Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза
BRAKING ACCELERATOR OF AUTOMATIC PNEUMATIC BRAKE

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к оборудованию автоматического пневматического тормоза железнодорожного транспортного средства, в частности грузового вагона.
Современные условия эксплуатации железнодорожного транспорта предъявляют все более высокие требования к эффективности работы тормозных систем, в частности к сокращению тормозного пути поезда, что позволит увеличить скорости движения поездов и пропускную способность железных дорог.
т
п
д
т
п
д
п
n
Общеизвестно, что полный тормозной путь S складывается из тормозного пути, пройденного поездом за время подготовки тормозов S, и действительного тормозного пути S, S=S+S. Существенное сокращение полного тормозного пути достигается только за счет уменьшения тормозного пути, пройденного поездом за время подготовки тормозов S, которое определяется временем от момента начала разрядки тормозной магистрали краном машиниста на локомотиве до момента создания тормозной силы на последнем вагоне поезда Т.
Для сокращения времени подготовки тормозов поезда и тормозного пути в современных тормозных системах автоматических пневматических тормозов вагонов используются ускорители торможения.
Известен ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза, который предназначен для срабатывания только при экстренном торможении [(Афонин Г.С. «Автоматическме тормоза подвижного состава», Г.С. Афонин, В.Н. Барщенков, Н.В. Кондратьев. - М.: Академия, 2010 г. - 320 с., стр. 121-127)].
Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза представляет собой ускоритель разрядки тормозной магистрали, который содержит корпус, подпружиненный поршень, подпружиненный срывной клапан и седло срывного клапана.
Корпус выполнен заодно целое с седлом срывного клапана расположенным внутри корпуса и закреплен на воздухораспределителе элементе тормозной системы автоматического пневматического тормоза вагона.
Поршень предназначен для перемещения срывного клапана, расположен внутри корпуса и разделяет его внутреннюю полость на две камеры: ускорительную и магистральную. Поршень выполнен с калиброванным отверстием.
Срывной клапан предназначен для выпуска воздуха из тормозной магистрали в атмосферу, расположен в магистральной камере корпуса с возможностью взаимодействия с седлом срывного клапана и соединен с поршнем посредством его штока.
Ускорительная камера пневматически связана с воздухораспределителем и магистральной камерой через калиброванное отверстие в поршне.
Магистральная камера пневматически связана с тормозной магистралью.
Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза работает следующим образом.
Управление тормозами всего поезда осуществляется машинистом локомотива путем изменения давления воздуха в тормозной магистрали поезда.
При зарядке тормоза давление воздуха в тормозной магистрали повышается, при этом воздухораспределитель на вагоне срабатывает на зарядку тормоза и перекрывает пневматическую связь ускорительной камеры ускорителя торможения с атмосферой.
Повышение давления воздуха в тормозной магистрали приводит к повышению давления воздуха в магистральной и в ускорительной камерах ускорителя торможения. При равных давлениях воздуха в ускорительной и магистральной камерах поршень остается неподвижным, а срывной клапан - закрытым. Давление воздуха в магистральной и ускорительной камерах повышается до давления равного давлению воздуха в тормозной магистрали.
После чего ускоритель готов к дальнейшей работе.
При служебном торможении давление воздуха в тормозной магистрали понижается темпом служебной разрядки, и тормозная волна распространяется по тормозной магистрали. Под тормозной волной понимается процесс снижения давления в воздушной магистрали по длине поезда темпом, приводящим к действию тормоза вагона на торможение. При достижении тормозной волны ускорителя торможения на вагоне в его магистральной камере давление воздуха понижается темпом служебной разрядки.
При этом воздухораспределитель на вагоне срабатывает на служебное торможение и перекрывает пневматическую связь ускорительной камеры ускорителя торможения с атмосферой.
В ускорителе торможения автоматического пневматического тормоза воздух из ускорительной камеры через калиброванное отверстие успевает перетекать в магистральную камеру, сохраняя в них равные давления воздуха. Поршень остается неподвижным и срывной клапан остается закрытым прижатым к своему седлу.
При этом темп снижения давления в тормозной магистрали остается неизменным, равным темпу служебной разрядки, скорость и время распространения тормозной волны по тормозной магистрали вагона остаются неизменными. Скорость распространения тормозной волны при служебном торможении не превышая 150 м/с.
При экстренном торможении давление воздуха в тормозной магистрали понижается темпом экстренной разрядки, причем темп экстренной разрядки примерно в 3 раза превышает темп служебной разрядки.
При достижении воздухораспределителя тормозной волной с таким темпом разрядки он срабатывает на экстренное торможение, после чего открывает пневматическую связь ускорительной камеры ускорителя торможения с атмосферой. Сообщение с атмосферой ускорительной камеры ускорителя торможения приводит к быстрому снижению давления воздуха до атмосферного в ускорительной камере и к медленному постепенному снижению давления воздуха темпом экстренной разрядки до атмосферного в магистральной камере.
В результате давление воздуха в ускорительной камере при экстренном торможении ниже давления воздуха в магистральной камере. За счет разности давлений в магистральной камере и ускорительной камере поршень смещается в сторону ускорительной камеры и открывает срывной клапан. Открытие срывного клапана приводит к увеличению темпа снижения давления воздуха в магистральной камере ускорителя торможения и тормозной магистрали и быстрому распространению тормозной волны по тормозной магистрали с предыдущего вагона на последующий вагон поезда.
Ускорение распространения тормозной волны, передаваемое от вагона к вагону, приводит к увеличению скорости распространения тормозной волны по тормозной магистрали всего поезда. Скорость распространения тормозной волны при экстренном торможении становится равной 190 м/с.
Увеличение скорости распространения тормозной волны при экстренном торможении со 150 м/с до 190 м/с позволяет сократить время подготовки тормозов и как следствие уменьшить тормозной путь поезда. Однако такая скорость распространения тормозной волны ограничивает скорости движения поездов ввиду значительного тормозного пути поезда.
п
Время подготовки тормозов при торможении грузового поезда длиной 1000-1200 м (n=70 вагонов) составляет 12-16 сек и тормозной путь, пройденный поездом за время подготовки тормозов S при начальной скорости торможения 70-75 к/ч, равен 230-330 м. При этом действительный тормозной путь составляет 200-240 м.
После выравнивания давлений в ускорительной и в магистральной камерах поршень смещается в сторону магистральной камеры и закрывает срывного клапан Дополнительная разрядка тормозной воздушной магистрали прекращается. Тормозная система вагона осуществляет его торможение.
n
т
Достоинством известного ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза является уменьшенное время подготовки тормозов Т при экстренном торможении за счет высокой скорости распространения тормозной волны, что приводит к некоторому снижению полного тормозного пути S.
т
n
n
Однако полный тормозной путь S и время подготовки тормозов Т при экстренном торможении остаются существенными, что является недостатком известного ускорителя торможения. Это обусловлено значительным временем на подготовку тормозов всех вагонов поезда к работе Т за счет последовательного включения тормозов вагонов по мере разрядки тормозной магистрали каждого вагона.
Другой недостаток известного ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза заключается в ограничении функциональных возможностей его использования, обусловленного срабатыванием известного ускорителя только при экстренном торможении поезда.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза, который предназначен для срабатывания только при экстренном торможении [Патент РФ 2141417, МПК В60Т 15/30. Ускоритель экстренного торможения тормоза железнодорожного транспортного средства / Л.В. Козюлин, А.А. Егоренков, В.Г. Иноземцев, В.Н. Смелов, В.В. Крылов (РФ). - №98112210/28; Заявлено 25.06.1998; Опубл. 20.11.1999]
Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза представляет собой ускоритель разрядки тормозной магистрали, который содержит корпус, поршень, подпружиненный срывной клапан и седло срывного клапана.
Корпус закреплен на тормозной магистрали элементе тормозной системы автоматического пневматического тормоза вагона.
Поршень предназначен для перемещения срывного клапана, расположен внутри корпуса и образует с его стенками ускорительную камеру. Поршень выполнен с калиброванным отверстием.
Седло срывного клапана расположено в корпусе, жестко связано с его стенками и образует с ними атмосферную камеру.
Срывной клапан предназначен для выпуска воздуха из тормозной магистрали в атмосферу, расположен в атмосферной камере корпуса, подпружинен к седлу срывного клапана и соединен с поршнем посредством его штока.
Седло срывного клапана с поршнем образуют в корпусе магистральную камеру
Магистральная камера пневматически связана с тормозной магистралью. Ускорительная и магистральная камеры пневматически связаны между собой через калиброванное отверстие в поршне. Атмосферная камера пневматически связана с атмосферой.
Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза работает следующим образом.
Управление тормозами всего поезда осуществляется машинистом локомотива путем изменения давления воздуха в тормозной магистрали поезда.
При зарядке тормоза давление воздуха в тормозной магистрали повышается. Повышение давления воздуха в тормозной магистрали приводит к повышению давления воздуха в магистральной и в ускорительной камерах ускорителя торможения. При равных давлениях воздуха в ускорительной и магистральной камерах поршень остается неподвижным, а срывной клапан - закрытым.
Давление воздуха в магистральной и ускорительной камерах повышается до давления равного давлению воздуха в тормозной магистрали.
После чего ускоритель готов к дальнейшей работе.
При служебном торможении давление воздуха в тормозной магистрали понижается темпом служебной разрядки. В ускорители торможения автоматического пневматического тормоза давление воздуха в магистральной камере также понижается темпом служебной разрядки. При темпе служебной разрядки воздух из ускорительной камеры через калиброванное отверстие успевает перетекать в магистральную камеру, сохраняя в них равные давления воздуха. Поршень ускорителя остается неподвижным и срывной клапан остается закрытым прижатым к своему седлу. Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза дополнительную разрядку тормозной воздушной магистрали не производит, сохраняя неизменной скорость распространения тормозной волны и время ее распространения по тормозной магистрали поезда.
При экстренном торможении давление воздуха в тормозной магистрали и магистральной камере ускорителя торможения понижается темпом экстренной разрядки, который примерно в 3 раза превышает темп служебной разрядки. При этом ускоритель начинает работать сразу, как только давление воздуха в тормозной магистрали начинает снижаться темпом экстренной разрядки без затрат времени на подготовку его к работе. При темпе экстренной разрядки магистральной камеры воздух из ускорительной камеры через калиброванное отверстие не успевает перетекать в магистральную камеру, сохраняя в ускорительной камере давление воздуха выше, чем в магистральной камере.
За счет разности давлений в магистральной камере и ускорительной камере поршень ускорителя смещается в сторону магистральной камеры и открывает срывной клапан. Срывной клапан сообщает с атмосферой магистральную камеру и тормозную магистраль, обеспечивая дополнительное быстрое снижение давления воздуха в них до атмосферного давления. Открытие срывного клапана приводит к увеличению темпа снижения давления воздуха в магистральной камере ускорителя торможения и тормозной магистрали и ускорению тормозной волны.
Снижение давления воздуха в тормозной магистрали приводит к срабатыванию тормоза на торможение на этом вагоне. Тормозная пневматическая волна распространяется к хвосту поезда по тормозной магистрали рассматриваемого вагона, затем по тормозной магистрали между вагонами и далее по тормозной магистрали следующего вагона до его ускорителя торможения, который приходит в действие. Таким образом, тормозная пневматическая волна последовательно распространяется по тормозной магистрали всего поезда.
n
n
1
Время до срабатывания тормоза на последнем вагоне при n-м количестве вагонов в поезде Т равно T=n⋅t+n⋅t,
где t - время распространения пневматической тормозной волны от начала любого вагона до его конца;
1
t - время распространения пневматической тормозной волны между вагонами.
Ускорение распространения тормозной волны, передаваемое от вагона к вагону, и исключение затрат времени на подготовку к работе ускорителя торможения приводит к увеличению скорости распространения тормозной волны по тормозной магистрали всего поезда и уменьшению времени подготовки тормозов. Скорость распространения тормозной волны по составу поезда при экстренном торможении увеличивается до 250 м/с.
п
Математическое моделирование процесса торможения показывают, что при длине грузового поезда 1000-1200 м (n=70 вагонов) время подготовки тормозов составляет 10-13 сек, и тормозной путь, пройденный поездом за время подготовки тормозов S при начальной скорости торможения 70-75 к/ч, равен 200-270 м. При этом действительный тормозной путь составляет 200-240 м.
При такой скорости распространения тормозной волны от вагона к вагону при вождении поездов большой длины с большими скоростями время подготовки тормозов всего поезда является значительным, что приводит к увеличению тормозного пути.
т
Достоинством известного ускорителя торможения является сокращение полного тормозного пути S при экстренном торможении, что обусловлено сокращением времени подготовки тормозов всего поезда к торможению за счет исключения затрат времени на подготовку самого ускорителя торможения к работе.
т
Однако полный тормозной путь S после включения ускорителя торможения в работу остается существенным, что является недостатком известного ускорителя торможения.
n
Это обусловлено значительным временем на подготовку всех тормозов поезда к работе Т за счет последовательного включения тормозов вагонов по мере разрядки тормозной магистрали каждого вагона.
Другой недостаток известного ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза заключается в ограничении функциональных возможностей его использования, обусловленного срабатыванием известного ускорителя только при экстренном торможении поезда.
Задача, решаемая изобретением, заключается в разработке ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза, обеспечивающего снижение полного тормозного пути путем снижения времени на подготовку тормозов за счет разрядки тормозной магистрали каждого вагона одновременно с двух его концов.
Для решения поставленной задачи в ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза, установленный на каждом вагоне и содержащий ускоритель разрядки тормозной магистрали, представляющий собой корпус, внутри которого расположены поршень, образующий с его стенками ускорительную камеру, срывной клапан, подпружиненный к седлу срывного клапана, жестко связанному со стенками корпуса и образующему с ними атмосферную камеру и с поршнем - магистральную камеру, при этом срывной клапан расположен в атмосферной камере, ускорительная и магистральная камеры пневматически связаны между собой калиброванным отверстием, выполненным в поршне, а магистральная камера пневматически связана с тормозной магистралью, в него введен второй ускоритель разрядки тормозной магистрали и источник постоянного электрического тока, каждый ускоритель разрядки тормозной магистрали снабжен двухпозиционным электрическим переключателем, установленным в ускорительной камере, и электромагнитной катушкой, установленной снаружи корпуса соосно со срывным клапаном, причем срывной клапан выполнен из ферромагнетика, первый и второй ускорители разрядки тормозной магистрали каждого ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза расположены на противоположных концах вагона, замыкающий контакт каждого двухпозиционного электрического переключателя расположен вблизи поршня, а подвижная часть контакта упомянутого переключателя связана со штоком поршня и электрически связана с источником постоянного тока ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза, один конец обмотки электромагнитной катушки каждого из двух ускорителей разрядки тормозной магистрали соединен с неподвижной частью размыкающего контакта двухпозиционного электрического переключателя своего ускорителя разрядки тормозной магистрали, а другой ее конец - с неподвижной частью замыкающего контакта двухпозиционного электрического переключателя соседнего ускорителя разрядки тормозной магистрали, а срывной клапан выполнен из ферромагнетика.
Введение в ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза второго ускорителя разрядки тормозной магистрали и источника постоянного электрического тока, введение в каждый ускоритель разрядки двухпозиционного электрического переключателя и электромагнитной катушки, установленных определенным образом, обеспечение определенным образом электрической связи между двухпозиционным электрическим переключателем и электромагнитной катушкой обоих ускорителей разрядки, а также источником постоянного электрического тока при расположении ускорителей разрядки на противоположных концах вагона и выполнении срывного клапана из ферромагнетика отличает совокупность существенных признаков заявляемого решения от совокупности существенных признаков прототипа. Наличие существенных отличительных признаков в совокупности существенных признаков заявляемого решения свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности изобретения «новизна».
Причинно-следственная связь «введение в ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза второго ускорителя разрядки тормозной магистрали и источника постоянного электрического тока, введение в каждый ускоритель разрядки двухпозиционного электрического переключателя и электромагнитной катушки, установленных определенным образом, обеспечение определенным образом электрической связи между двухпозиционным электрическим переключателем и электромагнитной катушкой обоих ускорителей разрядки, а также источником постоянного электрического тока при расположении ускорителей разрядки на противоположных концах вагона и выполнении срывного клапана из ферромагнетика приводит к уменьшению полного тормозного пути за счет снижения времени на подготовку тормозов путем разрядки тормозной магистрали каждого вагона одновременно с двух его концов» не обнаружена в уровне техники и явным образом не следует из него, следовательно, она является новой.
Новизна причинно-следственной связи свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».
При установке электрически связанных двух ускорителей разрядки тормозной магистрали на противоположных концах n-го вагона одновременно с основной тормозной волной на одном конце n-го вагона на противоположном конце вагона создается дополнительная тормозная волна, распространяющаяся по тормозной магистрали как n-го вагона, так и по тормозной магистрали (n+1)-го вагона.
1
Создание дополнительной тормозной волны на n-ом вагоне приводит к включению тормозной системы (n+1)-го вагона через время распространения пневматической тормозной волны по тормозной магистрали между этими вагонами t, которое является незначительным.
Практически одновременное включения тормозной системы на всех вагонах в процесс торможения приводит к уменьшению времени на подготовку тормозов и, как следствие, к сокращению тормозного пути.
На фигуре представлена схема ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза, поясняющая работоспособность и «промышленную применимость» заявляемого ускорителя торможения.
Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза содержит два однотипных ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 и источник постоянного электрического тока 2.
Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза установлен на каждом вагоне транспортного средства.
Причем первый и второй ускорители разрядки тормозной магистрали 1 каждого ускорителя торможения расположены на противоположных концах вагона, а источник постоянного электрического тока 2 - в любом его месте.
Каждый ускоритель разрядки тормозной магистрали 1 представляет собой корпус 3, внутри которого расположены поршень 4, срывной клапан 5, седло срывного клапана 6 и двухпозиционный электрический переключатель 7, и снаружи которого расположена электромагнитная катушка 8.
Поршень 4 предназначен для замыкания или размыкания контактов электрического переключателя 7 и образует со стенками корпуса ускорительную камеру 9. Поршень 4 выполнен с калиброванным отверстием 10.
Двухпозиционный переключатель имеет один замыкающий и один размыкающий контакт и размещен в ускорительной камере 9 корпуса 3 с расположением замыкающего контакта вблизи поршня 4. Подвижная часть контакта связана со штоком 11 поршня 4.
Седло срывного клапана 6 жестко связано со стенками корпуса 3 и образует с ними атмосферную камеру 12.
Причем поршень 4 и седло срывного клапана 6 со стенками корпуса 3 образуют магистральную камеру 13.
Срывной клапан 5 предназначен для выпуска воздуха из тормозной магистрали 14 в атмосферу, выполнен из ферромагнетика, расположен в атмосферной камере 12 и подпружинен к седлу срывного клапана 6.
Электромагнитная катушка 8 предназначена для открытия-закрытия срывного клапана 5 и жестко закреплена соосно с ним на корпусе 3.
Магистральная камера 13 пневматически связана с тормозной магистралью 14 транспортного средства и через калиброванное отверстие 10 в поршне 4 с ускорительной камерой 9.
Атмосферная камера 12 связана с атмосферой каналом 15.
В каждом ускорителе торможения автоматического пневматического тормоза оба его ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 и источник постоянного электрического тока 2 связаны между собой электрически.
При этом подвижная часть электрического переключателя 7 каждого ускорителя разрядки тормозной воздушной магистрали 1 электрически связана с источником постоянного тока 2 ускорителя торможения.
Один конец обмотки электромагнитной катушки 8 первого (расположенного на конце вагона со стороны локомотива) ускорителя разрядки тормозной воздушной магистрали 1 соединен с неподвижной частью размыкающего контакта электрического переключателя 7 этого ускорителя разрядки, а другой ее конец - с неподвижной частью замыкающего контакта электрического переключателя 7 второго (расположенного на конце вагона со стороны хвоста поезда) ускорителя разрядки тормозной магистрали ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза.
Обмотка электромагнитной катушки 8 второго ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 подключена аналогично подключению обмотки электромагнитной катушки 8 первого ускорителя разрядки.
Работа ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза показана на примере работы ускорителя торможения, установленного на первом от локомотива вагоне.
В исходном состоянии тормоза при отсутствии давления воздуха в тормозной магистрали 14 в каждом ускорителе торможения автоматического пневматического тормоза поршни 4 каждого ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 находятся в крайнем положении. Замыкающий контакт электрического переключателя 7 каждого ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 при этом находится в разомкнутом состоянии и электрическая цепь электромагнитных катушках 8 разомкнута. Срывной клапан 5 прижат к седлу срывного клапана 6, перекрывая пневматическую связь тормозной магистрали 14 с атмосферой.
Управление пневматическим автоматическим тормозом всего поезда осуществляется машинистом локомотива путем изменения давления воздуха в тормозной магистрали 14.
При зарядке тормоза давление воздуха в тормозной магистрали 14 повышается, что приводит к повышению давления воздуха в магистральной камере 13 и через калиброванное отверстие 10 в ускорительной камере 9 каждого ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 каждого ускорителя торможения. При этом поршни 4 каждого ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 остаются в крайнем положении, и электрическая цепь электромагнитных катушках 8 остается разомкнутой. Срывной клапан 5 сохраняет свое положение, оставляя перекрытой пневматическую связь тормозной магистрали 14 с атмосферой.
При служебном торможении в начале вагона со стороны локомотива начинается снижение давления воздуха в тормозной магистрали 14 темпом служебной разрядки, создавая основную пневматическую тормозную волну, которая распространяется по тормозной магистрали 14 к концу упомянутого вагона и далее к следующему вагону.
При достижении тормозной волны магистрали первого вагона срабатывает ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза этого вагона.
При этом в магистральной камере 13 первого ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 давление воздуха понижается темпом служебной разрядки, что приводит к возникновению разности давлений воздуха магистральной 13 ив ускорительной 9 камерах. Воздух из ускорительной камеры 9 через калиброванное отверстие 10 медленно перетекает в магистральную камеру 13, снижая давление воздуха в ней темпом меньшим, чем темп служебной разрядки. В ускорительной камере 9 давление воздуха остается большим, чем давление воздуха в магистральной камере 13. В результате поршень 4 смещается в сторону магистральной камеры 13, его шток 11 замыкает замыкающий контакт переключателя первого ускорителя разрядки тормозной магистрали 1, что приводит к созданию электрической цепи, включающей источник питания 2, замыкающий контакт первого ускорителя разрядки тормозной магистрали 1, электромагнитную катушку 8 второго ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 и размыкающий контакт второго ускорителя разрядки.
При этом электромагнитная катушка 8 первого ускорителя разрядки тормозной магистрали 1 обесточена.
Под действием электромагнитного поля, созданного электромагнитной катушкой 8 второго ускорителя разрядки тормозной магистрали 1, открывается срывной клапан 5 упомянутого ускорителя 1, и его магистральная камера 13 через канал 15 пневматически соединяется с атмосферой. Это приводит к снижению давления воздуха в упомянутой камере 13, соответственно к снижению давления в тормозной магистрали 14 на конце вагона со стороны хвоста поезда темпом служебной разрядки и созданию дополнительной пневматической тормозной волны.
Таким образом, разрядка тормозной магистрали на вагоне происходит одновременно с двух концов вагона: в начале со стороны локомотива и в конце со стороны хвоста поезда. На одном конце вагона со стороны локомотива разрядка тормозной магистрали вызвана приходом основной тормозной волны. На противоположном конце вагона разрядка тормозной магистрали вызвана срабатыванием ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза, в частности второго ускорителя разрядки тормозной магистрали первого вагона.
Дополнительная и основная пневматические тормозные волны, распространяясь в тормозной магистрали вагона, при встрече создают в ней пониженное давление воздуха, что приводит к срабатыванию на этом вагоне тормоза на торможение через время, равное времени распространения пневматической волны по тормозной магистрали от конца вагона до его середины t/2.
1
Распространяясь в направлении второго вагона, дополнительная тормозная волна проходит по тормозной магистрали между вагонами за время t, и приводит к работе ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза второго вагона, который работает аналогично работе ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза первого вагона.
После срабатывания тормоза первого вагона и ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза второго вагона ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза первого вагона отключается. При этом во втором ускорителе разрядки 1 первого вагона поршень 4 смещается в сторону магистральной камеры 13 и своим штоком 11 размыкает электрическую цепь питания электромагнитной катушки 8 упомянутого ускорителя разрядки 1. Действие электромагнитного поля электромагнитной катушки 8 на срывной клапан 5 прекращается, и он возвращается на свое место, на седло срывного клапана 6, разобщая магистральную камеру 13 и тормозную магистраль 14 с атмосферой.
Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза первого вагона выключается из работы.
1
Автоматический пневматический тормоз второго вагона срабатывает на торможение через время, равное времени распространения пневматической волны по тормозной магистрали между первым и вторым вагонами t, и времени продвижения ее до середины упомянутого вагона t/2.
2
Таким образом, время срабатывания тормоза на втором вагоне Т с момента начала торможения машинистом локомотива равно
2
1
Т=2t+t/2
1
t - время распространения пневматической тормозной волны по тормозной магистрали между вагонами;
t/2 - время распространения пневматической тормозной волны по тормозной магистрали второго вагона от его начала до середины.
n
n
1
Время до срабатывания тормоза Т на последнем вагоне при n-м количестве вагонов в поезде равно T=n⋅t+t/2.
п
Математическое моделирование процесса торможения показывает, что при длине грузового поезда 1000-1200 м (n=70 вагонов) время подготовки тормозов составляет 1,5-2 сек, и тормозной путь, пройденный поездом за время подготовки тормозов S при начальной скорости торможения 70-75 к/ч, равен 30-40 м. При этом действительный тормозной путь составляет 200-240 м.
При экстренном торможении ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза работает аналогично, как при служебном торможении.
Использование заявляемого ускорителя торможения автоматического пневматического тормоза позволяет сократить тормозной путь за счет сокращения времени на подготовку тормозов по сравнению с известным ускорителем торможения автоматического пневматического тормоза. Причем тормозной путь, пройденный поездом за время подготовки тормозов, сокращается в 5-6 раз, а полный тормозной путь – в 1,5-2 раза.