживается на этом уровне.Overlapping brakes. To maintain the braking force at the level achieved during braking, until the train stops, the brake is put into shutoff mode. For this, the driver’s crane keeps the pressure of the air supplied to the air distributor constant below the standard charging pressure set during braking, and the air distributor responds to the brake overlap. The air pressure in the spool chamber of the tank by the two-pressure organ is reduced to the air pressure set by the driver’s crane, and is maintained at this level.
После прекращения снижения давления воздуха в золотниковой камере резервуара главный поршень, который перемещался при торможении, останавливается в момент уравновешивания давлений в золотниковой и рабочей камерах воздухораспределителя. После остановки главного поршня уравнительный поршень вместе с тормозным клапаном продолжает смещаться до прижатия тормозного клапана к штоку главного поршня и закрытия пневматической связи запасного резервуара с тормозным цилиндром. При этом пневматическая связь тормозного цилиндра с атмосферой останется закрытой.After stopping the reduction of air pressure in the spool chamber of the reservoir, the main piston, which moved during braking, stops at the moment of balancing the pressures in the spool and working chambers of the air distributor. After the main piston stops, the equalizing piston together with the brake valve continues to move until the brake valve is pressed against the main piston rod and the pneumatic connection of the spare reservoir with the brake cylinder is closed. In this case, the pneumatic connection of the brake cylinder with the atmosphere will remain closed.
Давление воздуха в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока остается постоянным, и уравнительный поршень останавливается. Давление воздуха в тормозном цилиндре также поддерживается постоянным равным давлению в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока.The air pressure in the chamber cavity of the balancing piston on the rod side remains constant, and the balancing piston stops. The air pressure in the brake cylinder is also kept constant equal to the pressure in the chamber cavity of the equalizing piston from the side of the rod.
Давление воздуха в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока и в тормозном цилиндре определяется, во-первых, силой сжатия пружин переключателя режимов торможения, зависящей от установленного режима торможения. Во-вторых - величиной смещения уравнительного поршня, которая зависит от снижения давления воздуха относительно нормативного зарядного, подаваемого в воздухораспределитель краном машиниста.The air pressure in the chamber cavity of the equalizing piston on the side of the rod and in the brake cylinder is determined, firstly, by the compression force of the springs of the brake mode switch, depending on the set braking mode. Secondly, the offset piston displacement value, which depends on the decrease in air pressure relative to the standard charging supplied to the air distributor by the driver’s crane.
Таким образом, давление воздуха в тормозном цилиндре создает и поддерживает тормозную силу, которая обеспечивает остановку вагона.Thus, the air pressure in the brake cylinder creates and maintains braking force, which ensures the car stops.
Отпуск тормоза. Для продолжения движения тормоз отпускается. Для этого краном машиниста давление сжатого воздуха, подаваемого в воздухораспределитель, повышается до нормативного зарядного, и воздухораспределитель срабатывает на отпуск тормоза. Сжатый воздух из крана машиниста через орган двух давлений поступает в золотниковую камеру резервуара, давление в ней повышается, что приводит к повышению давления в полости камеры главного поршня со стороны штока и соответственно к перемещению главного поршня в направлении от уравнительного поршня. В своем крайнем положении главный поршень открывает пневматическую связь золотниковой и рабочей камер резервуара. Сжатый воздух из золотниковой камеры поступает в рабочую камеру резервуара, заряжая ее.Brake release. To continue driving, the brake is released. To do this, the driver’s crane increases the pressure of the compressed air supplied to the air distributor to the standard charging one, and the air distributor works to release the brake. Compressed air from the driver’s crane through the two-pressure organ enters the spool chamber of the reservoir, the pressure rises, which leads to an increase in pressure in the chamber cavity of the main piston from the rod side and, accordingly, to the main piston moving in the direction from the equalizing piston. In its extreme position, the main piston opens the pneumatic connection of the slide valve and the working chamber of the tank. Compressed air from the spool chamber enters the working chamber of the tank, charging it.
При перемещении главного поршня в направлении от уравнительного поршня тормозной клапан отходит от уравнительного поршня, открывая в нем отверстие и, тем самым, пневматически связывая тормозной цилиндр с атмосферой.When the main piston moves in the direction from the equalizing piston, the brake valve moves away from the equalizing piston, opening a hole in it and, thereby, pneumatically connecting the brake cylinder to the atmosphere.
Давление в тормозном цилиндре и в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока снижается до атмосферного, и уравнительный поршень под действием пружин переключателя режимов торможения перемещается в направлении главного поршня до своего крайнего положения, оставляя зазор между своим штоком и подпружиненным тормозным клапаном, который остается закрытым. Снижение давления в тормозном цилиндре до атмосферного приводит к уменьшению тормозной силы до нуля.The pressure in the brake cylinder and in the chamber cavity of the balancing piston from the rod side decreases to atmospheric, and the balancing piston moves under the influence of the springs of the braking mode switch in the direction of the main piston to its extreme position, leaving a gap between its rod and the spring-loaded brake valve, which remains closed. Reducing the pressure in the brake cylinder to atmospheric reduces the braking force to zero.
Одновременно сжатый воздух из крана машиниста через обратный клапан органа трех давлений воздухораспределителя поступает в запасный резервуар, подзаряжая его до нормативного зарядного давления.At the same time, compressed air from the driver’s crane, through the check valve of the three-pressure distributor organ, enters the spare tank, recharging it to the standard charging pressure.
Тормозная сила при этом отсутствует, а тормоз готов к новому торможению.There is no braking force, and the brake is ready for new braking.
Известный тормоз железнодорожного транспортного средства обеспечивает возможность движения с высокими скоростями вагонов с различной загрузкой, что обусловлено ступенчатым регулированием тормозной силы в зависимости от загрузки.The known brake of a railway vehicle provides the ability to move at high speeds of cars with different loads, due to the stepwise regulation of the braking force depending on the load.
Однако надежность вагонов является недостаточной, что обусловлено заклиниванием колес вагона при торможении вследствие ступенчатого регулирования давления воздуха в тормозном цилиндре. При ступенчатом регулировании каждому уровню тормозной силы соответствует только одна величина загрузки вагона. При других значениях загрузки условие соответствия тормозной силы величине загрузки вагона нарушается. При превышении тормозной силы, требуемой для данной загрузки вагона, происходит заклинивание колес вагона. Движение колес юзом приводит к их повреждению, что снижает надежность вагона.However, the reliability of the cars is insufficient, due to jamming of the car wheels during braking due to the step-by-step regulation of air pressure in the brake cylinder. With step-by-step regulation, each level of braking force corresponds to only one car load. For other load values, the condition for the braking force to be equal to the load of the car is violated. If the braking force required for a given load of the car is exceeded, the car wheels jam. The movement of the wheels by the wheel leads to damage, which reduces the reliability of the car.
При сниженной тормозной силе относительно требуемой для данной загрузки вагона недостаток тормозной силы приводит к увеличению тормозного пути, что снижает пропускную способность железных дорог.With a reduced braking force relative to that required for a given car load, a lack of braking force leads to an increase in braking distance, which reduces the throughput of railways.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является тормоз железнодорожного транспортного средства, в котором торможение осуществляется многорежимным воздухораспределителем с авторежимом [Афонин Г.С. «Автоматические тормоза подвижного состава», Г.С.Афонин, В.Н.Барщенков, Н.В.Кондратьев. - М., 2010 г. - 320 с. стр. 127-138, 141-144].The closest set of essential features and the achieved result is the brake of a railway vehicle, in which braking is carried out by a multi-mode air distributor with auto mode [Afonin G.S. "Automatic brakes of rolling stock", G.S. Afonin, V.N. Barshchenkov, N.V. Kondratyev. - M., 2010 - 320 s. p. 127-138, 141-144].
Тормоз железнодорожного транспортного средства содержит воздухораспределитель, предназначенный для распределения воздушных потоков, запасный резервуар, предназначенный для накопления воздуха, необходимого для торможения, тормозной цилиндр, предназначенный для создания силы, необходимой для торможения, авторежим, предназначенный для автоматического регулирования давления воздуха в тормозном цилиндре при торможении в зависимости от загрузки вагона, и кран машиниста, предназначенный для управления тормозом.The brake of a railway vehicle contains an air distributor designed to distribute air flows, a spare reservoir designed to accumulate the air necessary for braking, a brake cylinder designed to create the force necessary for braking, an automatic mode designed to automatically control the air pressure in the brake cylinder during braking depending on the load of the car, and the crane driver, designed to control the brake.
Воздухораспределитель имеет три пневматических связи: связан с запасным резервуаром, с краном машиниста и через авторежим - с тормозным цилиндром.The air distributor has three pneumatic connections: connected to a spare tank, to the driver’s crane and, through auto mode, to the brake cylinder.
Воздухораспределитель содержит резервуар и закрепленные на нем орган двух давлений и орган трех давлений.The air distributor contains a reservoir and an organ of two pressures and an organ of three pressures fixed thereon.
В резервуаре имеется золотниковая, рабочая и атмосферная камеры.The reservoir has a spool, working and atmospheric chambers.
Орган двух давлений воздухораспределителя пневматически связан с краном машиниста тормозной системы, с золотниковой и рабочей камерой резервуара и предназначен для подачи сжатого воздуха в золотниковую и рабочую камеры и выпуска из них воздуха в атмосферу при различных режимах работы тормоза.The two-pressure valve of the air distributor is pneumatically connected to the valve of the driver of the brake system, with the spool and the working chamber of the reservoir and is designed to supply compressed air to the spool and working chambers and to release air from them into the atmosphere under various modes of operation of the brake.
Орган трех давлений воздухораспределителя пневматически связан с золотниковой, рабочей и атмосферной камерой резервуара, краном машиниста, авторежимом и запасным резервуаром тормозной системы и предназначен для распределения воздушных потоков между авторежимом, запасным резервуаром, краном машиниста и атмосферой.The three-pressure valve of the air distributor is pneumatically connected to the spool, working and atmospheric chamber of the tank, the driver’s crane, auto mode and the brake reservoir spare tank and is designed to distribute air flows between the automatic mode, the spare tank, the driver’s crane and the atmosphere.
Орган трех давлений выполнен с обратным клапаном, предназначенным для зарядки запасного резервуара сжатым воздухом, с главным и уравнительным поршнями, расположенными на одной оси соответственно в камере главного поршня и в камере уравнительного поршня органа трех давлений.The three-pressure organ is made with a check valve designed to charge the spare tank with compressed air, with the main and equalizing pistons located on the same axis, respectively, in the chamber of the main piston and in the chamber of the equalizing piston of the three-pressure organ.
Главный поршень разделяет камеру главного поршня органа трех давлений на две полости: полость с внешней стороны главного поршня и полость со стороны штока главного поршня. Полость с внешней стороны главного поршня пневматически связана с рабочей камерой резервуара при любом положении главного поршня в камере. Полость со стороны штока при любом положении главного поршня пневматически связана с золотниковой камерой резервуара, а при крайнем удалении главного поршня относительно уравнительного поршня - еще и с рабочей камерой резервуара.The main piston divides the chamber of the main piston of the three-pressure organ into two cavities: a cavity on the outside of the main piston and a cavity on the side of the main piston rod. The cavity on the outside of the main piston is pneumatically connected to the working chamber of the tank at any position of the main piston in the chamber. The cavity on the side of the rod at any position of the main piston is pneumatically connected to the spool chamber of the tank, and at extreme removal of the main piston relative to the equalizing piston, it is also connected to the working chamber of the tank.
Уравнительный поршень разделяет камеру уравнительного поршня органа трех давлений также на две полости: полость с внешней стороны уравнительного поршня и полость со стороны штока уравнительного поршня.The equalizing piston also divides the chamber of the equalizing piston of the three-pressure organ into two cavities: a cavity on the outside of the equalizing piston and a cavity on the rod side of the equalizing piston.
Полость со стороны штока уравнительного поршня пневматически связана с авторежимом тормозной системы, полость с внешней стороны уравнительного поршня - с атмосферной камерой резервуара.The cavity on the side of the equalizing piston rod is pneumatically connected with the automatic mode of the brake system, the cavity on the outside of the equalizing piston is connected with the atmospheric chamber of the tank.
Главный поршень выполнен с подпружиненным тормозным клапаном, предназначенным для сообщения авторежима с запасным резервуаром или с атмосферой в зависимости от режима работы тормоза и расположенным в полом штоке главного поршня. При этом полый шток главного поршня пневматически соединен с запасным резервуаром.The main piston is made with a spring-loaded brake valve, designed to communicate auto mode with a spare tank or with the atmosphere, depending on the mode of operation of the brake and located in the hollow stem of the main piston. In this case, the hollow rod of the main piston is pneumatically connected to the spare tank.
Уравнительный поршень выполнен со сквозным осевым отверстием и с возможностью взаимодействия своим штоком с тормозным клапаном главного поршня.The equalizing piston is made with a through axial bore and with the possibility of interaction of its rod with the brake valve of the main piston.
Атмосферная камера резервуара является продолжением полости камеры уравнительного поршня с внешней стороны поршня органа трех давлений воздухораспределителя. Она выполнена с переключателем режимов торможения, установленным на стенках резервуара и предназначенным для изменения давления воздуха, подаваемого в авторежим при торможении.The atmospheric chamber of the tank is a continuation of the cavity of the chamber of the equalizing piston on the outer side of the piston of the three-pressure valve body. It is made with a switch of braking modes mounted on the walls of the tank and designed to change the air pressure supplied to the auto mode during braking.
Переключатель режимов торможения представляет собой эксцентрик с рукояткой и две цилиндрические пружины, расположенные одна в другой, ось которых совмещена с осями поршней органа трех давлений.The braking mode switch is an eccentric with a handle and two coil springs located one in the other, the axis of which is combined with the axes of the pistons of the three-pressure organ.
Эксцентрик установлен на горизонтальном валике, закрепленном между стенками атмосферной камеры перпендикулярно оси перемещения поршней органа трех давлений.The eccentric is mounted on a horizontal roller fixed between the walls of the atmospheric chamber perpendicular to the axis of movement of the three-pressure organ pistons.
Пружины переключателя режимов торможения одними концами закреплены на уравнительном поршне, а противоположными - контактируют с эксцентриком.The springs of the braking mode switch are fixed at one end to the equalizing piston, and at the opposite ends are in contact with the eccentric.
Переключатель имеет три положения рукоятки, соответствующие трем режимам торможения: порожний, средний и груженый. Режим торможения воздухораспределителя устанавливается в зависимости от загрузки вагона. При загрузке вагона до 20% его грузоподъемности устанавливается порожний режим торможения, при загрузки вагона от 20% до 40% его грузоподъемности устанавливается средний режим торможения, при загрузки вагона более 40% его грузоподъемности устанавливается груженый режим торможения.The switch has three handle positions corresponding to three braking modes: empty, medium and loaded. The braking mode of the air distributor is set depending on the load of the car. When the wagon is loaded up to 20% of its load capacity, the empty braking mode is set, when the wagon is loaded from 20% to 40% of its load capacity, the average braking mode is set, when the wagon is loaded more than 40% of its load capacity, the loaded braking mode is set.
Авторежим содержит измерительный блок и регулирующий блок. Измерительный блок предназначен для определения загрузки (веса) вагона и представляет собой пневматический демпфер, имеющий цилиндр с подпружиненным поршнем, шток которого является измерителем величины прогиба пружин вагона и снабжен указателем прогиба. Поршень выполнен с дроссельным отверстием, предназначенным для создания сопротивления перетеканию воздуха через поршень при его перемещении. Цилиндр измерительного блока установлен на обрессоренной части вагона, при этом шток демпфера через пружину опирается на необрессоренную часть вагона.The auto mode contains a measuring unit and a control unit. The measuring unit is designed to determine the load (weight) of the car and is a pneumatic damper having a cylinder with a spring-loaded piston, the rod of which is a measure of the magnitude of the deflection of the springs of the car and is equipped with a deflection indicator. The piston is made with a throttle bore designed to create resistance to the flow of air through the piston when moving it. The cylinder of the measuring unit is mounted on the sprung part of the carriage, while the damper rod through the spring rests on the non-sprung part of the carriage.
Регулирующий блок предназначен для регулирования давления воздуха в тормозном цилиндре и представляет собой пневматическое реле давления. Регулирующий блок связан с указателем прогиба измерительного блока и пневматически соединен с тормозным цилиндром и воздухораспределителем.The control unit is designed to regulate the air pressure in the brake cylinder and is a pneumatic pressure switch. The control unit is connected to the deflection indicator of the measuring unit and is pneumatically connected to the brake cylinder and the air distributor.
Запасный резервуар пневматически связан с органом трех давлений воздухораспределителя.The spare tank is pneumatically connected to the three-pressure valve body.
Тормоз железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.The brake of a railway vehicle operates as follows.
Перед началом движения вагона железнодорожного транспортного средства переключатель режимов торможения атмосферной камеры резервуара воздухораспределителя устанавливается в положение груженого режима независимо от загрузки вагона.Before the movement of a railroad car, the switch of the braking modes of the atmospheric chamber of the air distributor tank is set to the loaded mode, regardless of the load of the car.
Зарядка тормоза. Для подготовки тормоза к работе машинист производит его зарядку. Для этого краном машиниста давление воздуха, подаваемого в воздухораспределитель, повышается до нормативного зарядного давления. При этом воздухораспределитель срабатывает на зарядку тормоза. Сжатый воздух из крана машиниста через орган двух давлений поступает в золотниковую камеру резервуара, что приводит к повышению давления в ней и в полости камеры главного поршня со стороны штока органа трех давлений воздухораспределителя. Повышение давления в полости камеры главного поршня со стороны штока приводит соответственно к перемещению главного поршня и открытию пневматической связи между полостью камеры главного поршня со стороны штока и рабочей камерой. Сжатый воздух из золотниковой камеры поступает в рабочую камеру резервуара, заряжая ее.Charge the brake. To prepare the brake for operation, the driver charges it. For this, the driver’s crane increases the air pressure supplied to the air distributor to the standard charging pressure. In this case, the air distributor is activated to charge the brake. Compressed air from the driver’s crane through the two-pressure organ enters the spool chamber of the reservoir, which leads to an increase in pressure in it and in the chamber of the main piston from the side of the three-pressure organ valve body. The increase in pressure in the cavity of the main piston chamber from the side of the rod, respectively, leads to the displacement of the main piston and the opening of pneumatic communication between the chamber cavity of the main piston from the side of the rod and the working chamber. Compressed air from the spool chamber enters the working chamber of the tank, charging it.
При этом давление в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока остается атмосферным, и уравнительный поршень находится в крайнем положении. При этом подпружиненный тормозной клапан остается закрытым, и давление в авторежиме и через него в тормозном цилиндре не изменяется, оставаясь атмосферным.In this case, the pressure in the chamber cavity of the equalizing piston from the rod side remains atmospheric, and the equalizing piston is in the extreme position. In this case, the spring-loaded brake valve remains closed, and the pressure in the automatic mode and through it in the brake cylinder does not change, remaining atmospheric.
Одновременно сжатый воздух из крана машиниста через обратный клапан органа трех давлений поступает в запасный резервуар, заряжая его.At the same time, compressed air from the driver’s crane through the check valve of the three-pressure organ enters the spare tank, charging it.
В результате зарядки в воздухораспределителе и в запасном резервуаре давление достигает нормативного зарядного значения, а в тормозном цилиндре - атмосферного. Тормоз готов к дальнейшей работе.As a result of charging in the air distributor and in the reserve tank, the pressure reaches the standard charging value, and in the brake cylinder, atmospheric pressure. The brake is ready for further work.
Торможение. При необходимости снижения скорости или остановки поезда машинист производит торможение. Для этого краном машиниста давление сжатого воздуха, подаваемого в воздухораспределитель, понижается, и воздухораспределитель срабатывает на торможение тормоза. Сжатый воздух из золотниковой камеры через орган двух давлений уходит в атмосферу, и давление в ней понижается до давления, установленного краном машиниста. Это приводит к понижению давления в полости камеры главного поршня со стороны штока и соответственно к перемещению главного поршня к уравнительному поршню.Braking. If it is necessary to reduce the speed or stop the train, the driver performs braking. To do this, the pressure of the compressed air supplied to the air distributor is reduced by the driver’s crane, and the air distributor responds to brake braking. Compressed air from the spool chamber through the two-pressure organ goes into the atmosphere, and the pressure in it decreases to the pressure set by the crane operator. This leads to a decrease in pressure in the chamber cavity of the main piston from the side of the rod and, accordingly, to the movement of the main piston to the equalizing piston.
Перемещение главного поршня приводит к закрытию пневматической связи между золотниковой и рабочей камерами резервуара и, как следствие, к увеличению объема рабочей камеры и понижению в ней давления воздуха. При этом тормозной клапан, перемещаясь с главным поршнем, прижимается к отверстию уравнительного поршня и перекрывает пневматическую связь полости камеры уравнительного поршня со стороны штока с атмосферной камерой резервуара.The movement of the main piston closes the pneumatic connection between the slide valve and the working chambers of the reservoir and, as a result, increases the volume of the working chamber and decreases the air pressure in it. In this case, the brake valve, moving with the main piston, is pressed against the opening of the equalizing piston and blocks the pneumatic connection of the chamber cavity of the equalizing piston from the rod side with the atmospheric chamber of the tank.
При дальнейшем смещении главного поршня шток уравнительного поршня открывает тормозной клапан, обеспечивая пневматическую связь запасного резервуара с полостью камеры уравнительного поршня со стороны штока, что приводит к повышению давления в этой полости и в авторежиме. Повышение давления в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока приводит к смещению уравнительного поршня и сжатию пружин переключателя режимов торможения.With further displacement of the main piston, the equalizing piston rod opens the brake valve, providing pneumatic connection of the spare tank with the chamber cavity of the equalizing piston from the rod side, which leads to an increase in pressure in this cavity and in the automatic mode. The increase in pressure in the chamber cavity of the equalizing piston from the side of the rod leads to the displacement of the equalizing piston and compression of the springs of the brake mode switch.
Повышение давления воздуха в авторежиме приводит к срабатыванию его на торможение, и он пневматически соединяет запасный резервуар с тормозным цилиндром. Сжатый воздух, поступающий в тормозной цилиндр, повышает в нем давление, создавая тем самым тормозную силу, которая повышается до перевода тормоза в режим перекрыши.The increase in air pressure in auto mode causes it to brake, and it pneumatically connects the spare reservoir to the brake cylinder. Compressed air entering the brake cylinder increases the pressure in it, thereby creating a braking force that rises before the brake enters the overlap mode.
Перекрыша тормоза. Для поддержания тормозной силы на достигнутом при торможении уровне до момента остановки поезда тормоз переводится в режим перекрыши. Для этого краном машиниста давление воздуха, подаваемого в воздухораспределитель, поддерживается постоянным ниже нормативного зарядного давления, и воздухораспределитель срабатывает на перекрышу тормоза. Давление воздуха в золотниковой камере резервуара органом двух давлений снижается до давления воздуха, установленного краном машиниста, и поддерживается на этом уровне.Overlapping brakes. To maintain the braking force at the level achieved during braking, until the train stops, the brake is put into shutoff mode. For this, the driver’s crane keeps the air pressure supplied to the air distributor constant below the standard charging pressure, and the air distributor responds to the brake overlap. The air pressure in the spool chamber of the tank by the two-pressure organ is reduced to the air pressure set by the driver’s crane, and is maintained at this level.
При снижении давления воздуха в золотниковой камере резервуара главный поршень, который перемещался при торможении, продолжает перемещаться до момента выравнивания давлений в золотниковой и рабочей камерах воздухораспределителя. Уравнительный поршень вместе с тормозным клапаном также продолжает смещаться до закрытия тормозного клапана.With a decrease in air pressure in the spool chamber of the reservoir, the main piston, which moved during braking, continues to move until the pressures in the spool and working chambers of the air distributor equalize. The equalizing piston, together with the brake valve, also continues to move until the brake valve closes.
Величина смещения главного поршня определяется величиной снижения давления воздуха относительно нормативного зарядного давления в золотниковой камере и соответственно давления воздуха, подаваемого в воздухораспределитель краном машиниста.The magnitude of the displacement of the main piston is determined by the magnitude of the decrease in air pressure relative to the standard charge pressure in the spool chamber and, accordingly, the air pressure supplied to the air distributor by the driver’s crane.
При закрытии тормозного клапана пневматическое сообщение авторежима с запасным резервуаром прекратится, а пневматическая связь авторежима с атмосферой останется закрытой. Давление воздуха в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока остается постоянным, что приводит к остановке уравнительного поршня. При этом давление воздуха в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока определяется величиной сжатия пружин переключателя режимов торможения, которая определяется режимом торможения, установленным на переключателе, и величиной смещения уравнительного поршня.When the brake valve is closed, the pneumatic communication of the auto mode with the spare tank will cease, and the pneumatic communication of the auto mode with the atmosphere will remain closed. The air pressure in the chamber cavity of the equalizing piston from the rod side remains constant, which leads to the stop of the equalizing piston. In this case, the air pressure in the chamber cavity of the equalizing piston from the rod side is determined by the compression value of the springs of the brake mode switch, which is determined by the braking mode installed on the switch, and the offset value of the equalizing piston.
Давление воздуха в авторежиме становится таким же, как давление воздуха в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока. При этом авторежим продолжает подавать воздух в тормозной цилиндр до достижения в нем давления, соответствующего загрузке вагона, после чего авторежим автоматически переходит в состояние перекрыши. Пневматическая связь тормозного цилиндра и полости камеры уравнительного поршня со стороны штока прекращается, и давление воздуха в тормозном цилиндре соответствует загрузке вагона. Соответственно и тормозная сила, создаваемая тормозным цилиндром, соответствует загрузке вагона. Причем даже при 100%-ной загрузке вагона величина сжатия пружин переключателя режимов торможения в груженом режиме соответствует по конструктивным соображениям только 60%-ной загрузке вагона. При такой величине сжатия пружин воздухораспределитель подает в авторежим и соответственно в тормозной цилиндр воздух с максимальным давлением, соответствующим 60%-ной загрузке вагона. И соответственно максимальная тормозная сила, создаваемая тормозным цилиндром, соответствует только 60%-ной загрузке вагона.The air pressure in auto mode becomes the same as the air pressure in the chamber cavity of the equalizing piston from the side of the rod. At the same time, the auto mode continues to supply air to the brake cylinder until it reaches a pressure corresponding to the loading of the car, after which the auto mode automatically switches to the overlap state. The pneumatic connection between the brake cylinder and the chamber cavity of the equalizing piston on the rod side is terminated, and the air pressure in the brake cylinder corresponds to the loading of the car. Accordingly, the braking force created by the brake cylinder corresponds to the loading of the car. Moreover, even with a 100% load of the car, the compression ratio of the springs of the brake mode switch in the loaded mode corresponds, for structural reasons, to only 60% of the car load. With this amount of compression of the springs, the air distributor delivers air with a maximum pressure corresponding to 60% wagon loading to the auto mode and, accordingly, to the brake cylinder. And accordingly, the maximum braking force created by the brake cylinder corresponds to only 60% wagon loading.
Созданная и поддерживаемая таким образом тормозная сила обеспечивает остановку вагона.The braking force created and maintained in this way ensures the car stops.
Отпуск тормоза. Для продолжения движения тормоз отпускается. Для этого краном машиниста давление сжатого воздуха, подаваемого в воздухораспределитель повышается до нормативного зарядного, и воздухораспределитель, срабатывает на отпуск тормоза. Сжатый воздух из крана машиниста через орган двух давлений поступает в золотниковую камеру резервуара, давление в ней повышается, что приводит к повышению давления в полости камеры главного поршня со стороны штока и соответственно к перемещению главного поршня в направлении от уравнительного поршня. В своем крайнем положении главный поршень открывает пневматическую связь золотниковой и рабочей камер резервуара. Сжатый воздух из золотниковой камеры поступает в рабочую камеру резервуара, заряжая ее.Brake release. To continue driving, the brake is released. For this, the driver’s crane pressurizes the compressed air supplied to the air distributor to the standard charge, and the air distributor responds to brake release. Compressed air from the driver’s crane through the two-pressure organ enters the spool chamber of the reservoir, the pressure rises, which leads to an increase in pressure in the chamber cavity of the main piston from the rod side and, accordingly, to the main piston moving in the direction from the equalizing piston. In its extreme position, the main piston opens the pneumatic connection of the slide valve and the working chamber of the tank. Compressed air from the spool chamber enters the working chamber of the tank, charging it.
При перемещении главного поршня в направлении от уравнительного поршня тормозной клапан отходит от уравнительного поршня, открывая в нем отверстие и, тем самым, пневматически соединяя авторежим с атмосферой.When the main piston moves in the direction from the equalizing piston, the brake valve moves away from the equalizing piston, opening a hole in it and, thereby, pneumatically connecting the automatic mode with the atmosphere.
Давление в авторежиме и в полости камеры уравнительного поршня со стороны штока снижается до атмосферного, и уравнительный поршень под действием усилия, которое создают пружины переключателя режимов торможения, перемещается в направлении главного поршня до своего крайнего положения, оставляя зазор между своим штоком и подпружиненным тормозным клапаном, который остается закрытым. При снижении давления в авторежиме давление в тормозном цилиндре также снижается до атмосферного, что приводит к уменьшению тормозной силы до нуля.The pressure in the automatic mode and in the chamber cavity of the balancing piston from the rod side decreases to atmospheric, and the balancing piston, under the force generated by the braking mode switch springs, moves towards the main piston to its extreme position, leaving a gap between its rod and the spring-loaded brake valve, which remains closed. With a decrease in pressure in the automatic mode, the pressure in the brake cylinder also decreases to atmospheric, which leads to a decrease in the braking force to zero.
Одновременно сжатый воздух из крана машиниста через обратный клапан органа трех давлений воздухораспределителя поступает в запасный резервуар, подзаряжая его до нормативного зарядного давления.At the same time, compressed air from the driver’s crane, through the check valve of the three-pressure distributor organ, enters the spare tank, recharging it to the standard charging pressure.
Тормозная сила при этом отсутствует, а тормоз готов к новому торможению.There is no braking force, and the brake is ready for new braking.
Достоинство известного тормоза железнодорожного транспортного средства заключается в повышении надежности вагона путем устранения заклинивания колес вагона при торможении, обусловленного плавным регулированием авторежимом давления воздуха в тормозном цилиндре, приводящим к соответствию тормозной силы загрузке вагона, и обеспечением безюзного движения колес, приводящего к повышению надежности поверхности катания колес и тем самым вагона.The advantage of the known brake of a railway vehicle is to increase the reliability of the car by eliminating jamming of the wheels of the car during braking, due to the smooth regulation of the automatic air pressure in the brake cylinder, which leads to the correspondence of the braking force to the loading of the car, and ensuring a smooth movement of the wheels, which increases the reliability of the wheel surface and thereby the wagon.
Другим достоинством известного устройства является увеличение пропускной способности железных дорог, достигаемое при эксплуатации вагона с загрузкой его до 60% от грузоподъемности, также обусловленное плавным регулированием авторежимом давления воздуха в тормозном цилиндре.Another advantage of the known device is the increase in the capacity of railways, achieved during operation of the car with its loading up to 60% of the load capacity, also due to the smooth regulation of the automatic air pressure in the brake cylinder.
Однако при загрузке вагона более 60% от его грузоподъемности пропускная способность железных дорог остается низкой из-за значительного увеличения тормозного пути по сравнению с нормативным значением, что обусловлено ограничением по конструктивным соображениям тормозной силы, соответствующей 60%-ной загрузке вагона, даже при его 100% загрузке. Это ограничение приводит к увеличению тормозного пути вагонов с полной загрузкой и, как следствие, к снижению пропускной способности железных дорог.However, when the wagon is loaded with more than 60% of its carrying capacity, the capacity of the railways remains low due to a significant increase in stopping distance compared to the standard value, which is due to a limitation by design considerations of the braking force corresponding to 60% of the wagon’s load, even at 100 % loading. This limitation leads to an increase in the stopping distance of fully loaded wagons and, as a result, to a decrease in the throughput of railways.
Задача, решаемая изобретением, заключается в создании тормоза железнодорожного транспортного средства, позволяющего увеличить пропускную способность железных дорог за счет снижения тормозного пути вагона с полной загрузкой до нормативного значения благодаря достижению соответствия тормозной силы загрузке вагона при любой его загрузке.The problem solved by the invention is to create a brake of a railway vehicle, which allows to increase the throughput of railways by reducing the stopping distance of a car with a full load to a standard value by achieving compliance with the braking force of a car loading at any load.
Для решения поставленной задачи в тормозе железнодорожного транспортного средства, содержащем воздухораспределитель с органами двух и трех давлений и с резервуаром, имеющим золотниковую, рабочую и атмосферную камеры, запасный резервуар, тормозной цилиндр, авторежим с измерительным и регулирующим блоками и кран машиниста, при этом орган трех давлений выполнен с главным и уравнительным поршнями, расположенными на одной оси, и с обратным клапаном, шток главного поршня выполнен полым, в котором расположен подпружиненный тормозной клапан, уравнительный поршень выполнен со сквозным осевым отверстием и с возможностью взаимодействия своим штоком с подпружиненным тормозным клапаном главного поршня, измерительный блок авторежима представляет собой цилиндр с поршнем и двумя цилиндрическими пружинами сжатия, одна из которых своими концами контактирует с цилиндром и поршнем, а другая - одним концом со штоком поршня, причем орган двух давлений воздухораспределителя пневматически связан с краном машиниста, с золотниковой и рабочей камерой резервуара, орган трех давлений воздухораспределителя - с золотниковой, рабочей и атмосферной камерой резервуара, тормозным цилиндром и через обратный клапан - с краном машиниста и с запасным резервуаром, согласно изобретению цилиндр измерительного блока авторежима жестко соединен с необрессоренной частью вагона, пружина сжатия, контактирующая со штоком поршня, другим своим концом жестко соединена с воздухораспределителем, регулирующий блок авторежима выполнен в виде двух одноплечих рычагов, шарнирно связанных одними концами между собой горизонтальным валиком, закрепленным на штоке поршня измерительного блока, и жестко связанных пружиной кручения, другой конец первого одноплечего рычага шарнирно соединен с необрессоренной частью вагона, а другой конец второго одноплечего рычага контактирует с внешней стороной уравнительного поршня.To solve this problem, in the brake of a railway vehicle containing an air distributor with two and three pressure organs and with a reservoir having a spool, working and atmospheric chambers, a spare reservoir, a brake cylinder, auto mode with measuring and control units and a driver’s crane, while the organ is three pressure is made with the main and equalizing pistons located on the same axis, and with a check valve, the main piston rod is hollow, in which the spring-loaded brake valve is located, the equalizing piston is made with a through axial bore and with the possibility of its rod interacting with the spring-loaded brake valve of the main piston, the automatic mode measuring unit is a cylinder with a piston and two compression cylindrical springs, one of which contacts the cylinder and the piston with its ends and the other end with the piston rod, and the organ of two pressures of the air distributor is pneumatically connected with the crane of the driver, with the slide valve and the working chamber of the tank, the organ of three pressures of air a distributor - with a slide valve, a working and atmospheric chamber of the tank, a brake cylinder and through a non-return valve - with a driver’s crane and a spare tank, according to the invention, the cylinder of the automatic mode measuring unit is rigidly connected to the non-sprung part of the car, the compression spring in contact with the piston rod, its other end rigidly connected to the air distributor, the automatic mode control unit is made in the form of two single-arm levers pivotally connected at one end with a horizontal roller, fixed th measuring unit for the piston rod and rigidly connected to a torsion spring, the other end of the first single-armed lever pivotally connected to part neobressorennoy carriage and the other end of the second single-armed lever is in contact with the outer side of the equalizing piston.
Заявляемое решение отличается от прототипа новой формой выполнения авторежима и него новыми связями с другими элементами тормоза, а именно «цилиндр измерительного блока авторежима жестко соединен с необрессоренной частью вагона, пружина сжатия, контактирующая со штоком поршня, другим своим концом жестко соединена с воздухораспределителем, регулирующий блок авторежима выполнен в виде двух одноплечих рычагов, шарнирно связанных одними концами между собой горизонтальным валиком, закрепленным на штоке поршня измерительного блока, и жестко связанных пружиной кручения, другой конец первого одноплечего рычага шарнирно соединен с необрессоренной частью вагона, а другой конец второго одноплечего рычага контактирует с внешней стороной уравнительного поршня». Наличие существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности изобретения «новизна».The claimed solution differs from the prototype in a new form of automatic mode and new connections with other brake elements, namely, “the cylinder of the measuring mode of the auto mode is rigidly connected to the non-sprung part of the car, the compression spring in contact with the piston rod, its other end is rigidly connected to the air distributor, the control unit Auto mode is made in the form of two single-arm levers pivotally connected at one end by a horizontal roller mounted on the piston rod of the measuring unit, and closely connected by a torsion spring, the other end of the first one-arm lever is pivotally connected to the non-sprung part of the car, and the other end of the second one-arm lever contacts the outside of the equalizing piston. " The presence of significant distinguishing features indicates the conformity of the proposed solution to the patentability criterion of the invention of "novelty."
«Жесткое соединение цилиндра измерительного блока авторежима с необрессоренной частью вагона, жесткое соединение конца пружины сжатия, контактирующего со штоком поршня, с воздухораспределителем, выполненение регулирующего блока авторежима в виде двух одноплечих рычагов, шарнирно связанных одними концами между собой горизонтальным валиком, закрепленным на штоке поршня измерительного блока, и жестко связанных пружиной кручения, шарнирное соединение другого конца первого одноплечего рычага с необрессоренной частью вагона и обеспечение контакта другого конца второго одноплечего рычага с внешней стороной уравнительного поршня» приводит к достижению тормозной силы, соответствующей загрузке вагона при любой его загрузке. Это обусловлено тем, что плавное регулирование давления воздуха в тормозном цилиндре осуществляется непосредственно в воздухораспределителе, а величина давления воздуха в тормозном цилиндре определяется усилием, создаваемым в регулирующем блоке, пропорциональным любой загрузке вагона. Точное соответствие тормозной силы загрузке вагона приводит к поддержанию нормативного тормозного пути независимо от загрузки вагона и, как следствие, к увеличению пропускной способности железных дорог."A rigid connection of the cylinder of the measuring unit of the automatic mode with the non-sprung part of the car, a rigid connection of the end of the compression spring in contact with the piston rod, with the air distributor, the implementation of the regulating unit of the automatic mode in the form of two single-arm levers pivotally connected at one end with a horizontal roller fixed to the rod of the measuring piston block, and rigidly connected by a torsion spring, articulating the other end of the first one-shoulder lever with the non-spring part of the car and providing s contact the other end of the second single-armed lever with the outside of the equalizing piston "leads to the achievement of the braking force corresponding loading wagon whenever its loading. This is due to the fact that the air pressure in the brake cylinder is smoothly controlled directly in the air distributor, and the air pressure in the brake cylinder is determined by the force created in the control unit, which is proportional to any loading of the car. Exact correspondence of the braking force to the load of the car leads to the maintenance of the standard braking distance regardless of the load of the car and, as a result, to an increase in the throughput of the railways.
Причинно-следственная связь «жесткое соединение цилиндра измерительного блока авторежима с необрессоренной частью вагона, жесткое соединение конца пружины сжатия, контактирующего со штоком поршня, с воздухораспределителем, выполнение регулирующего блока авторежима в виде двух одноплечих рычагов, шарнирно связанных одними концами между собой горизонтальным валиком, закрепленным на штоке поршня измерительного блока, и жестко связанных пружиной кручения, шарнирное соединение другого конца первого одноплечего рычага с необрессоренной частью вагона и обеспечение контакта другого конца второго одноплечего рычага с внешней стороной уравнительного поршня приводит к достижению тормозной силы, соответствующей загрузке вагона при любой его загрузке» не обнаружена в уровне техники и явным образом не следует из него. Наличие новой причинно-следственной связи «отличительные существенные признаки - новый результат» свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».Causal relationship: “rigid connection of the cylinder of the automatic mode measuring unit with the non-sprung part of the car, rigid connection of the end of the compression spring in contact with the piston rod, with the air distributor, execution of the automatic mode control unit in the form of two one-arm levers pivotally connected at one end to each other by a horizontal roller fixed on the piston rod of the measuring unit, and rigidly connected by a torsion spring, articulating the other end of the first one-arm lever with non-spring part of the car and ensuring the contact of the other end of the second one-armed lever with the outside of the equalizing piston leads to the achievement of the braking force corresponding to the load of the car at any load ”is not found in the prior art and does not explicitly follow from it. The presence of a new causal relationship "distinctive essential features - a new result" indicates the compliance of the proposed solutions to the patentability criterion of the invention "inventive step".
На чертеже представлена схема тормоза железнодорожного транспортного средства, подтверждающая работоспособность и промышленную применимость заявляемого устройства.The drawing shows a brake circuit of a railway vehicle, confirming the operability and industrial applicability of the claimed device.
Тормоз железнодорожного транспортного средства содержит воздухораспределитель 1, предназначенный для распределения воздушных потоков, запасный резервуар 2, предназначенный для накопления воздуха, необходимого для торможения, тормозной цилиндр 3, предназначенный для создания силы, необходимой для торможения, авторежим 4, предназначенный для автоматического регулирования давления воздуха в тормозном цилиндре 3 при торможении в зависимости от загрузки вагона, и кран машиниста, на чертеже не показан, предназначенный для управления тормозом.The brake of a railway vehicle contains an air distributor 1, designed to distribute air flows, a spare reservoir 2, designed to accumulate the air necessary for braking, a brake cylinder 3, designed to create the force necessary for braking, auto mode 4, designed to automatically control the air pressure in the brake cylinder 3 during braking depending on the load of the car, and the driver’s crane, not shown in the drawing, designed to control the brake ohm
Воздухораспределитель 1 пневматически связан с запасным резервуаром 2, с краном машиниста и с тормозным цилиндром 3.The air distributor 1 is pneumatically connected to the spare tank 2, with the crane of the driver and with the brake cylinder 3.
Воздухораспределитель 1 содержит резервуар 5 и закрепленные на нем орган двух давлений 6 и орган трех давлений 7.The air distributor 1 contains a reservoir 5 and an organ of two pressures 6 fixed thereon and an organ of three pressures 7.
Резервуар 5 выполнен с золотниковой 8, рабочей 9 и атмосферной 10 камерами.The reservoir 5 is made with spool 8, working 9 and atmospheric 10 cameras.
Орган двух давлений 6 воздухораспределителя 1 пневматически связан с краном машиниста тормозной системы, с золотниковой 8 и рабочей 9 камерами резервуара 5 и предназначен для подачи сжатого воздуха в золотниковую 8 и рабочую 9 камеры и выпуска из них воздуха в атмосферу при различных режимах работы тормоза.The two-pressure organ 6 of the air distributor 1 is pneumatically connected to the valve of the driver of the brake system, with the spool 8 and the working 9 chambers of the reservoir 5 and is designed to supply compressed air to the spool 8 and working 9 of the chamber and to release air from them into the atmosphere under various modes of operation of the brake.
Орган трех давлений 7 воздухораспределителя 1 пневматически связан с золотниковой 8, рабочей 9 и атмосферной 10 камерами резервуара 5, краном машиниста и запасным резервуаром 2 тормозной системы и предназначен для распределения воздушных потоков между тормозным цилиндром 3, запасным резервуаром 2, краном машиниста и атмосферой.The three-pressure unit 7 of the air distributor 1 is pneumatically connected to the slide valve 8, the working 9 and the atmospheric 10 chambers of the reservoir 5, the driver’s crane and the brake reservoir 2, and is designed to distribute air flows between the brake cylinder 3, the reserve reservoir 2, the driver’s crane and the atmosphere.
Орган трех давлений 7 содержит главный 11 и уравнительный 12 поршни, расположенные на одной оси соответственно в камере 13 главного поршня 11 и в камере 14 уравнительного поршня 12, и выполнен с обратным клапаном 15, пневматически связанным с краном машиниста и запасным резервуаром 2 и предназначенным для зарядки запасного резервуара 2 сжатым воздухом.The body of three pressures 7 contains the main 11 and equalizing 12 pistons located on the same axis, respectively, in the chamber 13 of the main piston 11 and in the chamber 14 of the equalizing piston 12, and is made with a check valve 15, pneumatically connected to the crane of the driver and a reserve tank 2 and intended for charging reserve tank 2 with compressed air.
Главный поршень 11 разделяет камеру 13 на две полости: полость 16 с внешней стороны главного поршня 11 и полость 17 со стороны штока главного поршня 11. Полость 16 пневматически связана с рабочей камерой 9 резервуара 5 при любом положении главного поршня 11 в камере 13. Полость 17 при любом положении главного поршня 11 в камере 13 пневматически связана с золотниковой камерой 8 резервуара 5, а при крайнем удалении главного поршня 11 в камере 13 относительно уравнительного поршня 12 - еще и с рабочей камерой 9 резервуара 5.The main piston 11 divides the chamber 13 into two cavities: a cavity 16 on the outer side of the main piston 11 and a cavity 17 on the rod side of the main piston 11. The cavity 16 is pneumatically connected to the working chamber 9 of the tank 5 at any position of the main piston 11 in the chamber 13. The cavity 17 at any position of the main piston 11 in the chamber 13, it is pneumatically connected with the spool chamber 8 of the tank 5, and at the extreme removal of the main piston 11 in the chamber 13 relative to the equalizing piston 12, also with the working chamber 9 of the tank 5.
Уравнительный поршень 12 разделяет камеру 14 уравнительного поршня 12 также на две полости: полость 18 с внешней стороны уравнительного поршня 12 и полость 19 со стороны штока уравнительного поршня 12. Полость 19 пневматически связана с тормозным цилиндром 3 тормозной системы, полость 18 - с атмосферной камерой 10 резервуара 5.The equalizing piston 12 divides the chamber 14 of the equalizing piston 12 also into two cavities: a cavity 18 from the outside of the equalizing piston 12 and a cavity 19 from the rod side of the equalizing piston 12. The cavity 19 is pneumatically connected to the brake cylinder 3 of the brake system, the cavity 18 to the atmospheric chamber 10 reservoir 5.
Шток главного поршня 11 выполнен полым и пневматически связан с запасным резервуаром 2.The rod of the main piston 11 is hollow and pneumatically connected to a spare tank 2.
Главный поршень 11 выполнен с подпружиненным тормозным клапаном 20, который предназначен для сообщения тормозного цилиндра 3 с запасным резервуаром 2 или с атмосферой в зависимости от режима работы тормоза и который расположен в полом штоке главного поршня 11.The main piston 11 is made with a spring-loaded brake valve 20, which is designed to communicate the brake cylinder 3 with a spare reservoir 2 or with the atmosphere, depending on the mode of operation of the brake and which is located in the hollow stem of the main piston 11.
Уравнительный поршень 12 выполнен со сквозным осевым отверстием 21 и с возможностью взаимодействия своим штоком с тормозным клапаном 20 главного поршня 11.The equalizing piston 12 is made with a through axial hole 21 and with the possibility of interaction with its rod with the brake valve 20 of the main piston 11.
Атмосферная камера 10 резервуара 5 является продолжением полости 18 камеры уравнительного поршня 12.The atmospheric chamber 10 of the tank 5 is a continuation of the cavity 18 of the chamber of the equalizing piston 12.
Авторежим содержит измерительный блок 22 и регулирующий блок 23.The auto mode comprises a measuring unit 22 and a control unit 23.
Измерительный блок 22 предназначен для определения загрузки (веса) вагона и представляет собой цилиндр 24 с поршнем 25, контактирующим с цилиндрической пружиной сжатия 26, и гильзу 27 с другой цилиндрической пружиной сжатия 28, контактирующей со штоком поршня 25. Поршень 25 выполнен с дроссельным отверстием 29, предназначенным для создания сопротивления перетеканию воздуха через поршень 25 при его перемещении.The measuring unit 22 is designed to determine the load (weight) of the car and is a cylinder 24 with a piston 25 in contact with a cylindrical compression spring 26, and a sleeve 27 with another cylindrical compression spring 28 in contact with the piston rod 25. The piston 25 is made with a throttle bore 29 designed to create resistance to the flow of air through the piston 25 when moving it.
Одновременно измерительный блок 22 выполняет функцию демпфирующего устройства.At the same time, the measuring unit 22 performs the function of a damping device.
Гильза 27 измерительного блока 22 контактирует с воздухораспределителем 1, а его цилиндр 24 жестко закреплен на необрессоренной части вагона 30.The sleeve 27 of the measuring unit 22 is in contact with the air distributor 1, and its cylinder 24 is rigidly fixed to the non-sprung part of the car 30.
Регулирующий блок 23 представляет собой одноплечие рычаги 31, 32, предназначенные для передачи давления от веса вагона на уравнительный поршень 12 со стороны полости 17. Одноплечие рычаги 31, 32 одними концами соединены и шарнирно установлены на горизонтальном валике 33, жестко соединенным со штоком поршня 25 измерительного блока 22. Другой конец первого одноплечего рычага 31 шарнирно соединен с необрессоренной частью 30 вагона, а другой конец второго одноплечего рычага 32 контактирует с внешней стороной уравнительного поршня 12.The control unit 23 is a one-arm levers 31, 32, designed to transfer pressure from the weight of the car to the equalizing piston 12 from the cavity 17. The single-arm levers 31, 32 are connected at one end and pivotally mounted on a horizontal roller 33, rigidly connected to the piston rod 25 of the measuring block 22. The other end of the first one-shoulder lever 31 is pivotally connected to the non-spring part 30 of the car, and the other end of the second one-shoulder lever 32 is in contact with the outside of the equalizing piston 12.
В месте шарнирного соединения одноплечих рычагов 31, 32 на валике 33 установлена пружина кручения 34, каждый усик которой жестко соединен с одноплечим рычагом 31 или 32.In the place of articulation of the one-arm levers 31, 32, a torsion spring 34 is installed on the roller 33, each antenna of which is rigidly connected to the one-arm lever 31 or 32.
Тормоз железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.The brake of a railway vehicle operates as follows.
При порожнем состоянии вагона поршень 25 в измерительном блоке 22 авторежима 4 находится в верхнем крайнем положении, одноплечие рычаги 31 и 32 образуют между собой угол 93°-95°. При этом второй одноплечий рычаг 32 контактирует с внешней стороной уравнительного поршня 12 с усилием, обеспечиваемым пружиной кручения 34.When the car is empty, the piston 25 in the measuring unit 22 of the auto mode 4 is in the upper extreme position, the single-arm levers 31 and 32 form an angle of 93 ° -95 ° between themselves. While the second one-arm lever 32 is in contact with the outer side of the equalizing piston 12 with the force provided by the torsion spring 34.
При загрузке вагона перед началом движения транспортного средства его кузов вместе с тормозом перемещается к необрессоренной части 30 вагона. При этом в измерительном блоке 22 авторежима 4 под действием давления загруженного вагона гильза 27 с пружиной сжатия 28 и поршень 25 со штоком начинают перемещаться к необрессоренной части 30 вагона, сжимая пружину сжатия 26. При этом воздух из подпоршневой полости цилиндра 24 через дроссельное отверстие 29 поршня 25 перетекает в надпоршневую полость этого цилиндра 24.When loading a car before the vehicle starts moving, its body, together with the brake, moves to the non-sprung part 30 of the car. At the same time, in the measuring unit 22 of the automatic mode 4, under the influence of the pressure of the loaded car, the sleeve 27 with the compression spring 28 and the piston 25 with the rod begin to move to the unpressed part 30 of the car, compressing the compression spring 26. At the same time, air from the piston cavity of the cylinder 24 through the throttle bore 29 of the piston 25 flows into the piston cavity of this cylinder 24.
Вместе со штоком поршня 25 вертикально вниз перемещается горизонтальный валик 33 и второй одноплечий рычаг 32, а первый одноплечий рычаг 31 поворачивается вокруг валика 33, уменьшая угол между рычагами 31 и 32. Пружина кручения 34 при этом стремится вернуться в исходное положение, сообщая второму одноплечему рычагу 32 дополнительное усилия прижатия к уравнительному поршню 12.Together with the piston rod 25, a horizontal roller 33 and a second one-arm lever 32 move vertically downward, and the first one-arm lever 31 rotates around the roller 33, decreasing the angle between the levers 31 and 32. The torsion spring 34 tends to return to its original position, informing the second one-arm lever 32 additional pressure against the equalizing piston 12.
Величины вертикального перемещения валика 33, угла поворота первого одноплечего рычага 31, силы скручивания пружины кручения 34 и силы, действующей на уравнительный поршень 12, пропорциональны загрузке вагона.The magnitude of the vertical movement of the roller 33, the angle of rotation of the first one-arm lever 31, the torsion force of the torsion spring 34 and the force acting on the equalizing piston 12 are proportional to the load of the car.
Таким образом, уравнительный поршень 12 оказывается прижатым к стенке камеры 14 в своем крайнем положении силой, соответствующей загрузке вагона. Главный поршень 11 находится в крайнем положении, наиболее удаленном от уравнительного поршня 12.Thus, the equalizing piston 12 is pressed against the wall of the chamber 14 in its extreme position by the force corresponding to the loading of the car. The main piston 11 is in the extreme position farthest from the equalizing piston 12.
При движении транспортного средства его кузов вместе с тормозом совершает колебания относительно необрессоренной части 30 вагона, которые стремятся изменять угол между рычагами 31 и 32 и привести к колебательному изменению силы прижатия второго одноплечего рычага 32 к уравнительному поршню 12. Устранение колебательного изменения силы прижатия второго одноплечего рычага 32 к уравнительному поршню 12 и обеспечение этой силы, зависящей только от загрузки вагона, осуществляется поршнем 25 с дроссельным отверстием 29, выполняющего функцию демпферного устройства.When the vehicle is moving, its body, along with the brake, vibrates with respect to the non-sprung part 30 of the car, which tend to change the angle between the levers 31 and 32 and lead to an oscillatory change in the pressing force of the second one-armed lever 32 to the equalizing piston 12. Elimination of the oscillatory change in the pressed force of the second one-armed lever 32 to the equalizing piston 12 and the provision of this force, depending only on the load of the car, is carried out by the piston 25 with a throttle hole 29, which acts as a damper device.
Зарядка тормоза. Для подготовки тормоза к работе машинист производит его зарядку. Для этого краном машиниста давление воздуха, подаваемого в воздухораспределитель 1, повышается до нормативного зарядного давления. При этом воздухораспределитель 1 срабатывает на зарядку тормоза. Сжатый воздух из крана машиниста через орган двух давлений 6 поступает в золотниковую камеру 8 резервуара 5, что приводит к повышению давления в ней и в полости 17 камеры главного поршня 11 со стороны штока органа трех давлений 7 воздухораспределителя 1. Благодаря повышению давления в полости 17 камеры главный поршень 11 остается в крайнем положении, наиболее удаленном относительно уравнительного поршня 12. В этом положении главного поршня 11 пневматическая связь между полостью 17 камеры главного поршня 11 и рабочей камерой 9 резервуара 5 открыта. Сжатый воздух из золотниковой камеры 8 поступает в рабочую камеру 9 резервуара 5, заряжая ее.Charge the brake. To prepare the brake for operation, the driver charges it. For this, the driver’s crane increases the air pressure supplied to the air distributor 1 to the standard charging pressure. In this case, the air distributor 1 is activated to charge the brake. Compressed air from the driver’s crane through the two-pressure organ 6 enters the spool chamber 8 of the reservoir 5, which leads to an increase in pressure in it and in the chamber 17 of the main piston 11 from the side of the three-pressure organ 7 of the air distributor 1. Due to the increase in pressure in the chamber 17 the main piston 11 remains in the extreme position farthest from the equalizing piston 12. In this position of the main piston 11, the pneumatic connection between the cavity 17 of the chamber of the main piston 11 and the working chamber 9 of the tank 5 is open. Compressed air from the spool chamber 8 enters the working chamber 9 of the tank 5, charging it.
При этом давление в полости камеры 19 уравнительного поршня 12 со стороны штока остается атмосферным, и уравнительный поршень 12 находится в крайнем положении, наиболее близком к главному поршню 11.In this case, the pressure in the cavity of the chamber 19 of the equalizing piston 12 from the rod side remains atmospheric, and the equalizing piston 12 is in the extreme position closest to the main piston 11.
При этом подпружиненный тормозной клапан 20 остается прижатым к штоку главного поршня 11, закрывая пневматическую связь запасного резервуара 2 с тормозным цилиндром 3, и давление в тормозном цилиндре 3 не изменяется, оставаясь атмосферным.In this case, the spring-loaded brake valve 20 remains pressed against the rod of the main piston 11, closing the pneumatic connection of the spare reservoir 2 with the brake cylinder 3, and the pressure in the brake cylinder 3 does not change, remaining atmospheric.
Одновременно сжатый воздух из крана машиниста через обратный клапан 15 органа трех давлений 7 поступает в запасный резервуар 2, заряжая его.At the same time, compressed air from the driver’s crane, through the check valve 15 of the three-pressure organ 7, enters the reserve tank 2, charging it.
В результате зарядки в воздухораспределителе 1 и в запасном резервуаре 2 давление достигает нормативного зарядного значения, а в тормозном цилиндре 3 - атмосферного. Тормоз готов к дальнейшей работе.As a result of charging in the air distributor 1 and in the spare tank 2, the pressure reaches the standard charging value, and in the brake cylinder 3 - atmospheric. The brake is ready for further work.
Торможение. При необходимости снижения скорости или остановки поезда машинист производит торможение. Для этого краном машиниста давление сжатого воздуха, подаваемого в воздухораспределитель 1, понижается, и воздухораспределитель 1 срабатывает на торможение тормоза. Сжатый воздух из золотниковой камеры 8 через орган двух давлений 6 уходит в атмосферу, и давление в ней понижается до давления, установленного краном машиниста. Это приводит к понижению давления в полости 17 камеры главного поршня 11 и соответственно к перемещению главного поршня 11 из крайнего положения к уравнительному поршню 12.Braking. If it is necessary to reduce the speed or stop the train, the driver performs braking. To do this, the crane operator pressure of the compressed air supplied to the air distributor 1 is reduced, and the air distributor 1 is activated to brake the brake. Compressed air from the spool chamber 8 through an organ of two pressures 6 goes into the atmosphere, and the pressure in it decreases to the pressure set by the crane operator. This leads to a decrease in pressure in the cavity 17 of the chamber of the main piston 11 and, accordingly, to the movement of the main piston 11 from the extreme position to the equalizing piston 12.
Перемещение главного поршня 11 приводит к закрытию пневматической связи между золотниковой 8 и рабочей 9 камерами резервуара 5 и, как следствие, к увеличению объема рабочей камеры 9 и понижению в ней давления воздуха.The movement of the main piston 11 leads to the closure of the pneumatic connection between the spool 8 and the working 9 chambers of the tank 5 and, as a consequence, to increase the volume of the working chamber 9 and lower the air pressure in it.
Главный поршень 11 перемещается вместе с тормозным клапаном 20. В момент контакта тормозного клапана 20 со штоком уравнительного поршня 12 он останавливается, а главный поршень 11 со штоком продолжает смещаться относительно неподвижного тормозного клапана 20. В результате отверстие 21 в штоке уравнительного поршня 12 закрывается тормозным клапаном 20, что приводит к прекращению пневматической связи полости 19 камеры уравнительного поршня 12 со стороны штока с атмосферной камерой 10 резервуара 5. Кроме того, между тормозным клапаном 20 и штоком главного поршня 11 образуется зазор, который обеспечивает пневматическую связь запасного резервуара 2 с полостью 19 камеры уравнительного поршня 12, что приводит к повышению давления в полости 19.The main piston 11 moves together with the brake valve 20. At the moment of contact of the brake valve 20 with the stem of the balancing piston 12, it stops, and the main piston 11 with the rod continues to move relative to the stationary brake valve 20. As a result, the hole 21 in the stem of the balancing piston 12 is closed by the brake valve 20, which leads to the termination of the pneumatic connection of the cavity 19 of the chamber of the equalizing piston 12 from the side of the rod with the atmospheric chamber 10 of the tank 5. In addition, between the brake valve 20 and the main stem of the second piston 11, a gap is formed that provides pneumatic connection of the spare tank 2 with the cavity 19 of the chamber of the equalizing piston 12, which leads to an increase in pressure in the cavity 19.
Повышение давления в полости 19 камеры уравнительного поршня 12 приводит к перемещению уравнительного поршня 12 из крайнего положения, удаляясь от главного поршня 11. Перемещение уравнительного поршня 12 приводит к уменьшению давления на подпружиненный клапан 20, что позволяет ему перемещаться вместе с уравнительным поршнем 12, при этом отверстие 21 в штоке уравнительного поршня 12 остается закрытым.The increase in pressure in the cavity 19 of the chamber of the balancing piston 12 leads to the displacement of the balancing piston 12 from its extreme position, moving away from the main piston 11. Moving the balancing piston 12 reduces the pressure on the spring-loaded valve 20, which allows it to move together with the balancing piston 12, while the hole 21 in the shaft of the equalizing piston 12 remains closed.
Кроме того, перемещение уравнительного поршня 12 приводит к повороту второго одноплечего рычага 32 относительно валика 33 и к скручиванию пружины кручения 34, которое приводит к появлению силы, препятствующей повороту этого рычага и действующей на уравнительный поршень 12 в направлении, противоположном его перемещению. Перемещение уравнительного поршня 12 продолжается, пока давление в полости 19 камеры уравнительного поршня 12 обеспечивает силу, большую по величине силы, созданной пружиной кручения 34, с которой действует на уравнительный поршень второй одноплечий рычаг 32.In addition, the movement of the equalization piston 12 leads to the rotation of the second one-shoulder lever 32 relative to the roller 33 and torsion of the torsion spring 34, which leads to the appearance of a force that prevents the rotation of this lever and acts on the equalization piston 12 in the direction opposite to its movement. The movement of the equalizing piston 12 continues while the pressure in the cavity 19 of the chamber of the equalizing piston 12 provides a force greater than the force created by the torsion spring 34 with which the second one-arm lever 32 acts on the equalizing piston.
Одновременно повышение давления в полости 19 камеры уравнительного поршня 12 приводит к повышению давления в тормозном цилиндре 3.At the same time, an increase in pressure in the cavity 19 of the equalizing piston chamber 12 leads to an increase in pressure in the brake cylinder 3.
Повышение в тормозном цилиндре давления создает тормозную силу, которая увеличивается до перевода тормоза в режим перекрыши.The increase in pressure in the brake cylinder creates a braking force that increases until the brake enters the overlap mode.
Перекрыша тормоза. Для поддержания тормозной силы на достигнутом при торможении уровне до момента остановки поезда тормоз переводится в режим перекрыши. Для этого кран машиниста прекращает снижать давление воздуха, подаваемого в воздухораспределитель 1, и поддерживает его постоянным. Воздухораспределитель 1 при этом срабатывает на перекрышу тормоза. Давление воздуха в золотниковой 8 и рабочей 9 камерах резервуара 5 снижается до давления воздуха, установленного краном машиниста, и затем поддерживается на этом уровне. При этом главный поршень 11 останавливается при достижении в золотниковой 8 и рабочей 9 камерах давления воздуха, установленного краном машиниста. Величина смещения главного поршня 11 определяется величиной снижения давления воздуха относительно нормативного зарядного давления в золотниковой камере 8 и соответственно давления воздуха, подаваемого в воздухораспределитель 1 краном машиниста.Overlapping brakes. To maintain the braking force at the level achieved during braking, until the train stops, the brake is put into shutoff mode. For this, the driver’s crane stops reducing the pressure of the air supplied to the air distributor 1, and keeps it constant. The air distributor 1 is thus triggered by the overlap of the brake. The air pressure in the spool 8 and the working 9 chambers of the tank 5 is reduced to the air pressure set by the driver’s crane, and then maintained at this level. In this case, the main piston 11 stops when the air pressure set by the operator’s crane in the spool 8 and the working 9 chambers is reached. The magnitude of the displacement of the main piston 11 is determined by the magnitude of the decrease in air pressure relative to the standard charge pressure in the spool chamber 8 and, accordingly, the air pressure supplied to the air distributor 1 by the driver’s crane.
Уравнительный поршень 12 вместе с тормозным клапаном 20 продолжает перемещаться. Тормозной клапан 20 прижимается к штоку главного поршня 11, после остановки последнего пневматическое сообщение запасного резервуара 2 с полостью 19 камеры уравнительного поршня 12 и с тормозным цилиндром 3 прекращается, а пневматическое сообщение их с атмосферой по-прежнему останется закрытым. Повышение давления воздуха в полости 19 камеры уравнительного поршня 12 прекращается, а уравнительный поршень 12 продолжит движение до момента, когда сила, действующая на уравнительный поршень 12 со стороны второго одноплечего рычага 32, создаваемая пружиной кручения 34, уравновесится силой, действующей на уравнительный поршень 12 со стороны камеры 19, создаваемой давлением воздуха в камере 19.Equalization piston 12 together with the brake valve 20 continues to move. The brake valve 20 is pressed against the stem of the main piston 11, after the last stop, the pneumatic communication of the spare tank 2 with the cavity 19 of the balancing piston chamber 12 and with the brake cylinder 3 is stopped, and their pneumatic communication with the atmosphere will still remain closed. The increase in air pressure in the cavity 19 of the chamber of the equalizing piston 12 stops, and the equalizing piston 12 continues to move until the force acting on the equalizing piston 12 from the side of the second single-arm lever 32 created by the torsion spring 34 is balanced by the force acting on the equalizing piston 12 with side of the chamber 19 created by air pressure in the chamber 19.
Таким образом, давление воздуха в полости 19 камеры уравнительного поршня 12 со стороны штока и соответственно давление воздуха в тормозном цилиндре 3 поддерживается постоянным и определяется величиной силы скручивания пружины кручения 34 регулирующего блока 22 авторежима 4, которая определяется загрузкой вагона и величиной смещения уравнительного поршня 12, которая, в свою очередь, зависит от величины смещения главного поршня 11.Thus, the air pressure in the chamber cavity 19 of the equalizing piston 12 from the rod side and, accordingly, the air pressure in the brake cylinder 3 is kept constant and is determined by the value of the torsion force of the torsion spring 34 of the control unit 22 of the automatic mode 4, which is determined by the load of the car and the offset value of the equalizing piston 12, which, in turn, depends on the displacement of the main piston 11.
При этом тормозная сила, создаваемая тормозным цилиндром 3, поддерживается постоянной и соответствует загрузке вагона, независимо от величины этой загрузки. Это обусловлено плавным регулированием давления воздуха в тормозном цилиндре, осуществляемым непосредственно в воздухораспределителе.In this case, the braking force created by the brake cylinder 3 is maintained constant and corresponds to the load of the car, regardless of the magnitude of this load. This is due to the smooth regulation of air pressure in the brake cylinder, carried out directly in the air distributor.
Это приводит к тому, что при любой загрузке вагона тормозной путь остается нормативным. При загрузке вагона более 60% от его грузоподъемности тормозной путь остается таким же, как при загрузке вагона менее 60% от его грузоподъемности.This leads to the fact that with any loading of the car the braking distance remains normative. When loading a car more than 60% of its carrying capacity, the stopping distance remains the same as when loading a car less than 60% of its carrying capacity.
Обеспечение нормативного значения тормозного пути вагонов с любой загрузкой приводит к увеличению пропускной способности железных дорог.Providing the normative value of the stopping distance of cars with any load leads to an increase in the throughput of railways.
Отпуск тормоза. Для продолжения движения тормоз отпускается. Для этого краном машиниста давление сжатого воздуха, подаваемого в воздухораспределитель 1, повышается до нормативного зарядного, и воздухораспределитель 1 срабатывает на отпуск тормоза. Сжатый воздух из крана машиниста через орган двух давлений 6 поступает в золотниковую камеру 8 резервуара 5, давление в ней повышается, что приводит к повышению давления в полости 17 камеры главного поршня 11 со стороны штока и соответственно к перемещению главного поршня 11 в направлении от уравнительного поршня 12. В своем крайнем положении главный поршень 11 открывает пневматическую связь золотниковой 8 и рабочей 9 камер резервуара 5. Сжатый воздух из золотниковой камеры 8 поступает в рабочую камеру 9 резервуара 5, заряжая ее.Brake release. To continue driving, the brake is released. For this, the driver’s crane increases the pressure of the compressed air supplied to the air distributor 1 to the standard charging one, and the air distributor 1 is activated to release the brake. Compressed air from the driver’s crane through a two-pressure organ 6 enters the spool chamber 8 of the tank 5, the pressure in it rises, which leads to an increase in pressure in the chamber 17 of the main piston 11 from the stem side and, accordingly, to the main piston 11 moving away from the equalizing piston 12. In its extreme position, the main piston 11 opens the pneumatic connection of the slide valve 8 and the working chamber 9 of the tank 5. Compressed air from the slide chamber 8 enters the working chamber 9 of the tank 5, charging it.
При перемещении главного поршня 11 в направлении от уравнительного поршня 12 тормозной клапан 20 отходит от уравнительного поршня 12, открывая в нем отверстие 21 и, тем самым, пневматически соединяя тормозной цилиндр 3 с атмосферой.When moving the main piston 11 in the direction from the equalizing piston 12, the brake valve 20 moves away from the equalizing piston 12, opening an opening 21 in it and thereby pneumatically connecting the brake cylinder 3 to the atmosphere.
Давление в тормозном цилиндре 3 и в полости 19 камеры уравнительного поршня 12 со стороны штока снижается, и уравнительный поршень 12 под действием силы скручивания пружины кручения 34 перемещается в направлении главного поршня 11 до своего крайнего положения. При этом отсутствует зазор между штоком уравнительного поршня 12 и подпружиненным тормозным клапаном 20, который прижат к штоку главного поршня 11.The pressure in the brake cylinder 3 and in the chamber cavity 19 of the balancing piston 12 from the rod side decreases, and the balancing piston 12 moves under the influence of the torsion force of the torsion spring 34 in the direction of the main piston 11 to its extreme position. There is no gap between the stem of the equalizing piston 12 and the spring-loaded brake valve 20, which is pressed against the rod of the main piston 11.
Таким образом, пневматическое сообщение тормозного цилиндра 3 с запасным резервуаром 2 закрыто, а с атмосферой открыто, что приводит к уменьшению давления воздуха в тормозном цилиндре 3 и тормозной силы до нуля.Thus, the pneumatic communication of the brake cylinder 3 with the spare tank 2 is closed, and open with the atmosphere, which leads to a decrease in air pressure in the brake cylinder 3 and the braking force to zero.
Одновременно сжатый воздух из крана машиниста через обратный клапан 15 органа трех давлений 7 воздухораспределителя 1 поступает в запасный резервуар 2, подзаряжая его до нормативного зарядного давления.At the same time, compressed air from the driver’s crane through the check valve 15 of the three-pressure organ 7 of the air distributor 1 enters the spare tank 2, recharging it to the standard charging pressure.
Тормозная сила при этом отсутствует, а тормоз готов к новому торможению.There is no braking force, and the brake is ready for new braking.
Опытные испытания заявляемого тормоза и тормоза прототипа проводились в лаборатории автотормозов ДВГУПС на натурном стенде, моделирующем тормоз четырехосного грузового вагона. В испытаниях использованы типовые воздухораспределитель 483М, авторежим 265, запасный резервуар объемом 78 литров и тормозной цилиндр 188Б диаметром 356 мм. А также был модернизирован воздухораспределитель 483М, из которого удален переключатель режимов торможения и в него установлен второй одноплечий рычаг заявляемого авторежима. Заявляемый авторежим был изготовлен в учебных мастерских кафедры «Технология металлов» ДВГУПС. Загрузка вагона имитировалась перемещением вилки в корпус типового авторежима при испытании тормоза прототипа и перемещением цилиндра заявляемого авторежима к воздухораспределителю при испытании заявляемого тормоза.Experimental tests of the inventive brakes and prototype brakes were carried out in the DVGUPS auto brake laboratory at a full-scale stand simulating the brake of a four-axle freight car. The tests used a typical 483M air distributor, 265 auto mode, a 78 liter spare tank and an 188B brake cylinder with a diameter of 356 mm. And also the 483M air distributor was modernized, from which the brake mode switch was removed and the second one-arm lever of the claimed auto mode was installed in it. The inventive auto mode was made in the training workshops of the department "Technology of metals" DVGUPS. The loading of the car was simulated by moving the plug into the case of a typical auto mode when testing the prototype brake and by moving the cylinder of the inventive auto mode to the air distributor when testing the inventive brake.
При испытаниях измерялось давление воздуха в тормозном цилиндре и усилие прижатия колодок к колесам при торможении. Для измерения давления воздуха и усилия прижатия тормозных колодок к колесам использовалась установка СИТОВ. Испытания проводились с изменением загрузки вагона с шагом 6.5 тс, что соответствовало прогибу рессорного подвешивания 4 мм. При каждом испытании была проведена серия из 10 опытов.During the tests, the air pressure in the brake cylinder and the pressing force of the pads to the wheels during braking were measured. To measure the air pressure and the pressure of the brake pads against the wheels, the CITOV installation was used. The tests were carried out with a change in the wagon loading in increments of 6.5 tf, which corresponded to a spring suspension deflection of 4 mm. In each test, a series of 10 experiments was carried out.
Усредненные результаты испытаний представлены в таблице.The average test results are presented in the table.
Сопоставительный анализ результатов испытаний показал, что на вагонах с загрузкой, превышающей 60% от грузоподъемности вагона, давление воздуха в тормозном цилиндре и усилие прижатия тормозной колодки к колесу заявляемого тормоза увеличено по сравнению с прототипом до величины, необходимой для создания тормозной силы, соответствующей загрузке вагона. Увеличение тормозной силы у вагонов с полной загрузкой свидетельствует об уменьшении тормозного пути до нормативного уровня, что позволяет увеличить пропускную способность железных дорог.A comparative analysis of the test results showed that on cars with a load exceeding 60% of the car load capacity, the air pressure in the brake cylinder and the force of pressing the brake pads against the wheel of the claimed brake was increased compared with the prototype to the value necessary to create the braking force corresponding to the load of the car . The increase in braking force in cars with full load indicates a decrease in braking distance to the standard level, which allows to increase the throughput of railways.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113831/11A RU2535364C2 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Railway vehicle brake |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113831/11A RU2535364C2 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Railway vehicle brake |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013113831A RU2013113831A (en) | 2014-10-10 |
| RU2535364C2 true RU2535364C2 (en) | 2014-12-10 |
Family
ID=53286007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013113831/11A RU2535364C2 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Railway vehicle brake |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2535364C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4653812A (en) * | 1985-09-16 | 1987-03-31 | General Signal Corporation | Truck mounted pneumatic brake control system |
| US5303987A (en) * | 1993-07-12 | 1994-04-19 | Westinghouse Air Brake Company | Empty/load changeover valve for railway car |
| RU2391235C1 (en) * | 2009-03-12 | 2010-06-10 | Открытое акционерное общество МТЗ ТРАНСМАШ | Rolling stock braking system |
-
2013
- 2013-03-27 RU RU2013113831/11A patent/RU2535364C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4653812A (en) * | 1985-09-16 | 1987-03-31 | General Signal Corporation | Truck mounted pneumatic brake control system |
| US5303987A (en) * | 1993-07-12 | 1994-04-19 | Westinghouse Air Brake Company | Empty/load changeover valve for railway car |
| RU2391235C1 (en) * | 2009-03-12 | 2010-06-10 | Открытое акционерное общество МТЗ ТРАНСМАШ | Rolling stock braking system |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DE 4443003 A1, (05.06.1996; . * |
| В.Р. Асадченко, "Автоматические тормоза подвижного состава", Учебное пособие для вузов ж.- д. транспорта, - М.:МАРШРУТ, 2006, с. 67 - 89, 94 - 111, 124 - 133, 138 - 142, 194 - 202; . * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013113831A (en) | 2014-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105501247B (en) | A kind of brakes for goods train | |
| RU130273U1 (en) | ELECTRIC PNEUMATIC BRAKE SYSTEM | |
| RU2402443C1 (en) | Goods' car brake | |
| CA2036703A1 (en) | Empty/load changeover valve for railway car | |
| RU2432273C2 (en) | Railway vehicle load brake valve with progressive elasticity characteristic | |
| US6352315B1 (en) | Load dependent braking pressure regulating device for railway vehicles | |
| RU2535364C2 (en) | Railway vehicle brake | |
| RU147004U1 (en) | RAILWAY BRAKE | |
| RU2399526C1 (en) | Rolling stock brake | |
| CN106740774B (en) | A kind of rolling stock and its weighing valve | |
| KR101993302B1 (en) | Actuator for automobile impact test | |
| CA2273398C (en) | Load proportional brake cylinder pressure limiting system | |
| US4359247A (en) | Brake for rail vehicles | |
| US3369846A (en) | Variable load brake control apparatus | |
| US3929384A (en) | Empty and load brake apparatus | |
| CN110914651B (en) | Device and method for determining the load of a vehicle | |
| CN202006807U (en) | Empty and load two-stage automatic regulator for railway vehicles | |
| RU2322365C2 (en) | Rail train compensating load brake | |
| RU58475U1 (en) | AUTOMATIC PRESSURE REGULATOR IN THE BRAKE CYLINDER | |
| RU2676887C1 (en) | Drive of automatic regulator of braking modes of railway vehicle | |
| RU110696U1 (en) | MAIN PISTON OF THE MAIN PART OF THE AIR DISTRIBUTOR | |
| RU2322364C1 (en) | Rail vehicle load duty autoregulator | |
| CN220742991U (en) | Braking system capable of adjusting braking force according to load | |
| RU2311308C1 (en) | Rail vehicle braking automatic controller | |
| RU2322363C1 (en) | Rail train compensating load brake |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180328 |