ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА СПЕЦИАЛЬНОГО РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Предполагаемая полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к специальным рельсовым транспортным средствам (РТС), входящим в состав наземной космической инфраструктуры (установщикам, заправщикам и пр.), и касается конструкции их тормозных систем.
Известен железнодорожный транспортер, содержащий смонтированную на четырехосных тележках раму с установленными на ней опорами для крепления ракетоносителя (Патент РФ №2141906, M.кл. B61D 3/16, В60Р 3/40, опубл. 27.11.99, бюл. №33). Данный транспортер предназначен для укладки, хранения и перевозки ракетоносителя на прямых участках железнодорожного пути на ограниченное расстояние (до 50 метров) в пределах технической позиции (ТП). Одна из тележек для передвижения транспортера оборудована редукторами с горизонтально расположенными фланцевыми электродвигателями, которые питаются от колонки внешнего источника посредством кабеля, укладываемого в специальный барабан, установленный на транспортере. Торможение и остановка транспортера осуществляется за счет электромагнитных тормозов, расположенных на электродвигателях. Применение этого транспортера для перевозки ракетоносителя на расстоянии от 1 до 5 км - между ТП и стартовой позицией (СП) является проблематичным, так как требуется установка на этом расстоянии значительного количества колонок внешнего питания, а также самого кабеля большой длины.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является транспортно-установочный агрегат (ТУА) - установщик 8У0213, предназначенный для транспортировки и установки на СП ракетоносителя. (Леонтенков А.А., Васильев Г.Ю., Кондаков В.И. и др., Наземное оборудование, - М., 1997, - Стр.58-62). Перемещение ТУА осуществляется при помощи локомотива по рельсовой колее с использованием платформы прикрытия. Установщик 8У0213 имеет раму со стрелой, которая устанавливается на ходовых тележках, а его торможение во время перемещения между ТП и СП, а также остановка на ТП и СП осуществляется за счет тормозной системы установщика, которая располагается на раме снизу. Упомянутая тормозная система включает в себя пневматическое оборудование и рычажную тормозную передачу. Пневматическое оборудование состоит из воздухораспределителя, тормозного цилиндра, запасного резервуара, магистрального трубопровода, предназначенного для подачи сжатого воздуха от локомотива в тормозную систему установщика и подводящих труб, которые питают пневматические приборы от магистрального трубопровода. Рычажная тормозная передача состоит из совокупности рычагов, тяг и тормозных траверс с колодками, передающих усилие от тормозного цилиндра к колесным парам
при торможении. При этом питание и управление тормозной системой осуществляется из локомотива при помощи крана машиниста. (Фокин М.Д., Ясенцев В.Ф., Автоматические тормоза подвижного состава железных дорог СССР, - М., Транспорт, 1971, - Стр.32-33, 64-65).
Недостатком тормозной системы данного ТУА и других является то, что она не отвечает требованиям совместного проекта Европейского космического агентства и России «Союз СТ в Гвианском космическом центре», согласно которому перемещение и торможение РТС между ТП и СП должно осуществляться при помощи автотягача. Кроме того, одно из РТС (заправщик топливом) при его транспортировании с предприятия-изготовителя до порта отгрузки осуществляется в составе грузового поезда, то есть его тормозная система включается в общую тормозную магистраль поезда и должна функционировать аналогично тормозам железнодорожного вагона с общим управлением из локомотива. Таким образом, тормозная система РТС, имеющего один магистральный трубопровод, должна управляться и питаться от тормозной системы как локомотива, так и автотягача, имеющего два магистральных трубопровода:
- автоматический, который постоянно снабжается сжатым воздухом от компрессора автотягача;
- управляющий, в который подается сжатый воздух при нажатии водителем на педаль тормоза из кабины автотягача.
Другими словами, если тормозные системы транспортных средств, имеющих типовое тормозное оборудование грузовых вагонов, совместимы с тормозами локомотива, то тормозные системы РТС и автотягача являются несовместимыми с точки зрения работоспособности между собой без дополнительного пневматического прибора, который должен иметь, по крайней мере, четыре вывода, при этом один из них - к тормозной системе РТС, два - к тормозной системе автотягача и один - для сообщения с атмосферой для осуществления торможения.
При создании полезной модели решалась задача расширения функциональных возможностей тормозной системы РТС путем введения в нее дополнительно пневматического прибора в виде клапана управления тормозами, имеющего, по крайней мере, четыре вывода и объединяющего тормозные системы РТС и автотягача.
Для достижения указанного технического результата тормозная система РТС, содержащая пневматическое оборудование, состоящее из воздухораспределителя, тормозного цилиндра, запасного резервуара, магистрального трубопровода и подводящих труб, а также рычажную передачу, включающую рычаги, тяги и тормозные траверсы с колодками, передающую усилие от тормозного цилиндра к колесным парам, она дополнительно оснащена клапаном управления тормозами, по крайней мере, с четырьмя выводами. При этом клапан управления тормозами неподвижно соединен с магистральным трубопроводом РТС.
Предлагаемая тормозная система РТС иллюстрируется чертежами, представленными на фигурах 1, 2, 3.
На фиг.1 изображена принципиальная схема тормозной системы РТС (вариант 1 заправщик).
На фиг.2 изображена принципиальная схема тормозной системы РТС (вариант 2 ТУА).
На фиг.3 - выносной элемент А на фиг.1 и фиг.2.
Тормозная система рельсового транспортного средства (фиг.1) содержит пневматическое оборудование и рычажную передачу. Пневматическое оборудование состоит из воздухораспределителя 1, тормозного цилиндра 2 со штоком, запасного резервуара 3, магистрального трубопровода 4 и подводящих труб 5. Рычажная передача включает в себя совокупность кинематически связанных между собой рычагов 6, тяг 7 и тормозных траверс 8 с колодками 9, соединенных в конечном итоге с тормозным цилиндром 2. Для осуществления задачи совместимости тормозной системы автотягача и РТС последняя дополнительно оснащена пневматическим прибором в виде клапана управления тормозами 10 с четырьмя выводами 11, 12, 13 и 14. При этом клапан управления тормозами 10 неподвижно соединен с магистральным трубопроводом 4. Вывод 11 соединен с автоматическим трубопроводом 15 автотягача, по которому подается сжатый воздух от компрессора автотягача. Вывод 12 соединен с магистральным трубопроводом 4. Вывод 13 предназначен для сбрасывания сжатого воздуха в атмосферу при торможении РТС. Вывод 14 соединен с управляющим трубопроводом автотягача 16. Таким образом, тормозной трубопровод 4 РТС соединен с автоматическим трубопроводом 15 и управляющим трубопроводом 16 автотягача, а также с атмосферой.
При подсоединении к тормозной системе железнодорожного локомотива в магистральном трубопроводе 4 установлен тройник 17 для подсоединения ответвительного трубопровода 18 с разобщительным краном 19, посредством которых клапан управления тормозами 10 соединен с магистральным трубопроводом 4. Магистральный трубопровод 4 оснащен концевым краном 20 и гибким рукавом 21 для соединения тормозной системы с локомотивом.
Автоматический 15 и управляющий 16 трубопроводы снабжены соединительными головками 22 для соединения с одноименными трубопроводами автотягача.
Тормозная система (Рис.2) отличается от тормозной системы (Рис.1) тем, что клапан управления тормозами 10 непосредственно соединен с магистральным трубопроводом 4, то есть без ответвительного трубопровода 18 с разобщительным краном 19, а также в данной тормозной системе не предусмотрены концевые краны 20 и гибкие рукава 21.
Предложенная тормозная система (фиг.1) позволяет эксплуатировать РТС с использованием, как железнодорожного локомотива, так и автомобильного тягача.
При транспортировании РТС по путям общего пользования в железнодорожном составе его тормозная система включается в общую тормозную схему состава, для чего гибкие рукава 21 соединяются с такими же рукавами соседних вагонов, концевые краны 20 должны быть открыты, а разобщительный кран 19 - закрыт для исключения подачи сжатого воздуха в
клапан управления тормозами 10. При этом питание и управление тормозной системой РТС осуществляется из локомотива при помощи крана машиниста (Фокин М.Д., Ясенцев В.Ф. Автоматические тормоза подвижного состава железных дорог СССР, - М., Транспорт, 1971, - Стр.32-33, 64-65).
Перемещение РТС по полигонным путям при помощи автомобильного тягача осуществляется следующим образом.
Перед началом движения тормозная система РТС соединяется с тормозной пневматической системой автотягача, для чего автоматический и управляющий трубопроводы автотягача соединяются посредством соединительных головок 22 с одноименными трубопроводами 15 и 16 РТС, а далее через клапан управления тормозами 10 с магистральным трубопроводом 4. При этом разобщительный кран 19 - открыт, а концевые краны 20 - закрыты.
Тормозная система (фиг.2) позволяет РТС, оснащенному железнодорожными пневматическими тормозными приборами, эксплуатироваться от автомобильного тягача, для чего одноименные трубопроводы 15 и 16 посредством соединительных головок 22 соединяются друг с другом.
Данные тормозные системы обеспечивают РТС следующие режимы работы тормозного оборудования: зарядка тормозов, торможение, отпуск тормозов.
2
Зарядка. Магистральный трубопровод 4 и запасной резервуар 3 заполняются сжатым воздухом через подводящие трубы 5 под действием регулировочной функции воздухораспределителя 1 до необходимого давления (5,3-5,5 кг/см). Для этого сжатый воздух под давлением от компрессора автотягача по автоматическому трубопроводу 15 подается к выводу 11 клапана управления тормозами 10 и через канал 23 проходит в полость над ступенчатым поршнем 24. Пружина 25, воздействуя на шайбу 26, удерживает диафрагму 27 вместе с толкателем 28 в нижнем положении, при этом выпускной клапан 29 закрыт, а впускной клапан 30 - открыт, поэтому сжатый воздух из вывода 11 проходит к выводу 12 и далее - в магистральный трубопровод 4. Следует заполнение сжатым воздухом запасного резервуара 3. При достижении в магистральном трубопроводе 4 определенного давления, которое устанавливается с помощью регулировочного винта 31, поршень 32, преодолевая усилие пружины 33, опускается, вследствие чего впускной клапан 30 садится на седло в поршне 32, перекрывая сообщение вывода 11 с выводом 12.
2
2
Таким образом, при зарядке магистрального трубопровода 4 и запасного резервуара 3 автоматически поддерживается давление сжатого воздуха (5,3-5,5 кг/см) меньшее, чем в пневмосистеме автотягача (8,0 кг/см).
Торможение. При нажатии водителем автомобильного тягача педали тормоза сжатый воздух под давлением подается по управляющему трубопроводу 16 к выводу 14 и заполняет поддиафрагменную полость 34. Преодолевая усилие пружины 25, диафрагма 27 поднимается вместе с толкателем 28 вверх. При этом закрывается впускной клапан 30, а открывается выпускной клапан 29, поэтому воздух из магистрального трубопровода 4 через
вывод 12, отверстие 35, полость 36, отверстие в толкателе 28 выходит в атмосферу через вывод 13. Это сопровождается снижением давления в магистральном трубопроводе 4 и приведением в действие воздухораспределителя 1, который сообщает запасной резервуар 3 с тормозным цилиндром 2. Сжатый воздух из запасного резервуара 3 поступает в тормозной цилиндр 2 с последующим перемещением (выходом) его штока, который связан с рычажной передачей, состоящей из рычагов 6, тяг 7, тормозных траверс 8 с колодками 9. При выходе штока тормозного цилиндра 2 происходит прижатие колодок 9 к поверхностям катания колесных пар и создается искусственное сопротивление движению РТС, то есть торможение (служебное).
Вывод воздуха в атмосферу происходит до тех пор, пока давление в полости 34 под диафрагмой 27 и в полости 36 под ступенчатым поршнем 24 не уравновесится давлением в полости 34 над ступенчатым поршнем 24. При дальнейшем снижении давления в выводе 12 поршень 24 опускается и перемещает вниз толкатель 28, который закрывает выпускной клапан 29, вследствие чего выпуск воздуха из вывода 12 и магистрального трубопровода 4 прекращается. Так осуществляется следящее действие.
Торможение РТС происходит с эффективностью, пропорциональной величине подведенного к выводу 14 давления сжатого воздуха. Дальнейшее повышение давления в выводе 14, которое зависит от положения педали тормоза в кабине автомобильного тягача, приводит к полному выпуску сжатого воздуха из вывода 12 и магистрального трубопровода 4 с приведением тормозной системы РТС в состояние, которое характеризуется термином «экстренное» торможение, то есть торможение с максимальной эффективностью.
Отпуск тормозов. Отпуск тормозов, сопровождающийся отводом колодок 9 от поверхностей катания колесных пар РТС, происходит, когда водитель автотягача отпускает педаль тормоза, вследствие чего происходит падение давления в выводе 14. При падении давления в выводе 14 и в полости 34 под диафрагмой 27, последняя под действием пружины 25 возвращается в исходное нижнее положение. Вместе с диафрагмой 27 опускается толкатель 28, при этом закрывается выпускной клапан 29 и открывается впускной клапан 30. Сжатый воздух из вывода 11 поступает в вывод 12 и далее в магистральный трубопровод 4. При этом давление в магистральном трубопроводе 4 повышается, вследствие чего воздухораспределитель 1 выпускает воздух из тормозного цилиндра 2 в атмосферу, одновременно производя подзарядку запасного резервуара 3, сообщая его с магистральным трубопроводом 4. Перемещение штока тормозного цилиндра 2 осуществляется в обратную сторону, и, следовательно, тормозные колодки 9 отводятся от поверхностей катания колесных пар.
Предлагаемой полезной моделью решается задача расширения функциональных возможностей тормозной системы специальных рельсовых транспортных средств, оснащенных пневматическими железнодорожными приборами, за счет его использования в двух вариантах эксплуатации - от локомотива и автомобильного тягача. Это достигается путем введения в
тормозную систему РТС специального клапана управления тормозами, по крайней мере, с четырьмя выводами.