Приборы управления тормозами

4.1. Общие характеристики поездных кранов машиниста

На тяговом подвижном составе применяют четыре типа поездных кранов машиниста:

непрямодействующие с неавтоматическими перекрышами без питания тормозной магистрали (№ 334Э на электропоездах);

прямодействующие с автоматическими перекрышами (№ 326 на локомотивах промышленного транспорта);

универсальные для управления тормозами пассажирских и грузовых поездов с неавтоматическими перекрышами - с питанием и без питания тормозной магистрали (№ 328, 394М и 395М);

универсальные с дистанционным управлением (№ 130).

К кранам машиниста предъявляются технические требования:

при зарядке тормозной сети и отпуске тормозов должна осуществляется интенсивная подача сжатого воздуха;

в поездном положении крана в тормозной магистрали должно поддерживаться установленное зарядное давление при наличии в главном резервуаре рабочего давления;

должно обеспечиваться регулирование тормозной силы бесступенчатым либо ступенчатым снижением давления в магистрали и таким же повышением его при отпуске тормозов (ступенчатым или бесступенчатым);

при управлении прямодействующими тормозами должно поддерживаться на одном уровне давление воздуха в тормозной магистрали независимо от допускаемых утечек воздуха из нее и расхода на зарядку истощающихся запасных резервуаров при длительных торможениях на затяжных и крутых спусках, пополнения утечек из тормозных цилиндров;

для выполнения экстренного торможения кран должен обеспечивать интенсивную разрядку тормозной магистрали прямым сообщением с атмосферой;

выполнение машинистом любой манипуляции по установке ручки крана в необходимое положение при управлении тормозами поезда не должно требовать затраты времени более нескольких долей секунды и отвлекать машиниста от наблюдения за показаниями путевых сигналов;

струйное движение воздуха в тормозной магистрали, вызванное ее разрядкой при служебном торможении, должно прекращаться без пневматического удара и последующего скачка давления в головной части поезда;

для обеспечения надежного отпуска тормозов в длинносоставных грузовых поездах кран машиниста должен обладать свойством, позволяющим создавать в тормозной магистрали сверхзарядное давление с последующим переходом на нормальное зарядное медленным темпом, не вызывающим срабатывания воздухораспределителей на торможение.

Применяемые универсальные краны машиниста № 394М, 395М обеспечивают:

ускоренный отпуск и зарядку тормозов прямым сообщением главного резервуара с магистралью с последующей длительной выдержкой повышенного давления и переходом на нормальное зарядное давление темпом мягкости без срабатывания автотормозов;

интенсивное питание тормозной магистрали в поездном положении ручки крана;

перекрышу с питанием и без питания магистрали;

экстренное торможение прямым сообщением тормозной магистрали с атмосферой;

два темпа служебного торможения (краны № 394М, 395М) при наличии положения VA для управления тормозами грузовых поездов с массой 6000т и более;

возможность управления электропневматическими тормозами (краны № 328, 395М).

Величина ступени торможения кранами № 394М, 395М зависит от времени выдержки ручки в тормозном положении и определяется глубиной разрядки уравнительного резервуара. Для прекращения снижения давления в этом резервуаре необходимо перевести ручку крана в положение перекрыши. Краны такого типа называются кранами с неавтоматической перекрышей.

На всех локомотивах установлены краны № 254 вспомогательного тормоза клапанно-поршневого типа, которые восполняют утечки сжатого воздуха из тормозных цилиндров в тормозных положениях (прямодействующие) и имеют автоматические перекрыши.

4.2. Краны машиниста № 394М, 395М

Конструкция крана. Кран состоит из шести частей: корпуса нижней (уравнительной) части, редуктора зарядного давления, средней (зеркала золотника) части, верхней (золотниковой) части, стабилизатора темпа ликвидации сверхзарядного давления и электрического контроллера.

В верхней части крана имеется латунный золотник 12, соединенный стержнем 17 с ручкой 13 крана, которая закреплена контргайкой 15. На крышке 11 верхней части имеется семь фиксированных положений. Стержень уплотнен в верхней части крышки манжетой 18. При любом положении ручки крана машиниста в полости над золотником всегда присутствует сжатый воздух давлением главных резервуаров для прижатия золотника к зеркалу золотника и исключения пропуска воздуха по притирочным поверхностям.

1 - цоколь, 2 - штуцер; 3, 8 - манжеты; 4, 18, 23, 30 - пружины, 5 - впускной клапан, 6 - втулка, 7 - уравнительный поршень, 9 - латунное кольцо, 10 - средняя часть, 11 - крышка, 12 - золотник, 13 - ручка, 14 - фиксатор, 15 - гайка, 16 - винт, 17 - стержень, 19 - шайба, 20 - шпилька, 21 - штифт, 22 - фильтр, 24 - питательный клапан, 25 - втулка, 26 - крышка редуктора, 27 - диафрагма, 28 - упорная шайба, 29 - корпус редуктора, 31 - регулировочный стакан, 32 - упорка, 33 - втулка, 34 - обратный клапан

золотник                                                                   зеркало золотника

1 - выемка для смазки, 2 - отверстие 4мм для сообщения полости над уравнительным поршнем через обратный клапан с тормозной магистралью при III положении, 3 - отверстие 16мм, постоянно сообщенное с тормозной магистралью, 4 - выемка и отверстие 2,3мм, соединяющие уравнительный резервуар с атмосферой при V положении, 5 - отверстие 0,75мм для медленной разрядки уравнительного резервуара при VА положении, 6 - отверстие 5мм из питательной магистрали для зарядки полости над уравнительным поршнем при I положении, 7 - выемка для сообщения уравнительного резервуара с полостью над мембраной редуктора при II положении, 8 - выемка для сообщения питательной магистрали с питательным клапаном редуктора при II положении, 9 - канал, сообщающий питательную с тормозной магистралью при I положении и тормозную магистраль с атмосферой при VI положении и выемка, соединяющую питательную магистраль с питательным клапаном редуктора при I положении, 10 - отверстие 3мм, сообщающее уравнительный резервуар с атмосферой при V положении и выемка для сообщения полости над уравнительным поршнем с атмосферой при VI положении, 11 - выемка, соединяющая полость над уравнительным поршнем со стабилизатором при I и II положениях, 12 - отверстие 5мм, соединяющее полость над уравнительным поршнем с атмосферой при экстренном торможении, 13 - канал, сообщающий тормозную магистраль с атмосферой при экстренном торможении, 14 - отверстие 3мм к стабилизатору, 15 - смазочные канавки, 16 - отверстие 16мм, постоянно сообщенное с тормозной магистралью, 17 - канал с дугообразной выемкой, постоянно сообщенной с питательной магистралью, 18 - выемка и отверстие 3мм к питательному клапану редуктора, 19 - отверстие 3мм из полости над мембраной редуктора, 20 - отверстие 3мм и выемка из уравнительного резервуара, 21 - отверстие 3мм к обратному клапану из полости над уравнительным поршнем, 22 - выемка и отверстие 5мм из полости над уравнительным поршнем, 23 - отверстие 3мм из полости над уравнительным поршнем

Средняя часть 10 представляет собой чугунную отливку, верхняя часть которой является зеркалом золотника. В корпусе средней части запрессована бронзовая втулка, являющаяся седлом алюминиевого обратного клапана III положения.

В нижней части находятся пустотелый двухседельчатый впускной клапан 5 и уравнительный поршень 7, хвостовик которого является выпускным клапаном. Уравнительный поршень уплотнен ре зиновой манжетой 8 и латунным кольцом 9 и вставлен в бронзовую втулку (подъем - 4,5-6,1мм, ход вниз - 2,0-3,0мм). Впускной клапан прижимается к седлу 6 пружиной 4 (11кгс). Хвостовик впускного клапана уплотнен резиновой манжетой 3, установленной в цоколе 1. В нижнюю часть корпуса ввернуты четыре шпильки, которые скрепляют все три части крана через резиновые прокладки, а также сетчатый фильтр 22.

              двухседельчатый            седло уравнительного                      уравнительный поршень

                    клапан                                      поршня

        возбудительный  питательный                     фильтр                   седло питательного              обратный

              клапан                   клапан                                                                      клапана                       клапан

Редуктор зарядного давления и стабилизатор темпа ликвидации сверхзарядного давления крепятся к корпусу нижней части крана.

1 -заглушки, 2 - пружины клапанов, 3 - клапаны (питательный и возбудительный), 4 - крышки, 5 - втулки клапанов, 6 - мембраны, 7 - опорные шайбы, 8 - корпуса, 9 - регулировочные пружины, 10 - регулировочные стаканы

Редуктор одностороннего действия предназначен для автоматического поддержания установленного зарядного давления в уравнительном объеме крана машиниста при поездном положении ручки. Редуктор состоит из двух частей: верхней - крышки и нижней - корпуса, между которыми зажата металлическая мембрана. В крышке расположены питательный клапан, втулка (седло) питательного клапана, пружина (3кгс) и заглушка. В корпус ввернут регулировочный стакан, с помощью которого изменяется усилие регулировочной пружины (95кгс) на опорную шайбу.

Стабилизатор предназначен для автоматической ликвидации сверхзарядного давления из уравнительного объема крана постоянным темпом при поездном положении ручки. Стабилизатор состоит из крышки с калиброванным отверстием диаметром 0,45мм и корпуса, между которыми зажата мембрана. В крышке расположены возбудительный клапан с пружиной (3кгс), седло возбудительного клапана и заглушка. В корпус ввернут регулировочный стакан, с помощью которого изменяется усилие регулировочной пружины (16кгс) на опорную шайбу.

Краны машиниста № 394,395 имеют 7 положений:

I - отпуск и зарядка;

II - поездное (автоматическая ликвидация сверхзарядного давления, поддержание зарядного давления, отпуск тормозов;

III - перекрыша без питания ТМ;

IV - перекрыша с питанием ТМ;

V - служебное торможение;

VA - для управления тормозами длинносоставных поездов или VЭ - для управления ЭПТ;

VI - экстренное торможение.

Действие крана машиниста

ОК - обратный клапан, ГР - канал главного резервуара, ТМ - тормозная магистраль, Ат - атмосферные каналы, УР - канал уравнительного резервуара, С - канал стабилизатора, УК - канал уравнительной камеры, Р - канал редуктора, Д - канал диафрагмы, УП - уравнительный поршень, К1 - отверстие 1,6мм для зарядки уравнительного резервуара, К2 - отверстие 2,3мм для разрядки уравнительного резервуара, К3 - отверстие 0,75мм для замедленной разрядки уравнительного резервуара, К4 - отверстие 0,45мм стабилизатора

I положение ручки крана

Отпуск и зарядка. Сжатый воздух из питательной магистрали проходит в камеру над золотником и по двум широким каналам в тормозную магистраль. Первый путь - по выемке золотника, второй - по притирке открытого впускного клапана (10мм). Впускной клапан открыт хвостовиком уравнительного поршня, на который оказывает давление воздух камеры У1 над уравнительным поршнем (0,2л). В камеру У1 воздух проходит из питательной магистрали двумя путями: первый - через отверстие в золотнике (5мм), второй - через другое отверстие золотника (5мм), фильтр и открытый питательный клапан редуктора зарядного давления. Потоком воздуха из камеры над уравнительным поршнем по второму пути создается воздушный буфер, препятствующий ходу загрязненного воздуха из камеры над золотником под питательный клапан редуктора. По каналу с калиброванным отверстием диаметром 1,6мм (1,8мм при установке электропневматической приставки системы САУТ) из камеры над уравнительным поршнем заряжается уравнительный резервуар объемом 20л (время зарядки до 5,0кгс/см2 30-35с). Канал питания уравнительного резервуара заужен для того, чтобы ручку крана можно было выдерживать в I положении более продолжительное время, сообщая в то же время питательную магистраль двумя широкими путями с тормозной магистралью. Суммарный объем уравнительного резервуара и камеры над уравнительным поршнем составляет 20,2л и называется уравнительным объемом.

Автоматическая ликвидация сверхзарядного давления. При поездном положении ручки крана машиниста уравнительный резервуар УP и камера над уравнительным поршнем У1 сообщаются золотником с камерой У2 над металлической мембраной редуктора (3мм) и камерой над возбудительным клапаном стабилизатора (3мм). Усилием пружины стабилизатора мембрана прогибается вверх и открывает возбудительный клапан. Воздух уравнительного объема проходит в камеру У3 над мембраной стабилизатора и по калиброванному отверстию диаметром 0,45мм выходит в атмосферу. Давление воздуха в камере У3 поддерживается постоянным (0,15кгс/см2) соответствующее усилию регулировочной пружины стабилизатора. Так как истечение воздуха из уравнительного объема в атмосферу происходит все время при постоянном давлении в камере У3, то стабилизатор обеспечивает постоянный темп ликвидации сверхзарядного давления из уравнительного объема. Уравнительный поршень, находящийся под давлением воздуха уравнительного объема и тормозной магистрали, поднимается вверх и открывает выпускной клапан, по которому воздух из ТМ уходит в атмосферу. Темп ликвидации сверхзарядного давления из тормозной магистрали (3,5л в минуту) не зависит от утечки из нее.

II положение ручки крана

ликвидация сверхзарядного давления

Принцип работы стабилизатора

При нахождении ручки крана машиниста в I положении давление в уравнительном резервуаре повышается до установленного инструкцией, а в тормозной магистрали давление зависит от длины состава.

После перевода ручки крана машиниста из I во II положение давление воздуха над уравнительным поршнем резко падает до величины давления в уравнительном резервуаре.

В короткосоставных поездах происходит кратковременный подъём поршня и выброс избыточного воздуха из магистрали в атмосферу до выравнивания давлений на поршне снизу и сверху. А в длинносоставных поездах выброс избыточного воздуха из головного участка магистрали через выпускной клапан крана в атмосферу не происходит, так как воздух из головного участка магистрали успевает уйти по длине поезда в хвостовую его часть.

Кратковременный выброс избыточного воздуха из магистрали прослушивается по шумовому эффекту. Этот выброс характеризует тормозную магистраль. Если при отпуске тормозов длинносоставного поезда после пользовании положением I ручки появляется шумовой эффект, то это свидетельствует об укорочении магистрали, т е в составе поезда перекрыли кран или образовалась ледяная пробка.

Первоначальный выброс воздуха из магистрали называют первой стадией ликвидации сверхзарядки в ней. Она завершается выравниванием давлений воздуха в тормозной магистрали и в уравнительном объеме.

Дальнейшую постепенную ликвидацию сверхзарядки магистрали выполняет стабилизатор. Через притирку клапана стабилизатора воздух из уравнительного объема поступает в камеру С1 над мембраной стабилизатора, а из этой камеры воздух выходит в атмосферу через дроссельное отверстие диаметром 0,45мм. Но сечение этого дросселя намного меньше открываемого возбудительным клапаном впускного сечения его конуса, поэтому в камере С1 давление воздуха быстро возрастает примерно до 0,15кгс/см2 и мембрана прогибается вниз.

При прогибе мембраны вниз клапан также опускается и конус клапана приближается к посадочному конусу седла. Но остаточное пропускное сечение между конусами клапана и седла никогда не смыкается, а остаётся такая его величина, при которой объёмное количество воздуха за единицу времени, поступающее в камеру стабилизатора С1 сравняется с объёмным количеством воздуха, истекающего за ту же единицу времени из камеры стабилизатора С1 в атмосферу. Устанавливается равенство между поступлением воздуха в камеру С1 стабилизатора и выходом воздуха из камеры С1 в атмосферу и поэтому давление в камере С1 стабилизируется на уровне 0,15кгс/см2. Величина этого давления определяется усилием регулировочной пружины.

Постоянство давления воздуха в камере С1 стабилизатора и постоянство сечения дросселя диаметром 0,45мм обеспечивают постоянный объёмный выход воздуха за единицу времени в атмосферу.

Автоматическое поддержание зарядного давления в тормозной магистрали. Когда давление в уравнительном резервуаре и камере У1 над уравнительным поршнем понизится до зарядного, то несмотря на продолжающееся истечение воздуха в атмосферу через отверстие диаметром 0,45мм, редуктор будет поддерживать в уравнительном объеме установленное зарядное давление, которое устанавливается затяжкой пружины 31.

поддержание зарядного давления при утечках в уравнительном объеме и в тормозной магистрали

Снижение давления воздуха в уравнительном объеме ниже зарядного вызовет снижение давления в камере У2 над мембраной 28 редуктора. Усилием пружины мембрана прогибается вверх и поднимает питательный клапан. Воздух из камеры над золотником через вертикальный канал в золотнике, фильтр и открытый питательный клапан поступает в камеру У1 над уравнительным поршнем.

Из камеры У1 по калиброванному отверстию диаметром 1,6мм воздух проходит в УР и камеру У2. Когда давление воздуха и усилие пружины на мембрану выровняются, она займет горизонтальное положение и питательный клапан будет прижат к седлу пружиной.

Если в результате утечек упадет давление в тормозной магистрали, то уравнительный поршень под давлением воздуха уравнительного объема опускается вниз, отжимает от седла впускной клапан и воздух из ПМ будет проходить в ТМ. Когда давление в ТМ достигнет зарядного уровня (станет равно давлению в камере У1), пружина поднимет впускной клапан и уравнительный поршень и закроется впускная притирка двухседельчатого клапана. Питание утечек в ТМ прекратится.

Отпуск II положением ручки крана. Во II положении ручки крана машиниста золотник сообщает камеру У2 редуктора с уравнительным объемом. Если поставить ручку крана во II положение после ступени торможения, то в камере У2 установится давление ниже зарядного, т е тормозное. На мембрану снизу будет давить пружина с усилием затяжки регулировочной пружины редуктора, поэтому мембрана прогнется вверх и откроет питательный клапан. Воздух из ПМ по вертикальному каналу золотника через фильтр, открытый питательный клапан широким каналом поступает в камеру над уравнительным поршнем У1, а уходит из нее по каналу с отверстием диаметром 1,6мм в УР и камеру У2. В камере У1 создается повышенное давление. Под его воздействием уравнительный поршень опустится вниз и своим хвостовиком откроет впускной клапан, который пропустит в тормозную магистраль воздух давлением, равным давлению над уравнительным поршнем. Давление в УР и камере У2 постепенно растет, поэтому мембрана выпрямляется, а питательный клапан прижимается к седлу.

С момента когда давление в камере У1 над уравнительным поршнем выравнивается с давлением в УР, т е становится зарядным, воздух из ПМ будет проходить в ТМ по впускному клапану только зарядным давлением.

отпуск II положением ручки крана

Перекрыша без питания утечек тормозной магистрали. Золотник сообщает камеру над уравнительным поршнем (4мм) с тормозной магистралью через обратный клапан. Давление в тормозной магистрали понижается быстрее, чем в уравнительном резервуаре УР, поэтому воздух уравнительного объема поднимает обратный клапан и перетекает в ТМ. Снижение давления в уравнительном объеме и тормозной магистрали происходит одинаковым темпом. Давление воздуха на уравнительный поршень сверху и снизу выравнивается, поршень остается в среднем положении, впускной и выпускной клапаны закрыты.

Перекрыша с питанием утечек из тормозной магистрали. Все каналы и отверстия в золотнике и зеркале золотника перекрыты. В уравнительном резервуаре из-за его высокой плотности поддерживается практически постоянное давление. При понижении давления в тормозной магистрали вследствие утечек уравнительный поршень опускается вниз давлением камеры У1 и открывает впускной клапан. Воздух из ПМ проходит в ТМ и восстанавливает в ней давление до уровня давления в уравнительном резервуаре. После этого впускной клапан закрывается своей пружиной и питание утечек прекращается.

III и IV положения ручки крана

Служебное торможение. В положениях ручки V и VA золотник сообщает уравнительный объем с атмосферой по каналу и отверстие диаметром 2,3мм. Давление в камере над уравнительным поршнем У1 падает темпом 0,2-0,25кгс/см2 за секунду. Уравнительный поршень поднимается вверх давлением тормозной магистрали и хвостовик поршня (выпускной клапан) отходит от своего седла во впускном клапане. Воздух из тормозной магистрали по осевому каналу (9мм) выпускного клапана выходит в атмосферу на такую же величину, что и из уравнительного объема.

Положение VA предусмотрено для замедленной разрядки уравнительного резервуара по каналу в золотнике и отверстие диаметром 0,75мм при управлении тормозами длинносоставных поездов. Кран машиниста действует так же, как при V положении ручки, но темп разрядки составляет 0,5кгс/см2 за 15-20с.

Экстренное торможение. Широкой выемкой золотника тормозная магистраль, уравнительный резервуар УР и камера У1 над уравнительным поршнем сообщаются с атмосферой. По сравнению с объемом тормозной магистрали объем камеры У1 над уравнительным поршнем меньше, поэтому камера У1 разряжается в атмосферу быстрее. Из-за возникшего перепада давлений уравнительный поршень поднимается вверх и открывает выпускной клапан. Тормозная магистраль разряжается в атмосферу двумя путями: по широкой выемке в золотнике и по осевому каналу впускного клапана.

V и VI положения ручки крана

Электрические контроллеры кранов машиниста № 395М

1 - стержень, 2 - кронштейн, 3 - диск; 4, 7, 9 - винты; 5, 10 - гайки, 6 - крышка, 8 - переключатели, 11 - резиновое кольцо, 12 - шайба. 13 - кулачок, 14 - втулка, 15 - ручка, 16 - кабель, 17 - подшипник; 18, 23 - оси, 19 - держатель, 20 - микропереключатель, 21 - плоская пружина, 22 - панель, 24 - перемычка

Особенностью кранов машиниста № 395М всех модификаций является наличие микроконтролера. Конструкции контролеров кранов машиниста № 395М отличаются числом микропереключателей, их расположением, числом проводов и типом штепсельного разъема.

Краны машиниста 395-000 с двумя микропереключателями и № 395-000.4 с тремя микропереключателями применяются на пассажирских локомотивах.

В кране № 395-000.4 контроллер помимо управления электропневматическими тормозами служит для выключения тяговых двигателей и включения пневматической песочницы при экстренном торможении, а в кране № 395-000.3 - для выключения тяговых двигателей и включения песочницы при экстренном торможении.

Кран машиниста № 395-000.5 с двумя микропереключателями, включенными по схеме, отличной от схемы крана № 395-000, применяется на электропоездах, а кран машиниста № 395-000.3 с одним микропереключателем - на грузовых локомотивах.

У кранов машиниста № 395М положения VЭ и VA совмещены. В положении ручки VA кроме управления электропневматическими тормозами происходит разрядка уравнительного резервуара темпом 0,5кгс/см2 за 15-20 секунд.

Золотник кранов машиниста № 395М на пассажирских локомотивах и МВПС не имеет отверстия диаметром 0,75мм, поэтому в положении VЭ разрядки уравнительного резервуара и тормозной магистрали не происходит.

4.3. Кран машиниста № 334Э

На МВПС без электрического торможения для управления тормозами применяется кран машиниста № 334Э с контроллером ЕК-8АР сегментного типа. Кран машиниста состоит из золотниковой и уравнительной частей, редуктора № 348, контроллера ЕК-8АР и имеет положения:

Положение

ручки крана

Дата: 2018-12-28, просмотров: 115.