ПАССАЖИРСКИЙ ВАГОН
PASSENGER CAR

Предлагаемое изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано в конструкциях локомотивов и вагонов.
Известны конструкции пассажирских вагонов. Так в книге Технический справочник железнодорожника, том 6. Подвижной состав./ Под ред. В.Н.Сологубова, М.: Гострансжелдориздат,  1952, на стр.590, фиг.36 описана и показана конструкция четырехосного металлического вагона длиной 23,6 метра. Такой пассажирский вагон состоит из кузова, установленного на двух двуосных тележках (стр.616, фиг.81), снабженных буксами (фиг.63, стр.603), в которых размещены шейки осей колесных пар (фиг.45, стр.595). Вагон также снабжен пневмотормозным оборудованием (стр.856-869), состоящим из тормозной магистрали, тормозных цилиндров, запасного резервуара и системы управления тормозными колодками. Несмотря на свою эффективность использования, такой вагон обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что в случае истощения тормоза при длительной стоянке вагона в отцепленном состоянии наступает момент, когда возможно его самодвижение. Для исключения такого явления, в практике, вагонники укладывают под колеса колесных пар башмаки. Такая операция достаточно трудоемка, небезопасна и не обеспечивает 100% гарантии исключения самодвижения вагона, так как зачастую обслуживающий персонал забывает укладывать башмаки или удалять их из под колес. В последнем случае при начале движения возможен сход вагона с рельс, что в итоге требует дополнительных затрат на восстановление пути и рабочего состояния вагона.
Известен также пассажирский вагон, показанный на фиг.5 и описанный на стр.49 книги Железнодорожный транспорт: Энциклопедия /Гл.ред. Н.С.Конарев. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. Конструкция такого вагона в целом аналогична выше описанной и поэтому недостатки их подобны.
Поэтому целью предполагаемого изобретения является исключение самодвижения пассажирских вагонов, находящихся в отцепленном состоянии от локомотивов, на станционных путях или путях их отстоя.
Поставленная цель достигается тем, что во внутренней полости тормозного цилиндра в ее средней части расположена перегородка с центральным отверстием, в котором подвижно установлен шток с подпружиненным относительно нее пружиной сжатия дополнительным поршнем, сам шток подвижно размещен в полом штоке основного поршня, подпружиненного своей пружиной сжатия относительно той же перегородки, надпоршневая полость дополнительного поршня связана напрямую трубопроводом с запасным резервуаром, а подпоршневая полость основного поршня - также с запасным резервуаром, но через воздухораспределитель, каждый из штоков шарнирно присоединен к двуплечим рычагам, взаимосвязанным с рычагами управления тормозными колодками, причем в упомянутой перегородке в радиальном ее направлении выполнен канал с размещенным в нем подвижно пальцем фиксатора, взаимодействующего с отверстием штока дополнительного поршня.
На фиг.1 показана принципиальная схема тормозного оборудования пассажирского вагона, а на фиг.2 - укрупненный вид пальца фиксатора одного из штоков тормозного цилиндра в сечении по А - А.
Пассажирский вагон состоит из кузова и тележек (не показаны), на которых размещено тормозное оборудование, состоящее из тормозной магистрали 1, связанной трубопроводом 2 с воздухораспределителем 3, снабженного трубопроводом 4, присоединенным к запасному резервуару 5 и тормозному цилиндру 6. В тормозном цилиндре 6 расположена перегородка 7, в которой выполнено отверстие 8 и в нем размещен шток 9 дополнительного поршня 10, и последний подпружинен пружиной сжатия 11 относительно перегородки 7. Надпоршневая полость 12 тормозного цилиндра 6 с помощью трубопровода 13 присоединена к запасному резервуару 5. Шток 9 дополнительного поршня 10 подвижно установлен в полом штоке 14, который присоединен к основному поршню 15, также подпружиненному пружиной сжатия 16 относительно перегородки 7. Его подпоршневая полость с помощью трубопровода 18 соединена с воздухораспределителем 3. Внутри перегородки 7 выполнено отверстие 19 с подвижно размещенным пальцем фиксатора 20, такое же отверстие 21 имеется в штоке 9. Сам палец фиксатора 20 подпружинен относительно тормозного цилиндра 6 пружиной сжатия 22. Полый шток 14 с помощью двуплечего рычага 23 шарнирно связан с тягой управления 24 тормозными колодками 25, примыкающими к колесам 26, а шток 9 взаимосвязан с этой же тягой управления 24 посредством упора 27 и кулачка 28, закрепленном на двуплечем рычаге 29.
Работает пассажирский вагон следующим образом. Если пассажирский вагон находится в составе поезда, который совершает движение, например, по перегону, его тормозное оборудование находится в таком положении, как это показано на фиг.1. Это обеспечено тем, что сжатый воздух в тормозной магистрали 1, находясь под давлением, располагается в запасном резервуаре 5 и по трубопроводу 13 поступает в полость 12 тормозного цилиндра 6, удерживая дополнительный поршень 10 в крайнем правом положении (см. фиг.1), который полностью сжимает свою пружину сжатия 11. При служебном торможении снижают давление сжатого воздуха в тормозной магистрали 1 обычно на небольшую величину (процессы работы тормозного оборудования подвижного состава широко известны в данной области техники и, например, подробно описаны в аналоге) и тогда сжатый воздух из запасного резервуара 5 через воздухораспределитель 3 по трубопроводу 18 поступает в подпоршневую полость 17 основного поршня 15, который упруго деформируя свою пружину сжатия 16, перемещается совместно с полым штоком 14 в левую часть фиг.1. Так как полый шток 14 шарнирно связан с двуплечим рычагом 23, то тяга управления 24 двигается в направлении стрелки В, способствуя в итоге прижиму тормозных колодок 25 к колесам 26 по стрелкам С. Одновременно давление воздуха попадает и в полости 12 тормозного цилиндра 6. Но оно настолько мало, что не может способствовать перемещению дополнительного поршня 10 в левую часть фиг.1 и он практически является неподвижным. После выполнения режима торможения давление сжатого воздуха в тормозной магистрали 1 поднимают, при этом воздухораспределитель 3 соединяет полость 17 тормозного цилиндра 6 с атмосферой (работа воздухораспределителя также хорошо описана в материалах аналога) и основной поршень 15 возвращается под действием пружины сжатия 16 в исходное положение, распуская тем самым тормозные колодки 25, которые перемещаются в обратном направлении стрелок С. Режим торможения закончен. При отцепе локомотива, например, на станционных путях, от поезда и рассоединении тем самым с ним тормозной магистрали 1, давление сжатого воздуха в ней падает и тогда основной поршень 15 подобно тому, как это описано выше, перемещается также в левую часть фиг.1, поворачивая своим пустотелым штоком 14 двуплечий рычаг 23, воздействуя по стреле В на тягу управления 24 тормозными колодками 25, поджимая тем самым их к колесам 25 пассажирского вагона. В этом случае тормоз пассажирского вагона является стояночным. Однако в результате длительной стоянки по ряду причин происходит истощение тормоза, то есть падение давления сжатого воздуха в запасном резервуаре 5, что вызовет падение давления в подпоршневой полости 17 основного поршня 15 и последний начнет перемещаться совместно с пустотелым штоком 14 в правую часть фигуры 1, что обеспечит в свою очередь движение тяги управления 24 тормозными колодками 25 в направлении, обратом стрелке В и отходу их от колес 26. Но этого не произойдет, так как падение давления сжатого воздуха в запасном резервуаре вызовет и падение давления в полости 12 тормозного цилиндра 6. В результате этого дополнительный поршень 10 под действием сжатой пружины сжатия 11 начнет перемещаться по стрелке Е, что вызовет его штоком 9 угловой поворот двуплечего рычага 29 по стрелке F, и тогда он своим кулачком 28 войдет в контакт с упором 27, ограничив тем самым движение тяги управления 24 тормозными колодками 25 в направлении, противоположном стрелке В, препятствуя роспуску тормоза. Чем больше упадет давление воздуха в запасном резервуаре 5, тем больше получит угловой поворот по стрелке F двуплечий рычаг 29 и тем самым тормозные колодки 25 будут надежно удерживать колеса 26 от вращения. После того как локомотив произведет сцеп с пассажирским вагоном и тормозная магистраль 1, а также запасной резервуар 5 заполнятся сжатым воздухом, дополнительный поршень 10 и основной поршень 15 займут положение, показанное на фиг.1, тяга управления 24 тормозными колодками 25 переместятся в направлении, обратном стрелке В, и колеса 25 получат возможность свободного вращения. В дальнейшем описанные процессы могут повторяться неоднократно. В практике так же может возникнуть ситуация, когда необходимо произвести переформирование пассажирского состава или же перемещения отдельных вагонов в вагонных депо при их ремонте. В этом случае, до того, как вагон отцепят от локомотива, на каждом из вагонов палец фиксатора 20 перемещают по стрелке К (см. фиг.2) упруго деформируя пружину сжатия 22, и последний, перемещаясь в отверстии 19, входит в контакт с отверстием 21, выполненном в штоке 9, проходит его и входит в продолжение отверстия 19 перегородки 7. После чего палец фиксатора 20 поворачивают на угол 90 градусов по стрелке М, что исключает его выход из отверстия 21 в направлении, противоположном стрелке К. В этом случае исключено, в случае падения сжатого воздуха в полости 12 тормозного цилиндра 6, движение дополнительного поршня 12, а следовательно, и его штока 9, которые не могут привести в действие тягу управления 24 тормозными колодками 25 и поджать последние к колесам 25. После проведения ремонтных работ в депо пассажирские вагоны формируют в состав и как только произведут зарядку тормоза сжатым воздухом от локомотива, их пальцы фиксаторов 20 распускают и приводят в такое положение, как это показано на фиг.1 и фиг.2.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно направлено на безопасность эксплуатации пассажирских вагонов и, в частности, исключение их самодвижения в случае истощения тормоза.