ТОРМОЗ РЕЛЬСОВОГО ЭКИПАЖА
ROLLING STOCK BRAKE

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, и в частности к устройствам для определения тормозных усилий на колесах железнодорожного подвижного состава.
Известен тормоз рельсового экипажа используемого, например, в конструкции вагонов-самосвалов (см. книгу Логинов А.И., Афанаскин Н.Е. Вагоны-самосвалы. М.: Машиностроение, 1975. 192 с., стр.149-152). Такое тормозное оборудование состоит из тормозной магистрали, подключенной через воздухораспределитель к запасному резервуару. Запасный резервуар также через тот же воздухораспределитель предназначен для подачи сжатого воздуха в режиме торможения тормозной цилиндр, который приводит в движение рычажную передачу управления тормозными колодками. Существенным недостатком такого тормоза является то, что усилие, создаваемое тормозными колодками, остается постоянным, несмотря на то, что вагон-самосвал может находиться в порожнем или груженом состоянии, а это существенно сказывается на возникающих нагрузках, приложенных у элементной базы вагонов и тормозном пути.
Известны также современные рельсовые экипажи (например, грузовые вагоны), тормозное оборудование которых существенно отличается от аналога (см. книгу Вагоны. Под ред. Л.Д.Кузмича. М.: Машиностроение, 1978. 376 с.). Так их тормозное оборудование включает в себя автоматический регулятор режимов торможения (авторежим). Известен авторежим (см. ту же книгу стр.68, рис.35) типа усл. №265-000, который монтируется сбоку хребтовой балки грузового вагона над тележкой. Такой авторежим состоит из управляющей части (демпфера) и воздушного реле давления. Его устанавливают на вагон таким образом, чтобы его пята опиралась на плиту опорной балки тележки вагона. В результате, использование авторежима позволяет управлять давлением воздуха в тормозном цилиндре за счет линейного перемещения пяты в случае как загружен или разгружен от груза вагон. Несмотря на эффективность использования такого устройства ему все-таки присущ и недостаток, заключающийся в сложности его конструкции из-за наличия большого числа таких деталей как пружин, клапанов и т.д., что в итоге снижает его надежность.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции авторежима, а следовательно, и всего тормоза рельсового экипажа.
Поставленная цель достигается тем, что авторежим выполнен в виде цилиндрического корпуса с подвижно размещенным в нем подпружиненным плунжером с вытачкой и пятой и в корпусе изготовлен продольный канал, сопряженный с помощью трубопровода с воздухораспределителем, который соединен с поперечно расположенными каналами, продольные оси симметрии которых совпадают с ответными другими каналами, также расположенными в корпусе авторежима, и один из них с помощью трубопровода связан с надпоршневой полостью тормозного цилиндра, а два других подключены трубопроводами к торцевым поверхностям корпусов золотниковых распределителей с установленными в них подвижно подпружиненными золотниками, имеющих Г-образной формы каналы, боковые же стороны упомянутых корпусов золотниковых распределителей с одной стороны через перепускные клапаны давления связаны с запасным резервуаром, а с другой - с надпоршневой полостью тормозного цилиндра.
На чертежах фиг.1 показана принципиальная схема тормоза рельсового экипажа, а на фиг.2 - общий вид золотникового распределителя с перепускным клапаном давления и сечением золотника.
Тормоз рельсового экипажа состоит из тормозной магистрали 1, связанной трубопроводом 2 с воздухораспределителем 3. Воздухораспределитель 3 также соединен с помощью трубопровода 4 с запасным резервуаром 5 и трубопроводом 6 с продольным каналом 7, соединенным с поперечными каналами 8, 9 и 10, расположенными в корпусе 11 авторежима. В последнем соосно каналам 8, 9 и 10 в диаметральной плоскости корпуса 11 авторежима выполнены другие поперечно расположенные каналы 12, 13 и 14. Внутри корпуса 11 авторежима подвижно расположен подпружиненный пружиной сжатия 15 плунжер 16 с выточкой 17 и пятой 18, контактирующей с плитой боковины тележки 19. Сам корпус 11 авторежима жестко закреплен на раме экипажа 20. Другие поперечно расположенные каналы 12, 13 и 14 при помощи трубопроводов 21, 22 и 23 присоединены соответственно к торцевым поверхностям 24 и 25 корпусов золотниковых распределителей 26 и 27, а трубопровод 23 с надпоршневой полостью 28 тормозного цилиндра. Поршень 29 тормозного цилиндра подпружинен пружиной сжатия 30 и его шток 31 соединен с рычажной передачей управления тормозными колодками 32. Боковые поверхности корпусов золотниковых распределителей 26 и 27 с помощью трубопроводов 33 и 34 через перепускные клапаны давления 35 и 36 соединены с запасным резервуаром 5, а также трубопроводами 37 и 38 с надпоршневой полостью 28 тормозного цилиндра. Внутри корпусов золотниковых распределителей 26 и 27 подвижно расположены соответственно золотники 39 и 40, снабженные выточками 41 и подпружиненные пружинами сжатия 42. Золотники 39 и 40 снабжены Г-образной формы каналами 43.
Работает тормоз рельсового экипажа следующим образом. Когда последний находится в порожнем состоянии (например, грузовой вагон), детали, составляющие последний, находятся в таком положении, как это показано на фиг.1. Предположим, что экипаж находится в составе поезда, и к нему применяется служебное торможение. Для этого понижают давление в тормозной магистрали 1, например, до такого значения, когда давление сжатого воздуха в трубопроводе 6, поступающего из запасного резервуара 5, составит 0,2 МПа. В этом случае сжатый воздух поступает в продольный канал 7 корпуса 11 авторежима и, проходя выточку 17, входит в поперечный канал 13 и по трубопроводу 23 поступает в надпоршневую полость 28 тормозного цилиндра. Под действием такого давления поршень 28 перемещается в правую часть чертежа фиг.1 и приводит в действие рычажную систему управления тормозными колодками 32. Проход сжатого воздуха под таким давлением через указанные детали возможен потому, что пята 18 плунжера 16 находится с зазором «δ» относительно плиты боковины тележки 19. После того как скорость затормаживаемого поезда достигает какого-то необходимого значения, давление сжатого воздуха в тормозной магистрали 1 поднимают до зарядного значения и тогда трубопровод 6 через воздухораспределитель 3 соединяется с атмосферой, что способствует под действием сжатой пружины сжатия 30 перемещению поршня 29 в исходное положение и тем самым распустить тормоз.
Рассмотрим теперь случай, когда экипаж (грузовой вагон) загружен не полностью, а порядка только на 50% от максимальной грузоподъемности. Тогда под действием плиты боковины тележки 19, за счет просадки рессорного подвешивания тележки произойдет контакт пяты 18 с последней и плунжер 16 переместиться по стрелки A на такое расстояние, что он перекроет собой каналы 10 и 14, но зато создаст условия по сопряжению между собой каналов 9 и 13 своей выточкой 17, но зато перекроются каналы 10 и 14, а также будут перекрыты каналы 8 и 12. Подобным образом, как это было описано для режима торможения снижают давление в тормозной магистрали 1 и тогда сжатый воздух также, например, под давлением 0,2 МПа из запасного резервуара 5 поступает через воздухораспределитель 3 в трубопровод 6 и продольный канал 7. Но так как каналы 10 и 14, а также 8 и 12 перекрыты, то сжатый воздух через поперечные каналы 9 и 13 поступает в трубопровод 22 и переместит золотник 40 по стрелке B, сжав его пружину сжатия 42. Такое перемещение золотника 40 создаст условие, когда его выточка 41 расположится между трубопроводом 34 и 38, обеспечив ток сжатого воздуха в надпоршневую полость 28 тормозного цилиндра. Следует отметить, что перепускной клапан давления 36 отрегулирован, например, на пропуск сжатого воздуха из запасного резервуара на 0,3 МПа и, следовательно, усилие на поршне 29 тормозного цилиндра будет выше, чем в первом случае и эффективность торможения полузагруженного экипажа возрастет. После необходимого снижения скорости давление в тормозной магистрали 1 поднимают до нормативной величины, и воздухораспределитель 3 соединяет трубопровод 6 с атмосферой, а следовательно, давление исчезнет и в трубопроводе 22, что обеспечит перемещение золотника 40 под действием сжатой его пружины сжатия 42 в направлении обратной стрелки B. В итоге золотник 40 перекроет трубопроводы 34 и 38, но соединит Г-образной формы канал 43 с трубопроводом 38 и трубопроводом 22 (см. фиг.2). Тогда поршень 29 тормозного цилиндра совместно со штоком 31 и рычажной передачей управления тормозными колодками 32 под действием пружины сжатия 30 переместится в положение, показанное на фиг.1, распуская тем самым тормоз.
Теперь рассмотрим третий случай торможения экипажа, когда он полностью загружен грузом, соответствующим его максимальной грузоподъемности. Под таким грузом плунжер 16 еще больше сдеформирует упруго свою пружину сжатия 15 так, что выточка 17 разместится между каналами 8 и 12, причем каналы 9 и 13, а также 10 и 14 будут им перекрыты. Так же как и в предыдущих случаях в режиме торможения экипажем снижают давление в тормозной магистрали 1 до величины, равной 0,2 МПа, и тогда сжатый воздух из запасного резервуара 5 и воздухораспределителя 3 поступит в трубопровод 6 и соответственно заполнит каналы 8 и 12, а также трубопровод 21. Это позволит переместить по стрелке Е золотник 39, который, сжав свою пружину сжатия 42, позволит своей выточкой 41 соединить между собой трубопроводы 33 и 37 и сжатый воздух поступит из запасного резервуара 5 через перепускной клапан давления 35, который отрегулирован, например, на давление 0,4 МПа, в надпоршневую полость 28 тормозного цилиндра, приводя в движение рычаги управления тормозными колодками 32. Такой процесс позволит получить на штоке 31 тормозного цилиндра усилие по величине больше, чем в первых двух вышеуказанных случаях. Эффективность торможения экипажа в этом случае обеспечена. После прекращения необходимости торможения давление в тормозной магистрали 1 вновь повышают до нормы и тогда воздухораспределитель 3 соединит трубопровод 6, а также через каналы 8 и 12, и трубопровод 21 с атмосферой, вследствие чего золотник 39 займет под действием своей пружины сжатия 42 положение, показанное на фиг.1 и 2, и тогда Г-образной формы канал 43 соединит полость 28 тормозного цилиндра с атмосферой. Отпуск тормоза осуществлен. В дальнейшем описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предлагаемого технического решения в сравнении с известным очевидно, так как оно проще по конструкции, а следовательно, и надежно в эксплуатационных условиях.