ТОРМОЗ ТЕЛЕЖКИ РЕЛЬСОВОГО ЭКИПАЖА
ROLLING STOCK BRAKE

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях пассажирских и грузовых вагонов.
Известен тормоз тележки рельсового экипажа. Так, в книге «Технический справочник железнодорожника» под ред. Е.Ф.Рудой в томе 6 «Подвижной состав» (государственное транспортное железнодорожное издательство, М., 1952 г.) на стр.866 фиг.49 в разделе «автоматические тормоза» показана и описана рычажная передача грузового четырехосного вагона, состоящего из шарнирно соединенных между собой рычагов и подвесок с триангелями и тормозными колодками, управляемыми тормозным цилиндром, подключенным к запасному резервуару через воздухораспределитель (см. фиг.44 стр.863, а также стр.864 и стр.865), питаемым сжатым воздухом из тормозной магистрали. Существенным недостатком такого тормоза является то, что в случае утечки воздуха из запасного резервуара при длительной стоянке одиночного вагона или группы вагонов без локомотива, и, следовательно, отсутствия давления сжатого воздуха в тормозной магистрали, может произойти роспуск тормозов, что приведет к самодвижению последних. В практике, чтобы предупредить такое возможное явление, используют башмаки, которые укладывают на рельсы под колеса вагонов. Несмотря на свою эффективность такого рода фиксации подвижного состава, у него есть недостатки. Во-первых, операция установки башмаков вручную небезопасна, и, во- вторых, известны случаи, когда станционные работники забывают установить башмаки, и, следовательно, самодвижение вагонов не исключено. В то же время известны случаи, когда те же работники забывают убирать башмаки, и тогда при начале движения подвижного состава последние сходят с рельс.
Известен также тормоз тележек рельсовых экипажей, описанный в книге В.И.Крылова «Тормоза локомотивов. Учебник для технических школ железнодорожного транспорта». - М.: Трансжелдориздат, 1963 г. на стр.268, рис.272 и стр.47-49, рис.33 и рис.34. Такое тормозное оборудование применяют в вагонах электропоездов. В целом же это тормозное устройство подобно вышеописанному, и поэтому их недостатки аналогичны.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такого тормоза для тележек рельсовых экипажей, который бы исключал возможность самодвижения подвижного состава в тех случаях, когда он находится в отцепленном состоянии от локомотивов на станциях, или в пунктах длительного отстоя.
Поставленная цель достигается тем, что шток тормозного цилиндра состоит из двух полуцилиндров, на одном из которых жестко закреплен подпружиненный пружиной сжатия основной поршень, а на другом также жестко и подпружиненной другой пружиной сжатия - вспомогательный поршень, полуцилиндр основного поршня шарнирно присоединен к двуплечему рычагу, рычажной передачи управления тормозными колодками, а полуцилиндр вспомогательного поршня снабжен дополнительным двуплечим рычагом, контактирующим с двуплечим рычагом полуцилиндра основного поршня, внутренние полости тормозного цилиндра со стороны поршней, где отсутствуют пружины сжатия, связаны раздельными трубопроводами как с воздухораспределителем, так и с запасным резервуаром, причем упомянутый полуцилиндр вспомогательного поршня, на своем конце расположенном противоположно двуплечему рычагу, снабжен отверстием для фиксации его относительно корпуса тормозного цилиндра. Плечо двуплечего рычага, присоединенное к полуцилиндру вспомогательного поршня, выполнено по длине большим, чем другое его плечо, контактирующее с двуплечим рычагом полуцилиндра основного поршня.
На чертеже показана принципиальная схема пневматического тормоза рельсового экипажа.
Тормоз тележки рельсового экипажа состоит из тормозной магистрали 1, связанной с воздухораспределителем 2 с помощью трубопровода 3. Воздухораспределитель 2, в свою очередь, с помощью трубопровода 4 соединен с полостью тормозного цилиндра 5, где расположен основной поршень 6, подпружиненный относительно тормозного цилиндра 5 пружиной сжатия 7, в то же время воздухораспределитель 2 с помощью трубопровода 8 присоединен к запасному резервуару 9, который через трубопровод 10 связан с полостью тормозного цилиндра 5, где размещен вспомогательный поршень 11, также подпружиненный относительно тормозного цилиндра 5, пружиной сжатия 12. Основной поршень 6 при помощи шпонки 13 жестко закреплен на полуцилиндре 14, который своим концом шарнирно взаимосвязан с двуплечим рычагом 15. Двуплечий рычаг 15 шарнирно присоединен к рычажной передаче 16 управления тормозными колодками 17, взаимодействующими с колесами 18 тележки рельсового экипажа. Полуцилиндр 19 вспомогательного поршня 11 связан жестко с последним при помощи шпонки 20 и на одном своем конце снабжен отверстием 21, взаимодействующим с фиксатором 22, а с другой стороны, шарнирно присоединен к двуплечему рычагу 23, конец которого снабжен упором 24. Тележка рельсового экипажа расположена на рельсовом пути 25.
Работает тормоз тележки рельсового экипажа следующим образом. При служебном торможении рельсового экипажа, находящегося, например, в составе поезда или в одиночном сцепе с локомотивом широко известным способом, как это описано в источниках аналога, машинист снижает давление сжатого воздуха в тормозной магистрали 1, и тогда последний из запасного резервуара 9 через воздухораспределитель 2 поступает по трубопроводу 4 в полость тормозного цилиндра 5, по стрелке А, перемещая в этом же направлении основной поршень 6, совместно с его полуцилиндром 14, одновременно сжимая пружину сжатия 7. Такое движение полуцилиндра 14 способствует угловому повороту двуплечего рычага 15 по стрелке В, что приводит в действие рычажную передачу 16 и тем самым поджим тормозных колодок 17 к колесам 18 по стрелке С, создавая тем самым на них необходимую тормозную силу. В то же время, за счет того, что запасный резервуар 9 постоянно находится под давлением, сжатый воздух также постоянно поступает в полость тормозного цилиндра 5, где расположен вспомогательный поршень 11, который, сжав свою пружину сжатия 12, находится совместно со своим полуцилиндром 19, в таком положении, как это показано на фиг.1. Ясно, что при служебном торможении давление сжатого воздуха в запасном резервуаре 9 несколько снижается, что влечет к падению давления в полости тормозного цилиндра 5 со стороны вспомогательного поршня 11. Но такое явление не способствует значительному перемещению последнего совместно с его полуцилиндром 19 по стрелке Е под действием ранее сжатой пружины, так как перепад давления незначителен. При необходимости дальнейшего движения рельсового экипажа давление сжатого воздуха в тормозной магистрали 1 поднимают до первоначального, и тогда воздухораспределитель 2 соединяет трубопровод 4 с атмосферой, что в итоге позволяет основному поршню 6 совместно с его полуцилиндром 14 под действием пружины 7 возвратиться в исходное положение такое, как показано на фиг.1. Это позволяет тормозным колодкам 17 переместиться в направлении, обратном стрелкам С, и не препятствовать свободному вращению колес 18. При длительной стоянке рельсового экипажа, находящегося как в составе поезда, так и в одиночном состоянии при отцепленном локомотиве, тормозная магистраль 1 окажется полностью разреженной, и тогда под действием сжатого воздуха, находящего в запасном резервуаре 9, основной поршень 6 совместно со своим полуцилиндром 14 приведет в действие тормозные колодки 17, подобно тому, как это было описано выше, надежно удерживая рельсовый экипаж на месте. Однако при длительной стоянке рельсового экипажа по тем или иным причинам давление сжатого воздуха в запасном резервуаре может постепенно снижаться, что приведет к снижению давления в полости тормозного цилиндра 5 со стороны основного поршня 13, который под действием пружины 7 получит поступательное движение в направлении, обратном стрелке А, а это приведет к тому, что тормозная сила на тормозных колодках 17 будет уменьшаться, и тогда возможно самодвижение рельсового экипажа под уклон. Однако в данном случае этого не произойдет, за счет того, что одновременно с падением давления сжатого воздуха в запасном резервуаре 9 произойдет и снижение давления сжатого воздуха в полости тормозного цилиндра 5, со стороны вспомогательного поршня 11, и он совместно со своим полуцилиндром 19 под действием сжатой пружины 12 начнет перемещаться по стрелке Е, что приведет к угловому повороту двуплечего рычага 23, по стрелке F, который своим упором 24, примкнувшим к двуплечему рычагу 15 по стрелке К, не дает возможности углового поворота в противоположном направлении стрелки В, и тем самым препятствуя перемещению тормозных колодок 17, в направлении, обратном стрелкам С. В итоге рельсовый экипаж будет постоянно заторможен, даже в случае полного истощения запасного резервуара 9. Из материалов аналога и прототипа известно, что усилие, прикладываемое тормозной колодкой 17 к колесу 18, составляет около тонны, поэтому, анализируя предложенною конструкцию, видно, что усилие, создаваемое пружиной сжатия 12, также должно быть значительным, а это ведет к увеличению ее габаритных размеров. Чтобы исключить такой недостаток можно увеличить длину плеча двуплечего рычага 23, шарнирно присоединенного к полуцилиндру 19, при этом другое его плечо, примыкающее через упор 24 к двуплечему рычагу 15, можно значительно уменьшить, что позволит выиграть в силе и уменьшить диаметр витка пружины сжатия 12. Для передвижения рельсового экипажа его тормоз, и в частности тормозную магистраль 1, присоединяют к локомотиву, и поступивший сжатый воздух, заполнив запасный резервуар 9 и соответственно полость тормозного цилиндра 5 со стороны вспомогательного поршня 11, перемещает его совместно с полуцилиндром 19 в направлении, противоположном стрелки Е, что позволяет в итоге тормозным колодкам 17, двигаясь в направлении, обратном стрелкам С, освободить колеса 18. В практике иногда бывает нежелательно использовать описанное устройство, когда рельсовые экипажи распускаются с горок. В этом случае на нем применен фиксатор 22, который может быть введен в отверстие 21, перед тем как вагонники произведут выпуск сжатого воздуха из тормозного цилиндра 5 и запасного резервуара 9. Это позволит застопорить полуцилиндр 19, и исключить тем самым движение вспомогательного поршня 11, под действием сжатой пружиной сжатия 12. После проведения сортировочных работ в тормозную магистраль 1 подают от локомотива сжатый воздух, что позволяет удалить фиксатор 22 и тем самым подготовить рельсовый экипаж к движению. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидна, так как оно направлено на повышение безопасности при эксплуатации железнодорожного подвижного состава за счет исключения самодвижения его в случае истощения тормоза.