СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СТОЯНОЧНОГО ТОРМОЗА ПНЕВМОПРУЖИННОГО ТИПА
METHOD OF INCREASING SERVICEABILITY OF AIR-AND-SPRING OPERATED PACKING BRAKE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано преимущественно в тормозных системах железнодорожных подвижных единиц.
Уровень техники
Известен стояночный тормоз пневмопружинного типа для тормозной системы железнодорожной подвижной единицы /1/, содержащий стояночный цилиндр с пружиной и пневматической частью, снабженной органами управления, которые включают в себя клапан, пневматический выключатель и трехходовой кран. Закрепление подвижной единицы осуществляется за счет воздействия усилия пружины стояночного цилиндра на ее рычажную передачу при истощении автотормоза в процессе торможения. Раскрепление подвижной единицы осуществляется вручную в два этапа. Предварительно трехходовой кран переключают в сообщающее стояночный цилиндр с атмосферой отключенное положение. После полной зарядки автотормоза упомянутый кран возвращают во включенное положение для возобновления сообщения стояночного цилиндра с органами управления.
Недостатком реализуемого в известном стояночном тормозе способа его действия является невозможность дистанционного раскрепления подвижной единицы.
Известен также тормоз тележки рельсового экипажа /2/, включающий в себя параллельно устанавливаемый основному дополнительный цилиндр с пружиной сжатия. Закрепление экипажа осуществляется также за счет воздействия усилия упомянутой пружины на его рычажную передачу при истощении запасного резервуара автотормоза в процессе торможения. Раскрепление экипажа осуществляется при последующей зарядке автотормоза, вызывающей наполнение сжатым воздухом запасного резервуара, уровень давления которого нейтрализует указанное усилие упомянутой пружины.
Недостатком используемого в известном тормозе тележки способа действия дополнительного цилиндра с пружиной сжатия является спонтанное снижение усилия этой пружины по мере повышения уровня давления сжатого воздуха в запасном резервуаре в процессе зарядки истощенного после экстренного торможения автотормоза.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ действия стояночного тормоза пневмопружинного типа /3/, в котором поршень стояночного цилиндра снабжают двумя дополнительными пошерстной и противошерстной манжетами. С их помощью при смещении этого поршня в крайнее тормозное положение изолируют от его полостей дополнительный канал, который выполняют в корпусе этого цилиндра. При этом указанный дополнительный канал на самоходной подвижной единице сообщают с питательной магистралью через пневматический выключатель, управляемый отросток которого подключают к тормозной магистрали. На несамоходной подвижной единице, упомянутый дополнительный канал сообщают непосредственно с тормозной магистралью, а выход переключательного клапана, с одним из входов которого связан входной канал тормозного цилиндра, оснащают дроссельной шайбой и сообщают с входным каналом стояночного цилиндра, причем этот канал одновременно связывают со вторым входом переключательного клапана.
Недостатком известного способа действия стояночного тормоза пневмопружинного типа является опасность последствий нарушения его работоспособности, могущая иметь место из-за возможности перемерзания дроссельной шайбы или ее засорения, чем исключается проход сжатого воздуха в рабочую полость стояночного цилиндра.
Сущность изобретения
Целью предложенного способа является совершенствование работоспособности стояночного тормоза пневмопружинного типа.
Поставленная цель достигается следующим.
Стояночный тормоз пневмопружинного типа на железнодорожной подвижной единице дополняет ее автотормоз. Автотормоз включает в себя, в числе прочего, тормозную магистраль, изменениями уровня давления в которой предопределяют традиционную работу связанного с запасным резервуаром воздухораспределителя, обеспечивающего нормируемое, как наполнение от запасного резервуара сжатым воздухом рабочей полости поршня тормозного цилиндра через имеющийся его входной канал, так и сообщение последнего с атмосферой. Конструктивно цилиндр стояночного тормоза и тормозной цилиндр размещают раздельно, и тогда штоки их поршней параллельно воздействуют на тормозную рычажную передачу, либо состыковывают между собой, и, в этом случае, штоком поршня стояночного цилиндра воздействуют на поршень тормозного цилиндра, шток которого, в свою очередь, воздействует на тормозную рычажную передачу. При этом корпус цилиндра стояночного тормоза, помимо имеющегося штатного канала, оснащают дополнительным каналом, а поршень стояночного цилиндра снабжают, помимо стандартной манжеты, двумя дополнительными встречно размещенными противошерстно манжетами. На поршень стояночного цилиндра воздействуют усилием одной или нескольких пружин и усилием, создаваемым уровнем давления сжатого воздуха в его рабочей полости. Указанную полость сообщают через ее имеющийся входной канал и дроссельную шайбу с выходом переключательного клапана и, наряду с этим, с его входом, другой вход которого связан с входным каналом тормозного цилиндра. Одновременно дополнительный канал корпуса стояночного цилиндра сообщают на несамоходной подвижной единице непосредственно с тормозной магистралью, а на самоходной подвижной единице связывают с питательной магистралью через пневматический выключатель, на управляющий отросток которого воздействуют уровнем давления тормозной магистрали. Причем дополнительный канал располагают в корпусе стояночного цилиндра таким образом, чтобы он изолировался указанными дополнительными манжетами от его полостей в ситуации смещения усилием пружин его поршня в крайнее тормозное положение при отсутствии давления в его рабочей полости. Частичный отход упомянутого поршня при полном служебном торможении заряженного автотормоза из этого положения в сторону отпуска обеспечивают воздействием усилия, возникающего от нормируемого максимального уровня давления в его рабочей полости, преодолевающего усилие пружин. В этом случае достигают сообщения дополнительного канала с рабочей полостью поршня стояночного цилиндра через межманжетную зону, образующуюся между внутренней указанной дополнительной манжетой и стандартной манжетой поршня, которая в этой ситуации оказывается пошерстной. Заявляемый способ отличается тем, что с целью расширения функциональных возможностей в корпусе стояночного цилиндра выполняют добавочный канал и вводят обратный клапан. Добавочный канал размещают в упомянутой межманжетной зоне, и его месторасположение относительно существующего дополнительного канала предопределяют расстоянием, на которое, открывая сообщение дополнительного канала с межманжетной зоной, смещается внутренняя дополнительная манжета в ситуации упомянутого частичного отхода поршня. Одновременно добавочный канал сообщают через попутно включенный указанный обратный клапан с существующим дополнительным каналом корпуса стояночного цилиндра. Наряду с этим, добавочный канал сообщают с входом использующегося переключательного клапана, другой вход которого связан с каналом к рабочей полости поршня тормозного цилиндра, а выход переключательного клапана напрямую сообщают со штатным входным каналом цилиндра стояночного тормоза.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна» (N). Так, сопоставительный анализ заявляемого решения с известными показывает отличия, заключающиеся в том, что:
1) в число компонентов стояночного тормоза пневмопружинного типа вводят добавочный канал и обратный клапан;
2) добавочный канал в корпусе стояночного цилиндра размещают в межманжетной зоне, образующейся между внутренней дополнительной манжетой и штатной манжетой юбки его поршня, при его нахождении в крайнем тормозном положении под воздействием усилия пружин в ситуации отсутствия уровня давления сжатого воздуха в его рабочей полости;
3) при таком нахождении поршня стояночного цилиндра обеспечивают изолирование существующего дополнительного канала корпуса стояночного цилиндра от добавочного канала;
4) Месторасположение добавочного канала относительно существующего дополнительного канала предопределяют расстоянием, на которое, открывая сообщение дополнительного канала с межманжетной зоной, смещается внутренняя дополнительная манжета в ситуации частичного отхода поршня стояночного цилиндра от тормозного положения, в результате возникающего в его рабочей полости усилия от нормированного максимального уровня давления, поступающего из рабочей полости тормозного цилиндра при торможении автотормоза;
5) добавочный канал в корпусе стояночного цилиндра сообщают с его существующим дополнительным каналом через попутно включенный вновь введенный обратный клапан;
6) добавочный канал в корпусе стояночного цилиндра дополнительно сообщают с входом использующегося переключательного клапана, другой вход которого сообщен со штатным каналом к рабочей полости поршня тормозного цилиндра;
7) выход использующегося переключательного клапана напрямую сообщают со штатным входным каналом цилиндра стояночного тормоза.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию “Изобретательский уровень” (IS). Так, сравнение заявляемого решения с известными в технике решениями показывает, что введение обратных клапанов и добавочных каналов в корпусы цилиндров и использование различных схем их подключения широко известны. Однако их внедрение в схему стояночного тормоза пневмопружинного типа, дополняющего автотормоз подвижной единицы, проявляет следующие новые свойства.
1. Повышается надежность работы стояночного тормоза пневмопружинного типа за счет отсутствия заужений в элементах цепи наполнения сжатым воздухом рабочей полости стояночного цилиндра.
Как известно, заужения для прохода сжатого воздуха порождают дросселирование его потока, с последующим, за местом заужения, расширением его объема, что вызывает понижение его температуры /4, - Дросселирование пара или газа, стр.303/, могущего вызывать образование инея и его перемерзание даже при положительных температурах окружающей среды. Очевидна и повышенная вероятность засорения таких заужений, инициирующих их закупорку.
В результате может исключаться возможность прохода через такие заужения сжатого воздуха с прекращением работы элемента пневматической цепи.
Таким образом, отсутствием в заявляемом техническом решении такого рода заужения - дроссельной шайбы, обеспечивают повышение надежности работы стояночного тормоза пневмопружинного типа.
2. Достигается снижение вероятности отказа стояночного тормоза пневмопружинного типа, как при его переходе в режим «действие», так и при дистанционном его возвращении из режима «действие» в режим «ожидание».
Режимом «ожидание» стояночного тормоза пневмопружинного типа является ситуация, когда усилие пружин его поршня не воздействует через его шток на поршень тормозного цилиндра или непосредственно на тормозную рычажную передачу подвижной единицы.
Режимом «действие» стояночного тормоза пневмопружинного типа становится ситуация, когда усилие пружин его поршня воздействует через его шток на поршень тормозного цилиндра или непосредственно на тормозную рычажную передачу подвижной единицы, исключая возможность ее самопроизвольного движения.
Для перехода стояночного тормоза пневмопружинного типа в режим «действие» необходима реализация процесса выброса избыточного давления сжатого воздуха из рабочей полости поршня стояночного цилиндра. В то же время для дистанционного прекращения режима «действие» и возвращения в режим «ожидание» стояночного тормоза пневмопружинного типа необходима реализация процесса сообщения упомянутой полости с источником сжатого воздуха.
Обеспечиваемое в заявляемом техническом решении повышение надежности работы стояночного тормоза пневмопружинного типа способствуют снижению вероятности его отказа в рассматриваемые периоды его работы.
3. Гарантируется выброс из рабочей полости поршня стояночного цилиндра избыточного уровня давления сжатого воздуха при экстренном торможении автотормоза.
Как отмечалось выше, для перехода стояночного тормоза пневмопружинного типа в режим «действие» необходима реализация процесса выброса избыточного уровня давления сжатого воздуха из рабочей полости поршня стояночного цилиндра.
Обеспечиваемая в заявляемом техническом решении возможность сообщения рабочей полости поршня стояночного цилиндра непосредственно через переключательный клапан и попутно включенный обратный клапан с воздухопроводом к дополнительному каналу его корпуса гарантирует такой выброс:
- на самоходной подвижной единице через отключившийся из-за разрядки тормозной магистрали пневматический выключатель в атмосферу;
- на несамоходной подвижной единице непосредственно в разреженную тормозную магистраль.
В результате в заявляемом техническом решении достигают гарантированности перехода стояночного тормоза пневмопружинного типа в режим «действие» при экстренном торможении автотормоза.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость» (IA), так как может быть реализовано выполнением в корпусе стояночного цилиндра добавочного канала и соответствующей схемой подключения обратного и переключательного клапанов к пневмосхеме автотормоза подвижной единицы.
Перечень фигур чертежей.
Изобретение поясняется схемами, иллюстрирующими предлагаемый способ повышения работоспособности стояночного тормоза пневмопружинного типа на самоходной (на всех ФИГ - фрагмент а)) и несамоходной (на всех ФИГ - фрагмент б)) подвижных единицах.
На ФИГ.1 представлена упрощенная компоновочная схема заявляемого технического решения для состыкованного варианта стояночного и тормозного цилиндров. Она содержит, в числе прочего: обратный клапан 1; штатный входной канал корпуса 6 цилиндра стояночного тормоза 2; добавочный 3 и дополнительный 4 каналы в корпусе 6 стояночного цилиндра; поршень 5 со штоком стояночного цилиндра; пружину 7 поршня 5; две дополнительные встречно размещенные противошерстные манжеты 8 поршня 5; межманжетную зону 9 юбки поршня 5; штатную манжету 10 поршня 5; размещенный в корпусе 13 тормозного цилиндра поршень 11 со штоком и возвратной пружиной 12; входной канал 14; запасный резервуар 15, сообщающийся через воздухораспределитель 16 с тормозной магистралью 17; переключательный клапан 18 и наличествующие только на самоходной подвижной единице (фрагмент а)) пневматический выключатель 19 и питательную магистраль 20.
На ФИГ.2 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения в ситуации нахождения в режиме «действие» стояночного тормоза пневмопружинного типа при зарядке пневмосхемы автотормоза.
На ФИГ.3 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения в ситуации находящегося в режиме «действие» стояночного тормоза пневмопружинного типа при осуществлении 1-й фазы полного служебного торможения пневмосхемы автотормоза в начальный момент появления давления в рабочей полости тормозного цилиндра.
На ФИГ.4 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения в ситуации находящегося в режиме «действие» стояночного тормоза пневмопружинного типа при осуществлении 2-й фазы полного служебного торможения пневмосхемы автотормоза в период, пока нарастание давления в рабочей полости тормозного цилиндра не достигло уровня 0,38 МПа.
На ФИГ.5 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения в ситуации находящегося в режиме «действие» стояночного тормоза пневмопружинного типа при осуществлении 3-й фазы полного служебного торможения пневмосхемы автотормоза в момент достижения давления в рабочей полости тормозного цилиндра уровня 0,38-0,40 МПа, чем инициируется начало осуществления процесса возвращения стояночного тормоза из режима «действие» в режим «ожидание».
На ФИГ.6 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения при осуществлении 1-й фазы полного отпуска пневмосхемы автотормоза в момент достижения давления в тормозной магистрали нормируемого зарядного уровня - 0,50-0,52 МПа, при котором имеет место завершение процесса возвращения стояночного тормоза из режима «действие» в режим «ожидание».
На ФИГ.7 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения в ситуации находящегося в режиме «ожидание» стояночного тормоза пневмопружинного типа при завершении полного отпуска пневмосхемы автотормоза и ее последующего нахождения в поездном режиме.
На ФИГ.8 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения в ситуации находящегося в режиме «ожидание» стояночного тормоза пневмопружинного типа при осуществлении ступеней торможения, вплоть до полного служебного торможения, пневмосхемы автотормоза.
На ФИГ.9 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения при осуществлении экстренного торможения пневмосхемы автотормоза - этапе разрядки тормозной магистрали, инициирующем начало перехода стояночного тормоза из режима «ожидание» в режим «действие».
На ФИГ.10 представлена упрощенная схема работы заявляемого технического решения в ситуации перешедшего в режим «действие» стояночного тормоза пневмопружинного типа при истощении пневмосхемы автотормоза после осуществленного его экстренного торможения.
На ФИГ.2-10 наличие уровней давления сжатого воздуха в полостях и каналах условно показаны густотой стиля штриховки (для неметалла), углы наклона которой составляют, соответственно, для: питательной магистрали - 30°, тормозной магистрали - 45°, запасного резервуара - 90°.
На ФИГ.2-10 направления потоков сжатого воздуха в полостях и каналах условно показано стрелками.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Работа реализующего предлагаемый способ повышения работоспособности стояночного тормоза пневмопружинного типа рассмотрена для состыкованного варианта размещения стояночного и тормозного цилиндров.
При полностью истощенной пневмосхеме автотормоза подвижной единицы, представленной на ФИГ. 1, в питательной магистрали 20 (только на фрагменте а)) и тормозной магистрали 17 сжатый воздух отсутствует. В этой ситуации стояночный тормоз пневмопружинного типа находится в режиме «действие». Усилие размещенных в корпусе 6 стояночного цилиндра пружин 7, воздействующее на поршень 5 и смещающее его в крайнее тормозное положение (вправо по ФИГ.1), передается через его шток на размещенный в корпусе 13 тормозного цилиндра поршень 11. Под действием этого усилия поршень 11, преодолевая усилие возвратной пружины 12, смещается. В результате этого, в конечном итоге, возникает тормозная сила, определяемая уровнем созданной упругой деформации тормозной рычажной передачи, которая обеспечивает заторможение и, тем самым, закрепление подвижной единицы от самопроизвольного движения.
В ситуации зарядки автотормоза подвижной единицы, которая представлена на ФИГ.2, рассмотренное ее закрепление сохраняется неизменным. Появление нормируемых уровней давления сжатого воздуха в питательной 20 (фрагмент а)) и тормозной 17 магистралях приводит к возникновению давления сжатого воздуха в дополнительном канале 4 корпуса 6 стояночного цилиндра. На самоходной подвижной единице (фрагмент а)) в этом канале возникает уровень давления сжатого воздуха питательной магистрали 20, поступающего через открывшийся пневматический выключатель 19, на управляющий отросток которого воздействует уровень зарядного давления тормозной магистрали 17. На несамоходной подвижной единице (фрагмент б)) в этом канале возникает уровень зарядного давления сжатого воздуха непосредственно от тормозной магистрали 17. Однако это ни к каким изменениям в работе стояночного тормоза пневмопружинного типа не приводит, т.к. указанный дополнительный канал 4 изолирован зоной юбки поршня 5 между двумя дополнительными противошерстными манжетами 8. Поскольку поршень 5 остается в крайнем тормозном положении, постольку стояночный тормоз пневмопружинного типа остается в режиме «действие».
Для прекращения режима «действие» стояночного тормоза пневмопружинного типа необходимо после полной зарядки пневмосхемы автотормоза подвижной единицы осуществить его полное служебное торможение соответствующей глубиной разрядки тормозной магистрали 17 - не ниже 0,35 МПа.
В 1-й фазе осуществления полного служебного торможения - в начальный момент срабатывания воздухораспределителя 16 на торможение имеет место только появление в рабочей полости поршня 11 тормозного цилиндра давления сжатого воздуха от запасного резервуара 15, представленное на ФИГ.3. В этой ситуации на самоходной подвижной единице (фрагмент а)) сообщение дополнительного канала 4 с питательной магистралью 20 не прерывается, т.к. упомянутый сохраняемый остаточный уровень давления в тормозной магистрали 17, воздействующий на управляющий отросток пневматического выключателя 19, остается достаточным для его удержания в открытом состоянии. При этом в упрощенной схеме работы заявляемого технического решения происходят следующие изменения:
- появление начального скачка уровня давления сжатого воздуха на входе подключенного к входному каналу 14 тормозного цилиндра переключательного клапана 18 вызывает традиционный переброс его поршня и сообщение этого входа переключательного клапана 18 с его выходом;
- в свою очередь, это приводит к поступлению такого же уровня давления сжатого воздуха через выход переключательного клапана 18 и штатный входной канал 2 в рабочую полость поршня 5 стояночного цилиндра;
- указанное давление сжатого воздуха воздействует на поршень 5, не вызывая достаточного для преодоления усилия пружин 7 его смещения в сторону отпуска, и режим «действие» стояночного тормоза пневмопружинного типа сохраняется.
2-я фаза осуществления полного служебного торможения - последующее нарастание давления сжатого воздуха, поступающего из запасного резервуара 15 в рабочую полость поршня 11 тормозного цилиндра и, соответственно, в рабочую полость поршня 5 стояночного цилиндра, но не достигающее пока нормированного уровня давления (0,38 МПа), представлена на ФИГ.4. Такой уровень давления в рабочей полости поршня 5 стояночного цилиндра также не вызывает на нем усилия, достаточного для преодоления усилия пружин 7 и его смещения в сторону отпуска.
В завершающей фазе выполненного полного служебного торможения (ФИГ.5) уровень давления в рабочей полости поршня 5 стояночного цилиндра достигает нормированного значения (0,38-0,40 МПа), что вызывает его частичное смещение в сторону отпуска (влево по ФИГ.5). Такое частичное смещение поршня 5 прекращается по мере нарастания противодействующего усилия сжимающихся пружин 7 и его выравнивания с создавшимся на поршне 5 усилием от возникшего уровня давления в его рабочей полости.
В результате:
- зона юбки поршня 5 между двумя его манжетами 8, смещаясь вместе с поршнем 5, прекращает изоляцию дополнительного канала 4 от межманжетной зоны 9 юбки поршня между упомянутыми манжетами и штатной манжетой 10;
- в свою очередь уровень давления в наличествующем дополнительном канале 4 через межманжетную зону 9 и добавочный канал 3 поступает на второй (левый по ФИГ.5) вход переключательного клапана 18;
- на самоходной подвижной единице (фрагмент а)) этим уровнем давления является уровень давления питательной магистрали 20 (не менее 0,65-0,70 МПа), который существенно превышает уровень давления на правом входе переключательного клапана 18 (не более 0,38-0,40 МПа). Это вызывает штатный переброс его поршня и сообщение рабочей полости поршня 5 стояночного цилиндра с питательной магистралью 20. В результате в рабочей полости поршня 5 уровень давления сжатого воздуха нарастает за счет его поступления из питательной магистрали 20. Под воздействием возросшего в рабочей полости поршня 5 до уровня давления питательной магистрали 20 преодолевается усилие пружин 7 и обеспечивается его смещение в сторону отпуска, чем инициируется начало возвращения стояночного тормоза из режима «действие» в режим «ожидание» и прекращение его воздействия на поршень 11 тормозного цилиндра;
- на несамоходной подвижной единице (фрагмент б)) этим уровнем давления пока является остаточный уровень давления тормозной магистрали 17 (не менее 0,35 МПа) и не превышает вышеотмеченный уровень давления на правом входе переключательного клапана 18. В результате переброс поршня переключательного клапана 18 не происходит, и рабочая полость поршня стояночного цилиндра продолжает сообщаться с рабочей полостью поршня 11 тормозного цилиндра.
Завершается полное служебное торможение полным отпуском пневмосхемы автотормоза.
В 1-й фазе осуществления полного отпуска, представленной на ФИГ.6, когда давление в тормозной магистрали 17 повысится до нормированного зарядного уровня (0,50-0,52 МПа), сработавший на отпуск воздухораспределитель 16 традиционно сообщает запасный резервуар 15 с тормозной магистралью 17. Одновременно запасный резервуар 15 разобщается от рабочей полости поршня 11, и она сообщается атмосферой. В этой ситуации на самоходной подвижной единице (фрагмент а)) стояночный тормоз пневмопружинного типа уже находится в режиме «ожидание» и не воздействует на поршень 11 тормозного цилиндра, а на несамоходной подвижной единице (фрагмент б)) имеет место следующее:
- появление указанного нормируемого зарядного давления тормозной магистрали 17 на левом (по ФИГ.6) входе переключательного клапана 18, превышающее уровень давления на его правом входе, вызывает штатный переброс поршня последнего, изоляцию его правого входа и поступление в рабочую полость поршня 5 нарастающего уровня давления тормозной магистрали 17;
- это вызывает смещение поршня 5 в положение полного отпуска и переход стояночного тормоза из режима «действие» в режим «ожидание» и также прекращение его воздействия на поршень 11 тормозного цилиндра.
В завершающей фазе осуществления полного отпуска пневмосхемы автотормоза (ФИГ.7) сжатый воздух из рабочей полости поршня 11 тормозного цилиндра полностью уходит в атмосферу через воздухораспределитель 16, что вызывает расторможение подвижных единиц и реализацию поездного режима работы автотормоза. Стояночный тормоз при этом остается в режиме «ожидание».
Осуществление ступеней торможения пневмосхемы автотормоза, вплоть до полного его служебного торможения (разрядка тормозной магистрали 17 до уровня давления не ниже 0,35 МПа) представлено на ФИГ.8. В этой ситуации на самоходной подвижной единице (фрагмент а)) в рабочей полости поршня 5 продолжает наличествовать уровень давления питательной магистрали 20. Это предопределяется возможностью достаточного для удержания пневматического выключателя 19 в открытом состоянии упомянутым сохраняемым остаточным уровнем давления в тормозной магистрали 17, и стояночный тормоз пневмопружинного типа остается в режиме «ожидание». На несамоходной же подвижной единице (фрагмент б)) имеет место следующее:
- понижение уровня давление тормозной магистрали 17 на левом (по ФИГ.8) входе переключательного клапана 18 вызывает частичный выброс сжатого воздуха из сообщавшейся с ним до этого момента рабочей полости поршня 5;
- в момент, когда нарастающий за счет осуществленного служебного торможения уровень давление на правом (по ФИГ.8) входе переключательного клапана 18 (постоянно сообщенного с рабочей полостью поршня 11) превысит снижающийся уровень давления на его левом входе, происходит штатный переброс поршня переключательного клапана 18;
- это приводит к сообщению рабочей полости поршня 5 через переключательный клапан 18 с рабочей полостью поршня 11;
- в результате в рабочей полости поршня 5 происходит замещение снижающегося уровня давления сжатого воздуха от тормозной магистрали 17 на нарастающий уровень давления сжатого воздуха от рабочей полости поршня 11, но, поскольку шток поршня 5 не воздействует на поршень 11, постольку стояночный тормоз остается в режиме «ожидание».
Завершающее служебное торможение осуществление полного отпуска пневмосхемы автотормоза возвращает его в поездной режим (см. ФИГ.7). Таким образом, при служебных торможениях пневмосхемы автотормоза не влияет на сохранение режима «ожидание» стояночного тормоза пневмопружинного типа.
Осуществление экстренного торможения пневмосхемы автотормоза в 1-й его фазе (ФИГ.9) приводит к разрядке тормозной магистрали 17. Это вызывает штатное срабатывание воздухораспределителя 16 и традиционное наполнение сжатым воздухом из запасного резервуара 15 рабочей полости поршня 11 тормозного цилиндра до нормируемого уровня давления и его возникновении на правом (по ФИГ.9) входе переключательного клапана 18. Одновременно происходит выброс сжатого воздуха из рабочей полости поршня 5 стояночного цилиндра через переключательный клапан 18 и попутно включенный обратный клапан 1:
- на самоходной подвижной единице (фрагмент а)) в атмосферу через пневматический выключатель 19, отключившийся из-за исчезновения на его управляющем входе давления тормозной магистрали 17;
- на несамоходной подвижной единице (фрагмент б)) в разрядившуюся тормозную магистраль 17.
В момент, когда уровень давления на левом (по ФИГ.9) входе переключательного клапана 18 окажется ниже уровня давления на его правом входе, вызывающем штатный переброс его поршня, рабочая полость поршня 11 сообщается с рабочей полостью поршня 5. Поэтому в ней за счет такого сообщения сохраняется уровень давления, удерживающий стояночный тормоз в режиме «ожидание» и исключается возможность добавления усилия пружин 7 к усилию, реализуемому на штоке тормозного цилиндра в тормозной рычажной передаче при экстренном торможении автотормоза.
Последующий процесс истощения пневмосхемы автотормоза, показанный на ФИГ.10, вызывает снижение уровней давления сжатого воздуха в рабочей полости поршня 11 тормозного цилиндра и соответствующее снижение уровня давления в рабочей полости поршня 5 стояночного цилиндра. Этим в момент снижения уровня указанного давления ниже уровня 0,38 МПа предопределяется ситуация смещения поршня 5 в сторону крайнего тормозного положения и переход стояночного тормоза пневмопружинного типа в режим «действие». В итоге усилие пружин поршня 5, воздействующее на поршень 11, исключает его встречный отход. При полном истощении пневмосхемы автотормоза уровень упругой деформации в тормозной рычажной передаче определяется усилием пружин 7 стояночного цилиндра. В результате действующее в тормозной рычажной передаче подвижной единицы усилие обеспечивает ее закрепление от самопроизвольного движения.
Технические результаты, получаемые при использовании предлагаемого способа повышения работоспособности стояночного тормоза пневмопружинного типа.
Заявляемое техническое решение снижает вероятность отказа стояночного тормоза пневмопружинного типа при его автоматическом переходе в режим «действие» и при дистанционном управляемом возвращении из режима «действие» в режим «ожидание», могущего иметь место из-за возможности перемерзания заужений или их засорения, чем исключается проход сжатого воздуха в элементы пневматической цепи.
Возможность осуществления изобретения.
Возможность осуществления предложенного способа повышения работоспособности стояночного тормоза пневмопружинного типа обеспечивают:
- выполнением в корпусе стояночного цилиндра добавочного канала. Его месторасположение относительно существующего дополнительного канала предопределяют расстоянием, на которое, открывая сообщение дополнительного канала с межманжетной зоной, смещается внутренняя дополнительная манжета при достижении давления в рабочей полости поршня стояночного цилиндра уровня 0,38-0,40 МПа;
- сообщением выполненного в корпусе стояночного цилиндра добавочного канала, как с наличествующим дополнительным каналом через попутно включенный обратный клапан, так и со вторым входом имеющегося переключательного клапана, первый вход которого штатно сообщен с рабочей полостью тормозного цилиндра;
- сообщением выхода упомянутого переключательного клапана со штатным каналом к рабочей полости стояночного цилиндра напрямую;
- введением в пневмосхему штатной тормозной системы в качестве упомянутого обратного клапана типового обратного клапана, например, № Э-175 (тип 1-2) /5, рис.160-а/.
Список использованных источников
1. Стояночный тормоз пневматической тормозной системы железнодорожного транспортного средства. Авторское свидетельство СССР №1770186 А1, Бюл. №38, 23.10.1992.
2. Тормоз тележки рельсового экипажа. Патент РФ №2255872 С1, Бюл. №19, 10.07.2005.
3. Способ действия стояночного тормоза. Патент РФ №2457126 С1, Бюл. №21, 27.07.2012.
4. Краткий политехнический словарь - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955.
5. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: справочник / В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов, П.Т.Демушкин. - М.: Транспорт, 1989.