ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА

Электропневматическая тормозная система относится к области железнодорожного транспорта, преимущественно подвижного состава метрополитена, а именно, к устройству электропневматической тормозной системы.
Известна электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержащая пневматическую исполнительную часть, имеющую реле давления, сообщенные с питательной магистралью и с соответствующими тормозными цилиндрами, и связанную с ней через переключающее устройство управляющую часть, включающую соединенные с питательной магистралью через автоматический регулятор давления воздухораспределитель, преобразователь давления, электропневматические вентили электропневматического тормоза, электропневматический вентиль экстренного пневматического торможения и соединенный с напорной магистралью стояночный тормоз. / Гуревич В.И., Гаврилов Я.И. и др. «Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5» М, Транспорт, 1995 г, стр.114-117 /.
Недостатком известной электропневматической тормозной системы является низкая надежность в связи с тем, что включенное в нее оборудование раздельно размещено на подвижной единице и для пневматического соединения его между собой используются трубопроводы большой протяженности, что приводит к утечкам воздуха, усложняет техническое обслуживание и монтаж.
Известна электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержащая смонтированные на раме вагона пневматическую исполнительную часть, имеющую реле давления, сообщенные с питательной магистралью и с соответствующими тормозными цилиндрами, и связанные с ней через переключающее устройство управляющие части, одна из которых имеет сообщенный с тормозной магистралью пневматический воздухораспределитель, соединенный с питательной магистралью через автоматический регулятор давления грузовых режимов торможения, и двухпозиционный трехлинейный электропневматический вентиль экстренного пневматического торможения, связанный первой линией с пневматическим воздухораспределителем, второй линией - с переключающим устройством, третьей линией - с атмосферой, другая управляющая часть содержит пневматический преобразователь давления, соединенный с питательной магистралью через автоматический регулятор давления грузовых режимов торможения и электропневматические вентили, включенные в электрическую цепь электропневматического тормоза и связанные с пневматической исполнительной частью посредством переключающего устройства./ Патент на полезную модель №97313, кл. B60T 13/66, 27.04.2010/
Недостатком известной электропневматической тормозной системы является отсутствие электронной системы автоматизированной диагностики и управления, а также размещение приборов электропневматической тормозной системы раздельно на подвижной единице, что снижает безопасность и эффективность ее применения.
Предлагаемая электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, решает задачу надежности, безопасности и эффективности применения подвижного состава как на линиях легкого метро, так и линиях метро в целом, за счет использования электронных устройств диагностики и управления тормозным оборудованием, оснащения блоком стояночного тормоза, электропневматической противоюзной защитой, а также для повышения управляемости - размещение на единой плите оборудования электропневматической тормозной системы.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение надежности и управляемости.
Технический результат достигается тем, что электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержащая смонтированные на раме вагона пневматическую исполнительную часть, имеющую реле давления, сообщенные с питательной магистралью и с соответствующими тормозными цилиндрами, и связанные с ней через переключающее устройство управляющие части, одна из которых имеет сообщенный с тормозной магистралью пневматический воздухораспределитель, соединенный с питательной магистралью через автоматический регулятор давления грузовых режимов торможения, и двухпозиционный трехлинейный электропневматический вентиль экстренного пневматического торможения, связанный первой линией с пневматическим воздухораспределителем, второй линией - с переключающим устройством, третьей линией - с атмосферой, другая управляющая часть содержит пневматический преобразователь давления, соединенный с питательной магистралью через автоматический регулятор давления грузовых режимов торможения и электропневматические вентили, включенные в электрическую цепь электропневматического тормоза и связанные с пневматической исполнительной частью посредством переключающего устройства, а также включенные в электрическую цепь электропневматического тормоза электропневмовентили противоюзной защиты, каждый из которых выполнен двухпозиционным трехлинейным, сообщенным первой линией с пневматическим воздухораспределителем, второй линией - с реле давления, а третьей линией - с атмосферой, блок управления стояночным тормозом, содержащий электропневмовентили и воздухораспределитель, который сообщен с напорной магистралью и магистралью стояночного тормоза, электронную управляющую часть, включающую в себя смонтированный с возможностью приема и передачи управляющих сигналов по CAN каналам на электропневмоветили адаптер и датчики давления, установленные в пневматических магистралях - тормозной, напорной, стояночного тормоза, также в пневморессорах, в тормозных цилиндрах и на выходе воздухораспределителя, при этом оборудование исполнительной и управляющих частей электропневматической тормозной системы размещено на плите-кронштейне, которая смонтирована на раме с возможностью закрепления под вагоном.
На фиг.1 - схематично изображен общий вид электропневматической тормозной системы.
На фиг.2 - изображена схема пневматическая принципиальная.
Электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержит смонтированные на плите-кронштейне 1, пневматическую исполнительную часть, пневматическую и электропневматическую, электронную управляющие части, а также блок управления стояночным тормозом. Плита-кронштейн 1 выполнена в виде съемного, установленного под вагоном, блока приборов предназначенного для управления фрикционным тормозом.
Пневматическая исполнительная часть имеет реле давления 2, 3, каждое из которых сообщено с питательной магистралью 4 каналами 5, 6, с тормозными цилиндрами (не показано) каналами 7, 8, датчики давления 9, 10, установленные на выходе реле давления 2, 3 для контроля давления в тормозных цилиндрах.
Первая управляющая часть имеет пневматический воздухораспределитель 11 жесткого типа, датчик давления 12, установленный на выходе воздухораспределителя 11, и двухпозиционный трехлинейный электропневматический вентиль 13 экстренного пневматического торможения включенный в электрическую цепь тормоза безопасности.
Пневматический воздухораспределитель 11 сообщен с тормозной магистралью 14, на которой установлен датчик давления 15, каналом 16, а с питательной магистралью 4 он сообщен через автоматический регулятор давления 17 грузовых режимов торможения (авторежим пневматический).
Авторежим 17 пневматический устанавливает на выходе давление сжатого воздуха в зависимости от загрузки вагона, определяемой величиной наибольшего давления в одной из двух пневморессор 18, 19 вагона, размещенных по его диагонали. Наибольшее из этих давлений выбирает переключающее устройство 20 и обеспечивает его поступление через управляющую полость авторежима 17 пневматического к тормозным цилиндрам. Контроль за состоянием давления в пневморессорах обеспечивают датчики 21, 22.
Двухпозиционный трехлинейный электропневматический вентиль 13, включенный в электрическую цепь тормоза безопасности, связан первой линией с пневматическим воздухораспределителем 11, второй линией связан с переключающим устройством 23, а третьей - с атмосферой.
Переключательное устройство 23 в соответствии с заданными режимами работы тормозной системы переключает работу одной из пневматической или электропневматической управляющих частей на работу другой.
Вторая управляющая часть содержит преобразователь давления 24 и электропневмовентили 25 и 26 электропневматического тормоза. Преобразователь давления 24 соединен через авторежим 17 пневматический с питательной магистралью 4, а электропневмовентили 25 и 26 электропневматического тормоза с пневматической исполнительной частью - через переключающее устройство 23. Преобразователь давления 24 обеспечивает уменьшение величины давления на выходе относительно величины давления на входе в определенной пропорции.
Противоюзная защита колесной пары вагона включает электропневматические вентили 27 и 28, каждый из которых выполнен двухпозиционным трехлинейным первой линией связанный с пневматическим воздухораспределителем 11, второй - через реле давления с тормозными цилиндрами, а третьей - с атмосферой. Управляющие сигналы электропневматические вентили 27 и 28 получают от адаптера 29 диагностики и управления тормозным оборудованием (АДУТ).
Блок управления 30 стояночным тормозом (БУСТ) состоит из двух электропневмовентелей и пневмораспределителя (не показано). Блок 30 управляется дистанционно с пульта управления кабины машиниста индивидуально для каждого вагона. Для контроля давления в магистрали стояночного тормоза в канал 31, сообщающий БУСТ и стояночный тормоз, установлены датчик давления 32 и сигнализатор давления 33, а в напорной магистрали 34 в канал 35, сообщающий БУСТ и напорную магистраль, датчик 36.
Электронная управляющая часть состоит из адаптера 29 диагностики и управления тормозным оборудованием и аналоговых датчиков 9, 10, 12, 15, 21, 22, 32, 36, установленных в предлагаемой электропневматической тормозной системе. Адаптер 29 (АДУТ) обеспечивает по CAN каналам прием сигналов от аналоговых датчиков, их сравнение и формирование команд управления.
Электропневматическая тормозная система работает следующим образом.
В поездном положении в тормозной магистрали 14 устанавливается давление сжатого воздуха соответствующее полному служебному торможению.
Пневматический воздухораспределитель 14 устанавливает давление сжатого воздуха, соответствующее полному служебному торможению и загрузки вагона, так как на его выходном канале, соединенном с электропневмовентилем 13 устанавливается давление ограниченное аворежимом 17.
Двухпозиционный трехлинейный электропневмовентиль 13 находится под напряжением. Электропневмовентили 25, 26, 27, 28, а также вентили блока управления 30 стояночным тормозом (БУСТ) обесточены.
При электропневматическом торможении обеспечиваются три уставки торможения.
Первая уставка - подается напряжение на электропневмовентиль 25, при этом воздух через преобразователь давления 24, переключательное устройство 23, Электропневмовентили 27 и 28 поступает в управляющие полости реле давления 2, 3, которые, получив управляющее давление, воздействуют непосредственно на тормозные цилиндры большими проходными сечениями. Тормозные цилиндры тележки в соответствии с тормозными режимами наполняются сжатым воздухом до величины давления, установленной преобразователем давления 24. Осуществляется пневматическое торможение вагонов.
Вторая уставка - при необходимости получения при электропневматическом торможении большего давления в соответствии с тормозными режимами, не снимая напряжения с электропневмовентиля 25 на электропневмовентиль 26 подается напряжение. При этом воздух через преобразователь давления 24, переключательное устройство 23, электропневмовентили 27 и 28 поступает в управляющие полости реле давления 2, 3. Тормозные цилиндры тележки наполняются сжатым воздухом до величины давления, установленной преобразователем давления 24 и происходит пневматическое торможение вагонов с большим усилием.
Прием сигналов с аналоговых датчиков, формирование команд управления вентилями 25 и 26 электропневматического тормоза при основном и резервном управлении осуществляет адаптер 29 (АДУТ).
Третья уставка - снимается напряжение с электропневмовентиля 13. Воздух через переключательное устройство 23, электропневмовентили 27 и 28 поступает в управляющие полости реле давления 2, 3. Тормозные цилиндры наполняются сжатым воздухом до величины давления, устанавливаемого пневматическим воздухораспределителем 11 одновременно на всех вагонах подвижного состава. Таким образом, происходит экстренное пневматическое торможение по всей длине поезда. Для отпуска тормоза безопасности необходимо восстановить питание электропневмовентиля 13. В случае, когда восстановления питания невозможно, отпуск тормоза производят повышением давления в тормозной магистрали до зарядного краном машиниста. Пневматический воздухораспределитель 11 сообщает с атмосферой реле давления 2, 3, осуществляется отпуск тормоза безопасности.
Величину давлений первой и второй уставок обеспечивают преобразователь давления 24 и авторежим 17 пневматический, а величину третьей уставки определяет авторежим 17 пневматический, который непрерывно регулирует давление сжатого воздуха подаваемого на входы воздухораспределителя 11, электропневмовентилей 25 и 26 в зависимости от загрузки вагона.
При возникновении юза колесных пар на один из электропневмовенте-лей 27 или 28, или на оба электропневмовентиля 27 и 28 поступает сформированный адаптером 29 (АДУТ) управляющий электрический сигнал от электронной противоюзной защиты, включающей аналоговые датчики, смонтированные на осях колесных пар. После этого управляющие полости реле давления 2, 3 соединяются с атмосферой. Происходит быстрое растормаживание одной или обеих тележек одновременно и выход колесных пар из юза. После отмены команды юза электропневмовентили 27 и 28 обесточиваются, воздух от воздухораспределителя 11 поступает в управляющие полости реле давления 2, 3, в тормозные цилиндры и тележки вновь затормаживаются.
Система безопасности подвижного состава метрополитена кроме тормоза безопасности включает стояночный пневмопружинный тормоз. Для управления пневмопружинным стояночным тормозом с дистанционным электрическим управлением в предлагаемую электропневматическую тормозную систему включен блок управления 30 стояночным тормозом (БУСТ), на электропневмовентили которого поступает сигнал управления из кабины машиниста. Для затормаживания вагона при длительной стоянке или на уклоне при следовании с максимально разрешенной скоростью при наличии в напорной магистрали сжатого воздуха, контролируемого давлением датчика 36, из рабочей камеры стояночного тормоза выпускается воздух и под действием пружины, удерживаемой им в сжатом нерабочем положении, приводится в действие толкатель и колодки прижимаются к колесам. Для оттормаживания - из напорной магистрали 34 воздух по каналу 35 подается в камеру стояночного тормоза, пружина возвращается и колодки отпускают колесо. Об изменениях давления в канале 31 стояночного тормоза в кабине машиниста сигнализирует лампа.
Предлагаемая электропневматическая тормозная система подвижного состава метрополитена за счет использования электронных устройств диагностики и управления тормозным оборудованием, размещения последнего на единой плите, а также оснащения дистанционно управляемым блоком стояночного тормоза и противоюзной защитой обеспечивает надежность, безопасность движения электропоездов и эффективность торможения как на открытых участках при любых погодных условиях, так и линиях метро в целом.