СПОСОБ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ
METHOD OF ELECTRIC AIR DISTRIBUTOR OPERATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано преимущественно в устройствах электровоздухораспределителей электропневматических тормозов.
Уровень техники
Известен способ действия электровоздухораспределителя, применяемого на подвижной единице, оборудованной схемой двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги [1, стр.158-159, рис.VI.6.а].
Недостатком известного способа является могущая иметь место в некоторых ситуациях возможность наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до уровня давления, превышающего предельно допустимую величину.
Известен также способ действия электровоздухораспределителя, применяемого на подвижной единице, оборудованной схемой многопроводной силовой линии электропневматического тормоза мотор-вагонного подвижного состава [1, стр.158-159, рис.VI.6.б].
Недостатком такого способа также является могущая иметь место в некоторых ситуациях возможность наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до уровня давления, превышающего предельно допустимую величину.
Сущность изобретения
Целью предложенного способа является исключение возможности наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до уровня давления, превышающего предельно допустимую величину. Поставленная цель достигается следующим. Электровоздухораспределитель применяют на подвижной единице, оборудованной схемой двухпроводной или многопроводной силовой линии электропневматического тормоза. Подвижную единицу оснащают также резервным воздухораспределителем, осуществляющим, в числе прочего, заполнение запасного резервуара от тормозной магистрали. Электровоздухораспределитель, содержит, в числе прочего, рабочую камеру и пристыкованную к ней электрическую часть с пристыкованным к ней пневматическим реле. Электрическая часть включает в себя электромагнитный вентиль перекрыши и электромагнитный вентиль торможения, электрическая цепь возбуждения которого в схеме двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза содержит заградительный полупроводниковый диод. Причем электрическую часть подключают к указанным силовым линиям через отводящие провода, которые прокладывают в защитной трубе, закрепленной муфтовым фитингом на корпусе рабочей камеры. В режиме зарядки, поездном режиме или режиме отпуска указанные силовые линии обесточены, чем исключают возможность возбуждения обоих упомянутых электромагнитных вентилей. В результате через открытый атмосферный канал электромагнитного вентиля перекрыши полость рабочей камеры сообщена с атмосферой. В режиме торможения в указанные силовые линии подают электрический ток определенной полярности либо подключают в них к электрическому току необходимое число проводов. Перекрывшимся при возбуждении электромагнитного вентиля перекрыши его атмосферным каналом обеспечивают разобщение полости рабочей камеры от атмосферы. Одновременно рабочую камеру возбудившимся электромагнитным вентилем торможения сообщают с запасным резервуаром. Нарастающим давлением рабочей камеры, воздействующим на пневматическое реле, вызывают разобщение тормозного цилиндра от атмосферы и наполнение его сжатым воздухом до величины давления рабочей камеры. В последующем режиме перекрыши подачей в указанные силовые линии электрического тока измененной полярности либо подключением в них к электрическому току ограниченного числа проводов сохраняют возбуждение только электромагнитного вентиля перекрыши. В результате обеспечивают сохранение в рабочей камере накопленного в процессе режима торможения уровня давления сжатого воздуха, который работой пневматического реле поддерживается и в тормозном цилиндре. Предлагаемый способ действия электровоздухораспределителя отличается следующим. В рабочую камеру устанавливают сигнализатор давления, срабатывание которого обеспечивают при повышении давления сжатого воздуха в ней до величины, определяющей предельно допустимый уровень давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре. При этом размыкающий электроконтакт сигнализатора давления врезают в цепь возбуждения электромагнитного вентиля торможения, а прокладку проводов между ними осуществляют через боковой отросток тройникового фитинга, который устанавливают взамен штатного муфтового фитинга.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна» (N). Так, сопоставительный анализ заявляемого решения с известными показывает отличия, заключающиеся в том, что:
1) Рабочую камеру снабжают сигнализатором давления, оснащенным размыкающим электроконтактом;
2) Срабатывание сигнализатора давления обеспечивают при повышении давления сжатого воздуха в рабочей камере до величины, определяющей предельно допустимый уровень давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре;
3) Взамен муфтового фитинга используют тройниковый фитинг.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию "Изобретательский уровень" (IS). Так, сравнение заявляемого решения с известными в технике решениями показывает, что введение в электрические схемы различного рода электроконтактов сигнализаторов давления и использование тройниковых фитингов широко известны. Однако их внедрение в электровоздухораспределитель проявляет следующие новые свойства.
1. Введением в рабочую камеру сигнализатора давления достигают возможности автоматической идентификации момента достижения в ней величины, определяющей предельно допустимый уровень давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре.
Как известно, в имеющихся аналогах предельно допустимый в тормозном цилиндре уровень давления должен ограничиваться величиной - 0,38-0,40 МПа. Тем не менее, он может быть превышен и достигать практически уровня зарядного давления тормозной магистрали - 0,48-0,50 МПа. Это может иметь место:
- во-первых, в ситуации длительной реализации машинистом режима торможения без разрядки тормозной магистрали в любой схеме электропневматического тормоза [2, стр.98, абз.5];
- во-вторых, в случае пробоя полупроводникового заградительного диода в схеме двухпроводного электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги в режиме перекрыши [3, п.3.6.4, стр.124, абз.5 и п.3.7.3, стр.129].
В обоих случаях это приводит, как правило, к заклиниванию колесных пар подвижной единицы и их юзному торможению, что, удлиняя тормозные пути, прямо угрожает безопасности движения и вызывает повреждения поверхности катания колесных пар [3, п.3.6.1, стр.120-121].
2. Введением размыкающего электроконтакта сигнализатора давления в цепь возбуждения электромагнитного вентиля торможения автоматически исключают возможность возникновения в рабочей камере, а значит, и в тормозном цилиндре, величины давления сжатого воздуха свыше предельно допустимой для него уровня.
Поскольку нарастание уровня давления сжатого воздуха в рабочей камере может происходить за счет ее сообщения с запасным резервуаром через возбужденный электромагнитный вентиль торможения, постольку прерывание его электрической цепи возбуждения размыкающим электроконтактом сигнализатора давления прекращает упомянутое сообщение.
Этим электровоздухораспределитель автоматически переключают в режим перекрыши и сохраняют тем самым в рабочей камере, а значит, в тормозном цилиндре, практически тот уровень давления сжатого воздуха, который имел место в момент срабатывания сигнализатора давления, настроенного на величину давления 0,38-0,40 МПа.
3. Заменой штатного муфтового фитинга, с помощью которого защитная труба с отводящими проводами от силовых линий к электрической части электровоздухораспределителя закрепляется на корпусе рабочей камеры, на тройниковый фитинг обеспечивают:
- возможность технологически рациональной прокладки через его боковой отросток проводов от размыкающего контакта сигнализатора давления в упомянутую электрическую часть к электромагнитному вентилю торможения;
- сохранение возможности указанного закрепления защитой трубы.
4. В результате достигают:
- усиления безопасности движения поездов за счет снижения вероятности удлинения тормозных путей, могущей иметь место из-за превышения предельно допустимой величины давления в тормозных цилиндрах подвижных единиц, вызывающего заклинивание их колесных пар;
- экономии эксплуатационных расходов на ремонт колесных пар, предопределяемой снижением вероятности их повреждения, которая может быть получена своевременным исключением возможности превышения предельно допустимой величины давления в тормозных цилиндрах подвижной единицы;
- рациональности технологии монтажных работ по осуществлению заявляемого решения за счет использования тройникового фитинга взамен муфтового фитинга.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость» (IА), так как может быть реализовано установкой сигнализатора давления и тройникового фитинга, замещающего штатный муфтовый фитинг, в рабочую камеру электровоздухораспределителя эксплуатирующихся схем электропневматических тормозов и введением размыкающего электроконтакта сигнализатора давления в электрическую цепь возбуждения электромагнитного вентиля торможения.
Перечень фигур чертежей
Изобретение поясняется схемами, иллюстрирующими специфику предлагаемого способа действия электровоздухораспределителя.
На ФИГ.1 представлена упрощенная пневмоэлектрическая схема компонентов электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги, включающая в себя в числе прочего:
- корпус рабочей камеры 1, содержащий полость рабочей камеры 2, входную контактную колодку 3 с клеммами а, б и в, муфтовый фитинг 4, канал от запасного резервуара 20 и канал к тормозному цилиндру 21;
- соответствующее число проводов силовой линии 5;
- отводящий провод 6, подключенный к контакту а входной контактной колодки 3, остальные два ее контакта б и в не используются и являются резервными;
- пристыкованный к корпусу рабочей камеры 1 корпус электрической части 11, содержащий внешнюю и внутреннюю контактные колодки 3 с клеммами а, б и в, заградительный полупроводниковый диод 7, электромагнитный вентиль перекрыши 8 с атмосферным каналом 9 и клапаном 13, электромагнитный вентиль торможения 10 с клапаном 12, монтаж проводов для подключения катушек электромагнитных вентилей 8 и 10 и заградительного полупроводникового диода 7 к клеммам а, б и в внутренней контактной колодки 3 и провод связи клемм а внутренней и внешней контактных колодок 3;
- пристыкованный к корпусу электрической части 11 корпус пневматического реле 19, содержащий диафрагму 14 с отпускным клапаном 15, впускной клапан 16 с прижимной пружиной 17 и атмосферные отверстия 18.
На ФИГ.2 представлена упрощенная пневмоэлектрическая схема компонентов электровоздухораспределителя для схемы многопроводной силовой линии электропневматического тормоза мотор-вагонного подвижного состава, включающая в себя компоненты, аналогичные компонентам, которые представлены фиг.1, и содержащей следующие отличия:
- увеличенное число проводов силовой линии 5;
- увеличенное число отводящих проводов 6, подключенных к контактам а, б и в входной контактной колодки 3;
- отсутствие в корпусе электрической части 11 заградительного полупроводникового диода 7, измененный монтаж проводов для подключения катушек электромагнитных вентилей к клеммам а, б и в внутренней контактной колодки 3 и проводов связи клемм а, б и в внутренней и внешней контактных колодок 3.
На ФИГ.3 и ФИГ.4 представлены упрощенные пневмоэлектрические схемы действия в поездном режиме, соответственно, электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги и электровоздухораспределителя для схемы многопроводной силовой линии электропневматического тормоза мотор-вагонного подвижного состава.
На ФИГ.5 и ФИГ.6 представлены упрощенные пневмоэлектрические схемы действия в режиме торможения, соответственно, электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги и электровоздухораспределителя для схемы многопроводной силовой линии электропневматического тормоза мотор-вагонного подвижного состава.
На ФИГ.7 и ФИГ.8 представлены упрощенные пневмоэлектрические схемы действия в режиме перекрыши электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги, соответственно, в ситуации исправности заградительного полупроводникового диода 7 и в ситуации его пробоя.
На ФИГ.9 представлена упрощенная пневмоэлектрическая схема компонентов электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяга с изменениями, обеспечивающая реализацию предлагаемого способа его действия. В число ее компонентов дополнительно вводятся:
- устанавливаемый в корпус рабочей камеры 1 сигнализатор давления 22;
- устанавливаемый в корпус рабочей камеры 1 тройниковый фитинг 23 взамен муфтового фитинга 4;
- к контакту а входной контактной колодки 3 с подключенным отводящим проводом 6 дополнительно присоединяется вновь прокладываемый провод к выводу размыкающего электроконтакта сигнализатора давления 22, а к резервному контакту б присоединяется вновь прокладываемый второй провод от второго вывода размыкающего электроконтакта сигнализатора давления 22. Контакт в не используется и остается резервным;
- в корпусе электрической части 11 изменяется монтаж проводов для подключения заградительного полупроводникового диода 7, заключающийся в отсоединении от клеммы а внутренней контактной колодки 3 анода этого диода и прокладке дополнительного провода связи от анода этого диода к клемме б внешней контактной колодки 3.
На ФИГ.10 представлена упрощенная пневмоэлектрическая схема компонентов электровоздухораспределителя для схемы многопроводной силовой линии электропневматического тормоза мотор-вагонного подвижного состава с изменениями, обеспечивающая реализацию предлагаемого способа действия. В число ее компонентов дополнительно вводятся:
- также устанавливаемые в корпус рабочей камеры 1 сигнализатор давления 22 и тройниковый фитинг 23 взамен муфтового фитинга 4;
- отводящий провод к контакту в входной контактной колодки 3 пересоединяется к выводу размыкающего электроконтакта сигнализатора давления 22, а от его второго вывода вновь прокладывается провод к упомянутому контакту в.
На ФИГ.11 и ФИГ.12 представлены упрощенные пневмоэлектрические схемы действия, соответственно, электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги и электровоздухораспределителя для схемы многопроводной силовой линии электропневматического тормоза мотор-вагонного подвижного состава, реализующие предлагаемый способ действия. Иллюстрируются 1-е фазы режима торможения, реализующиеся до момента достижения предельно допустимой величины давления сжатого воздуха в рабочей камере.
На ФИГ.13 и ФИГ.14 представлены упрощенные пневмоэлектрические схемы действия, соответственно, электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги и электровоздухораспределителя для схемы многопроводной силовой линии электропневматического тормоза мотор-вагонного подвижного состава, реализующие предлагаемый способ действия. Иллюстрируются 2-е фазы режима торможения, реализующиеся в момент достижения предельно допустимой величины давления сжатого воздуха в рабочей камере.
На ФИГ.15 и ФИГ.16 представлены упрощенные пневмоэлектрические схемы действия, соответственно, электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги и электровоздухораспределителя для схемы многопроводной силовой линии электропневматического тормоза мотор-вагонного подвижного состава, реализующие предлагаемый способ действия. Иллюстрируются 3-е фазы режима торможения, реализующиеся в момент установления предельно допустимой величины давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре.
На ФИГ.17 и ФИГ.18 представлены упрощенные пневмоэлектрические схемы действия электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги, реализующие предлагаемый способ действия. Иллюстрируются режимы перекрыш, соответственно, ситуация исправности заградительного полупроводникового диода 7 и ситуация его пробоя до момента достижения предельно допустимой величины давления сжатого воздуха в рабочей камере.
На ФИГ.19 и ФИГ.20 представлены упрощенные пневмоэлектрические схемы действия электровоздухораспределителя для схемы двухпроводной силовой линии электропневматического тормоза пассажирских поездов локомотивной тяги, реализующие предлагаемый способ действия. Иллюстрируются режимы перекрыш, соответственно, ситуация пробоя заградительного полупроводникового диода 7 в момент достижения предельно допустимой величины давления сжатого воздуха в рабочей камере и ситуация его пробоя в момент достижения предельно допустимой величины давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре.
На ФИГ.3-Фиг.8 и ФИГ.11-ФИГ.20 изображены: тонкими линиями - обесточенные элементы; утолщенными линиями - элементы, находящиеся под током; положительная полярность электрического тока, подаваемого в провода силовых линий и их число обозначена символом «+», a отрицательная полярность - символом «-».
На ФИГ.9 и Фиг.10 линиями повышенной толщины изображены вновь вводимые компоненты.
На ФИГ.8 и ФИГ.18 - ФИГ.20 пробой заградительного полупроводникового диода 7 изображен стрелкой-зигзагом.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
А) Существующий способ действия электровоздухораспределителя в двухпроводной и многопроводной силовой линии электропневматических тормозов.
В режиме зарядки, поездном режиме или режиме отпуска электропневматического тормоза силовая линия 5 обесточена - оба электромагнитных вентиля отключены. В результате, в схемах действия существующих электровоздухораспределителей (ФИГ.3 и ФИГ.4) имеет место лишь поступление сжатого воздуха от запасного резервуара по каналу 20, через подпружиненную полость впускного клапана 16 к клапану 12 электромагнитного вентиля торможения 10, которое никакого влияния на работу размещенного в корпусе 19 пневматического реле не оказывает.
В режиме торможения электропневматического тормоза:
- в двухпроводной силовой линии (ФИГ.5) положительная полярность электрического тока подается в рабочий провод, отрицательная полярность - в рельсы;
- в многопроводной силовой линии (ФИГ.6) положительная полярность электрического тока подается - в верхний и нижний рабочие провода, отрицательная полярность - в средний рабочий провод.
В результате имеет место возбуждение обоих электромагнитных вентилей электровоздухораспределителя по цепи:
- в двухпроводной силовой линии (ФИГ.5) положительная полярность электрического тока подается от рабочего провода силовой линии 5, через отводящий провод 6, клемму а входной контактной колодки 3, провод связи клемм а внешней и внутренней контактной колодки 3, на катушку электромагнитного вентиля перекрыши 8 и одновременно через включенный согласно заградительный полупроводниковый диод 7 на катушку электромагнитного вентиля торможения 10, а от упомянутых катушек и заземленную на корпус электровоздухораспределителя клемму в внутренней контактной колодки 3 в рельсы, находящиеся под отрицательной полярностью электрического тока;
- в многопроводной силовой линии (ФИГ.6) положительная полярность электрического тока подается от верхнего (на ФИГ.6) рабочего провода силовой линии 5, через левый (на ФИГ.6) отводящий провод 6, клемму а входной контактной колодки 3, провод связи клемм а внешней и внутренней контактной колодки 3, на катушку электромагнитного вентиля перекрыши 8 и одновременно от нижнего (на ФИГ.6) рабочего провода силовой линии 5, через правый (на ФИГ.6) отводящий провод 6, клемму в входной контактной колодки 3, провод связи клемм в внешней и внутренней контактной колодки 3 на катушку электромагнитного вентиля торможения 10, а от упомянутых катушек, через клемму б внутренней контактной колодки 3, провод связи клемм б внешней и внутренней контактной колодки 3, клемму б входной контактной колодки 3, через средний (на ФИГ.6) отводящий провод 6 в средний (на ФИГ.6) рабочий провод силовой линии 5, находящийся под отрицательной полярностью электрического тока.
В обоих вариантах силовой линии возбуждение электромагнитных вентилей перекрыши вызывает перекрытие их атмосферных каналов 9 клапанами 13, что приводит к разобщению полости рабочей камеры 2 от атмосферы. Одновременно возбуждение электромагнитных вентилей торможения вызывает сообщение полостей рабочих камер 2 через полости, размещенные в корпусах 19 над диафрагмами 14, с постоянно связанными с запасными резервуарами полостями открывшихся клапанов 12. Нарастающее давление в указанных полостях над диафрагмами 14 вызывает их прогиб вниз (на ФИГ.5 и ФИГ.6) и соответствующее смещение преодолевающих усилие прижимных пружин 17 впускных клапанов 16, на которые воздействуют сместившиеся под воздействием прогнувшихся диафрагм 14 отпускные клапаны 15. В результате сжатый воздух из запасных резервуаров через каналы 20, открывшиеся впускные клапаны 16, каналы 21 в конечном итоге поступает в тормозные цилиндры. При этом время их наполнения сжатым воздухом до расчетного уровня давления составляет всего 2,5-3,5 с [5, табл.135]. Однако в случае более длительного осуществления режима электропневматического торможения без разрядки тормозной магистрали возникает реальная опасность наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом до уровня давления, превышающего предельно допустимую величину. В принципе, поскольку при указанном режиме электропневматического торможения резервные воздухораспределители, оставаясь в поездном режиме, продолжают традиционно сообщать тормозную магистраль с запасными резервуарами, постольку уровень давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах может достигать величины зарядного давления тормозной магистрали - 0,48-0,50 МПа. Это непреложно приводит к заклиниванию на подвижных единицах колесных пар, вызывая негативные последствия и, в первую очередь, угрозу безопасности движения.
В режиме перекрыши электропневматического тормоза с двухпроводной силовой линией (ФИГ.7) положительная полярность электрического тока подается от рельс, через заземленную на корпус электровоздухораспределителя клемму в внутренней контактной колодки 3 на катушку электромагнитного вентиля перекрыши, а от нее через клемму а внутренней контактной колодки 3, провод связи клемм а внутренней и внешней и контактной колодки 3, клемму а входной контактной колодки 3, отводящий провод 6 на рабочий провод силовой линии 5, находящийся под отрицательной полярностью электрического тока. При этом, несмотря одновременное поступление электрического тока положительной полярности на катушку электромагнитного вентиля торможения 10, его возбуждению препятствует включенный встречно заградительный полупроводниковый диод 7. В случае же пробоя указанного диода имеют место следующие негативные последствия (ФИГ.8). Положительная полярность электрического тока, поступив от рельс на катушку электромагнитного вентиля торможения 10, замыкается далее через пробитый заградительный полупроводниковый диод 7, клемму а внутренней контактной колодки 3, провод связи клемм а внутренней и внешней и контактной колодки 3, клемму а входной контактной колодки 3, отводящий провод 6 на рабочий провод силовой линии 5, находящийся под отрицательной полярностью электрического тока. В результате имеет место возбуждение электромагнитного вентиля торможения 10 и нештатное возникновение режима торможения, несмотря на сохраняющуюся в силовых линиях полярность электрического тока режима перекрыши. Это традиционно вызывает рассмотренное сообщение полости рабочей камеры 2 с запасным резервуаром, нарастание давления сжатого воздуха в указанной полости над диафрагмой 14 и поступление сжатого воздуха из запасного резервуара в тормозной цилиндр. При этом время его наполнения сжатым воздухом до расчетного уровня давления также составит всего 2,5-3,5 с. Таким образом, в двухпроводной силовой линии, начиная с момента реализации режима перекрыши перед торможением, осуществления последующего режима электропневматического торможения без разрядки тормозной магистрали и дальнейшего режима перекрыши, также возникает реальная опасность наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до уровня давления, превышающего предельно допустимую величину. Причем она также может достигнуть величины зарядного давления тормозной магистрали - 0,48-0,50 МПа. Это также непреложно приведет к заклиниванию на такой подвижной единице колесных пар, вызывая аналогичные негативные последствия и, в первую очередь, угрозу безопасности движения.
Б) Особенности предлагаемого способа действия электровоздухораспределителя в двухпроводной и многопроводной силовой линии электропневматического тормоза
Реализацию предлагаемого способа действия электровоздухораспределителя обеспечивают в обоих вариантах силовых линий электропневматического тормоза (ФИГ.9 и ФИГ.10) оснащением рабочей камеры 2 сигнализатором давления 22, размыкающий электроконтакт которого врезают в цепь возбуждения электромагнитного вентиля торможения через установленный тройниковый фитинг 23. Этим достигают следующих положительных достоинств.
В режиме зарядки, поездном режиме или режиме отпуска электропневматического тормоза, поскольку силовая линия в любом из ее вариантов обесточена - оба электромагнитных вентиля отключены, постольку работа электровоздухораспределителей сохраняется неизменной, как и при существующем способе их действия.
В режиме торможения электропневматического тормоза, также как и при существующем способе действия электровоздухораспределителя:
- в двухпроводной силовой линии (ФИГ.11) положительная полярность электрического тока подается в рабочий провод, отрицательная полярность - в рельсы;
- в многопроводной силовой линии (ФИГ.12) положительная полярность электрического тока подается в верхний и нижний рабочие провода, отрицательная полярность - в средний рабочий провод.
В результате также имеет место возбуждение обоих электромагнитных вентилей электровоздухораспределителя по цепям:
- в двухпроводной силовой линии (ФИГ.11) положительная полярность электрического тока подается от рабочего провода силовой линии 5 через отводящий провод 6, клемму а входной контактной колодки 3, провод связи клемм а внешней и внутренней контактной колодки 3 на катушку электромагнитного вентиля перекрыши 8 и одновременно от клеммы а входной контактной колодки 3 через размыкающий электроконтакт сигнализатора давления 22, клемму б входной контактной колодки 3, провод связи клеммы б внешней контактной колодки 3 с включенным согласно заградительным полупроводниковым диодом 7, клемму б внутренней контактной колодки 3 на катушку электромагнитного вентиля торможения 10, а от упомянутых катушек и заземленной на корпус электровоздухораспределителя клеммы в внутренней контактной колодки 3 в рельсы, находящиеся под отрицательной полярностью электрического тока;
- в многопроводной силовой линии (ФИГ.12) положительная полярность электрического тока подается от верхнего (на ФИГ.12) рабочего провода силовой линии 5 через левый (на ФИГ.12) отводящий провод 6, клемму а входной контактной колодки 3, провод связи клемм а внешней и внутренней контактной колодки 3 на катушку электромагнитного вентиля перекрыши 8 и одновременно от нижнего (на ФИГ.12) рабочего провода силовой линии 5 через правый (на ФИГ.12) отводящий провод 6, размыкающий электроконтакт сигнализатора давления 22, клемму в входной контактной колодки 3, провод связи клемм в внешней и внутренней контактной колодки 3 на катушку электромагнитного вентиля торможения 10, а от упомянутых катушек через клемму б внутренней контактной колодки 3, провод связи клемм б внешней и внутренней контактной колодки 3, клемму б входной контактной колодки 3, через средний (на ФИГ.12) отводящий провод 6 в средний (на ФИГ.12) рабочий провод силовой линии 5, находящийся под отрицательной полярностью электрического тока.
В обоих вариантах силовой линии возбуждение электромагнитных вентилей перекрыши также вызывает перекрытие их атмосферных каналов 9 клапанами 13, что приводит к разобщению полости рабочей камеры 2 от атмосферы. Одновременно возбуждение электромагнитных вентилей торможения также вызывает сообщение полостей рабочих камер 2 через размещенные в корпусах 19 полости над диафрагмами 14 с постоянно связанными с запасными резервуарами полостями открывшихся клапанов 12.
В первой фазе нарастающее давление в указанных полостях над диафрагмами 14 вызывает их прогиб вниз (на ФИГ.11 и ФИГ.12) и соответствующее смещение преодолевающих усилие прижимных пружин 17 впускных клапанов 16, на которые воздействуют сместившиеся под воздействием прогнувшихся диафрагм 14 отпускные клапаны 15. В результате сжатый воздух из запасных резервуаров через каналы 20, открывшиеся впускные клапаны 16, каналы 21 в конечном итоге поступает в тормозные цилиндры.
Во второй фазе, по мере повышения уровня давления в полостях рабочих камер 2, в момент достижения в них расчетного уровня давления происходит срабатывание сигнализатора давления 22 и размыкание его размыкающего электроконтакта (ФИГ.13 и ФИГ.14). В результате прерываются рассмотренные электрические цепи возбуждения электромагнитных вентилей торможения 10, и полости рабочих камер 2 вместе с указанными полостями над диафрагмами 14 изолируются от запасных резервуаров. Имеет место автоматическое переключение электровоздухораспределителей в режим перекрыши, несмотря на сохраняющуюся в силовых линиях полярность электрического тока режима торможения.
В третьей фазе после выравнивания уровней давлений сжатого воздуха в тормозных цилиндрах с величинами давлений в указанных полостях над диафрагмами 14 (ФИГ.13 и ФИГ.14) впускные клапаны 16 усилием прижимных пружин 17 смещаются вверх (на ФИГ.13 и на ФИГ.14). Происходящее при этом разобщение каналов 22 (от запасных резервуаров) с каналами 21 (к тормозным цилиндрам), сопровождаемое выравниванием диафрагмы 14, фиксирует состояние режима перекрыши электровоздухораспределителя, несмотря на сохраняющуюся в силовых линиях полярность электрического тока режима торможения.
Таким образом, при реализации предлагаемого способа действия электровоздухораспределителя в обоих вариантах силовой линии электропневматического тормоза вне зависимости от длительности осуществления режима его торможения без разрядки тормозной магистрали опасность наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом до уровня давления, превышающего предельно допустимую величину, исключена. Следовательно, по этой причине заклинивание на подвижных единицах колесных пар не может иметь места, и могущие иметь место негативные последствия, и в первую очередь, угроза безопасности движения, предотвращаются.
В режиме перекрыши электропневматического тормоза с двухпроводной силовой линией (ФИГ.17) положительная полярность электрического тока также подается от рельс, через заземленную на корпус электровоздухораспределителя клемму в внутренней контактной колодки 3 на катушку электромагнитного вентиля перекрыши, а от нее через клемму а внутренней контактной колодки 3, провод связи клемм а внутренней и внешней и контактной колодки 3, клемму а входной контактной колодки 3, отводящий провод 6 на рабочий провод силовой линии 5, находящийся под отрицательной полярностью электрического тока. При этом, несмотря одновременное поступление электрического тока положительной полярности на катушку электромагнитного вентиля торможения 10, его возбуждению также препятствует включенный встречно заградительный полупроводниковый диод 7. В случае же пробоя указанного диода имеют место следующие негативные последствия.
В первой фазе (ФИГ.18) положительная полярность электрического тока, поступив от рельс на катушку электромагнитного вентиля торможения 10, поступает далее через клемму б внутренней контактной колодки 3, пробитый заградительный полупроводниковый диод 7, его провод связи с клеммой б внешней контактной колодки 3, замкнутый размыкающий электроконтакт сигнализатора давления 22, клемму а входной контактной колодки 3, отводящий провод 6 на рабочий провод силовой линии 5, находящийся под отрицательной полярностью электрического тока. В результате имеет место возбуждение электромагнитного вентиля торможения 10 и нештатное возникновение режима торможения, несмотря на сохраняющуюся в силовых линиях полярность электрического тока режима торможения. Это традиционно вызывает рассмотренное сообщение полости рабочей камеры 2 с запасным резервуаром, нарастание давления сжатого воздуха в указанной полости над диафрагмой 14 и поступление сжатого воздуха из запасного резервуара в тормозной цилиндр.
Во второй фазе по мере повышения уровня давления в полостях рабочих камер 2, в момент достижения в них расчетного уровня давления происходит срабатывание сигнализатора давления 22 и размыкание его размыкающего электроконтакта (ФИГ.19). В результате прерывается рассмотренная электрическая цепь возбуждения электромагнитного вентиля торможения 10, и полость рабочей камеры 2 вместе с указанной полостью над диафрагмой 14 изолируются от запасных резервуаров. Имеет место автоматическое переключение электровоздухораспределителей в режим перекрыши.
В третьей фазе после выравнивания уровней давлений сжатого воздуха в тормозных цилиндрах с величинами давлений в указанных полостях над диафрагмами 14 (ФИГ.20) впускные клапаны 16 усилием прижимных пружин 17 смещаются вверх (на ФИГ.20). Происходящее при этом разобщение каналов 22 (от запасных резервуаров) с каналами 21 (к тормозным цилиндрам), сопровождаемое выравниванием диафрагмы 14, фиксирует состояние режима перекрыши электровоздухораспределителя.
Таким образом, при реализации предлагаемого способа действия электровоздухораспределителя в двухпроводной силовой линии в режиме перекрыши вне зависимости от исправности заградительного полупроводникового диода 7 опасность наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до уровня давления, превышающего предельно допустимую величину, исключена. Следовательно, по этой причине заклинивание на подвижной единице колесных пар не может иметь места, и могущие иметь место негативные последствия, и в первую очередь, угроза безопасности движения, предотвращаются.
Технические результаты, получаемые при использовании предлагаемого способа действия электровоздухораспределителя
Использованием предлагаемого способа действия электровоздухораспределителя исключают возможность наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до уровня давления, превышающего предельно допустимую величину при:
- обоих вариантах силовой линии электропневматического тормоза вне зависимости от длительности осуществления режима его торможения без разрядки тормозной магистрали;
- двухпроводной силовой линии в режиме перекрыши вне зависимости от исправности заградительного полупроводникового диода.
Достигают этого автоматическим переключением электровоздухораспределителя в режим перекрыши в момент достижения в рабочей камере электровоздухораспределителя уровня давления сжатого воздуха предельно допустимой величины.
Возможность осуществления изобретения
Возможность осуществления предложенного способа действия электровоздухораспределителя достигается:
- использованием устанавливаемого в рабочую камеру электровоздухораспределителя сигнализатора давления, содержащего размыкающий контакт, например сигнализатора давления 115А [4, стр.49], регулировка размыкания электроконтакта которого осуществляется на уровень давления сжатого воздуха - 0,38-0,40 МПа, для чего потребуется несколько увеличить усилие предварительного сжатия его регулировочной пружины установкой дополнительной шайбы между ней и корпусом;
1
2
- установка в рабочую камеру электровоздухораспределителя сигнализатора давления может быть осуществлена, например, его вворачиванием в имеющуюся на корпусе рабочей камеры технологическую пробку-заглушку, для чего в ней предварительно выполняется резьбовое отверстие G/-B;
- подключение проводов от электроконтакта сигнализатора давления к монтажной схеме электровоздухораспределителя может быть технологически рационально достигнуто их прокладкой через боковой отросток заменяющего муфтовый фитинг тройникового фитинга, при этом его торцовые отростки обеспечивают сохранение функций муфтового фитинга.
Список источников
1. Иноземцев В.Г., Казаринов В.М., Ясенцев В.Ф. Автоматические тормоза. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Транспорт, 1981.
2. Удальцов А.Б., Крылов В.В., Барщенков В.Н., Кондратьев Н.В. Тормоза подвижного состава. Ч.1. Иллюстрированное пособие. М., ИПЦ «Желдориздат». 2003 г.
3. Иноземцев В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава: Вопросы и ответы. - 3-е изд., стереотипное. - М.: Транспорт, 1987.
4. Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава рельсового транспорта, Каталог, часть 1, М.: Ассоциация АСТО, 2007.
5. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник / В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов, П.Т.Демушкин. - М.: Транспорт, 1989.