КРАН МАШИНИСТА ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
RAILWAY VEHICLE DRIVER'S BRAKE VALVE

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно, к устройству кранов машиниста, предназначенных для управления автоматическими тормозами железнодорожных транспортных средств, например, для управления пневматическими и электропневматическими тормозами подвижного состава магистральных железных дорог, а именно тормозами грузовых и пассажирских поездов.
Известен кран машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства по авторскому свидетельству №1382700 от 24.12.86.г., МПК В60Т 15/08. Кран машиниста содержит управляющий орган с ручным управлением, связанный с питательной и тормозной магистралями, реле давления с уравнительной полостью, связанной с уравнительным резервуаром крана, редуктор зарядного давления, стабилизатор сверхзарядного давления. Для осуществления дистанционного управления краном машиниста он снабжен электромагнитными вентилями торможения и отпуска. Недостатком этого крана машиниста является ненадежность его действия, так как при обрыве электрических цепей электромагнитные вентили будут обесточены, вентиль торможения будет непрерывно сообщать с атмосферой уравнительную полость реле давления. Поэтому отпустить тормоз при обрыве электрических цепей управлением вручную управляющим органом этого крана машиниста не представляется возможным.
Известен кран машиниста с уравнительным резервуаром, снабженным его стабилизатором давления, по авторскому свидетельству №338431 от 30.12.1970 г., МПК В60Т 15/04. Стабилизатор давления поддерживает установленное давление в уравнительном резервуаре в положении перекрыши, исключая возможность повышения давления в нем из-за термодинамического эффекта, то есть исключая возможность самопроизвольного отпуска. Однако при этом значительно усложняется конструкция крана машиниста в целом, так как дополнительно в его управляющей части применены два специальных электромагнитных вентиля и пневматический орган с каналами связи между ними.
Известен кран машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства по авторскому свидетельству №1110689 от 27.12.1982 г., МПК В60Т 15/08. Он содержит управляющий орган с ручным управлением, реле давления, уравнительный резервуар, редуктор зарядного давления, стабилизатор сверхзарядного давления. В этом кране машиниста для автоматического срабатывания на торможение и отпуск от локомотивных систем безопасности, автоведения, телеуправления применены дополнительно электромагнитные вентили торможения и отпуска, связанные с уравнительным резервуаром через специальный пневматический орган. Чтобы осуществить работу крана от указанных систем, управляющий орган крана после зарядки устанавливается в положение перекрыши с питанием, которое в этом кране является вторым поездным положением. Это обеспечивается работой указанного специального пневматического органа. При срабатывании электромагнитного вентиля торможения происходит сообщение уравнительного резервуара с атмосферой через специальный пневматический орган и этот вентиль. Реле давления сообщает с атмосферой тормозную магистраль. После снятия напряжения с электромагнитного вентиля торможения кран машиниста автоматически переходит в положение перекрыши с питанием за счет перекрытия специальным пневматическим органом сообщения уравнительного резервуара с редуктором и за счет плотности уравнительного резервуара. Для отпуска тормоза подается напряжение на электромагнитный вентиль отпуска. Уравнительный резервуар сообщается с источником сжатого воздуха. Повышение давления в уравнительном резервуаре на определенную величину дает определенную ступень отпуска. Кран машиниста автоматически устанавливается в положение перекрыши с питанием, как было описано выше. Наличие специального пневматического органа усложняет конструкцию крана, снижает надежность действия.
Известно «Устройство дистанционного управления тормозами поезда» по авторскому свидетельству №448977 от 23.04.1973 г., МПК В60Т /15/08, представляющее собой кран машиниста с дистанционным управлением тормоза железнодорожного транспортного средства. Он содержит управляющую часть в виде пульта управления и исполнительную часть, содержащую реле давления (реле-повторитель), уравнительный резервуар (управляющий резервуар) со смонтированным на нем датчиком давления, электропневматические вентили торможения и отпуска (выпуска и впуска), электрически связанные с пультом управления. Для получения ступеней торможения и ступеней отпуска с автоматическими перекрышами в устройстве этого крана применена электронная система, электрически связанная с пультом управления, электропневматическими вентилями, датчиком давления уравнительного резервуара. Недостатком этого крана является сложность электронной системы, состоящей из нескольких узлов, каждый из которых включает ряд электронных элементов, и большое количество электрических связей. Это приводит к снижению надежности действия крана машиниста при осуществлении процессов торможения и отпуска.
Известен кран машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства по авторскому свидетельству №1235772 от 10.12.1984 г., МПК В60Т 15/08. Он содержит реле давления, связанное с уравнительным резервуаром, редуктор зарядного давления, стабилизатор сверхзарядного давления, пневматический орган с подвижной перегородкой с клапаном, разделяющей полости, одна из которых соединена с редуктором зарядного давления, а вторая соединена с уравнительным резервуаром, электромагнитными вентилями отпуска и торможения. Управление вентилями осуществляется ручным воздействием на кнопку с электрическим контактом. В электрическую цепь управления электромагнитного вентиля отпуска включен подпружиненный электрический контакт, воспринимающий воздействие подвижной перегородки пневматического органа, а также включены электрическое реле и его контакты. Кратковременным (импульсным) воздействием на кнопку электромагнитный вентиль отпуска в этом кране машиниста осуществляет процесс отпуска тормоза зарядным давлением. Для осуществления отпуска тормоза сверхзарядным давлением воздействуют на кнопку в течение времени, пока в уравнительном резервуаре не установится требуемая величина сверхзарядного давления. Таким образом, для получения зарядного и сверхзарядного давления используется один и тот же электромагнитный вентиль отпуска. Однако для получения сверхзарядного давления требуется длительное ручное воздействие на кнопку, а, кроме того, наличие специального пневматического органа и дополнительных электрических органов усложняет конструкцию крана машиниста.
Известно устройство - кран машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства по авторскому свидетельству №1482840 от 17.11.1987 г., МПК В60Т 13/66, В60Т 15/08. Он содержит реле давления, связанное с уравнительным резервуаром, редуктор зарядного давления, стабилизатор сверхзарядного давления, электромагнитные вентили отпуска и торможения. Кран машиниста имеет также пневматический орган с подвижной перегородкой с клапаном, разделяющей полости, одна из которых соединена с редуктором зарядного давления, а вторая соединена с уравнительным резервуаром, электромагнитными вентилями отпуска и торможения. В этом кране машиниста процесс отпуска тормоза сверхзарядным давлением осуществляется автоматически за счет редуктора сверхзарядного давления, размещенного в пневматическим органе. Подвижная перегородка этого редуктора отделяет полость, связанную с уравнительным резервуаром от атмосферной полости, в которой размещена его регулируемая пружина, а подвижная перегородка взаимодействует с электрическим контактом, включенным в электрическую цепь питания электромагнитного вентиля отпуска. Для осуществления отпуска тормоза сверхзарядным давлением кратковременно (импульсно) воздействуют на кнопку, электрическая цепь питания электромагнитного вентиля отпуска собирается, вентиль осуществляет наполнение сжатым воздухом уравнительного резервуара до сверхзарядного давления, на величину которого отрегулирована пружина редуктора сверхзарядного давления. Регулировка пружин редукторов зарядного и сверхзарядного давлений на заданные по установленным техническим требованиям величины соответствующих давлений производится вручную, что усложняет работу машинистов локомотивов железнодорожных поездов. В то же время, за счет введения дополнительных пневматических и электрических узлов усложняется и конструкция кранов машиниста с дистанционным управлением.
Известен кран машиниста с дистанционным управлением Чекина по авторскому свидетельству №1511165, В60Т 15/04 от 07.01.1987 г. Он содержит управляющую часть, выполненную в виде кнопочного пульта управления краном, и исполнительную часть. Исполнительная часть имеет уравнительный резервуар, реле давления с уравнительной и питательной полостями и с полостью, связанной с тормозной магистралью, а также имеет редуктор зарядного давления, стабилизатор сверхзарядного давления, электромагнитные вентили служебного и экстренного торможения, отпуска зарядным давлением, отпуска сверхзарядным давлением, перекрыш. Этот кран имеет дополнительные редуктор первой ступени торможения, редукционные клапана и резервуар времени, электропневматические переключатели с контактными группами. Применение этих узлов для автоматического получения заданных ступеней торможения в значительной мере усложняет конструкцию крана машиниста, снижая надежность его действия. Кроме того, в этом кране применен клапанно-диафрагменный орган, размещенный в реле давления крана машиниста. Клапанно-диафрагменный орган имеет клапан прямого сообщения питательной магистрали с тормозной магистралью и диафрагму, воздействующую на этот клапан и отделяющую уравнительную полость реле давления от полости, непосредственно сообщенной с уравнительным резервуаром. При зарядке тормоза сверхзарядным давлением возбуждаются электромагнитный вентиль отпуска сверхзарядным давлением и электромагнитный вентиль отпуска зарядным давлением. Осуществляется прямое сообщение питательной магистрали с уравнительной полостью реле давления. Уравнительный резервуар при этом заряжается через дросселированный канал. Происходит срабатывание клапанно-диафрагменного органа и реле давления. Тормозная магистраль непосредственно сообщается с питательной магистралью через клапан прямого сообщения и параллельно - через питательную полость реле давления и полость, связанную с тормозной магистралью. В уравнительную полость реле давления сжатый воздух из питательной магистрали поступает последовательно через электромагнитный вентиль отпуска сверхзарядным давлением и через электромагнитный вентиль отпуска зарядным давлением. Поэтому в момент сверхзарядки тормозной магистрали давление в полости реле давления, связанной с тормозной магистралью, может превышать давление в уравнительной полости, что приведет к срабатыванию реле давления на выпуск сжатого воздуха из тормозной магистрали в атмосферу. Следовательно, будет происходить самопроизвольное перетекание сжатого воздуха из тормозной магистрали в атмосферу в процессе сверхзарядки тормоза. Это приводит к непроизводительному расходу сжатого воздуха, к ухудшению управляемости краном машиниста, к снижению его надежности действия.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому крану машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства является кран машиниста по патенту №32738, МПК В60Т 15/04 от 29.04.2003 г. Он содержит управляющую и исполнительную части. Исполнительная часть содержит реле давления, которое имеет уравнительную полость, связанную с уравнительным резервуаром крана машиниста, питательную полость, полость, связанную с тормозной магистралью, а также содержит редуктор зарядного давления, устройство ликвидации сверхзарядного давления темпом мягкости. В исполнительной части на каналах связи с тормозной магистралью, с питательной магистралью и на уравнительном резервуаре установлены датчики давления. Исполнительная часть содержит электромагнитные вентили торможения, отпуска, перекрыши, электромагнитный вентиль сверхзарядки с прямым сообщением питательной магистрали с уравнительной полостью реле давления, электромагнитный вентиль экстренного торможения и орган переключения со срывным поршнем. Управляющая часть крана машиниста, которая служит для формирования сигналов на торможение и отпуск и дистанционной передачи их на исполнительную часть крана, содержит контроллер управления тормозом, электронный блок управления исполнительной частью, связанный с контроллером, электромагнитными вентилями, датчиками давления. Электронный блок управления исполнительной частью связан с локомотивными устройствами безопасности, системами автоматического управления торможением, а также с системами радиоуправления, системами телеуправления железнодорожным транспортным средством. Кран машиниста по патенту №32738 имеет устройство резервного пневматического управления с краном резервного управления. В этом кране машиниста контроллер имеет положения сверхзарядки, поездное, перекрыши без питания, перекрыши с питанием, торможения поездов обычного веса и длины, торможения поездов повышенного веса и длины, экстренного торможения. Для зарядки тормоза зарядным давлением машинист вручную регулирует усилие пружины редуктора зарядного давления на заданную по техническим требованиям величину зарядного давления и устанавливает контроллер в поездное положение. Электромагнитный вентиль отпуска производит сообщение уравнительного резервуара и уравнительной полости реле давления с редуктором зарядного давления. В тормозной магистрали устанавливается и поддерживается давление, равное давлению, на которое отрегулирован редуктор зарядного давления. Ручная регулировка пружинного редуктора и остаточные деформации его пружины может привести к отклонению величины зарядного давления в тормозной магистрали от заданной техническими требованиями по эксплуатации железнодорожных транспортных средств. Если необходимо осуществить зарядку тормоза (или отпуск) сверхзарядным давлением, машинист устанавливает контроллер его рукояткой в положение сверхзарядки и удерживает ее вручную в этом положении до получения в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали требуемого сверхзарядного давления. При свехзарядке в этом кране работают электромагнитный вентиль сверхзарядки и электромагнитный вентиль отпуска, через который осуществляется связь уравнительного резервуара с редуктором зарядного давления и с устройством ликвидации сверхзарядного давления темпом мягкости - стабилизатором свехзарядного давления. Электромагнитный вентиль сверхзарядки осуществляет прямое сообщение уравнительной полости реле давления с питательной магистралью, а питательный орган осуществляет прямое сообщение питательной магистрали с питательной полостью реле давления и далее - с тормозной магистралью. Темп свехзарядки тормозной магистрали определяется здесь размером поперечных сечений проходных каналов питательного органа, который выбран из условия предотвращения перезарядки рабочей камеры воздухораспределителя и его срабатывания на торможение после окончания процесса сверхзарядки тормоза. Это может привести к уменьшению скорости распространения отпускной волны в длинносоставных поездах. После окончания сверхзарядки машинист отпускает рукоятку контроллера, и контроллер автоматически переходит в поездное положение. Осуществляется процесс перехода темпом мягкости со сверхзарядного на нормальное зарядное давление посредством стабилизатора сверхзарядного давления, который имеет пружину, отрегулированную на постоянную величину давления в его разрядной полости, и дроссельное отверстие. Усилие пружины, поперечное сечение дроссельного отверстия рассчитаны на истечение темпом мягкости. Деформация пружины может вызвать нарушение темпа мягкости, нарушение управляемости тормозом. При ступенчатом или полном служебном торможении машинист рукояткой устанавливает контроллер в положение торможения. Электромагнитный вентиль торможения сообщает уравнительный резервуар с атмосферой. После снижения давления на заданную величину ступени торможения или полного служебного торможения переводят контроллер в положение перекрыши с питанием. Уравнительный резервуар разобщен как от атмосферы, так и от питательной магистрали. Таким образом, для получения перекрыши необходимо перевести вручную контроллер в это положение. Кроме того, в положении перекрыши в этом кране возможно повышение давления в уравнительном резервуаре из-за термодинамического эффекта, что может вызвать самопроизвольный отпуск тормоза. В процессе торможения темп разрядки уравнительного резервуара, а следовательно, и тормозной магистрали изменяется. Первоначально, при более высоком давлении темп разрядки выше, чем при дальнейшем снижении давления. Это снижает стабильность действия воздухораспределителей тормоза, которые управляют процессом наполнения и опоражнивания тормозных цилиндров в зависимости от изменения давления в тормозной магистрали. Тем самым снижается надежность действия крана машиниста.
Заявляемый кран машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства решает задачу повышения надежности действия крана машиниста, повышения надежности управления тормозом железнодорожного транспортного средства.
Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении краном машиниста автоматической высокой точности установки режимов отпуска тормоза, в обеспечении краном машиниста ступеней торможения и полного служебного торможения с автоматической перекрышей, в исключении самопроизвольного отпуска при перекрыше, в обеспечении возможности увеличения скорости распространения отпускной волны, в облегчении и упрощении работы машиниста по управлению краном машиниста.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном кране машиниста, состоящем из управляющей части и исполнительной части, содержащей реле давления, имеющее уравнительную полость, связанную с уравнительным резервуаром крана машиниста, питательную полость, полость, связанную с тормозной магистралью тормоза, а также содержащей редуктор зарядного давления, устройство ликвидации сверхзарядного давления темпом мягкости, датчики давления, установленные на каналах связи с тормозной магистралью, с питательной магистралью, на уравнительном резервуаре, электромагнитные вентили торможения, отпуска, перекрыши, электромагнитный вентиль сверхзарядки с прямым сообщением уравнительной полости реле давления с питательной магистралью, электромагнитный вентиль экстренного торможения и орган переключения со срывным поршнем, а управляющая часть крана машиниста содержит контроллер управления тормозом, электронный блок управления исполнительной частью, связанный с контроллером, электромагнитными вентилями, датчиками давления, а также с локомотивными устройствами безопасности, системами автоматического управления торможением, системами радиоуправления и системами телеуправления железнодорожным транспортным средством, при этом кран машиниста имеет устройство резервного пневматического управления тормозом с краном резервного управления, управляющая часть крана машиниста снабжена автоматическим задатчиком режима отпуска и величин ступеней торможения с автоматической перекрышей, содержащим трехпозиционный контроллер, имеющий микропроцессор с программой, составленной на основе алгоритма фиксации отпускной и тормозной позиций, и задающий орган, связанный с электронным блоком управления исполнительной частью и имеющий микропроцессор с программами, составленными на основе алгоритмов срабатывания крана машиниста при требуемом режиме отпуска и требуемых ступенях торможения, а редуктор зарядного давления выполнен в виде электронного редуктора, содержащего микропроцессор с заложенной в нем программой, составленной на основе алгоритма автоматического срабатывания электромагнитного вентиля отпуска на установление в уравнительной полости реле давления и уравнительном резервуаре зарядного давления заданной величины в соответствии с установленными техническими требованиями, и связанного с задатчиком режима отпуска и величин ступеней торможения, с контроллером и с электронным блоком управления исполнительной частью, в программу микропроцессора которого заложен алгоритм автоматического срабатывания на процесс ликвидации сверхзарядного давления темпом мягкости размещенного в исполнительной части дополнительного электромагнитного вентиля торможения, связанного с электронным блоком управления.
Кроме того, исполнительная часть крана снабжена переключательным клапаном, установленным на канале сообщения электромагнитного вентиля сверхзарядки с уравнительным резервуаром и с уравнительной полостью реле давления, а электронный блок управления исполнительной частью связан с датчиком давления, установленным на камере управляющего давления воздухораспределителя тормоза локомотива, при этом в программу микропроцессора электронного блока управления заложен алгоритм процесса установления сверхзарядного давления в уравнительном резервуаре в соответствии с процессом установления сверхзарядного давления в камере управляющего давления воздухораспределителя тормоза локомотива.
Кроме того, датчики давления размещенные соответственно на уравнительном резервуаре, на каналах связи с тормозной магистралью, с питательной магистралью, связаны с управляющей частью крана, включая электронный блок управления, имеющий микропроцессор с заложенной в нем программой, составленной на основе алгоритма непрерывной индикации величин давления в уравнительном резервуаре тормозной и питательной магистралях.
Кроме того, управляющая часть крана машиниста, электронный редуктор размещены в кабине машиниста и связаны с диагностическим дисплеем, установленным в кабине машиниста и отображающим вводимую служебную информацию, диагностику составных частей крана машиниста.
Кроме того, электронный редуктор снабжен рукояткой управления, а на его лицевой панели размещен экран отображения величины заданного зарядного давления.
Кроме того, задающий орган автоматического задатчика режима отпуска и величин ступеней торможения с автоматической перекрышей снабжен рукоятками управления, а на его лицевой панели размещены экран отображения величины заданного сверхзарядного давления и экран отображения величины заданной ступени торможения, полного служебного торможения.
Кроме того, управляющая часть крана машиниста связана посредством шлюза CAN с электронным регистратором информации и хранения параметров управления тормозом железнодорожного транспортного средства.
Кроме того, управляющая часть крана машиниста связана с радиомодемом передачи требуемой информации на радиомодемы, размещенные на удаленных от ведущего локомотива единицах железнодорожного транспортного средства.
Кроме того, рукоятка контроллера управления тормозом выполнена с возможностью воздействия на устройство резервного пневматического управления тормозом.
Такое выполнение предлагаемого крана машиниста обеспечивает автоматическую высокой точности установку режимов отпуска тормоза, обеспечивает автоматическую перекрышу при ступенях торможения и при полном служебном торможении, исключает возможность самопроизвольного отпуска тормоза при перекрыше, обеспечивает возможность увеличения скорости распространения отпускной волны, облегчает и упрощает работу машиниста по управлению краном машиниста, обеспечивает непрерывный мониторинг и диагностику всех частей крана машиниста с момента включения его в действие и на протяжении всего процесса его работы.
Это объясняется следующим образом. Для зарядки тормоза зарядным давлением машинист устанавливает трехпозиционный контроллер автоматического задатчика режима отпуска и величин ступеней торможения в отпускную позицию, задающий орган - на режим отпуска зарядным давлением и включает в действие электронный редуктор, задавая требуемую по техническим условиям величину зарядного давления, отражаемую на экране. Электронный редуктор формирует сигнал на осуществление процесса зарядки тормоза, который передается в управляющую часть крана машиниста. Электронный блок управления исполнительной частью передает сигнал на электромагнитный вентиль отпуска, который осуществляет наполнение сжатым воздухом уравнительного резервуара и уравнительной полости реле давления. Реле срабатывает и сообщает тормозную магистраль с питательной магистралью через проходной канал. При достижении в уравнительном резервуаре заданной величины зарядного давления электронный редуктор автоматически формирует сигнал на снятие напряжения с электромагнитного вентиля отпуска и переходит в режим автоматического поддержания в уравнительном резервуаре, а следовательно, и в тормозной магистрали установленной величины зарядного давления, согласно сигналам с датчика давления на уравнительном резервуаре. То есть автоматически устанавливается поездное положение крана машиниста. Для осуществления процесса торможения устанавливают контроллер управления тормозом в положение перекрыши с питанием, обеспечивая нахождение под током электромагнитного вентиля торможения. Трехпозиционный контроллер устанавливают в тормозную позицию, а задающим органом соответствующей рукояткой устанавливается величина требуемой ступени торможения, отражаемая на его экране. Происходит формирование сигнала на торможение, передаваемого на электронный блок управления и далее на дополнительный электромагнитный вентиль торможения, подачей напряжения на него. Вентиль срабатывает и сообщает уравнительный резервуар и уравнительную полость реле давления с атмосферой. Для создания одинакового темпа разрядки на всех ступенях торможения, а при полном служебном торможении создания одинакового темпа разрядки на протяжении всего процесса полного служебного торможения, подача напряжения на дополнительный вентиль торможения осуществляется импульсами. Импульсная подача напряжения обеспечивает величину проходного сечения открывающегося клапана этого вентиля соответствующей величине давления в уравнительном резервуаре, которая сигнализируется датчиком давления в управляющий орган крана машиниста. Чем меньше величина давления, тем больше величина устанавливаемого проходного сечения клапана. Это обеспечивает одинаковый, заданный техническими требованиями, темп разрядки уравнительного резервуара, а следовательно, уравнительной полости реле давления и тормозной магистрали. Тем самым обеспечивается стабильная работа воздухораспределителей тормоза железнодорожного транспортного средства. После установления заданной величины ступени торможения или полного служебного торможения напряжение с дополнительного вентиля торможения снимается, и в уравнительном резервуаре автоматически поддерживается установленная величина давления. Если, например, в результате термодинамического эффекта давление в уравнительном резервуаре повысится, сигнал с датчика давления уравнительного резервуара, поступающий в управляющий орган крана машиниста, обеспечивает подачу напряжения на дополнительный электромагнитный вентиль торможения для сообщения уравнительного резервуара с атмосферой и установления в нем величины давления в соответствии с заданной величиной. То есть автоматически устанавливается перекрыша с питанием. Если после торможения необходимо осуществить процесс отпуска тормоза сверхзарядным давлением, то устанавливают трехпозиционный контроллер в отпускную позицию. Задающий орган задатчика режимов отпуска и величин ступеней торможения устанавливают на режим отпуска сверхзарядным давлением заданной по техническим условиям величиной, отражаемой на его экране. Происходит формирование сигнала на осуществление процесса отпуска сверхзарядным давлением, который передается в электронный блок управления исполнительной частью крана машиниста. Осуществляется передача этого сигнала электронным блоком управления, то есть подача напряжения, на электромагнитный вентиль сверхзарядки и электромагнитный вентиль отпуска. Вентили возбуждаются. Электромагнитный вентиль сверхзарядки устанавливает прямую связь питательной магистрали с каналом сообщения этого вентиля с уравнительной полостью реле давления и уравнительным резервуаром. Переключательный клапан, установленный на этом канале, мгновенно переходит в положение перекрытия сообщения уравнительного резервуара с уравнительной полостью реле давления, и электромагнитный вентиль сверхзарядки осуществляет прямую связь питательной магистрали только с уравнительной полостью реле давления. Одновременно питательный орган осуществляет прямое сообщение питательной магистрали с питательной полостью реле давления и далее с полостью тормозной магистрали и с тормозной магистралью. В уравнительной полости реле давления и в полости, связанной с тормозной магистралью, устанавливается и поддерживается одинаковое давление. Электромагнитный вентиль отпуска в процессе сверхзарядки устанавливает связь питательной магистрали только с уравнительным резервуаром. Процесс сверхзарядки уравнительного резервуара соответствует процессу сверхзарядки камеры управляющего давления воздухораспределителя тормоза локомотива - рабочей камеры грузового воздухораспределителя или полости запасного резервуара пассажирского воздухораспределителя. После окончания сверхзарядки, когда снимается напряжение с электромагнитного вентиля сверхзарядки и электромагнитного вентиля отпуска, переключательный клапан автоматически устанавливается в положение сообщения уравнительного резервуара с уравнительной полостью реле давления. В реле давления в полости, связанной с тормозной магистралью, и в уравнительной полости устанавливается равное сверхзарядное давление, соответствующее сверхзарядному давлению в камере управляющего давления в воздухораспределителе тормоза локомотива. Срабатывания воздухораспределителя на самоторможение не происходит. После окончания сверхзарядки автоматически осуществляется процесс ликвидации сверхзарядного давления путем формирования электронным блоком управления сигнала импульсной подачи напряжения на дополнительный электромагнитный вентиль торможения. Уравнительный резервуар сообщается с атмосферой. Темп истечения сжатого воздуха из уравнительного резервуара определяется величиной проходного сечения открывающегося клапана этого вентиля, автоматически устанавливаемой импульсной подачей напряжения в соответствии с разрядкой уравнительного резервуара заданным темпом мягкости. После снижения давления в уравнительном резервуаре до заданного зарядного давления кран машиниста автоматически переходит в поездное положение. Исключение возможности самопроизвольного срабатывания на торможение воздухораспределителя тормоза локомотива при ликвидации сверхзарядки позволило увеличить размеры проходных сечений питательного клапана, что увеличивает скорость распространения отпускной волны, что особенно необходимо в длинносоставных поездах.
Датчик давления, связанный с каналом устройства переключения, сообщающего этот канал с питательной магистралью при включении в действие электромагнитного вентиля сверхзарядки, осуществляет диагностику работы этого вентиля. Датчик давления, установленный на канале связи электромагнитного вентиля отпуска с питательной магистралью через блокировку тормоза локомотива, диагностирует работу блокировки. Датчики давления, установленные на каналах связи с тормозной магистралью, диагностируют работу блокировки и давление в тормозной магистрали.
На приведенном чертеже схематично изображен общий вид предлагаемого крана машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства (пример выполнения).
Кран машиниста состоит из управляющей части и исполнительной части. Исполнительная часть содержит реле 1 давления, имеющее уравнительную полость, связанную с уравнительным резервуаром 2 крана машиниста, питательную полость, полость, связанную с тормозной магистралью 3 каналами 4, 5, блокировкой 6 тормоза локомотива, канал 7. Питательная полость постоянно связана с питательной магистралью 8 проходным каналом 9. Величина поперечного сечения проходного канала соответствует темпу зарядки тормозной магистрали в поездном положении. Исполнительная часть крана машиниста содержит электромагнитный вентиль 10 отпуска, электромагнитный вентиль 11 торможения, электромагнитный вентиль 12 перекрыши электромагнитный вентиль 13 торможения длинносоставных поездов, электромагнитный вентиль 14 сверхзарядки с питательным органом 15 и с устройством 16 переключения, электромагнитный вентиль 17 экстренного торможения с органом 18 переключения, имеющим срывной поршень, дополнительный электромагнитный вентиль 19 торможения. Исполнительная часть крана машиниста содержит электронный редуктор 20, имеющий микропроцессор (на чертеже не показан) с заложенной в нем программой, составленной на основе алгоритма автоматического срабатывания электромагнитного вентиля 10 отпуска на установление в уравнительной полости реле 1 давления и в уравнительном резервуаре 2 зарядного давления заданной величины в соответствии с установленными техническими требованиями. Электронный редуктор 20 имеет рукоятку 21 управления. На уравнительном резервуаре 2 установлены датчики 22, 23, 24 давления (три датчика обеспечивают надежность передачи сигнала от уравнительного резервуара в управляющую часть крана машиниста). Датчик 25 давления установлен на канале 26 связи электромагнитного вентиля 10 отпуска с питательной магистралью 8 через блокировку 6 тормоза локомотива и диагностирует давление в питательной магистрали для определения срабатывания блокировки. Датчики 27, 28 давления, установленные соответственно на каналах 5 и 7 связи с тормозной магистралью 3, осуществляют диагностирование работы блокировки и давления в тормозной магистрали и могут быть использованы для проверки плотности тормозной магистрали при дистанционном опробовании тормозов. Датчик 29 давления связан с каналом устройства 16 переключения, сообщающего этот канал с питательной магистралью при включении в действие электромагнитного вентиля 14 сверхзарядки, осуществляя диагностику работы этого вентиля.
Управляющая часть крана машиниста содержит контроллер 30 управления тормозом, электронный блок 31 управления исполнительной частью крана машиниста, который связан с контроллером 30, с электромагнитными вентилями 10, 11, 12, 13, 14, 17, 19, с датчиками 22, 23, 24, 25, 27, 28, 29. Электронный блок 31 связан с локомотивными устройствами безопасности, системами автоматического управления торможением, системами радиоуправления и системами телеуправления железнодорожным транспортным средством (на чертеже не изображены). Электронный блок 31 имеет микропроцессор (на чертеже не изображен), в программу которого заложен алгоритм автоматического срабатывания на процесс ликвидации сверхзарядного давления темпом мягкости дополнительного электромагнитного вентиля 19 торможения, связанного с электронным блоком 31.
Контроллер 30 имеет положения: сверхзарядка, поездное, перекрыша без питания, перекрыша с питанием, служебное торможение поездов повышенной длины, служебное торможение, экстренное торможение. Положение сверхзарядки - нефиксированное, с самовозвратом в поездное положение. Остальные положения -фиксированные.
Управляющая часть крана машиниста снабжена автоматическим задатчиком 32 режима отпуска и величин ступеней торможения с автоматической перекрышей. Он содержит трехпозиционный контроллер 33, имеющий микропроцессор (на чертеже не показан) с программой, составленной на основе алгоритма фиксации отпускной и тормозной позиций, и задающий орган 34, имеющий микропроцессор (на чертеже не показан) с программами, составленными на основе алгоритмов срабатывания крана машиниста при требуемом режиме отпуска и требуемых ступенях торможения. Трехпозиционный контроллер 33 имеет три позиции: одна позиция средняя и две крайние позиции. Средняя позиция сохраняет позицию, заданную предшествующей крайней - отпускную или тормозную. Задающий орган 34 имеет рукоятки 35, 36. Автоматический задатчик 32 связан с электронным блоком 31 управления, с электронным редуктором 21, который имеет связь с контроллером 30 и с электронным блоком 31.
В исполнительной части крана машиниста размещен переключательный клапан 37, установленный на канале 38 сообщения электромагнитного вентиля 14 сверхзарядки с уравнительным резервуаром 2 и с уравнительной полостью реле 1 давления, а электронный блок 31 управления исполнительной частью связан с датчиком давления (на чертеже не показан), установленным на камере управляющего давления воздухораспределителя тормоза локомотива - на рабочей камере грузового воздухораспределителя или на полости запасного резервуара пассажирского воздухораспределителя (на чертеже не изображено). При этом в программу микропроцессора электронного блока 31 управления заложен алгоритм процесса установления сверхзарядного давления в уравнительном резервуаре 2 в соответствии с процессом установления сверхзарядного давления в камере управляющего давления воздухораспределителя тормоза локомотива.
Датчики 22, 23, 24, 25, 27, 28, 29 давления связаны с управляющей частью крана, включая электронный блок 31 управления, имеющий микропроцессор с заложенной в нем программой, составленной на основе алгоритма непрерывной индикации величин давления в уравнительном резервуаре, в тормозной и питательной магистралях.
Контроллер 30, электронный блок 31, автоматический задатчик 32, электронный редуктор 20 размещены в кабине машиниста локомотива и связаны с диагностическим дисплеем 39, установленным в кабине машиниста и отображающим вводимую служебную информацию, диагностику составных частей крана машиниста.
На лицевой панели электронного редуктора 20 размещен экран (на чертеже не показан) отображения величины заданного зарядного давления.
На лицевой панели задающего органа 34 автоматического задатчика 32 режима отпуска и величин ступеней торможения с автоматической перекрышей размещены экран (на чертеже не показан) отображения величины заданного зарядного или сверхзарядного давления и экран (на чертеже не показан) отображения величины заданной ступени торможения, полного служебного торможения.
Управляющая часть крана машиниста, включающая контроллер 30, электронный блок 31, автоматический задатчик 32, а также электронный редуктор 20 связаны посредством шлюза CAN 40 с электронным регистратором 41 информации и хранения параметров управления тормозом железнодорожного транспортного средства.
Управляющая часть крана машиниста связана с радиомодемом 42 передачи требуемой информации на радиомодемы (на чертеже не показаны), размещенные на удаленных от ведущего локомотива единицах железнодорожного транспортного средства.
Кран машиниста имеет устройство 43 резервного пневматического управления тормозом с краном 44 резервного управления, редуктором 45 зарядного давления, дополнительным резервуаром 46. На канале 47 связи устройства 43 с уравнительным резервуаром 2 установлен переключательный орган 48. Посредством канала 49 переключательный орган 48 связан с электромагнитными вентилями 10, 11, 19, 13, 12. Посредством канала 50 редуктор 45 связан с питательной магистралью 8.
Кран машиниста тормоза железнодорожного транспортного средства действует согласно изобретению следующим образом.
Для подготовки крана машиниста к действию включается блокировка 6 тормоза локомотива. Электромагнитный вентиль 10 отпуска подключается через канал 26, блокировку 6 к питательной магистрали 8. Реле 1 давления через каналы 4, 5, блокировку 6, канал 7 подключается к тормозной магистрали 3.
Для зарядки тормоза зарядным давлением машинист устанавливает трехпозиционный контроллер 33 автоматического задатчика 32 режима отпуска и величин ступеней торможения в отпускную позицию, переводом его из средней позиции в отпускную с автоматическим возвратом в среднюю. Задающий орган 34 устанавливает на режим отпуска зарядным давлением и включает в действие рукояткой 21 электронный редуктор 20, задавая требуемую по техническим условиям величину зарядного давления, отражаемую на экране. Электронный редуктор 20 формирует сигнал на осуществление процесса зарядки тормоза, который передается в управляющую часть крана машиниста. Электронный блок 31 управления исполнительной частью передает сигнал на электромагнитный вентиль 10 отпуска, который осуществляет наполнение сжатым воздухом уравнительного резервуара 2 и уравнительной полости реле 1 давления. Реле 1 срабатывает и сообщает тормозную магистраль 3 с питательной магистралью 8 через проходной канал 9. При достижении в уравнительном резервуаре 2 заданной величины зарядного давления электронный редуктор 20 автоматически формирует сигнал на снятие напряжения с электромагнитного вентиля 10 отпуска и переходит в режим автоматического поддержания в уравнительном резервуаре 2, а следовательно, и в тормозной магистрали 3 установленной величины зарядного давления, согласно сигналам с датчиков давления на уравнительном резервуаре 2. То есть автоматически устанавливается поездное положение крана машиниста. Для осуществления процесса торможения устанавливают контроллер 30 управления тормозом в положение перекрыши с питанием, обеспечивая нахождение под током электромагнитного вентиля 11 торможения. Трехпозиционный контроллер 33 устанавливают в тормозную позицию переводом его из средней позиции в тормозную с автоматическим возвратом в среднюю. Задающим органом 34 соответствующей рукояткой устанавливается величина требуемой ступени торможения, отражаемая на его экране. Происходит формирование сигнала на торможение, передаваемого на электронный блок 31 управления и далее на дополнительный электромагнитный вентиль 19 торможения, подачей напряжения на него. Вентиль срабатывает и сообщает уравнительный резервуар 2 и уравнительную полость реле 1 давления с атмосферой. Для создания одинакового темпа разрядки на всех ступенях торможения, а при полном служебном торможении создания одинакового темпа разрядки на протяжении всего процесса полного служебного торможения, подача напряжения на дополнительный электромагнитный вентиль 19 торможения осуществляется импульсами. Импульсная подача напряжения обеспечивает величину проходного сечения открывающегося клапана этого вентиля соответствующей величине давления в уравнительном резервуаре 2, которая сигнализируется его датчиками давления в управляющий орган крана машиниста. Чем меньше величина давления, тем больше величина устанавливаемого проходного сечения клапана. Это обеспечивает одинаковый, заданный техническими требованиями, темп разрядки уравнительного резервуара 2, а следовательно, уравнительной полости реле 1 давления и тормозной магистрали 3. Тем самым обеспечивается стабильная работа воздухораспределителей тормоза железнодорожного транспортного средства. После установления заданной величины ступени торможения или полного служебного торможения напряжение с дополнительного электромагнитного вентиля 19 торможения снимается, и в уравнительном резервуаре 2 автоматически поддерживается установленная величина давления. Если, например, в результате термодинамического эффекта давление в уравнительном резервуаре 2 повысится, сигнал с датчика давления уравнительного резервуара, поступающий в управляющий орган крана машиниста, обеспечивает подачу напряжения на дополнительный электромагнитный вентиль 19 торможения для сообщения уравнительного резервуара 2 с атмосферой и установления в нем величины давления в соответствии с заданной величиной. То есть автоматически устанавливается перекрыша с питанием. Если после торможения необходимо осуществить процесс отпуска тормоза сверхзарядным давлением, то устанавливают трехпозиционный контроллер 33 в отпускную позицию. Задающий орган 34 задатчика 33 режимов отпуска и величин ступеней торможения устанавливают на режим отпуска сверхзарядным давлением заданной по техническим условиям величиной, отражаемой на его экране. Происходит формирование сигнала на осуществление процесса отпуска сверхзарядным давлением, который передается в электронный блок 31 управления исполнительной частью крана машиниста. Осуществляется передача этого сигнала электронным блоком 31 управления, то есть подача напряжения, на электромагнитный вентиль 14 сверхзарядки и электромагнитный вентиль 10 отпуска. Вентили возбуждаются. Электромагнитный вентиль 14 сверхзарядки устанавливает прямую связь питательной магистрали 8 с каналом 38 сообщения этого вентиля с уравнительной полостью реле 1 давления и уравнительным резервуаром 2. Переключательный клапан 37, установленный на этом канале, мгновенно переходит в положение перекрытия сообщения уравнительного резервуара 2 с уравнительной полостью реле 1 давления, и электромагнитный вентиль 14 сверхзарядки осуществляет прямую связь питательной магистрали 8 только с уравнительной полостью реле 1 давления. Одновременно питательный орган 15 осуществляет прямое сообщение питательной магистрали 8 с питательной полостью реле 1 давления и далее с полостью тормозной магистрали и с тормозной магистралью 3. В уравнительной полости реле 1 давления и в полости, связанной с тормозной магистралью 3, устанавливается и поддерживается одинаковое давление. Электромагнитный вентиль 10 отпуска в процессе сверхзарядки устанавливает связь питательной магистрали 8 только с уравнительным резервуаром 2. Процесс сверхзарядки уравнительного резервуара 2 соответствует процессу сверхзарядки камеры управляющего давления воздухораспределителя тормоза локомотива - рабочей камеры грузового воздухораспределителя или полости запасного резервуара пассажирского воздухораспределителя. После окончания сверхзарядки, когда снимается напряжение с электромагнитного вентиля 14 сверхзарядки и электромагнитного вентиля 10 отпуска, переключательный клапан 37 автоматически устанавливается в положение сообщения уравнительного резервуара 2 с уравнительной полостью реле 1 давления. В реле 1 давления в полости, связанной с тормозной магистралью, и в уравнительной полости устанавливается равное сверхзарядное давление, соответствующее сверхзарядному давлению в камере управляющего давления в воздухораспределителе тормоза локомотива. Срабатывания воздухораспределителя на самоторможение не происходит. После окончания сверхзарядки автоматически осуществляется процесс ликвидации сверхзарядного давления темпом мягкости путем формирования электронным блоком 31 управления сигнала импульсной подачи напряжения на дополнительный электромагнитный вентиль 19 торможения. Уравнительный резервуар 2 сообщается с атмосферой. Установленный по техническим требованиям темп истечения сжатого воздуха из уравнительного резервуара 2, соответствующий темпу мягкости, определяется величиной проходного сечения открывающегося клапана вентиля 19, автоматически устанавливаемой импульсной подачей напряжения в соответствии с величиной давления в уравнительном резервуаре в процессе разрядки уравнительного резервуара 2 заданным темпом мягкости. После снижения давления в уравнительном резервуаре 2 до заданного зарядного давления кран машиниста автоматически переходит в поездное положение. Таким образом, дополнительный электромагнитный вентиль 19 торможения автоматически осуществляет и процесс ликвидации сверхзарядного давления темпом мягкости.
Исключение возможности самопроизвольного срабатывания на торможение воздухораспределителя тормоза локомотива при ликвидации сверхзарядки позволило увеличить размеры проходных сечений питательного органа, что увеличивает скорость распространения отпускной волны, что особенно необходимо в длинносоставных поездах.