ТОРМОЗ РЕЛЬСОВОГО ЭКИПАЖА
LOCOMOTIVE UNDERFRAME BRAKE

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях пассажирских и грузовых вагонов.
Известен тормоз рельсового экипажа. Так в книге "Технический справочник железнодорожника" под редакцией Е.Ф. Рудой в томе 6 "Подвижной состав" (Гос. транспортное железнодорожное издательство, М., 1952 г.) на стр. 866, фиг. 49 в разделе "Автоматические тормоза" показана и описана рычажная передача грузового четырехосного вагона, состоящая из шарнирно соединенных между собой рычагов и подвесок с триангилями и тормозными колодками, управляемыми тормозным цилиндром, подключенным к запасному резервуару через воздухораспределитель (см. фиг. 44 стр. 863, а также стр. 864 и 865), питаемым сжатым воздухом из тормозной магистрали. Существенным недостатком такого тормоза является то, что в случае утечки воздуха из запасного резервуара при длительной стоянке одиночного вагона или группы вагонов без локомотива и, следовательно, отсутствия давления сжатого воздуха в тормозной магистрали может произойти роспуск тормозов, что приведет к самодвижению последних. В практике, чтобы предупредить такое возможное явление, используют башмаки, которые укладывают на рельсы под колеса вагонов. Несмотря на свою эффективность такого рода фиксации подвижного состава у него есть недостатки. Во-первых, операция установки башмаков вручную небезопасна, и, во-вторых, известны случаи, когда станционные работники забывают установить башмаки, и, следовательно, самодвижение вагонов не исключено. В то же время известны случаи, когда те же работники забывают убрать башмаки, и тогда при начальном движении подвижного состава последний сходит с рельс.
Известен также тормоз тележки рельсового экипажа, описанный в патенте RU 2255872. Такой тормоз состоит из горизонтальных и вертикальных рычагов, а также регулировочных рычагов и подвесок, несущих тормозные колодки, контактирующие с колесами. Один из вертикальных рычагов шарнирно соединен со штоком основного тормозного цилиндра, и последний также шарнирно связан с серьгой, в пазу которой размещен подвижно палец штока поршня, установленного в дополнительном цилиндре. Его поршень относительно корпуса подпружинен пружиной сжатия. Сам же дополнительный цилиндр подключен к запасному резерву, который через воздухораспределитель соединен с тормозной магистралью и основным тормозным цилиндром. Существенным недостатком предложенной конструкции является, во-первых, ее высокая металлоемкость, за счет наличия дополнительного цилиндра с поршнем и пружиной, и, во-вторых, она довольно сложна по устройству и недостаточно надежна из-за использования пружины (у пружины рабочая нагрузка должна составлять порядка 1,4 т и длина около 600 мм), установленной в дополнительном цилиндре, серьги с пазом и т.д. Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эффективной работы тормоза рельсового экипажа за счет упрощения его конструкции и снижения металлоемкости.
Поставленная цель заключается в том, что на штоке тормозного цилиндра в продольной его плоскости выполнен паз полусферической формы, контактирующий с шаровой формы фиксатором, жестко закрепленным на подпружиненном плунжере, корпус которого установлен на тормозном цилиндре и его подплунжерная полость соединена трубопроводом с запасным резервуаром, а плунжер снабжен рукояткой, расположенной подвижно в Г-образной формы пазу, расположенном в стенке корпуса, причем надплунжерная часть упомянутого корпуса соединена с атмосферой.
На фиг. 1 показана принципиальная схема тормоза, а на фиг. 2 - корпус плунжера в перспективе.
Тормоз рельсового экипажа состоит из горизонтальной тяги 1, шарнирно связанной с двуплечим рычагом 2, который также шарнирно присоединен к штоку 3 тормозного цилиндра 4. Другой конец горизонтальной тяги 1 шарнирно присоединен к подвеске 5, несущей тормозную колодку 6, контактирующую с одним из колес 7 колесных пар экипажа. Подвеска 5 взаимосвязана с распорной тягой 8, которая соединена с другой подвеской 9, снабженной тормозной колодкой 10 и шарнирно присоединенной к тележке 11 экипажа (на чертежах тележка не показана). Тормозная колодка 10 взаимодействует с другим колесом 12. Шток 3 тормозного цилиндра 4 жестко присоединен к поршню 13 и подпружинен пружиной сжатия 14 относительно последнего. На штоке 3 выполнен паз полусферической формы 15, взаимодействующий с шаровой формы фиксатором 16, жестко закрепленным на плунжере 17 подпружиненного пружиной сжатия 18, расположенного в корпусе плунжера 19, который установлен на тормозном цилиндре 4. Корпус плунжера 19 связан трубопроводом 20 с запасным резервуаром 21, который трубопроводом 22 соединен с воздухораспределителем 23. Воздухораспределитель 23 с одной стороны связан трубопроводом 24 с тормозной магистралью 25, а с другой трубопроводом 26 с надпоршневой полостью 27 тормозного цилиндра 4. На плунжере 17 закреплена рукоятка 28, подвижно расположенная в Г-образном пазу 29 корпуса плунжера 19. Колеса 7 и 12 перемещаются по рельсовому пути 30.
Работает тормоз рельсового экипажа следующим образом. При необходимости служебного торможения экипажа в тормозной магистрали 25 широко известным в данной области техники способом снижают давление сжатого воздуха, и тогда последний, находящийся в запасном резервуаре 21, через воздухораспределитель 23 по трубопроводу 26 поступает в тормозной цилиндр 4. При этом шток последнего выдвигается по стрелке А, что способствует угловому перемещению связанного с ним двуплечего рычага 2. Такое угловое перемещение способствует поступательному перемещению по стрелке В горизонтальной тяги 1, которая приводит в движение подвески 5 и 9 по стрелкам С, что и позволяет тормозным колодкам 6 и 10 войти в контакт с колесами 7 и 12 экипажа и тем самым снизить его поступательную скорость. В то же время за счет наличия сжатого воздуха в запасном резервуаре 21, давление которого порядка 0,6 МПа (см. аналог), он по трубопроводу 20 поступает и в корпус плунжера 19, что способствует перемещению плунжера 17 по стрелке Е и тем самым обеспечивает полное сжатие пружины 18, при этом рукоятка 28 плунжера 17 перемещается совместно с ним в вертикальной части Г-образного паза 29 и располагается в его верхней части (см. фиг. 2) так, как это показано пунктирной линией. Следует также отметить, что в этом случае шаровой формы фиксатор 16 не контактирует со штоком 3 тормозного цилиндра 4 и находится с некоторым зазором относительно него (см. фиг. 1). Как только надобность в торможении экипажа отпадет, давление воздуха в тормозной магистрали 25 поднимают, что исключает подачу его в трубопровод 26, и последний через воздухораспределитель 23 соединяется с атмосферой, обеспечивая тем самым вышеуказанным деталям возможность занять исходное положение, такое, как это показано на фиг. 1. Если же при длительной стоянке экипажа без локомотива, снабженного устройством получения сжатого воздуха, или же в случае разрыва поезда на подъеме давление воздуха в тормозной магистрали 25 резко снижается, и последний через воздухораспределитель 23 из запасного резервуара 21 поступает в тормозной цилиндр 4 и, как это было описано выше, приводит экипаж или их группу (вагонов) к останову. Однако в практике такая стоянка (особенно длительная) может привести к утечке сжатого воздуха из тормозного цилиндра 4 и других приборов тормоза, и тогда экипаж или группа вагонов не сможет быть больше удержана тормозными колодками 6 и 12. Как только это произойдет (давление сжатого воздуха в запасном резервуаре 21, а следовательно, и в надпоршневой полости тормозного цилиндра 4 будет снижаться), поршень 13 и его шток 3 будут перемещаться под действием сжатой пружины сжатия 14 в направлении, обратном стрелке А, уменьшая тем самым усилие нажатия тормозных колодок 6 и 10 на колеса 7 и 12, при этом плунжер 17 также под действием пружины 18 начнет перемещаться в направлении, обратном стрелке Е, что позволит шаровой формы фиксатору 16 войти в паз полусферической формы 15 штока 3 тормозного цилиндра 4 и зафиксировать его так, что тормозные колодки 6 и 10 будут удерживать экипаж на месте, исключая тем самым его самодвижение. В дальнейшем, для того чтобы экипаж мог совершать движение, в тормозную магистраль 25 широко известными в технике способами подают под давлением сжатый воздух, и он по трубопроводу 24 поступает через воздухораспределитель 23 только в запасный резервуар 21 через трубопровод 22 и затем через трубопровод 20 в корпус плунжера 19, в результате чего плунжер 17 перемещается по стрелке Е, сжимая пружину 18 и тем самым освобождая шток 3 поршня 13, который впоследствии может свободно переместиться под действием пружины 14 в направлении, обратном стрелке А, что и обеспечит роспуск тормоза. В тех случаях, когда, например, один из экипажей (вагонов) поезда будет иметь какой-либо отказ в пневмотормозной системе, то в результате этого возможна утечка воздуха из ее составляющих деталей, и, чтобы не произошло самоторможение его, вручную поворачивают рукоятку 28 по стрелке F (см. фиг. 2), что вызовет угловой поворот по этой же стрелке плунжера 17. Такое действие исключит перемещение последнего в случае снижения давления в запасном резервуаре 21, а следовательно, и штока 3 за счет того, что шаровой формы фиксатор 16 не сможет войти в его паз полусферической формы 15 штока 3 тормозного цилиндра 4 и зафиксировать его от движения по стрелке А, а это исключит прижатие тормозных колодок 6 и 10 к колесам 7 и 12. Другой возможный вариант срабатывания тормозных колодок 7 и 10 может быть при формировании составов на сортировочных станциях, имеющих горки. В этом случае также предварительно расцепив экипажи на одиночные вагоны или групповые их структуры, поворачивают у каждого экипажа по стрелке F рукоятки 28 подобно тому, как это описано выше, что в итоге исключает фиксацию штока 3 и, следовательно, не создает самоторможение экипажей (вагонов). После того как поезд будет сформирован, вагонники, обходя состав, перемещают рукоятки 28 в направлении, обратном стрелкам F, освобождая тем самым штоки 3 от фиксации.
Далее процессы служебного торможения экипажей, их самоторможения, формирования поездов на сортировочных станциях и т.д. могут повторяться подобно тому, как это описано выше.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно существенно расширяет эксплуатационные возможности системы самоторможения подвижного состава в различных ситуациях движения, торможения, аварийного состояния и формирования отдельных экипажей в поезда на сортировочных станциях, снабженных горками.