СПОСОБ ДЕЙСТВИЯ СТОЯНОЧНОГО ТОРМОЗА
METHOD OF PARKING BRAKE ACTION

Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано преимущественно в тормозных системах железнодорожных пассажирских подвижных единиц.
Уровень техники
Известен стояночный тормоз пневмопружинного типа пневматической тормозной системы железнодорожного транспортного средства, содержащий стояночный тормозной цилиндр с пружиной и пневматической частью, снабженной органами управления, которые включают в себя клапан, пневматический выключатель и трехходовой кран. Закрепление транспортного средства осуществляется за счет воздействия усилия пружины на рычажную передачу тормозной системы железнодорожного транспортного средства при истощении тормозной магистрали ее пневматической тормозной системы в процессе торможения. Раскрепление железнодорожной подвижной единицы осуществляется вручную в два этапа. Предварительно трехходовой кран переключают в сообщающее стояночный тормозной цилиндр с атмосферой отключенное положение. После полной зарядки пневматической тормозной системы упомянутый кран возвращают во включенное положение для возобновления сообщения стояночного цилиндра с органами управления /1/.
Недостатком реализуемого в известном стояночном тормозе способа его действия является невозможность дистанционного автоматического раскрепления подвижной единицы.
Известен также тормоз тележки рельсового экипажа, включающий в себя параллельно устанавливаемый основному дополнительный цилиндр с пружиной сжатия. Закрепление подвижной единицы осуществляется также за счет действия усилия упомянутой пружины на рычажную передачу тормозной системы подвижной единицы при истощении в процессе торможения запасного резервуара пневматической части ее тормозной системы. Раскрепление железнодорожной подвижной единицы осуществляется при последующей зарядке пневматической части ее тормозной системы, вызывающей наполнение сжатым воздухом запасного резервуара, уровень давления которого нейтрализует указанное усилие упомянутой пружины /2/.
Недостатком используемого в известном тормозе тележки способа действия дополнительного цилиндра с пружиной сжатия является снижение реализуемого ею в тормозной рычажной передаче усилия, потребного для закрепления подвижной единицы, по мере повышения уровня давления сжатого воздуха в запасном резервуаре в процессе зарядки истощенной после экстренного торможения пневматической части.
Сущность изобретения
Целью предложенного способа является обеспечение возможности автоматического дистанционного прекращения действия стояночного тормоза пневмопружинного типа на подвижной единице только после наступления полной готовности пневматической части ее штатной тормозной системы к работе.
Поставленная цель достигается следующим. Железнодорожная подвижная единица оснащена штатной тормозной системой и дополняющим ее стояночным тормозом пневмопружинного типа. Указанный тормоз включает в себя стояночный цилиндр с размещенным в его корпусе и оснащенном стандартной манжетой поршнем. На указанный поршень встречно воздействуют усилием одной или нескольких пружин и уровнем давления соответствующего источника сжатого воздуха пневматической части упомянутой штатной тормозной системы. С этим источником сжатого воздуха имеющийся входной канал стояночного цилиндра сообщают непосредственно или через пневматический выключатель. Изменениями уровня давления тормозной магистрали в пневматической части упомянутой штатной тормозной системы предопределяют традиционную работу сообщенного с запасным резервуаром воздухораспределителя, чем обеспечивают нормируемое воздействие сжатого воздуха от запасного резервуара на поршень тормозного цилиндра через имеющийся его входной канал. Этот канал одновременно при наличии пневматического выключателя сообщают с управляющим отростком последнего через один из входов переключательного клапана, второй вход которого в этом случае сообщают с тормозной магистралью. Стояночный цилиндр состыковывают с тормозным цилиндром и при этом на поршень последнего воздействуют штоком поршня стояночного цилиндра или размещают их раздельно, но при этом штоком поршня стояночного цилиндра параллельно со штоком тормозного цилиндра воздействуют на тормозную рычажную передачу упомянутой штатной тормозной системы. Заявляемый способ отличается тем, что с целью расширения функциональных возможностей поршень стояночного цилиндра снабжают двумя дополнительными встречно расположенными манжетами. С помощью этих манжет при смещении поршня в крайнее тормозное положение изолируют от полостей стояночного цилиндра дополнительный канал, который выполняют в его корпусе. Этот дополнительный канал на самоходной подвижной единице сообщают с питательной магистралью через пневматический выключатель, управляемый отросток которого подключают к тормозной магистрали, а на несамоходной подвижной единице упомянутый дополнительный канал сообщают непосредственно с тормозной магистралью. Выход переключательного клапана, с одним из входов которого связан входной канал тормозного цилиндра, оснащают дроссельной шайбой и сообщают с входным каналом стояночного цилиндра. Причем этот канал одновременно связывают со вторым входом переключательного клапана.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна» (N). Так, сопоставительный анализ заявляемого решения с известными показывает отличия, замечающиеся в том, что:
1) В корпусе стояночного цилиндра выполняют дополнительный канал;
2) Поршень стояночного цилиндра снабжают двумя дополнительными встречно расположенными манжетами.
3) Дополнительный канал, выполненный в корпусе стояночного цилиндра, изолируют от его полостей с помощью указанных двух дополнительных встречно расположенных манжет на его поршне при смещении последнего в крайнее тормозное положение.
4) Дополнительный канал в корпусе стояночного цилиндра связывают на самоходной подвижной единице с питательной магистралью пневматической части штатной тормозной системы этой подвижной единицы через пневматический выключатель, управляющий отросток которого сообщают с тормозной магистралью пневматической части штатной тормозной системы этой подвижной единицы.
5) Дополнительный канал в корпусе стояночного цилиндра связывают на несамоходной подвижной единице непосредственно с тормозной магистралью пневматической части штатной тормозной системы этой подвижной единицы.
6) На выходе переключательного клапана, один из входов которого связан входной канал тормозного цилиндра, устанавливают дроссельную шайбу.
7) Имеющийся входной канал корпуса стояночного цилиндра сообщают с выходом переключательного клапана через указанную дроссельную шайбу.
8) Одновременно осуществляют сообщение указанного входного канала корпуса стояночного цилиндра со вторым входом переключательного клапана.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Изобретательский уровень (IS). Так, сравнение заявляемого решения с известными в технике решениями показывает, что введение дополнительных каналов в корпусы цилиндров, установка дополнительных манжет на их поршни, использование дроссельных шайб и различных схем подключения управляющих отростков пневматических выключателей и входов переключательных клапанов широко известны. Однако их внедрение в схему стояночного тормоза пневмопружинного типа, дополняющего штатную тормозную систему подвижной единицы, проявляет следующие новые свойства:
1. Наличием двух дополнительных встречно расположенных манжет на поршне стояночного цилиндра достигают возможности изоляции дополнительного канале в корпусе стояночного цилиндра только при нахождении его поршня в крайнем тормозном положении.
Крайнее тормозное положение поршня стояночного цилиндра имеет место только при действии стояночного тормоза пневмопружинного типа, которое реализуется при истощенной пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы.
Изоляцией сообщенного с тормозной (на несамоходной подвижной единице) или с питательной (на самоходной подвижной единице) магистралями дополнительного канала в корпусе стояночного цилиндра от его полостей исключают возможность прекращения действия стояночного тормоза пневмопружинного типа при появлении в упомянутых магистралях давления сжатого воздуха при зарядке истощенной пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы.
Тем самым предупреждают возможность спонтанного прекращения действия стояночного тормоза пневмопружинного типа подвижной единицы при зарядке истощенной пневматической части ее штатной тормозной системы.
2. Сообщением входного канала тормозного цилиндра с имеющимся входным каналом стояночного цилиндра через переключательный клапан достигают возможности только их односторонней связи.
Во входном канале тормозного цилиндра может наличествовать уровень давления сжатого воздуха от воздухораспределителя пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы, а в рабочей полости стояночного цилиндра может наличествовать уровень давления сжатого воздуха от питательной или тормозной магистралей.
Поскольку выход переключательного клапана связывают только с входным каналом стояночного цилиндра, постольку исключают возможность проникновения в рабочую полость тормозного цилиндра уровня давления сжатого воздуха из питательной или тормозной магистралей.
3. Односторонним сообщением (через выход переключательного клапана) входного канала в корпусе тормозного цилиндра с входным каналом корпуса стояночного цилиндра предопределяют возможность воздействия на поршень последнего уровня давления сжатого воздуха из рабочей полости тормозного цилиндра и тем самым достигают потенциальной возможности нейтрализации усилия пружин стояночного цилиндра.
4. Частичной нейтрализации воздействующего на поршень стояночного цилиндра усилия его пружин достигают воздействием на этот поршень такого уровня давления сжатого воздуха рабочей полости тормозного цилиндра, который возникает только при выполнении полного служебного торможения полностью заряженной пневматической части упомянутой штатной тормозной системы.
В условиях недозаряженности пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы, иными словами, неготовности ее к работе уровень давления сжатого воздуха, который создается в этой ситуации в рабочей полости тормозного цилиндра, не достигает нормируемого (среднее значение 0,40 МПа, для воздухораспределителя пассажирского типа /3, рис.142-б/). Поэтому воздействие этого недостаточного уровня, воздействующего на поршень стояночного цилиндра от рабочей полости тормозного цилиндра хотя и вызывает некоторый отход поршня стояночного цилиндра от его крайнего тормозного положения, но, тем не менее, оказывается недостаточным для прекращения изоляции дополнительного канала в корпусе стояночного цилиндра от его пневматической полости.
В результате возможности прекращения действия стояночного тормоза пневмопружинного типа за счет отхода от крайнего тормозного положения поршня стояночного цилиндра, необходимого для прекращения изоляции его дополнительного канала от пневматической полости, достигают при осуществлении полного служебного торможения только полностью заряженной, а значит, готовой к работе пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы.
5. Односторонним сообщением рабочей полости тормозного цилиндра с пневматической полостью стояночного цилиндра исключают возможность превышения максимально допустимой тормозной силы, реализуемой в тормозной рычажной передаче подвижной единицы при экстренном торможении пневматической части ее штатной тормозной системы.
Очевидно, что в любом случае на подвижной единице усилие пневмопружинного стояночного тормоза, которое воздействует на ее тормозную рычажную передачу, не должно превышать усилия, передаваемого на нее от штока тормозного цилиндра при экстренном торможении пневматической части штатной тормозной системы, т.к. в противном случае возникает опасность возникновения юзного торможения.
Как при состыкованном, так и при раздельном размещении стояночного и тормозного цилиндров имеет место:
- в первом случае воздействие на тормозную рычажную передачу штатной тормозной системы подвижной единицы усилия пружин стояночного цилиндра, передаваемого через шток его поршня и шток поршня тормозного цилиндра;
- во втором случае параллельное воздействие усилий их штоков на тормозную рычажную передачу штатной тормозной системы подвижной единицы.
Но в обоих случаях в пневматической полости стояночного цилиндра создается уровень давления сжатого воздуха, который поступает из рабочей полости тормозного цилиндра при экстренном торможении пневматической части штатной тормозной системы.
Воздействием этого уровня давления сжатого воздуха на поршень стояночного цилиндра обеспечивают нейтрализацию действующего не него усилия пружин и тем самым исключают добавление этого усилия пружин к усилию, реализуемому на штоке тормозного цилиндра в тормозной рычажной передаче при экстренном торможении пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы.
6. Установкой дроссельной шайбы в выход переключательного клапана исключают возможность нарушения традиционной логики работы его поршня.
Как известно, логика работы переключательного клапана заключается в сообщении с его выходом того из его входов, на котором возникает уровень давления сжатого воздуха, превышающий уровень другого его входа. Такая логика работы переключательного клапана обеспечивается за счет нормированного переброса его поршня в сторону входа, имеющего меньший уровень давления, что вызывает блокирование этого входа и отключение от выхода.
В пневматической полости стояночного цилиндра может возникать уровень давления сжатого воздуха от питательной или тормозной магистралей пневматической части упомянутой штатной тормозной системы.
С пневматической полостью стояночного цилиндра одновременно связаны и выход и один из входов переключательного клапана. Поэтому поступающий из пневматической полости уровень давления сжатого воздуха, воздействуя одновременно на выход и вход переключательного клапана, может вызвать замедленный переброс упомянутого поршня в сторону другого входа переключательного клапана. При этом может возникать возможность проникновения уровня давления сжатого воздуха из пневматической полости стояночного цилиндра, т.е. от питательной или тормозной магистралей пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы в рабочую полость тормозного цилиндра.
Установкой дроссельной шайбы на выходе переключательного клапана предопределяют опережающее поступление на связанный с ним вход уровня давления сжатого воздуха от пневматической полости стояночного цилиндра, чем гарантируют нормируемый переброс поршня переключательного клапана и блокирование его другого входа.
7. Связыванием дополнительного канала в корпусе стояночного цилиндра с питательной магистралью пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы через пневматический выключатель, управляющий отросток которого сообщают с тормозной магистралью пневматической части упомянутой штатной тормозной системы, обеспечивают возможность автоматического дистанционного прекращения действия стояночного тормоза на самоходной подвижной единице.
8. Связыванием дополнительного канала в корпусе стояночного цилиндра непосредственно с тормозной магистралью пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы обеспечивают возможность автоматического дистанционного прекращения действия стояночного тормоза на несамоходной подвижной единице.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость» (IА), так как может быть реализовано соответствующей схемой подключения к пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы пневматического выключателя, переключательного клапана и дроссельной шайбы, с одновременным выполнением в корпусе стояночного цилиндра дополнительного канала и установкой на его поршне дополнительных встречно расположенных манжет.
Перечень фигур чертежей
Изобретение поясняется схемами, иллюстрирующими предлагаемый способ действия стояночного тормоза пневмопружинного типа для состыкованного варианта стояночного и тормозного цилиндров.
На ФИГ.1 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с истощенной пневматической частью штатной тормозной системы подвижных единиц, включающая в себя, в числе прочего (в том числе и непоказанные разобщительные краны и воздействующую на тормозные колодки тормозную рычажную передачу): переключательный клапан 1; дроссельную шайбу 2; имеющийся входной 3 и дополнительный 4 каналы в корпусе 6 стояночного цилиндра, с размещенным в нем поршнем со штоком 5, оснащенным стандартной 9 и двумя встречно расположенными манжетами 8, воздействующие на этот поршень пружины 7; размещенный в корпусе тормозного цилиндра 12 поршень со штоком 10 и возвратной пружиной 11; входной канал 13 в корпусе этого цилиндра; запасный резервуар 14, сообщающийся через воздухораспределитель 15 с тормозной магистралью 16, и наличествующие только на самоходной подвижной единице (фрагмент А) пневматический выключатель 17 и питательную магистраль 18.
На ФИГ.2 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц при ее зарядке.
На ФИГ.3 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц в 1-й фазе осуществления ее полного служебного торможения.
На ФИГ.4 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц во 2-й фазе осуществления ее полного служебного торможения.
На ФИГ.5 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц в 3-й фазе осуществления ее полного служебного торможения.
На ФИГ.6 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц на завершающей фазе осуществления ее полного служебного торможения.
На ФИГ.7 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц в 1-й фазе осуществления ее полного отпуска.
На ФИГ.8 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц во 2-й фазе осуществления ее полного отпуска.
На ФИГ.9 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц в завершающей фазе осуществления ее полного отпуска.
На ФИГ.10 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц при осуществлении ступеней ее торможения, вплоть до полного служебного торможения.
На ФИГ.11 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц при осуществлении ее экстренного торможения.
На ФИГ.12 представлена упрощенная схема взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц после осуществленного ее экстренного торможения при последующем возникновении процесса ее истощения.
На ФИГ.2-ФИГ.12 действие уровней давления сжатого воздуха в полостях и каналах условно показано густотой стиля штриховки (для неметалла), угол наклона которой составляет соответственно для питательной и тормозной магистралей - 45°, запасного резервуара - 15° и тормозного цилиндра - 90°.
Сведения, подтверждающие возможность осуществлении изобретения
Работа реализующего предлагаемый способ действия стояночного тормоза пневмопружинного типа рассмотрена для состыкованного варианта стояночного и тормозного цилиндров.
При полностью истощенной пневмосхеме штатной тормозной системы подвижных единиц, представленной на ФИГ.1, в питательной 18 (при наличии) и тормозной 16 магистралях сжатый воздух отсутствует. В этой ситуации усилие размещенных в корпусе 6 стояночного цилиндра пружин 7, которое воздействует на поршень 4, передается через его шток на размещенный в корпусе 12 тормозного цилиндра поршень 10. Под действием этого усилия поршень 10, преодолевая усилие возвратной пружины 11, смещается и находится в тормозном положении, определяемом уровнем созданной упругой деформацией тормозной рычажной передачи. В результате этого, в конечном итоге возникает тормозная сила, обеспечивающая заторможение и тем самым закрепление подвижной единицы от самопроизвольного движения.
Рассмотренное закрепление сохраняется и в ситуации зарядки псевмосхемы штатной тормозной системы подвижных единиц, которое представлено на ФИГ.2. Появление нормируемых уровней давления сжатого воздуха в питательной 18 (при наличии) и тормозной 16 магистралях приводит к возникновению давления сжатого воздуха в дополнительном канале 4 корпуса 6 стояночного цилиндра. На самоходной подвижной единице (фрагмент А) в этом канале возникает уровень давления сжатого воздуха питательной магистрали 18, поступающего через открывшийся пневматический выключатель 17, на управляющий отросток которого воздействует давление тормозной магистрали 16. На несамоходной подвижной единице (фрагмент Б) в этом канале возникает уровень давления сжатого воздуха непосредственно тормозной магистрали 16. Однако это ни к каким изменениям в схеме взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц не приводит, т.к. указанный дополнительный канал 4 изолирован двумя встречно расположенными манжетами 8 поршня 5.
Для прекращения действия стояночного тормоза пневмопружинного типа необходимо после полной зарядки псевмосхемы штатной тормозной системы подвижных единиц осуществить полное служебное торможение ее пневматической части соответствующей глубиной разрядки тормозной магистрали 16.
В 1-й фазе осуществления полного служебного торможения в начальный момент срабатывания воздухораспределителя 15 на торможение имеет место только появление в рабочей полости корпуса 12 тормозного цилиндра давления сжатого воздуха от запасного резервуара 14, представленное на ФИГ.3. При этом в упрощенной схеме взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы подвижных единиц происходят следующие изменения:
- появление давления сжатого воздуха на входе подключенного к входному каналу тормозного цилиндра переключательного клапана 1, что вызывает традиционный переброс его поршня и сообщение этого входа переключательного клапана 1 с его выходом;
- в свою очередь, это приводит к поступлению давления сжатого воздуха через выход переключательного клапана 1, дроссельную шайбу 2 и входной канал 3 в пневматическую полость стояночного цилиндра;
- указанное давление сжатого воздуха воздействует на поршень 5, манжета 9 которого является встречной («противошерстной») для рабочей полости стояночного цилиндра, в результате чего исключается возможность проникновения этого давления сжатого воздуха за указанную манжету.
2-я фаза осуществления полного служебного торможения - последующее наполнение рабочей полости тормозного цилиндра сжатым воздухом из запасного резервуара 14 до нормированного уровня давления и отстающее (из-за наличия дроссельной шайбы 2) по нарастанию уровня давления наполнение пневматической полости стояночного цилиндра представлена па ФИГ.4. Следствием указанного отставания нарастания уровня давления в пневматической полости стояночного цилиндра усилие, возникающее на поршне 5, оказывается недостаточным для его смещения из положения полного торможения. В результате две встречно расположенные манжеты 8 продолжают полностью изолировать дополнительный канал 4.
В 3-й фазе осуществления полного служебного торможения - повышении уровня давления сжатого воздуха в рабочей полости стояночного цилиндра до нормированного уровня рабочей полости тормозного цилиндра, представленном на ФИГ.5, происходит следующее:
- на поршне 5 возникает усилие, достаточное для его смещения, при котором две встречно расположенные манжеты 8 прекращают изолировать дополнительный канал 4 от зоны поршня 5 между указанными манжетами 8 и стандартной манжетой 9;
- в упомянутой зоне появляется давление сжатого воздуха, уровень которого соответствует наличествующему уровню давления соответственно в питательной магистрали 18 (фрагмент А) или тормозной магистрали (фрагмент Б). Причем стандартная манжета 9 поршня 5 является попутной («пошерстной») для наличествующего в этой зоне уровня давления сжатого воздуха;
- на самоходной подвижной единице (фрагмент А) в дополнительном канале 4 наличествует уровень давления питательной магистрали 18 (не менее 0,7 МПа), который превышает имеющийся в пневматической полости стояночного цилиндра уровень давления от рабочей полости тормозного цилиндра (в среднем, 0,40 МПа). В результате начинается перетекание сжатого воздуха из дополнительного канала 4 через упомянутую зону и попутную («пошерстную») манжету 9 поршня 5 в рабочую полость стояночного цилиндра;
- на несамоходной подвижной единице (фрагмент Б) в дополнительном канале 4 наличествует уровень давления тормозной магистрали 16 (в пределах 0,35 МПа, т.к. выполнено полное служебное торможение пневматической части штатной тормозной системы), который оказывается в этой ситуации ниже упомянутого уровня давления в пневматической полости стояночного цилиндра. В результате перетекание сжатого воздуха из дополнительного канала 4 в рабочую полость стояночного цилиндра, как это имеет место на самоходной подвижной единице, пока невозможно.
Завершающая фаза выполненного полного служебного торможения представлена на ФИГ.6.
На самоходной подвижной единице (фрагмент А) в пневматической полости стояночного цилиндра давление, нарастающее до уровня давления сжатого воздуха питательной магистрали 18 (за счет упомянутого перетекания сжатого воздуха из дополнительного канала 4), приводит к смещению поршня 5 стояночного цилиндра в отключенное положение со сжатием пружин 7. В результате достигается автоматическое дистанционное прекращение действия стояночного тормоза пневмопружинного типа на самоходной подвижной единице. Одновременно этот уровень давления сжатого воздуха из рабочей полости стояночного цилиндра поступает через входной канал 3 к выходу и левому, показанному на фрагменте А входу переключательного клапана 1. Однако наличие дроссельной шайбы 2 на пути этого сжатого воздуха к выходу переключательного клапана 1 обеспечивает опережающее появление уровня давления сжатого воздуха на рассматриваемом его входе. Это обеспечивает нормируемый переброс поршня переключательного клапана и перекрытие противоположного его входа, что вызывает прекращение сообщения пневматической полости стояночного цилиндра с рабочей полостью тормозного цилиндра и тем самым исключается возможность проникновения в нее уровня давления из питательной магистрали 18.
На несамоходной подвижной единице в этой ситуации (фрагмент Б) в схеме взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой ее штатной тормозной системы ничего не изменяется и она остается идентичной показанной на ФИГ.5, фрагменте Б. При этом поршень 5 стояночного цилиндра продолжает находиться в положении, при котором дополнительный канал 4 сообщается с зоной поршня 5 между встречно размещенными манжетами 8 и стандартной манжетой 9.
Расторможение подвижной единицы завершается осуществлением полного отпуска пневматической части ее штатной тормозной системы.
В его 1-й фазе, представленной на ФИГ.7, имеет место повышение уровня давления в тормозной магистрали 16 до нормируемого зарядного давления.
При этом в схеме взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы самоходной подвижной единицы (фрагмент А) никаких изменений не вызывает.
В схеме же взаимодействия стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы несамоходной подвижной единицы (фрагмент Б) в дополнительном канале 4 и в зоне поршня 5 между его встречными манжетами 8 и стандартной манжетой 9 уровень давления нарастает до уровня давления тормозной магистрали (0,48-0,50 МПа). Поскольку наличествующий в этот момент в рабочей полости стояночного цилиндра (как уже отмечалось, в среднем 0,40 МПа) уровень давления сжатого воздуха оказывается ниже, постольку сжатый воздух из тормозной магистрали 16 начинает перетекать через зону поршня 5 между его встречными манжетами 8 и стандартной манжетой 9 и попутную («пошерстную») для него манжету 9 в пневматическую полость стояночного цилиндра. В результате повысившийся уровень давления сжатого воздуха в пневматической полости стояночного цилиндра вызывает смещение поршня 5 стояночного цилиндра в отключенное положение со сжатием пружин 7, и имеет место автоматическое дистанционное прекращение действия стояночного тормоза пневмопружинного типа на несамоходной подвижной единице. Одновременно этот уровень давления сжатого воздуха из пневматической полости стояночного цилиндра поступает через входной канал 3 к выходу и левому, показанному на фрагменте Б входу переключательного клапана 1. При этом наличие дроссельной шайбы 2 на пути этого давления к выходу переключательного клапана 1 также (как и ранее на самоходной подвижной единице) обеспечивает опережающее появление уровня давления тормозной магистрали 16 на этом входе, чем обеспечивается нормируемый переброс его поршня и перекрытие противоположного входа. Это приводит к прекращению сообщения пневматической полости стояночного цилиндра с рабочей полостью тормозного цилиндра и тем самым исключается возможность проникновения в нее уровня давления из тормозной магистрали 16.
Во 2-й фазе осуществления полного отпуска пневматической части штатной тормозной системы подвижных единиц, представленной на ФИГ.8, происходит срабатывание воздухораспределителей 17 на отпуск. Это вызывает, в числе прочего, ситуацию, при которой начинается процесс разрядки рабочей полости тормозного цилиндра в атмосферу.
В завершающей фазе полного отпуска пневматической части штатной тормозной системы подвижных единиц, представленной на ФИГ.9, в схемах взаимодействия их стояночных тормозов пневмопружинного типа с пневмосхемами штатных тормозных систем процесс разрядки рабочей полости тормозного цилиндра в атмосферу завершается. Поршни 10 тормозных цилиндров отходят в положение полного отпуска. В результате подвижные единицы растормаживаются, и пневматические части их штатных тормозных систем переходят в поездной режим.
При необходимости выполнения представленных на ФИГ.10 ступеней торможения пневмосхем штатных тормозных систем, вплоть до полных служебных торможений, традиционной работой воздухораспределителей осуществляется наполнение рабочих полостей тормозных цилиндров до нормируемых уровней давления сжатого воздуха.
В этой ситуации на самоходной подвижной единице (фрагмент А) при поступлении на вход переключательного клапана 1 упомянутого уровня давления сжатого воздуха от рабочей полости тормозного цилиндра переброс поршня переключательного клапана 1 не происходит, т.к. на его втором входе сохраняется превышающий уровень давления сжатого воздуха питательной магистрали 20, и после осуществления полного отпуска пневмосхемы штатного тормозной системы она возвращается в поездной режим (см. ФИГ.9, фрагмент А).
На несамоходной же подвижной единице переброс поршня переключательного клапана 1 хотя и происходит, но схема взаимодействия ее стояночного тормоза пневмопружинного типа с пневмосхемой штатной тормозной системы практически соответствует ее взаимодействию, представленному на ФИГ.5, фрагмент Б, и после осуществления полного отпуска пневмосхемы штатной тормозной системы она также возвращается в поездной режим (см. ФИГ.9, фрагмент Б).
Таким образом, при служебных торможениях пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы на работу ее тормозной рычажной передачи стояночный тормоз пневмопружинного типа никакого влияния не оказывает.
Осуществление представленных на ФИГ.11 экстренных торможений пневмосхем штатных тормозных систем в схемах их взаимодействия со стояночными тормозами пневмопружинного типа также традиционной работой воздухораспределителей приводит в 1-й фазе к наполнению до нормируемого уровня давления сжатого воздуха рабочих полостей тормозных цилиндров.
Одновременно происходит поступление этих уровней давления сжатого воздуха на входы переключательных клапанов 1 от входных каналов тормозных цилиндров. При этом в дополнительных каналах 4 корпусов 6 стояночных цилиндров, а значит, и в пневматических полостях стояночных цилиндров и на противоположных входах переключательных клапанов 1 уровень давления сжатого воздуха начинает снижаться до нуля:
- на самоходной подвижной единице (фрагмент А) это обеспечивается перекрытием пневматического выключателя 17, вызванным исчезновением давления сжатого воздуха на его управляющем отростке от тормозной магистрали 16;
- на несамоходной же подвижной единице такое снижение давления происходит в результате непосредственной разрядки тормозной магистрали 16 (фрагмент Б).
Но в момент его снижения ниже уровня давления сжатого воздуха, наличествующего на связанных с входными каналами тормозных цилиндров входах переключательных клапанов, происходит переброс их поршней. Поэтому в пневматических полостях стояночных цилиндров обеспечивается сохранение наличествующих в рабочих полостях тормозных цилиндров нормированных уровней давления сжатого воздуха. В результате воздействия таких уровней давления сжатого воздуха на поршни 5 стояночных цилиндров на них возникают усилия, препятствующие их смещению под воздействием пружин 7 в тормозное положение. Этим исключается возможность добавления усилия пружин 7 к усилию, реализуемому на штоке тормозного цилиндра в тормозной рычажной передаче при экстренном торможении пневматической части штатной тормозной системы подвижной единицы.
Последующий процесс истощения пневматической части штатных тормозных систем, показанный на ФИГ.12, вызывает снижение уровней давления сжатого воздуха в рабочих полостях тормозных цилиндров и соответствующее снижение уровней давления в пневматических полостях стояночных цилиндров. Это предопределяет ситуацию смещения поршней 3 стояночных цилиндров в сторону крайнего тормозного положения и встречный отход поршней 10 тормозных цилиндров.
Полное истощение пневматических частей штатных тормозных систем завершается упором поршней 10 тормозных цилиндров в штоки поршней 5 стояночных цилиндров, при котором уровни упругой деформации в тормозных рычажных передачах (см. ФИГ.1) определяются усилием пружин 7 стояночных цилиндров. В результате этого, в конечном итоге в тормозных рычажных передачах подвижных единиц наличествует тормозная сила, обеспечивающая заторможение и тем самым закрепление подвижной единицы от самопроизвольного движения.
Технические результаты, получаемые при использовании предлагаемого способа действия стояночного тормоза
Использованием предлагаемого способа действия стояночного тормоза обеспечивается возможность автоматического дистанционного прекращения его работы на подвижной единице только при условии предварительного осуществления полной зарядки пневматической части ее штатной тормозной системы.
Достигают этого автоматическим перекрытием дополнительного канала от источника сжатого воздуха, уровнем давления сжатого воздуха которого нейтрализуется усилие пружин стояночного тормоза.
Возможность осуществления изобретения
Возможность осуществления предложенного способа действия стояночного тормоза обеспечивают:
- использованием устанавливаемых на поршень стояночного цилиндра двух дополнительных встречно расположенных манжет;
- выполнением в корпусе стояночного цилиндра дополнительного канала, место размещения которого предопределяют расстоянием, на которое межманжетное пространство упомянутых дополнительных манжет смещается при перемещении поршня стояночного цилиндра из отключенного положения в крайнее тормозное положение;
- сообщением выполненного в корпусе стояночного цилиндра дополнительного канала на самоходной подвижной единице (например, вагоне электропоезда, дизель-поезда, рельсового автобуса, локомотиве и проч.) с питательной магистралью. Это сообщение осуществляют через наличествующий в ее пневматической части штатной тормозной системы пневматический выключатель, к управляющему отростку которого подключают тормозную магистраль. При этом в ситуации снижения уровня давления в тормозной магистрали ниже допустимого при полном служебном торможении уровня, например, ниже 0,3 МПа, нормированной работой указного пневматического выключателя, питательную магистраль изолируют от дополнительного канала, а его сообщают с атмосферой;
- сообщением выполненного в корпусе стояночного цилиндра дополнительного канала на несамоходной подвижной единице (например, на вагонах пассажирских поездов) непосредственно с тормозной магистралью;
- переключением входа наличествующего в пневмосхеме штатной тормозной системы самоходной подвижной единицы переключательного клапана, с одним из входов которого связан входной канал тормозного цилиндра, на сообщение с имеющимся входным каналом корпуса стояночного цилиндра;
- введением в пневмосхему штатной тормозной системы несамоходной подвижной единицы типового переключательного клапана, например 3ПК /3, рис.170/, один из входов которого сообщают с входным каналом тормозного цилиндра, а второй вход сообщают с имеющимся входным каналом корпуса стояночного цилиндра;
- использованием дроссельной шайбы с отверстием диаметром, например, 2 мм, через которое выход упомянутого переключательного клапана сообщают с имеющимся входным каналом корпуса стояночного цилиндра.
Источники информации
1. Стояночный тормоз пневматической тормозной системы железнодорожного транспортного средства. Авторское свидетельство СССР №17770186 А1, кл. В61Н 11/02, В60Т 13/38, Бюл. №38, 23.10.1992.
2. Тормоз тележки рельсового экипажа. Патент РФ №2255872 С1, кл. В61Н 1/100, F16D 59/00, Бюл. №19, 10.07.2005.
3. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: справочник / В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов, П.Т.Демушкин. - М.: Транспорт, 1989.