ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РЕЛЬСОВЫЙ ТОРМОЗ
ELECTROSTATIC TRACK BRAKE

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано как тормоз в локомотивах и электропоездах.
Известен электромагнитный рельсовый тормоз (см. книгу Балон Л.В. Транспорт. 1979 г., стр.12, рис.76), содержащий пружинную подвеску, башмак, направляющий кронштейн с упорными кронштейнами башмака.
Этот тормоз имеет следующие недостатки. Он реализует моментально максимальную по величине тормозную силу, вызывающую перегрузку конструктивных элементов устройства, потребляет в работе много электроэнергии, имеет трудности в регулировании тормозного усилия. Поэтому имеет ограниченное применение.
Известен электромагнитный рельсовый тормоз (патент 2216469 С1, МПК В61С 14/04, В61Н 7/08), содержащий башмак с катушками намагничивания, пружинную подвеску, направляющий кронштейн, жестко связанный с рамой тележки, с упорными кронштейнами башмака, механизм опускания башмака.
Это устройство позволяет плавно регулировать силу торможения до ее максимального значения при начале торможения, однако не обеспечивает качественного торможения в пути при изменении параметров пути. Механизм плавного торможения имеет сложное устройство. При этом сохраняются все остальные недостатки, присущие аналогу, описанному выше.
Целью изобретения является уменьшение энергопотребления системой торможения, расширение функциональных возможностей путем использования тормоза как в рабочем режиме, так и экстренно, снижение металлоемкости тормоза.
Поставленная цель достигается тем, что башмак состоит из двух частей, контактирующих друг с другом через металлические пластины, соединенные с источником высокого напряжения, причем нижняя часть башмака соединена с верхней через пружинную подвеску.
При этом в верхней части башмака размещен блок управления, содержащий аккумулятор, приемник сигналов, блок высокого напряжения, коммутационное устройство.
При этом башмак снабжен стопорным устройством, состоящим из подвижной и неподвижной части, соединенными пружиной, контактирующими между собой металлическими пластинами, соединенными с блоком высокого напряжения.
На фиг.1 - общий вид электростатического рельсового тормоза, на фиг.2 - разрез стопорного устройства, на фиг.3 - блок-схема электростатического рельсового тормоза.
Электростатический рельсовый тормоз состоит из башмака, выполненного из двух частей, верхней части 1 и нижней части 2, соединенных между собой пружинами 3 и контактирующих друг с другом через пластины 4 и 5. Башмак снабжен упором 6, взаимодействующим с направляющим кронштейном 7, жестко закрепленным на раме тележки 8, снабженным упором 9, соединен с подъемно-опускающим устройством, выполненным, например, в виде поршня 10, снабженного штоком 11, пружиной 12, размещенного в цилиндре 13. В верхней части башмака размещено стопорное устройство 14, выполненное, например, из подвижной 15 и неподвижной 16 частей, соединенных пружиной 17, контактирующих металлическими пластинами 18 и 19, блок управления 20, содержащий коммутационное устройство из реле Р1-Р4, приемник радиосигналов, аккумулятор, блок высокого напряжения (не показаны). В контактной части 21 башмака размещен концевой выключатель 22. Вне башмака размещен пульт управления машиниста 23, датчик веса 24, датчик скорости 25, сумматор 26, передатчик командных сигналов 27.
Работает электростатический рельсовый тормоз следующим образом. При необходимости торможения машинист подает с пульта 23 сигнал на опускание башмака одним из известных способов, например путем подачи воздуха в цилиндр 13 в надпоршневую полость. При этом поршень 10 через шток 11, сжимая пружину 12, опускает башмак на рельсы по направляющему кронштейну 7. Одновременно управляющий сигнал с пульта управления машиниста 23, датчика веса 24, датчика скорости поступают на сумматор 26, с которого этот сигнал поступает или по воздуху через передатчик сигналов на приемник блока управления 25, или по проводу на блок управления 25 (один вариант резервный). При опускании на рельсы срабатывает концевой выключатель 22, выдавая сигнал на срабатывание стопорного устройства 14. При этом на пластины 18 и 19 стопорного устройства 14 подается потенциал высокого напряжения. Пластины заряжаются одноименным зарядом и отталкиваются друг от друга. Подвижная часть 15, растягивая пружину 17, выдвигается под упор 9, фиксируя башмак в этом положении. С незначительным запаздыванием, управляющий сигнал в виде высокого потенциала, дискретно увеличиваясь, для плавности торможения, подается на пластины 4 и 5, которые заряжаются одноименным зарядом, отталкиваясь друг от друга. Силы отталкивания огромны. Нижняя часть башмака 2 с пластиной 5, отталкиваясь от верхней части 1, зафиксированной стопорным устройством 14, обеспечивает необходимую силу прижатия ее контактной части 21 к рельсу. В ходе торможения управляющий сигнал, в зависимости от изменения параметров пути и сигнала 23 машиниста, меняется, обеспечивая необходимую силу прижатия башмака к рельсу и необходимую скорость торможения. Для увеличения потенциала и силы прижатия контактной части 21 используются контакты 1-2 реле Р2, а для уменьшения заряда пластин 4, 5 и тормозного усилия кратковременно указанные пластины через активное сопротивление R и контакты 1-2 P1 подключаются на разряд. По завершении торможения с помощью контактов 1-2 P1 снимают полностью заряд с пластин 4, 5, а контактами 1-2 Р4 с пластины 18, 19. Известным способом башмак возвращается в исходное положение. При этом снимается давление воздуха в надпоршневой полости, а сам поршень 10 с помощью штока 11 и пружины 12 приводит башмак в исходное положение.
Использование в башмаке для прижатия его к рельсу и создания необходимых тормозных усилий, электростатических сил, создаваемых одноименными зарядами металлических пластин с малым энергопотреблением и металлоемкостью, возможность менять эти силы и тормозные усилия на всем пути торможения в зависимости от сигнала машиниста и параметров пути позволят на порядок уменьшить энергозатраты, использовать тормоз для рабочего и экстренного торможения, уменьшить металлоемкость изделий.