МОДУЛЬ ТОРМОЗНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛОКОМОТИВА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к тормозным системам локомотивов. В частности, рассматривается конструкция модуля тормозного оборудования локомотива (далее - МТО), а более конкретно к устройствам комплексов тормозного оборудования железнодорожного тягового средства, преимущественно грузового локомотива, предназначенных для изменения давления в тормозной магистрали, для изменения давления в тормозных цилиндрах локомотива в зависимости от изменения давления в тормозной магистрали, в зависимости от управления тормозными процессами краном вспомогательного тормоза локомотива.
Известны комплексы тормозного оборудования локомотива по патентам РФ №2020096 от 24.02.1992 г., МПК B60T 13/26; №100231 от 27.12.1997 г., МПК B60T 13/26. Комплекс тормозного оборудования по этим изобретениям содержит кран машиниста, кран вспомогательного тормоза локомотива, блокировочное устройство, воздухораспределитель, исполнительные пневматические и электропневматические приборы тормозного оборудования локомотива, включающие, в частности, электропневматические клапаны, реле давления, переключательные клапаны, разобщительные краны, клапаны максимального давления. Кран машиниста, кран вспомогательного тормоза локомотива, блокировочное устройство монтируются в кабине машиниста локомотива. Воздухораспределитель, исполнительные приборы монтируются в машинном отделении локомотива. Упомянутые краны посредством блокировочного устройства пневматически связаны с питательной магистралью, тормозной магистралью, магистралью вспомогательного тормоза локомотива. Такое размещение приборов комплекса тормозного оборудования на локомотиве приводит к необходимости большого количества трубных соединений значительной длины, к усложнению обслуживания тормозного оборудования.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому комплексу тормозного оборудования локомотивов является комплекс тормозного оборудования грузового локомотива (см. альбом «Автоматические тормоза подвижного состава железнодорожного транспорта», В.Р.Асадченко, УМК МПС Россия, Москва, 2002 г., стр.38, 39), который содержит кран машиниста с управляющей и исполнительной частями, блокировочное устройство, кран вспомогательного тормоза локомотива с управляющей частью, воздухораспределитель, имеющий главную часть с переключателем режимов торможения и магистральную часть, размещенные на двухкамерном кронштейне. Кроме того, он содержит устройство сигнализации обрыва тормозной магистрали, а также содержит исполнительные пневматические и электропневматические приборы тормозного оборудования локомотива.
Недостатком указанного комплекса тормозного оборудования локомотива является раздельная установка каждого из приборов комплекса и в кабине машиниста, и в машинном отделении локомотива на значительном расстоянии друг от друга, что приводит к многочисленным трубным соединениям между ними значительной длины и проходного поперечного сечения. Это снижает надежность тормозного оборудования локомотива, усложняет его монтаж, усложняет его обслуживание и ремонт как в условиях эксплуатации, так и на ремонтных предприятиях.
Известна исполнительная часть пневматической тормозной системы пассажирского локомотива-электровоза ЧС2т (см. Иллюстрированное пособие «Тормоза подвижного состава», часть 2. Схемы пневматического тормозного оборудования подвижного состава. ИГЩ «Желдориздат» Москва 2003, стр.21-23, рис.10). Она содержит реле давления, пневматически связанное с одним из питательных резервуаров и с тормозными цилиндрами пневматической тормозной системы электровоза, три переключательных клапана, орган управления торможением электровоза при скоростном режиме движения, орган блокировки электродинамического и пневматического торможения электровоза, связанный с воздухораспределителем пневматической тормозной системы электровоза, обратные клапаны и фильтр. Исполнительная часть пневматической тормозной системы содержит также разобщительные краны, включенные в ее пневматические связи с питательной магистралью пневматической тормозной системы, в пневматические связи питательных резервуаров пневматической тормозной системы с питательной магистралью, в пневматические связи ее органов и реле давления. В этой исполнительной части пневматической тормозной системы орган блокировки электродинамического и пневматического торможения связан с воздухораспределителем посредством добавочного клапанного устройства и дополнительного резервуара. Орган управления торможением этого пассажирского локомотива (электровоза ЧС2т) при скоростном режиме движения содержит скоростной клапан со вторым дополнительным резервуаром. Указанный скоростной клапан пневматически связан с воздухораспределителем через орган блокировки электродинамического и пневматического торможения электровоза и добавочное клапанное устройство и пневматически связан со вторым питательным резервуаром пневматической тормозной системы, с реле давления и через один из переключательных клапанов - с тормозными цилиндрами. Кроме того, скоростной клапан пневматически связан через центробежный осевой регулятор и обратный клапан с электропневматическим клапанным устройством экстренного торможения и с третьим питательным резервуаром. Этот резервуар, в свою очередь, пневматически связан через устройство ограничения давления, обратный клапан и фильтр с питательной магистралью пневматической тормозной системы.
Такое выполнение органа управления торможением пассажирского локомотива при скоростном режиме движения усложняет его конструкцию, усложняет конструкцию исполнительной части пневматической тормозной системы пассажирского локомотива.
Известна исполнительная часть пневматической тормозной системы пассажирского локомотива-электровоза ЭП1 (см. Иллюстрированное пособие «Тормоза подвижного состава», часть 2. Схемы пневматического тормозного оборудования подвижного состава. ИПЦ «Желдориздат» Москва, 2003, стр.17-21, рис.9). Она содержит реле давления, пневматически связанные с питательным резервуаром и с тормозными цилиндрами пневматической тормозной системы пассажирского локомотива и с магистралью управляющего давления. Исполнительная часть пневматической тормозной системы электровоза ЭП1 (пассажирского локомотива) содержит три переключательных клапана, орган замещения электродинамического тормоза пассажирского локомотива пневматическим тормозом, имеющий пневматически связанные между собой устройство ограничения давления в тормозных цилиндрах, пневматически сообщенное с питательным резервуаром пневматической тормозной системы, и электропневматическое клапанное устройство, пневматически сообщенное с магистралью управляющего давления. Рассматриваемая исполнительная часть пневматической тормозной системы содержит также орган управления торможением пассажирского локомотива при скоростном режиме движения, имеющий устройство ограничения давления в тормозных цилиндрах, пневматически связанное с питательным резервуаром пневматической тормозной системы, и электропневматическое клапанное устройство, пневматически связанное с магистралью управляющего давления и с упомянутым устройством ограничения давления в тормозных цилиндрах. В этой исполнительной части пневматической тормозной системы имеется орган блокировки электродинамического и пневматического торможения пассажирского локомотива, пневматически связанный через первый переключательный клапан с воздухораспределителем пневматической тормозной системы пассажирского локомотива и пневматически связанный с магистралью управляющего давления. Магистраль управляющего давления пневматически сообщена с магистралью вспомогательного тормоза пассажирского локомотива. Кроме того, в исполнительной части пневматической тормозной системы имеются фильтры и обратный клапан, который включен в пневматическую связь питательного резервуара пневматической тормозной системы с питательной магистралью пневматической тормозной системы. В пневматические связи реле давления, органа управления торможением пассажирского локомотива при скоростном режиме движения и органа замещения электродинамического тормоза пассажирского локомотива пневматическим тормозом включены разобщительные краны. В исполнительной части пневматической тормозной системы электровоза ЭП1 в пневматическую связь органа блокировки электродинамического и пневматического торможения с воздухораспределителем включено дополнительное реле давления, которое сообщено с питательным резервуаром или через дополнительный разобщительный кран или через последовательно размещенные дополнительное устройство ограничения давления в тормозном цилиндре, фильтр, второй дополнительный разобщительный кран. Кроме того, в этой исполнительной части пневматической тормозной системы фильтры включены в пневматические связи с питательным резервуаром всех устройств ограничения давления в тормозных цилиндрах. Такое выполнение исполнительной части пневматической тормозной системы пассажирского локомотива усложняет ее конструкцию, усложняет конструкцию пневматической тормозной системы в целом.
Принято вы качестве прототипа.
Заявляемая исполнительная часть пневматической тормозной системы пассажирского локомотива решает задачу повышения безопасности движения пассажирского локомотива.
Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности управления тормозной системой и надежности действия пневматической тормозной системы локомотива.
Указанный технический результат достигается тем, что модуль тормозного оборудования локомотива содержит размещенные в общем шкафу, устанавливаемом в кабине машиниста, блок электропневматических приборов, блок тормозного оборудования для локомотивов пассажирского типа, кран вспомогательного тормоза локомотива с дистанционным управлением, клапан электропневматический автостопа с дистанционным управлением, клапан электропневматический экстренного торможения для дистанционного управления и блок пневматического оборудования, при этом в данном шкафу смонтированы переключающие клапана для обеспечения направления потока воздуха от различных автономных источников давления через электроуправляемый воздухораспределитель в блоке воздухораспределителя к управляемым камерам реле давления, количество которых равно количеству тормозных цилиндров колесных тележек локомотива и выходы каждого из которых сообщен с тормозным цилиндром соответствующей колесной тележки, в вход с отдельным наполненным давлением резервуаром.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 представлена блок-схема МТО;
фиг.2 - принципиальная схема МТО
Согласно настоящей полезно модели рассматривается конструкция модуля тормозного оборудования (МТО), который выполняется в виде каркасного шкафа и устанавливается в машинном отделении локомотива. МТО предназначен для применения на пассажирском электровозе дойного питания и для обеспечения:
- автоматического пневматического торможения локомотива при скорости менее 120 км/ч;
- электропневматического торможения локомотива при скорости локомотива менее 120 км/ч;
- электропневматического торможения локомотива при скорости более 120 км/ч;
- подачи предупредительного звукового сигнала и разрядки тормозной магистрали экстренным темпом по сигналам локомотивной системы безопасности;
- адаптивного замещения электродинамического тормоза пневматическим;
- дистанционного отпуска тормозов локомотива при пневматическом или электропневматическом торможении;
- управления редуцированным давлением воздуха в магистрали очистки бандажей колесных пар;
- дистанционного и резервного ручного управления автоматическим стояночным тормозом посредством системы управления стояночным тормозом;
- пониженного давления воздуха в тормозных цилиндрах при следовании локомотива в недействующем состоянии («холодным резервом);
- редуцированным давлением сжатого воздуха крана резервного управления вспомогательного тормоза локомотива 025 л;
- исключения возможности управления из нерабочей кабины управления локомотива модулем пневматическим резервным;
- индивидуального наполнения тормозного цилиндра (ТЦ) каждой тележки из резервуаров;
- контроля (диагностики) положения ручек разобщительных кранов;
- контроля (диагностики) давления воздуха в пневматических цепях управления.
- редуцированным давлением сжатого электрических аппаратов электровоза;
- продувки электрических аппаратов электровоза сжатым воздухом.
МТО выполняется в виде каркасного шкафа и устанавливается в машинном отделении локомотива. МТО включает в себя:
- блок 1 электропневматических приборов (БЭПП);
- блок 2 компоновочный тормозного оборудования для локомотивов пассажирского типа (БТО);
- кран вспомогательного тормоза локомотива с дистанционным управлением 224Д-01 (КВТ);
- клапан электропневматический автостопа с дистанционным управлением (ЭПК);
- клапан 3 электропневматический экстренного торможения для дистанционного управления 266-1 (КЭБ);
- блок 4 пневматического оборудования 143 (БПО);
2
- уравнительный резервуар 5 с предохранительным клапаном VS13T2, отрегулированным на давление [0,95 МПа (9,5 кгс/см)], объемом 20 л, (далее - УР);
2
- запасный резервуар 6 с предохранительным клапаном VS14NT2, отрегулированным на давление [(0,6 МПа (6,0 кгс/см)], объемом 20 л, (ЗР);
2
- резервуар 7 с предохранительным клапаном VS14NT2, отрегулированным на давление [0,95 МПа (9,5 кгс/см)], объемом 10 л, (РР1);
- резервуар 8 объемом 5,1 л, (далее - РР2);
- резервуар 9 объемом 10 л, (далее - РР3);
2
- резервуар 10 с предохранительным клапаном VS14NT2, отрегулированным на давление [(0,6 МПа (6,0 кгс/см)], объемом 15 л далее - РР4);
- клапан обратный;
- кран водоспускной;
- три крана шаровых разобщительных;
- адаптер, коробку коммутационную, шлюз CAN. Пульт управления устанавливаются в кабине машиниста и включает в себя для кабины А и Б:
- два контроллера 11 крана машиниста (ККМ);
- два контроллера 12 крана вспомогательного (ККВТ);
- два выключателя 13 цепей управления (далее - ВЦУ);
- четыре клапана 14 аварийного экстренного торможения (КАЭТ);
- два блока управления 15 (БУ ЭПК);
- два модуля 16 пневматического резервного 025М-1 (МПР).
МТО функционирует следующим образом.
Зарядка
Сжатый воздух от крана машиниста поступает в тормозную магистраль (ТМ) и к воздухораспределителю 17 (ВР) (фиг.2), расположенному на блоке 18 электровоздухораспределителя (ЭВР) и далее в запасный резервуар ЗР.
Торможение
При торможении сжатый воздух из ЗР через ВР 17 поступает к переключательному клапану 19 (ПК) и далее к управляющей полости реле давления (позиционный клапан) 20 блока ЭВР 18. Под действием сжатого воздуха в управляющей полости реле давления 20 открывается питательный клапан реле и сжатый воздух из ПР поступает к блоку БТО 2 и далее через переключательный клапан, электроблокировочный клапан КЭБ 3, и переключающие клапана 19 и 21 в управляющие полости реле давления 22, 23 блока исполнительного оборудования 24 (БИО), которые наполняют ТЦ 25. Каждое реле давления 22 или 23 наполняет ТЦ одной тележки. Количество реле давления 22 или 23 может быть более двух. Питание реле давления сжатым воздухом автономно из питательных резервуаров V=55 л. Наполнение резервуаров происходит из ПМ через обратные клапана БИО 24.
Отпуск
Отпуск тормоза, т.е. разрядка ТЦ происходит после снижения давления в управляющих полостях реле давления 22 и 23 БИО при отпуске ВР 17.
Работа электропневматического тормоза (ЭПТ)
При управлении ЭПТ электрические сигналы подаются на электропневматические вентили 26 (ЭПВН10 и ЭПВН12) блока ЭВР 18.
Торможение
2
При торможении сжатый воздух через переключательный клапан 19 и реле давления 20 поступает к БТО 2 и далее в ТЦ 25. Максимальное давление в ТЦ при работе ограничивается сигнализатором давления на блоке ЭВР 18. При достижении в ТЦ давления 0,26+0,01 МПа (2,6±0,1 кгс/см), на которое отрегулирован сигнализатор давления, напряжение с вентиля ЭПВН12 снимается
Отпуск
2
Для отпуска тормозов локомотива необходимо снять напряжение с вентилей ЭПВН10 и ЭПВН12 ЭВР 18. ЭВР 18 можно производить ступенчатое торможение и ступенчатый отпуск с минимальной ступенью 0,03 МПа (0,3 кгс/см).
Автономный отпуск локомотива
Для автономного отпуска локомотива на пульте кабины машиниста устанавливается кнопка отпуска, которая электрическими контактами связана с электроблокировочным клапаном КЭБ 3 и контактами вентиля ЭПВН10. Для отпуска тормоза локомотива необходимо нажать на кнопку отпуска и удерживать ее в этом положении.
При действии ЭПТ нажатием на кнопку разрывается цепь питания ЭВР. Вентили обесточиваются и происходит отпуск тормоза локомотива. При возврате кнопки в исходное положение восстанавливается действие ЭВР.
При действии пневматического тормоза замыкается цепь ЭПВН5 27 КЭБ 3, который прекращает доступ сжатого воздуха от блока ЭВР 18 к управляющим полостям реле давления 22 и 23 БИО 24 и сообщает их с атмосферой. ТЦ разряжаются. При возврате кнопки в исходное положение напряжение с ЭПВН5 27 КЭБ 3 снимается и давление в ТЦ восстанавливается.
Резервное управление
Блокировка пневматического резервного модуля предназначена для отключения резервных пневматических кранов машиниста и вспомогательного тормоза в недействующей кабине.
На блокировке устанавливаются два электропневматических вентиля (ЭПВН3, ЭПВН4), напряжение на один из которых подается из рабочей кабины при включении ВЦУ.
Блокировка осуществляет пневматическую связь между резервным краном машиниста и БЭПП 1, и резервного крана вспомогательного тормоза с исполнительным блоком вспомогательного тормоза.
При управлении резервным краном вспомогательного тормоза сжатый воздух поступает через переключательный клапан 21 к управляющим полостям реле давления 22 и 23, а при отпуске управляющие полости реле давления через КВТ сообщаются с атмосферой. Величина максимального давления в ТЦ при управлении КВТ ограничивается редуктором.
При работе автоматического тормоз возможно увеличение тормозного нажатия за счет повышения давления в ТЦ локомотива краном вспомогательного тормоза.
Электрическое торможение (ЭТ) и замещение
2
При ЭТ подается напряжение на электроблокировочный клапан КЭБ для отключения пневматического тормоза. При истощении ЭТ происходит его замещение пневматическим тормозом. Для замещения электрического тормоза используются два вентиля: отпускной ВО 28 и тормозной ВТ 29 блока исполнительного 30. Давление в тормозных цилиндрах устанавливается пропорционально усилию нажатия колодок. Максимальное давление при замещении 0,26 МПа (2,6 кгс/см). При замещении сжатый воздух из ПМ через редуктор, ВТ и переключательные клапана 19 и 21 поступает в управляющие полости реле давления 22 и 23 блока БИО 24. В ТЦ создается давление равное давлению, создаваемому ВТ 29 и ВО 28.
Для отпуска тормозов напряжение с ВО 28 снимается, при этом управляющие полости реле давления сообщаются с атмосферой через ВО 28.
Торможение повышенным давлением
2
Для торможения при движении на скоростях выше 120 км/час предусматривается повышенное давление в ТЦ. Для этого подается напряжение на ЭПВН1 31 блока БТО 2. Сжатый воздух из ПМ через разобщительный кран, редуктор, ЭПВН1 31, клапан переключательный, электроблокировочный клапан КЭБ, клапана 19 и 21 поступает в управляющие полости реле давления 22 и 23 блока БИО, в которых установится давление 0,37±0,01 МПа 3,7±0,1 кгс/см), т.е. давление отрегулированное редуктором. При снижении скорости локомотива напряжение с ЭПВН1 снимается, управляющие полости реле давления и ТЦ сообщаются с атмосферой. Давление в ТЦ снижается до давления вызываемого действием воздухораспределителя или электровоздухораспределителя.
Движение «холодным резервом»
Для движения «холодным резервом» необходимо открыть разобщительный кран 32, который установлен между ПМ и ТМ на блоке БИО 24. Соединяются ТМ ведущего и ведомого локомотивов: воздух из тормозной магистрали ведущего локомотива поступает через обратные клапана в питательные резервуары 33, создающие запас сжатого воздуха для питания реле давления 22 и 23. Управление тормозами происходит из ведущего локомотива.
Действие автоматического стояночного тормоза
Сжатый воздух из ПМ через редуктор и обратный клапан наполняет резервуар V 25 л. и поступает к трехходовому крану. Одновременно сжатый воздух подводится к электропневматическому вентилю ЭПВН. При снятии напряжения с ЭПВН сжатый воздух через переключательный клапан наполняет ТЦ.
При подаче напряжения на ЭПВН ТЦ разряжаются.
В блоке имеется резервное ручное управление стояночным тормозом. В этом случае для наполнения ТЦ необходимо открыть трехходовой кран. Сжатый воздух из резервуара стояночного тормоза через открытый кран поступает в ТЦ. Для разрядки необходимо закрыть трехходовой кран. В этом случае ТЦ соединяются с атмосферой.
Конструктивная особенность унифицированного модуля - блочное исполнение. На алюминиевых плитах, в которых сформированы пневматические каналы, устанавливаются пневматические и электропневматические приборы. Использование тормозного оборудования в виде блоков удобно для монтажа на локомотиве и обслуживания в эксплуатации. В состав модуля входят приборы управления тормозами (кран машиниста с дистанционным управлением, кран вспомогательного тормоза локомотива). Основной прибор управления тормозами - кран машиниста с дистанционным управлением для взаимодействия с электронными устройствами управления тормозами. Кран машиниста с дистанционным управлением совместим с установленными на локомотиве микропроцессорными системами управления движением и диагностики локомотива. Кран машиниста включает в себя: приборы управления (контроллер, выключатель цепей управления, клапан аварийного экстренного торможения, кран резервного управления), исполнительный блок (блок электропневматических приборов). Приборы управления конструктивно приспособлены для встраивания в пульт кабины. Блок электропневматических приборов размещается в машинном отделении, что исключает шум от работы этих приборов в кабине. На пульте машиниста, кроме того, устанавливается кран управления вспомогательным тормозом локомотива с автоматическими перекрышами. Исполнительные блоки кранов и компоновочные блоки представляют собой панели, на которых размещаются пневматические и электропневматические приборы. Пневматическую связь между приборами осуществляют каналы, сформированные внутри панели. Чтобы обеспечивались внешние электрические связи, на панелях устанавливаются электрические разъемы. Воздух от магистралей подводится к нижней части или боковым поверхностям исполнительных блоков. Это позволяет устанавливать их так, чтобы рационально использовалось пространство машинного отделения на локомотиве. На компоновочных блоках, а также на исполнительном блоке крана машиниста установлены датчики давления для ведения диагностики тормозной системы. Информация с датчиков передается в электронные адаптеры, которые также расположены на блоках воздухораспределителя и тормозного оборудования. Далее вся диагностическая информация передается по интерфейсу CAN2.0B в процессор электронного блока управления, установленного на исполнительном блоке крана машиниста. Компоновочные блоки, а также исполнительный блок крана машиниста смонтированы на едином шкафу, тем самым сосредоточив тормозное оборудование локомотива в одном месте.