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 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 авторежим пневматический, 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 авторежим пневматический 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 низкая надежность в связи с тем, что включенное в нее оборудование размещено на подвижной единице раздельно и для пневматического соединения его между собой используются трубопроводы большой протяженности, что приводит к утечкам воздуха, усложняет техническое обслуживание и монтаж, а также отсутствие электронной системы автоматизированной диагностики и управления, что в целом снижает безопасность и эффективность ее применения.
Известна электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержащая смонтированные на плите-кронштейне, закрепленной на раме вагона, пневматическую исполнительную часть, имеющую размещенные в корпусах 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 авторежим пневматический, сообщенный с пневморессорами через регулирующий клапан, 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 авторежим пневматический 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 каналах пневморессор, тормозных цилиндров и на выходе воздухораспределителя.
Недостатком известной электропневматической тормозной системы является низкая надежность и безопасность.
Предлагаемая электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, решает задачу надежности, безопасности, удобства обслуживания и эффективности применения ее на подвижном составе линий метро за счет рационального размещения на плите-кронштейне приборов в виде блоков, соединения их между собой посредством трубопроводов, установки дублирующего ручного управления стояночным тормозом, а также обеспечения аварийного авторежимного регулирования и пониженной тормозной эффективности при перегоне вагонов.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение надежности и безопасности.
Технический результат достигается тем, что электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержащая смонтированные на плите-кронштейне, закрепленной на раме вагона, пневматическую исполнительную часть, имеющую размещенные в корпусах 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 авторежим пневматический, сообщенный с пневморессорами через регулирующий клапан, 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 авторежим пневматический 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 каналах пневморессор, тормозных цилиндров и на выходе воздухораспределителя, блок транспортного режима содержащим основание, на котором смонтированы пневматически связанные между собой трехпозиционный кран и редуктор, при этом один вход трехпозиционного крана сообщен с питательной магистралью через авторежим пневматический, другой его вход - с питательной магистралью через редуктор, а выход - с воздухораспределителем, основания для размещения указанных приборов блоками в виде блока автоматического тормоза, блока преобразователя давления, блоков реле давления, блока управления стояночным тормозом, трубопроводы для соединения блоков между собой, приспособление для ручного управления стояночным тормозом, выполненное в виде толкателя с рукоятью жестко связанного с управляющим штоком электропневмовентилей блока управления стояночным тормозом, причем блок автоматического тормоза включает одну управляющую часть, переключающее устройство, датчики для контроля давления соответственно в тормозной магистрали и на выходе воздухораспределителя, блок преобразователя давления включает другую управляющую часть, блок управления стояночным тормозом включает датчик и сигнализатор для контроля давления в магистрали стояночного тормоза и датчик для контроля давления в напорной магистрали и указанное приспособление для ручного управления стояночным тормозом, регулирующий клапан выполнен в виде клапана среднего давления, в корпусе которого установлена диафрагма и управляющие поршни, при этом входы клапана сообщены с пневморессорами, питательной магистралью, а выход - с авторежимом пневматическим, а на каждом корпусе блока реле давления смонтирован вентиль противоюзной защиты и датчик для контроля давления в соответствующем тормозном цилиндре.
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, представляет собой навесное устройство содержащее плиту-кронштейн 1 с приборами для управления фрикционным тормозом, связанными между собой и оборудованием трубопроводами. На плите-кронштейне 1 смонтированы приборы пневматической исполнительной части, пневматической и электропневматической, электронной управляющих частей, управления стояночным тормозом, противоюзной защиты и транспортного режима в виде блоков - блоки 2, 3 - реле давления, блок 4 - автоматического тормоза, блок 5 - преобразователя давления, электронный блок 6 - адаптер, блок 7 - управления стояночным тормозом, блок 8 - транспортного режима, а также приборы регулирующие давление в электропневматической тормозной системе - авторежим 9 пневматический и сообщенный с ним клапан среднего давления 10.
Пневматическая исполнительная часть содержит реле 11, 12 давления, каждое из которых сообщено с питательной магистралью 13 каналами 14, 15, с тормозными цилиндрами (не показано) каналами 16, 17, датчики 18, 19 давления, установленные на выходе реле 11, 12 давления для контроля давления в тормозных цилиндрах.
Противоюзная защита колесной пары вагона включает электропневматические вентили 20 и 21, каждый из которых выполнен двухпозиционным трехлинейным первой линией связанный с пневматическим воздухораспределителем 22, второй - через реле 11, 12 давления с тормозными цилиндрами, а третьей - с атмосферой. Управляющие сигналы электропневматические вентили 20 и 21 получают от адаптера 6 диагностики и управления тормозным оборудованием.
Каждый блок 2, 3 реле давления включает соответственно смонтированный на плите-кронштейне 1 корпус 23, 24, на котором размещено реле 11, 12 давления, датчик 18, 19 давления и электропневматический вентиль 20, 21.
Первая управляющая часть имеет пневматический воздухораспределитель 22 жесткого типа, датчик 25 давления, установленный на выходе воздухораспределителя 22, и включенный в электрическую цепь тормоза безопасности электропневматический вентиль 26 экстренного пневматического торможения.
Пневматический воздухораспределитель 22 сообщен с тормозной магистралью 27 каналом 28, в котором установлен датчик 29 давления, а с питательной магистралью 13 - через авторежим 9 пневматический.
Электропневматический вентиль 26 выполнен двухпозиционным трехлинейным и связан первой линией с пневматическим воздухораспределителем 22, второй линией связан с переключающим устройством 30, а третьей - с атмосферой.
Блок 4 автоматического тормоза включает смонтированные на основании 31 воздухораспределитель 22, датчики 25 и 29, электропневматический вентиль 26 и переключающие устройство 30.
Авторежим 9 пневматический, размещенный в корпусе 32, устанавливает на выходе давление сжатого воздуха в зависимости от загрузки вагона посредством клапана 10 среднего давления сообщенного каналами 34 и 35 с двумя пневморессорами (не показано) вагона, расположенными по его диагонали, а также с питательной магистралью 13. Клапан 10 среднего давления содержит корпус 33, в котором установлена диафрагма и управляющие поршни. В каналах 34, 35 смонтированы датчики 36, 37 для контроля за состоянием давления воздуха в пневморессорах.
Вторая управляющая часть содержит преобразователь давления 38 и электропневмовентили 39 и 40 электропневматического тормоза. Преобразователь давления 38 соединен через авторежим 9 пневматический с питательной магистралью 13, а электропневмовентили 39 и 40 электропневматического тормоза с пневматической исполнительной частью - через переключающее устройство 30.
Блок 5 преобразователя давления включает смонтированные на корпусе 41 преобразователь давления 38 и электропневмовентили 39 и 40 электропневматического тормоза.
Блок 7 управления стояночным тормозом состоит из смонтированных на основании 42 двух электропневмовентелей 43, 44, пневмораспределителя 45, датчика давления 46 и сигнализатора давления 47 предназначенных для контроля давления в магистрали стояночного тормоза и установленных в канале 48 и датчика 49, установленного в канале 50 напорной магистрали 51.
Блок 7 имеет дистанционное управление с пульта управления кабины машиниста и дублирующее ручное управление посредством приспособления 52 для ручного управления стояночным тормозом, выполненным в виде толкателя с рукоятью жестко связанного с управляющим штоком электропневмовентилей 43, 44 блока 7 управления стояночным тормозом.
Электронная управляющая часть состоит из электронного блока 6, выполненного в виде размещенного в корпусе 53 адаптера диагностики и управления тормозным оборудованием, и аналоговых датчиков 18, 19, 25, 29, 36, 37, 46, 49, установленных в каналах предлагаемой электропневматической тормозной системы. Адаптер электронного блока 6 обеспечивает по CAN каналам прием сигналов от аналоговых датчиков 18, 19, 25, 28, 34, 35, 47, 50, их сравнение и формирование команд управления.
Блок 8 транспортного режима предназначен для ручного переключения режимов торможения воздухораспределителя вагона с обеспечением пониженной тормозной эффективности при его транспортировке, например, в депо. Блок 8 состоит из пневматически связанных между собой трехпозиционного крана 54 и редуктора 55, смонтированных на основании 56, при этом один вход трехпозиционного крана сообщен с питательной магистралью 13 через авторежим 9 пневматический, другой его вход - с питательной магистралью 13 через редуктор 55, а выход - с воздухораспределителем 22.
Электропневматическая тормозная система работает следующим образом.
В поездном положении в тормозной магистрали 27 устанавливается давление сжатого воздуха соответствующее полному служебному торможению.
Пневматический воздухораспределитель 22 устанавливает давление сжатого воздуха соответствующее полному служебному торможению и загрузки вагона, так как на его выходном канале, соединенном с электропнев-мовентилем 26, устанавливается давление ограниченное аворежимом 9.
Двухпозиционный трехлинейный электропневмовентиль 26 находится под напряжением. Электропневмовентили 39, 40, 20, 21, а также вентили 43, 44 блока управления 30 стояночным тормозом обесточены.
При электропневматическом торможении обеспечиваются три уставки торможения.
Первая уставка - подается напряжение на электропневмовентиль 39, при этом воздух через преобразователь давления 38, переключательное устройство 30, электропневмовентили 20 и 21 поступает в управляющие полости реле 11, 12 давления, 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 38. Осуществляется пневматическое торможение вагонов.
Вторая уставка - при необходимости получения при электропневматическом торможении большего давления в соответствии с тормозными режимами, не снимая напряжения с электропневмовентиля 39, подается напряжение на электропневмовентиль 40. При этом воздух через преобразователь давления 38, переключательное устройство 30, электропневмовентили 20 и 21 поступает в управляющие полости реле 11,12 давления. Тормозные цилиндры тележки наполняются сжатым воздухом до величины давления установленной преобразователем давления 38 и происходит пневматическое торможение вагонов с большим усилием.
Третья уставка - снимается напряжение с электропневмовентиля 26. Воздух через переключательное устройство 30, электропневмовентили 20 и 21 поступает в управляющие полости реле 11, 12 давления. Тормозные цилиндры наполняются сжатым воздухом до величины давления устанавливаемого пневматическим воздухораспределителем 22 одновременно на всех вагонах подвижного состава. Таким образом, происходит экстренное пневматическое торможение по всей длине поезда. Для отпуска тормоза безопасности необходимо восстановить питание электропневмовентиля 26. В случае, когда восстановление питания невозможно, отпуск тормоза производят повышением давления в тормозной магистрали до зарядного краном машиниста. Пневматический воздухораспределитель 22 сообщает с атмосферой реле 11, 12 давления, осуществляется отпуск тормоза безопасности.
Величину давления первой и второй уставок обеспечивают преобразователь давления 38 и авторежим 9 пневматический, а величину третьей уставки определяет авторежим 9 пневматический, который непрерывно регулирует давление сжатого воздуха подаваемого на входы воздухораспределителя 22, электропневмовентилей 39 и 40 в зависимости от загрузки вагона. При этом давление сжатого воздуха выбирает сообщенный с двумя расположенными по диагонали вагона пневморессорами клапан 10 среднего давления, который обеспечивает его поступление через управляющую полость авторежима 9 пневматического к тормозным цилиндрам.
Так же авторежим 9 пневматический обеспечивает аварийное авторежимное регулирование, которое при давлении сжатого воздуха в пневморессорах равном нулю позволяет при снятии напряжения с вентиля 26 экстренного пневматического торможения поддерживать давление в тормозных цилиндрах в пределах 0,235±0,015 Мпа.
Прием сигналов с аналоговых датчиков, формирование команд управления вентилями 39 и 40 электропневматического тормоза при основном и резервном управлении осуществляет адаптер 6.
При возникновении юза колесных пар на один из электропневмовентелей 20 или 21, или на оба электропневмовентиля 20 и 21 поступает сформированный адаптером 6 управляющий электрический сигнал от электронной противоюзной защиты, включающей аналоговые датчики, смонтированные на осях колесных пар. После этого управляющие полости реле 11, 12 давления соединяются с атмосферой. Происходит быстрое растормаживание одной или обеих тележек одновременно и выход колесных пар из юза. После отмены команды юза электропневмовентили 20 и 21 обесточиваются, воздух от воздухораспределителя 22 поступает в управляющие полости реле 11, 12 давления, 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 7 управления стояночным тормозом. 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 49, на электропневмовентили 43, 44 блока 7 поступает сигнал управления из кабины машиниста, после чего срабатывает стояночный тормоз и колодки прижимаются к колесам. Для оттормаживания - из напорной магистрали 51 воздух по каналу 50 подается в управляющую камеру стояночного тормоза и под действием возвратной пружины колодки отпускают колесо. Об изменениях давления в канале 48 стояночного тормоза в кабине машиниста сигнализирует лампа. Блок 7 также имеет дублирующее ручное управление осуществляемое воздействием на рукоять приспобления 52 путем нажатия или отжатая индивидуально для каждого вагона.
Блок транспортного режима в положении рукояти крана 54 «авторежимное регулирование» осуществляет прохождение сжатого воздуха обеспеченное задатчиком давления для воздухораспределителя 22, а в положении рукояти крана 54 «транспортный режим» осуществляется прохождение сжатого воздуха с пониженным посредством сообщенного с питательной магистралью 13 редуктором 55 давлением для обеспечения в тормозных цилиндрах давления в пределах 0,17±0,02 Мпа.
Предлагаемая электропневматическая тормозная система подвижного состава метрополитена обеспечивает надежность, безопасность движения электропоездов и эффективность торможения за счет использования электронных устройств диагностики и управления тормозным оборудованием, обеспечения аварийного авторежимного регулирования, за счет дублирующего ручного управления стояночным тормозом и гермитичности мест соединений навесных приборов и трубопроводов, эффективность применения - за счет применения блока транспортного режима, клапана среднего давления, а также удобство обслуживания за счет рационального размещения на плите-кронштейне приборов блоками и соединения их между собой посредством трубопроводов с возможностью быстрой из замены.