ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PNEUMATIC BRAKE FOR RAIL VEHICLE

Область техники
Изобретение касается пневматического тормоза для рельсового транспортного средства.
Уровень техники
Рельсовые транспортные средства в преобладающем большинстве оснащены пневматическими тормозами. При этом следует различать два существенных варианта осуществления. При первом варианте осуществления, который чаще всего применяется у ширококолейных железных дорог, в цилиндре действует пневматическое давление и прижимает фрикционную накладку к противоположной поверхности. При этом снабжение сжатым воздухом осуществляется по распространяющемуся через весь поезд трубопроводу сжатого воздуха, посредством которого наполняются расположенные в вагоне ресиверы резервного воздуха. Приведение в действие тормозов начинается с опускания давления в трубопроводе сжатого воздуха, при этом управляющий клапан использует аккумулированное в ресиверах резервного воздуха давление для прижатия тормозных накладок. Этот вариант осуществления имеет то преимущество, что при выходе из строя снабжения давлением или, соответственно, при возникновении утечки автоматически выполняется торможение. У других железных дорог, например, подземных железных дорог, применяются также тормоза, у которых пневматическое давление для прижатия тормозных накладок регулируется электрически активируемым тормозных клапаном. При этом варианте осуществления дефект пневматической системы более критичен, кроме того, зачастую от одной и той же системы сжатого воздуха снабжаются ряд других систем (приводы дверей, приведение в действие сцепки, смазка гребня бандажа и пр.), так что количество потенциально неисправных конструктивных элементов и вместе с тем вероятность выхода из строя всей системы сжатого воздуха возрастают. Противодействовать этому можно путем повышения редундантности, при этом, например, предусматриваются распределенные в нескольких экземплярах по поезду воздушные компрессоры. Также при выходе из строя какого-либо компонента, например, всех тормозов одной ходовой части, должны быть по-прежнему обеспечены необходимые для допуска значения замедления торможения. Для этого могут применяться так называемые ресиверы тормозного воздуха, которые аккумулируют воздух, необходимый для непосредственных процессов торможения, и при этом образуют буфер между тормозной системой и общим снабжением сжатым воздухом. Благодаря этому даже при выходе из строя общего снабжения сжатым воздухом еще могут выполняться некоторые процессы торможения, так как собственно тормозная система соединена с общим снабжением сжатым воздухом через обратный клапан, который при падении давления воздуха в общем снабжении сжатым воздухом препятствует обратному потоку из тормозной системы. Ресивер тормозного воздуха может быть предусмотрен для каждой ходовой части, так чтобы возможный выход из строя одного ресивера тормозного воздуха касался тормозов одной ходовой части. Однако если предусмотрен только один ресивер тормозного воздуха для транспортного средства, то при выходе из строя (неплотность, разрушение, падения с транспортного средства и т.д.) этого ресивера тормозного воздуха были бы неработоспособны все тормоза транспортного средства. Также выход из строя одного ресивера тормозного воздуха приводит к тому, что остальная система сжатого воздуха, например, приводы дверей, тоже становятся больше не работоспособными. Так как конструктивное пространство на ходовых частях или, соответственно, под нижней рамой ограничено, желательно, чтобы надо было предусматривать только один ресивер тормозного воздуха на каждый вагон, что при его выходе из строя, однако, вызовет потерю всех тормозов вагона.
Изложение изобретения
Поэтому в основе изобретения лежит задача, предложить пневматический тормоз для рельсового транспортного средства, который остается работоспособным при выходе из строя ресивера тормозного воздуха.
Задача решается с помощью пневматического тормоза для рельсового транспортного средства с признаками п.1 формулы изобретения и рельсового транспортного средства по п.5 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с основной идеей изобретения описывается пневматический тормоз для рельсового транспортного средства, у которого при процессе торможения посредством пневматического давления из ресивера тормозного воздуха тормозные накладки прижимаются к партнеру трения, и при этом ресивер тормозного воздуха питается от снабжения сжатым воздухом, и при этом наполнение и отток сжатого воздуха из ресивера тормозного воздуха осуществляется через устройство ограничения потока.
Благодаря этому достижимо то преимущество, что даже при потере поддержания давления в ресивере тормозного воздуха по-прежнему продолжает обеспечиваться работоспособность тормозов, по меньшей мере при пониженной тормозной мощности. При этом не имеет значения, из-за какого отказа снижено или вышло из строя поддержание давления в ресивере тормозного воздуха. Если в транспортном средстве имеется снабжение сжатым воздухом, то даже при выходе из строя ресивера тормозного воздуха по-прежнему могут осуществляться торможения.
В соответствии с изобретением в подводящем трубопроводе к ресиверу тормозного воздуха расположено устройство ограничения потока, через которое осуществляется каждый приток и отток сжатого воздуха. При наступлении выхода из строя поддержания давления в ресивере тормозного воздуха устройство ограничения потока снижает вытекающий из тормозной системы объемный поток до такой величины, которая может добавляться из снабжения сжатым воздухом без осуществления при этом чрезмерного падения давления.
При наполнении ресивера тормозного воздуха применение этого устройства ограничения потока не имеет значения, потому что, хотя наполнение осуществляется при этом медленнее, это не является недостатком в связи с существенно более коротким по сравнению с периодами наполнения временем восстановления тормоза. Наполнение ресивера тормозного воздуха от снабжения сжатым воздухом осуществляется как во время движения, так и во время останова транспортного средства, только непосредственно во время восстановления давления в тормозных цилиндрах сжатый воздух забирается из ресивера тормозного воздуха. У оснащенных противоюзной защитой транспортных средств при торможении с вмешательством системы противоюзной защиты осуществляется повторный спуск сжатого воздуха и последующее повторное наполнение тормозных цилиндров, из-за чего расход сжатого воздуха повышен. Предлагаемый изобретением тормоз может и в этом рабочем состоянии предоставлять необходимый сжатый воздух для торможения.
Первый предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает конструкцию устройства ограничения потока из параллельной схемы обратного клапана с дросселем. При этом направление пропускания обратного клапана ориентировано от ресивера тормозного воздуха к тормозной системе. Таким образом во время процесса торможения сжатый воздух может быстро течь из ресивера тормозного воздуха к тормозным цилиндрам, так что даже при применении изобретения не возникают нежелательные свойства торможения, так как тормозное давление может восстанавливаться так же быстро, как и без устройства ограничения потока. При потере поддержания давления в ресивере тормозного воздуха сжатый воздух течет от снабжения сжатым воздухом через форсунку в окружающую среду, а не через закрывающийся в этом случае автоматически обратный клапан. Устанавливающейся вследствие вытекания сжатого воздуха через форсунку падение давления в пневматической системе определено открытым поперечным сечением форсунки. Форсунка выполнены с такими размерами, что в случае неисправности в тормозной системе не установится недопустимо низкое давление, которое снизит свойства торможения, т.е. возможное замедление торможения. При этом форсунка может быть снабжена постоянным поперечным сечением, или может применяться варьируемая, настраиваемая форсунка.
Один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предусматривает осуществление обратного клапана и форсунки в виде узла, имеющего один общий корпус. При этом варианте осуществления в виде дроссельного обратного клапана могут снижаться издержки прокладки пневматических трубопроводов тормозной системы.
Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает осуществление устройства ограничения потока в виде перепускного клапана. Такой перепускной клапан допускает течение сжатого воздуха, только начиная с определенного абсолютного давления, и в одном из вариантов осуществления он включает в себя обратный клапан для устройства опорожнения ресивера тормозного воздуха в направлении тормозов. Благодаря применению перепускного клапана даже в случае неисправности в тормозной системе не осуществляется потеря давления.
Краткое описание чертежей
В качестве примера показано:
фиг.1: тормозная система, имеющая устройство ограничения потока;
фиг.2: тормозная система, имеющая устройство ограничения потока в виде перепускного клапана.
Осуществление изобретения
На фиг.1 в качестве примера и схематично показана тормозная система, имеющая устройство ограничения потока. Изображена пневматическая схема части системы сжатого воздуха рельсового транспортного средства, имеющего пневматический тормоз 1. Снабжение 3 сжатым воздухом оснащено главным воздушным ресивером 11, который служит для аккумуляции сжатого воздуха, так что даже при кратковременно высокой потребности в сжатом воздухе давление в пневматической системе сильно не опускается. Система сжатого воздуха включает в себя множество других компонентов, таких как компрессоры, регуляторы давления, измерительные устройства, а также потребители, такие как приводы дверей, приводы откидных ступеней и т.д. Для упрощения изображения на фиг.1 они не показаны. Пневматическая тормозная система 1 снабжается сжатым воздухом от общей системы сжатого воздуха, при этом тормозной обратный клапан 4 препятствует обратному потоку сжатого воздуха из пневматической тормозной системы 1 в общую систему сжатого воздуха. При этом давление в пневматической тормозной системе 1 сохраняется даже тогда, когда общая система сжатого воздуха, например, из-за повреждения какого-либо из ее компонентов неработоспособна, и давление в ней опускается или полностью улетучивается. Пневматическая тормозная система 1 включает в себя тормозной клапан 5, который может активироваться персоналом транспортного средства или управлением транспортного средства, и который при этом передает желаемое замедление давления пропорционально пневматическому давлению актуаторам (исполнительные органы) 6 тормоза. Актуаторы 6 тормоза включают в себя по одному пневматическому цилиндру, силовое действие который используется для прижатия тормозных накладок к тормозным дискам. В показанном примере осуществления изображены два актуатора 6 тормоза в варианте осуществления в виде дисковых тормозов. Однако количество и вариант осуществления актуаторов 6 тормоза не имеет значения. Пневматический тормоз 1 оснащен также ресивером 2 тормозного воздуха, который аккумулирует запас воздуха, имеющийся исключительно для торможений, и который также наполняется через тормозной обратный клапан 4 от снабжения 3 сжатым воздухом. В случае дефекта (потеря поддержания давления) этого ресивера 2 тормозного воздуха у традиционных тормозных систем пневматическое давление в пневматическом тормозе 1, в зависимости от поперечного сечения отверстия, через которое улетучивается сжатый воздух, и дополнительно текущего из снабжения 3 сжатым воздухом объемного потока, опускалось бы так сильно, что в данном случае торможение было бы больше невозможно. Поэтому в соответствии с изобретением в подводящем трубопроводе к ресиверу 2 тормозного воздуха расположен дроссельный обратный клапан 7, который включает в себя параллельную схему дросселя 8 и обратного клапана 9. Таким образом, при потере поддержания давления ресивера 2 тормозного воздуха пневматический тормоз 1 выпускает воздух через дроссель 8 наружу, при этом в связи с ограниченным форсункой 8 выпускным отверстием падение давления в пневматическом тормозе 1 сильно снижено, и во всяком случае еще допускает торможения, пока работоспособно снабжение 3 сжатым воздухом. Включенный параллельно с форсункой 8 обратный клапан 9 допускает быстрый, не обусловленный форсункой 8 забор сжатого воздуха из ресивера 2 тормозного воздуха при нормальной эксплуатации. Наполнение ресивера 2 тормозного воздуха осуществляется от снабжения 3 сжатым воздухом несколько замедленно из-за форсунки 8. В конкретных вариантах осуществления на пневматическом тормозе 1 предусмотрены также приборы для измерения давления на пневматическом тормозе 1, посредством которых может обнаруживаться падение давления, на фиг.1 они не изображены.
На фиг.2 в качестве примера и схематично показана тормозная система, имеющая устройство ограничения потока в виде перепускного клапана. Изображена пневматическая схема части системы сжатого воздуха рельсового транспортного средства, имеющего пневматический тормоз 1, как изображено на фиг.1. За исключением устройства ограничения потока, все компоненты идентичны. В показанном примере осуществления это устройство ограничения потока имеет конструкцию в виде перепускного клапана 10, который при потере поддержания давления ресивера 2 тормозного воздуха препятствует неограниченному вытеканию сжатого воздуха, и при этом в пневматическом тормозе 1 остается достаточное для торможений давление воздуха.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Пневматический тормоз
2 Ресивер тормозного воздуха
3 Снабжение сжатым воздухом
4 Тормозной обратный клапан
5 Тормозной клапан
6 Актуатор тормоза
7 Дроссельный обратный клапан
8 Дроссель
9 Обратный клапан
10 Перепускной клапан
11 Главный воздушный ресивер.