Блок тормозного оборудования

Полезная модель относится к области электропневматических тормозных систем для железнодорожного транспорта, преимущественно подвижного железнодорожного транспорта, и в частности рассматривает конструкцию блока тормозного оборудования электропневматической тормозной системы.
Так, известна электропневматическая тормозная система железнодорожного транспортного средства, преимущественно вагонов метрополитена, содержащая смонтированные на раме вагона пневматическую исполнительную часть, имеющую реле давления, сообщенные с питательной магистралью и с соответствующими тормозными цилиндрами, и связанные с ней через переключающее устройство управляющие части, одна из которых имеет сообщенный с тормозной магистралью пневматический воздухораспределитель, соединенный с питательной магистралью через автоматический регулятор давления грузовых режимов торможения, и двухпозиционный трехлинейный электропневматический вентиль экстренного пневматического торможения, связанный первой линией с пневматическим воздухораспределителем, второй линией - с переключающим устройством, третьей линией - с атмосферой, другая управляющая часть содержит пневматический преобразователь давления, соединенный с питательной магистралью через автоматический регулятор давления грузовых режимов торможения и электропневматические вентили, включенные в электрическую цепь электропневматического тормоза и связанные с пневматической исполнительной частью посредством переключающего устройства, снабжена включенными в электрическую цепь электропневматического тормоза электропневмовентилями противоюзной защиты, каждый из которых выполнен двухпозиционным трехлинейным, сообщенным первой линией с пневматическим воздухораспределителем, второй линией - с реле давления, а третьей линией - с атмосферой, блоком управления стояночным тормозом, содержащим электропневмовентили и воздухораспределитель, который сообщен с напорной магистралью и магистралью стояночного тормоза, электронной управляющей частью, включающей в себя смонтированный с возможностью приема и передачи управляющих сигналов по CAN каналам на электропневмовентили и электронный блок в кабине машиниста адаптер и датчики давления, установленные в пневматических магистралях - тормозной, напорной, стояночного тормоза, а также в пневморессорах, в тормозных цилиндрах, на выходе воздухораспределителя, при этом оборудование исполнительной и управляющих частей электропневматической тормозной системы размещено на плите-кронштейне, которая смонтирована на раме с возможностью закрепления под вагоном (RU 119308, В60Т 13/66, В60Т 13/36, В60Т 15/04, В60Т 15/36, В61С 17/12, В61Н 13/00, опубл. 19.03.2012).
Особенностью исполнения известного решения является то, что все оборудование исполнительной и управляющих частей электропневматической тормозной системы размещено на плите-кронштейне, которая закреплена на раме под вагоном. То есть все смонтированные на этой плите компоненты открыты для возможности прямого доступа, например, в случае ремонта или замены блока. Такая открытая компоновка имеет недостатки, заключающиеся в осаждении на эти компоненты грязи, влаги и т.д., что приводит все блоки в состояние, при котором доступ к ним возможен только после очистки плиты. Это также влияет и на долговечность и работоспособность компонентов, в том числе и для компонентов контроля работоспособности системы.
Для таких открытых компоновок становится невозможным применение современных электронных технологий по контролю и управлению, так как их функционирование не предусматривает наличие покрывной грязи и осаждения осадков. Применение новых электронных блоков требует герметизации или локализации от внешних условий место их размещения. Например, при возрастании требований к работе тормозной системы подвижного состава необходимо увеличить скорость обработки сигналов контроля и уменьшить время разрыва между интервалами сканирования. Это приводит к необходимости применения микропроцессорного управления системой диагностики, которая также должна размещаться на этой плите. Но условия, в которых находятся контролируемые диагностической системой компоненты, не позволяют применять открытую компоновку для систем компьютеризированных технологий.
В настоящее время требуется осуществление постоянного контроля за функционированием тормозной системы подвижного состава не по показаниям индикаторов, а по графикам непрерывного контроля, выводимым на дисплей (с целью визуального контроля за динамикой процесса). Это приводит к увеличению снимаемых параметров и увеличению количества датчиков.
С другой стороны, в известном применены три фиксированные ступени электропневматического тормоза (ЭПТ), при том, что практика эксплуатации показывает, что должна обеспечиваться любая ступень торможения через каждые 0,01 МПа. Кран безопасности должен быть всегда автивным, а противоюзная защита не потележечной, а поосной. Кроме того, режимы движения подвижного состава с грузом и без груза (без пассажиров) отличаются, и требуется отдельный транспортировочный режим для следования поезда в холодном состоянии без пассажиров. Известная система не обеспечивает возможность реализации этих требований без ее усовершенствования.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной надежности компонентов блока управления тормозной системой подвижной железнодорожной единицы.
Указанный технический результат достигается тем, что блок тормозного оборудования содержит размещаемую и закрепляемую под вагоном кронштейн-плиту, выполненную с возможностью подвода к ней трубопроводов, и на которой закреплены компоненты пневматической части и электронной системы управления и диагностики, при этом пневматическая часть включает в себя клапан минимального давления, фильтр, клапан обратный, краны разобщительные и кран разобщительный с фильтром, клапан переключательный, блок управления тормозом, кран разобщительный переключения режимов, делитель давления, ограничитель давления автоматического тормоза, клапан среднего давления, редукторы, блок управления стояночным тормозом, клапан переключательный, вентиль тормоза безопасности, а электронная система управления и диагностики состоит из модуля преобразователя линий, регистратора для записи на USB-Flash-накопитель информации о работе тормозного оборудования, коробки коммутационной для диагностического контроля тока вентиля тормоза безопасности и входного напряжения питания, шлюза для гальванической развязки между тормозным оборудованием и системой управления и расчета тормозного давления в тормозном цилиндре при текущей загрузке пневмоподвески, адаптеров для обработки данных от датчиков давления и кранов шаровых с диагностикой, электронного процессорного блока и монитора диагностического для графического отображения данных о давлении и работоспособности датчиков, диагностических положениях разобщительных кранов и рукоятки блока управления стояночным тормозом, состоянии системы противоюза, блока управления тормозами и блока управления стояночным тормозом, пневматическая часть смонтирована на лицевой стороне кронштейн-плиты, на тыльной стороне которой расположены штуцеры для подсоединения рукавов магистралей сжатого воздуха, кронштейн-плита выполнена с внутренними воздушными каналами для сообщения компонентов с магистралям сжатого воздуха, при этом указанная кронштейн-плита размещена в закрепляемом под вагоном контейнере в виде открытого сверху короба со съемной передней стенкой и с задней стенкой, на которой размещены электрические разъемы и штуцеры для подсоединения наружно располагаемых трубопроводов, сообщающих компоненты блока тормозного оборудования с периферийно расположенными исполнительными узлами и резервуарами, причем компоненты электронной системы управления и диагностики размещены с одного края кронштейн-плиты напротив места расположения на задней стенке контейнера электрических разъемов, а компоненты пневматической части размещены с другого края кронштейн-плиты напротив мест расположения указанных штуцеров.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - внешний вид блока тормозного оборудования со стороны крышки;
фиг. 2 - внешний вид блока тормозного оборудования со стороны подсоединения трубопроводов;
фиг. 3 - расположение пневматического оборудования в блоке тормозного оборудования;
фиг. 4 - расположение электронного и диагностического оборудования в блоке тормозного оборудования;
фиг. 5 - пневматическая схема блока.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается Блок тормозного оборудования (БТО), предназначенный для обеспечения на электропоезде:
- автоматического торможения;
- электропневматического торможения;
- автоматического электропневматического торможения при разрыве петли экстренного торможения;
- дистанционного и ручного управления автоматическим стояночным тормозом посредством блока управления стояночного тормоза (БУСТ);
- управления автоматическим пневматическим тормозом при следовании электропоезда в недействующем состоянии;
- зарядки питательного резервуара и формирования рабочего давления системы пневматического подвешивания.
Блок тормозного оборудования состоит из пневматической части и электронной системы управления и диагностики, которые смонтированы в контейнере, установленном в подвагонном пространстве каждого вагона. Доступ к компонентам тормозного блока возможен с наружной стороны контейнера через дверцу, закрытую на четырехгранный ключ.
Таким образом, весь блок тормозного оборудования смонтирован в контейнере 1 в виде открытого сверху короба со съемной передней стенкой, являющейся крышкой 2. В зоне открытого проема по периметру короба смонтированы кронштейны 3 для крепления контейнера в подвагонном пространстве (фиг. 1). При таком креплении верхняя открытая часть короба перекрывается конструктивом вагона. Особенностью исполнения такого контейнера, как конструктива, объединяющего все компоненты блока тормозного оборудования, является то, что стенка контейнера, противоположно расположенная по отношению к крышке, используется в качестве стенки для подсоединения наружно располагаемых трубопроводов, сообщающих компоненты блока тормозного оборудования с периферийно расположенными исполнительными узлами и резервуарами. На этой стенке установлены (фиг. 2): 4 - штуцер трубопровода к резервуару РС2; 5 - штуцер трубопровода от резервуара РС3; 6 - штуцер трубопровода от резервуара РС1; 7 - штуцеры трубопроводов стояночного тормоза; 8 - штуцеры трубопроводов блоков тормозных; 9 - штуцеры трубопроводов от пневморессоры; 10 - штуцер трубопровода тормозной магистрали; 11 - резервуар РР1; 12 - штуцер трубопровода к пневморессоре; 13 - штуцер трубопровода от резервуара РС2; 14 - электрические разъемы Х1-Х4; 15 - резервуар РР2. Соединение пневматической части тормозного блока с трубопроводами тормозной и питательной магистрали, а также с трубопроводами стояночного тормоза, цилиндров тормозных блоков и пневморессор осуществляется посредством рукавов РУм1-РУм12, подключаемых к соответствующим штуцерам (фиг. 2).
На фиг. 3 показана компоновка пневматической части блока тормозного оборудования. Пневматическая часть монтируется на кронштейн-плите, в которой выполнены внутренними воздушные каналы. На задней стороне кронштейн-плиты расположены штуцеры для подсоединения рукавов магистралей сжатого воздуха. На лицевой стороне кронштейн-плиты установлены (фиг. 3):
16 - клапан минимального давления (КМД3); 17 - фильтр (Ф); 18 - клапан обратный (КО); 19 - кран разобщительный (КрРШ1); 20 - клапан переключательный (ПК3); 21 - блок управления тормозом (БУТ); 22 - кран разобщительный переключения режимов (КрРШ2); 23 - делитель давления (Д); 24 - ограничитель давления автоматического тормоза - дроссель (ОДА); 25 - клапан среднего давления (КСД); 26 - редуктор (Ред3); 27 - блок управления стояночным тормозом (БУСТ); 28 - кран разобщительный (КрРШ9); 29 - кран разобщительный (КрРШ8); 30 - клапан переключательный (ПК4); 31 - кран разобщительный (КрРШ7); 32 - кран разобщительный (КрРШ6); 33 - кран разобщительный (КрРШ3); 34 - клапан пропорционального управления (КПУ); 35 - редуктор (Ред1); 36 - орган дополнительной разрядки (ОДР); 37 - вентиль тормоза безопасности (ВТБ); 38 - кран разобщительный с фильтром (КрРШ5); 39 - кран разобщительный (КрРШ4); 40 - редуктор (Ред2).
Электронная система управления и диагностики блока тормозного оборудования состоит из (фиг. 4): 41 - модуль преобразователь линий (БПЛ) (БПЛ RS485-CAN 13Б.86.00.ТУ - блок преобразователь линий: пересылка данных из двух гальванически развязанных линий RS-485 в две гальванически развязанные линии CAN и наоборот); 42 - регистратор; 43 - коробка коммутационная; 44 - шлюз; 45 - адаптер; 46 - монитор диагностический; 47 - адаптер; 48 - электронный блок «БАРС-6М».
Принципиальная схема пневматической системы подвижной единицы представлена на фиг. 4, где 49 - блок системы пневматического подвешивания (БСПП); 27 - блок управления стояночным тормозом (БУСТ); 21 - блок управления тормозом (БУТ); 50 - электропневматические вентили (ВО, ВТ); 37 - вентиль тормоза безопасности (ВТБ); 23 - делитель давления (Д); 51-60 - датчики давления (ДД1-ДД10); 24 - дроссель ОДА; 61 - клапан минимального давления (КМД3); 18 - клапан обратный (КО); клапан предохранительный ОДА (КП); 34 - клапан пропорционального управления (КПУ); 25 - клапан среднего давления (КСД); контрольные штуцеры (КТ1-КТ7); 36 - орган дополнительной разрядки (ОДР); 62 - питательная магистраль (ПМ); переключательный клапан; 63 - реле давления (РД); редукторы (Ред1-Ред3); 64 - главный резервуар (РС1); 65 - дополнительный резервуар (РС2); 66 - резервуар пневматического подвешивания (РС3); 67, 68 - резервуары рабочие (РР1-РР2); рукава металлические (РУм1-РУм13); 69 - тормозная магистраль (ТМ); 70 - фильтр (Ф); 71 и 72 - электропневматические вентили (ЭПВН1, ЭПВН2).
Размещенные в контейнере разобщительные краны КрРШ предназначены для перекрытия доступа сжатого воздуха к пневматическим цепям или аппаратам. В качестве разобщительных кранов на блоке применяются краны шаровые стационарные с диагностикой положения рукоятки (функции этих кранов представлены в таблице 1).
Переключательный клапан производит автоматическое переключение подачи сжатого воздуха от одного или от другого трубопровода (канала кронштейн-плиты) к пневматическому аппарату блока. В блоке установлены следующие переключательные клапаны:
- ПК3 - переключает подачу давления сжатого воздуха к ограничителю давления автоматического тормоза (ОДА) от клапана пропорционального управления (КПУ) при автоматическом пневматическом торможении или от вентиля тормозной безопасности (ВТБ) при разрыве петли экстренного торможения и автоматическом электропневматическом торможении;
- ПК4 - переключает подачу сжатого воздуха к цилиндрам стояночного тормоза.
Обратный клапан предназначен для пропуска воздуха в одном направлении. Обратный клапан состоит из корпуса, в котором под заглушкой устанавливается клапан. Для исключения пропуска воздуха в обратном направлении клапан под действием пружины своим уплотнением прижимается к седлу. Обратный клапан (КО), установленный в блоке, препятствует выходу сжатого воздуха из тормозного резервуара РС2 с питательную магистраль.
Фильтр (Ф) предназначен для очистки сжатого воздуха, поступающего из питательной магистрали в блок тормозного оборудования и к пневматическим рессорам.
Редукторы блока тормозного оборудования предназначены для снижения давления питательной магистрали и поддержания зарядного давления сжатого воздуха:
- в трубопроводе аппаратах блока, управляющих пневматическими и электропневматическими тормозами (Ред1);
- в магистрали пневматических рессор (Ред2);
- в блоке управления стояночным тормозом (Ред3).
В блоке установлены два типа редукторов: 345.20.400 (Ред1) и 030МЛ.20.400 (Ред2 и Ред3).
2
Клапан минимального давления (КМД3) предназначен для ограничения зарядки системы пневматического подвешивания до достижения значения давления в питательной магистрали величины 0,67±0,02 МПа (6,7±0,2 кгс/см). При достижении значения давления в питательной магистрали данной величины клапан КМД3 открывается, и происходит зарядка резервуара системы пневматического подвешивания (РС3).
Орган дополнительной разрядки (ОДР) обеспечивает дополнительную разрядку тормозной магистрали и увеличивает скорость срабатывания пневматических тормозов электропоезда при снижении давления в тормозной магистрали.
В режиме готовности ОДР давление в полостях над и под верхней диафрагмой одинаково, верхний клапан под действием пружины прижат к своему седлу и своим хвостовиком удерживает диафрагму в верхнем положении. Средний клапан также закрыт под действием пружины. В полостях над и под нижней диафрагмой устанавливается атмосферное давление, и она прижата пружиной нижнего клапана к крышке корпуса ОДР.
При автоматическом пневматическом торможении и снижении давления в тормозной магистрали происходит снижение давления и в полости под верхней диафрагмой. Так как сжатый воздух из резервуара РР через дроссельное отверстие в упорке не успевает компенсировать утечки, диафрагма прогибается вниз и открывает верхний клапан. Давление тормозной магистрали через открытый верхний клапан поступает к среднему клапану, отжимает его от седла и выходит в атмосферу. При наполнении цилиндров тормозных блоков давлением сжатого воздуха этот воздух начинает одновременно поступать и в полость под нижней диафрагмой. Нижняя диафрагма, перемещаясь вверх, воздействует на средний клапан и закрывает его, при этом дополнительная разрядка тормозной магистрали прекращается.
После отпуска тормозов давление в тормозной магистрали восстанавливается и происходит зарядка резервуара РР1 через дроссельное отверстие упорки верхней диафрагмы. При этом диафрагма вновь займет верхнее положение, и верхний клапан закроется. Одновременно в полостях над и под нижней диафрагмой установится атмосферное давление.
Клапан пропорционального управления (КПУ) при автоматическом пневматическом торможении в зависимости от глубины разрядки ТМ и типа БТО формирует управляющее давление, поступающее к ограничителю давления автоматического тормоза (ОДА). В режиме пониженной тормозной эффективности (при следовании в холодном состоянии) КПУ формирует управляющее давление, поступающее к делителю давления (Д).
При снижении давления в тормозной магистрали электропоезда на каждом вагоне клапан пропорционального управления обеспечивает проход сжатого воздуха из питательной магистрали к ограничителю давления автоматического тормоза (ОДА) или к делителю давления Д (при переводе разобщительного крана КрРШ2 в положение «X»). При повышении давления в тормозной магистрали клапан пропорционального управления сообщает ограничитель давления автоматического тормоза или делитель давления с атмосферой.
Ограничитель давления автоматического тормоза (ОДА) в зависимости от разрядки тормозной магистрали, типа и загрузки вагона обеспечивает формирование управляющего давления, поступающего в управляющую полость реле давления блока управления тормозом (БУТ).
Корпус ограничителя ОДА устанавливается на пневматической части блока тормозного оборудования и крепится к кронштейн-плите БТО шпильками. На каналах подвода воздуха к ОДА для исключения утечек устанавливаются прокладки. В канале питательной магистрали установлен дроссель, уплотненный кольцом. В корпусе ограничителя имеются три горизонтальных «колодца», к которым подведены каналы питательной магистрали (ПМ), клапаны пропорционального управления (КПУ) и цилиндров тормозных блоков (реле давления). «Колодцы» закрыты крышками с уплотнительными кольцами. Канал пневморессоры подведен к вертикальному «колодцу» (рисунок 4.15).
В «колодце» канала питательной магистрали устанавливается клапан ПМ, хвостовик которого выводится в отверстие крышки и уплотняется манжетой. Хвостовик клапана ПМ выполнен с каналом для выпуска воздуха в атмосферу. Клапан ПМ прижат к седлу под действием пружины. Внутри «колодца» устанавливается втулка с отверстиями для прохода воздуха и уплотняется кольцом. В правой части «колодца» размещается клапанный узел, в состав которого входят: втулки, атмосферный клапан со штоком и тарелкой и стопорное кольцо. Втулка уплотняется манжетой. Между втулкой и тарелкой клапана установлена пружина. Для уменьшения сопротивления перемещениям атмосферного клапана, внутри втулки устанавливается линейный подшипник. Своим хвостовиком атмосферный клапан опирается на коромысло, а с противоположной стороны взаимодействует с клапаном ПМ.
В «колодце» канала КПУ между крышкой и корпусом установлен поршень со штоком. Между поршнем и корпусом ОДА установлена пружина. Шток перемещается во втулке. Свободным концом шток крепится к коромыслу при помощи штифта. Для обеспечения плавности срабатывания канал КПУ снабжен рабочим резервуаром РР2 и дроссельным отверстием Др.
2
В «колодце» канала ТЦ (реле давления) устанавливается поршень, уплотненный манжетой. Между поршнем и корпусом ОДА установлена пружина. В левой части «колодца» устанавливается втулка. В поршень вворачивается шток, который перемещается во втулке. Между поршнем и корпусом устанавливается пружина. Свободным концом шток поршня крепится к коромыслу при помощи штифта. Полость справа от поршня канала ТЦ (реле давления) внутренним каналом корпуса соединена с полостью между поршнями «колодца» ПМ. Канал ТЦ для защиты цилиндров тормозных блоков от избыточного внутреннего давления защищен предохранительным клапаном КП, отрегулированным на давление 0,4 МПа (4,0 кгс/см).
Под передней, верхней и нижней крышками размещается механизм, который обеспечивает изменение величины давления, поступающего в управляющую полость реле давления, в зависимости от загрузки вагона. Он состоит из пневматической и механической частей. Пневматическая часть расположена в вертикальном «колодце». В «колодце» размещается поршень с упоркой. Сверху на поршень действует давление сжатого воздуха из канала пневморессор. Поршень уплотняется манжетой. Внутри упорки размещается стакан. Между стаканом и упоркой поршня устанавливается пружина. В поршень вворачивается шток. Шток перемещается в линейном подшипнике. На наружный конец штока устанавливается тяга, которая через систему рычагов соединена с кареткой. Через каретку пропущено коромысло. При перемещениях поршня со штоком происходит перемещение каретки по коромыслу, при этом изменяется соотношение длин плеч по штокам из канала КПУ и из канала ТЦ (реле давления).
Внутренняя полость корпуса ОДА через предохранительный клапан VS18NT1 соединена с атмосферой.
При работе пневматического оборудования в штатном режиме (КрРШ2 в положении «Ш») в полость над поршнем вертикального «колодца» поступает давление от системы пневматического подвешивания, величина которого зависит от загрузки вагона. При этом поршень опускается вниз и каретка, перемещаясь, изменяет соотношение длины плеч коромысла. В полость слева от клапана ПМ подходит давление сжатого воздуха питательной магистрали. При автоматическом пневматическом торможении в полость справа от поршня КПУ поступает сжатый воздух от клапана пропорционального управления, величина которого зависит от величины разрядки тормозной магистрали. Поршень КПУ перемещается влево и своим штоком прижимает верхнее плечо коромысла к штоку атмосферного клапана, который, преодолевая усилие пружины, отжимает питательный клапан от седла. При этом сжатый воздух из ПМ через питательный клапан поступает во внутренний канал корпуса ОДА и далее в полость справа от поршня ТЦ (реле давления) и затем в управляющую полость реле давления блока БУТ. Под воздействием давления сжатого воздуха поршень ТЦ (реле давления) перемещается влево и своим штоком воздействует на нижнее плечо коромысла. При уравнивании давления на верхнее и нижнее плечи коромысло принимает горизонтальное положение, питательный клапан «колодца» ПМ закрывается и подача воздуха в канал ТЦ (реле давления) прекращается.
При отпуске тормозов давление сжатого воздуха справа от клапана КПУ снижается, и клапан под усилием пружины перемещается вправо. Шток атмосферного клапана освобождается от усилия верхнего плеча коромысла, клапан отходит от седла и соединяет полость справа от поршня ТЦ (реле давления) через внутренний канал в корпусе с атмосферой.
Блок управления тормозом (БУТ) осуществляет управление подачей сжатого воздуха в цилиндры тормозных блоков при пневматическом и электропневматическом торможении.
В корпусе верхней части блока БУТ расположен переключательный клапан (ПК2) и атмосферный канал реле давления (РД). Корпус верхней части образует полость над поршнем реле давления. Под крышкой верхней части установлены пневмораспределители с электрическим управлением ВТ и ВТ и датчики давления ДД1-ДД4. На крышке расположены электрические разъемы питания (Х3) и линий связи и управления CAN (Х1 и Х2), а также светодиоды, сигнализирующие об исправном состоянии пневмораспределителей (ВТ и ВО) и линий связи и управления (CAN1, CAN2 и CAN3).
Переключательный клапан обеспечивает переключение подачи сжатого воздуха в управляющую полость реле давления от ограничителя давления (ОДА) или от пневмораспределителя ВТ блока БУТ.
В корпусе пневматической части БУТ установлено реле давления (РД) и каналы, канал подачи сжатого воздуха от ОДА, канал подачи сжатого воздуха от Ред1, канал питательной магистрали и канал цилиндров тормозных блоков.
При автоматическом пневматическом или автоматическом электропневматическом (разрыве петли экстренного торможения) торможении сжатый воздух от ограничителя давления ОДА через каналы пневматической и электропневматической части блока БУТ поступает в правую полость переключательного клапана (рисунок 4.15, вид В-В). Поршень переключательного клапана перемещается влево, и сжатый воздух через сверления в центральной части его втулки по каналам электропневматической части поступает в управляющую полость над поршнем реле давления. Поршень реле давления, перемещаясь вниз, своим штоком, преодолев усилие пружины, перемещает питательный клапан вниз и соединяет питательную магистраль с цилиндрами тормозных блоков. При отпуске тормозов давление в управляющей полости снижается, и поршень поднимается вверх до упора. При этом питательный клапан под действием пружины садится на свое седло и разобщает питательную магистраль от цилиндров тормозных блоков. Одновременно сжатый воздух из цилиндров тормозных блоков и открытый атмосферный клапан через полый шток поршня выходит в атмосферу.
При электропневматическом торможении получает питание пневмораспределитель ВТ блока БУТ, и сжатый воздух через внутренние каналы блока поступает в левую полость переключательного клапана. Поршень переключательного клапана перемещается вправо, и сжатый воздух через сверления в центральной части его втулки по каналам электропневматической части поступает в управляющую полость над поршнем реле давления. При этом реле давления сработает на торможение выше описанным порядком. При отпуске тормозов получает питание пневмораспределитель ВО, и сжатый воздух из управляющей полости реле давления через переключательный клапан и пневмараспределитель выходит в атмосферу.
Делитель давления (Д) преобразует управляющее давление клапана пропорционального управления (КПУ), поступающее в управляющую полость реле давления (РД) при работе в режим пониженной тормозной эффективности (режим холодной пересылки), когда кран КрРШ2 переведен в положение «X».
При торможении в режим пониженной тормозной эффективности (режим холодной пересылки) сжатый воздух от клапана КПУ по каналу КПУ2 поступает к питательному поршню, а по каналу КПУ1 в полость над верхней диафрагмой. Верхняя диафрагма, прогибаясь вниз, своей упоркой воздействует на гайку нижней диафрагмы, а та, в свою очередь, воздействуя на хвостовик питательного клапана и преодолевая усилие пружины, отжимает его от седла. Питательный клапан, открывшись, сообщает канал КПУ2 с полостью под нижней диафрагмой и с управляющей полостью реле давления (РД) блока БУТ. При уравнивании давления в полости над верхней диафрагмой и в полости под нижней диафрагмой питательный клапан закрывается.
При отпуске тормозов клапан КПУ соединяет канал КПУ1 и КПУ2 с атмосферой, нижняя диафрагма под усилием давления сжатого воздуха в управляющей полости реле давления прогибается вверх, и открывается атмосферный клапан. При этом сжатый воздух из полости под диафрагмой выходит в атмосферу.
Блок управления стояночным тормозом (БУСТ) обеспечивает активацию стояночного тормоза или его отпуск по команде машиниста. На корпусе блока установлены два пневмораспределителя с электрическим управлением ЭПВН1 (В1 (вкл.)) и ЭПВН2 (В2 (выкл.)). Внутри корпуса расположен орган переключательный (ОП) и два клапана - атмосферный и питательный.
При включении стояночного тормоза получает питание ЭПВН1, и сжатый воздух из питательной магистрали через каналы в корпусе блока БУСТ и ЭПВН1 поступает к органу переключательному. Орган переключательный меняет свое положение и сообщает цилиндры стояночного тормоза с атмосферой. При выключении стояночного тормоза получает питание ЭПВН2, и сжатый воздух из питательной магистрали через каналы в корпусе блока БУСТ и ЭПВН2 поступает к органу переключательному. Орган переключательный меняет свое положение и сообщает питательную магистраль с цилиндрами стояночного тормоза.
Для ручного управления стояночным тормозом блок БУСТ снабжен рукояткой, которая механически соединена с органом переключающим. Для отпуска стояночного тормоза необходимо рукоятку выдвинуть из корпуса вниз. Для приведения стояночного тормоза в действие рукоятку вдвинуть в корпус до упора. При переводе электропоезда в транспортировочный режим (режим пересылки) необходимо рукоятку блока БУСТ вдвинуть в корпус, перекрыть краны КрРШ8 и КрРШ9 и отпустить стояночный тормоз, потянув за рукоятку троса управления.
Вентиль тормоза безопасности (ВТБ) обеспечивает автоматическое электропневматическое торможение при разрыве петли экстренного торможения прямодействующего тормоза. Вентиль тормоза безопасности состоит из пневмораспределителя с электрическим управлением, установленный через переходник на кронштейн-плиту блока БТО. При снятии питания вентиль тормоза безопасности открывает проход сжатого воздуха из питательной магистрали через переключательный клапан ПК3 к каналу КПУ ограничителя давления автоматического тормоза (ОДА).
Клапан среднего давления (КСД) предназначен для получения на выходе из прибора среднего арифметического значения двух управляющих давлений (в пневматических рессорах одной и другой тележки вагона) с целью точности регулирования тормозного усилия ограничителем давления автоматического тормоза (ОДА).
При снижении давления в тормозной магистрали электропоезда контроллером крана машиниста на каждом вагоне срабатывают орган дополнительной разрядки (ОДР) и клапан пропорционального управления (КПУ) (рисунок 4.22).
+0,009
+0,1
2
Орган дополнительной разрядки (ОДР) обеспечивает дополнительную разрядку тормозной магистрали и увеличивает скорость срабатывания пневматических тормозов электропоезда. Клапан пропорционального управления (КПУ) обеспечивает проход сжатого воздуха из питательной магистрали через редуктор Ред1 и переключательный клапан ПК3 к ограничителю давления автоматического тормоза (ОДА). Редуктор Ред1 ограничивает давление сжатого воздуха питательной магистрали до величины 0,38 МПа (3,9 кгс/см). Ограничитель давления автоматического тормоза (ОДА) преобразует поступившее от КПУ давление сжатого воздуха с учетом текущей загрузки вагона электропоезда. Коэффициент преобразования выбирается в зависимости от величины управляющего давления, поступившего в ОДА от клапана среднего давления (КСД), который выбирает большее давление из двух контуров пневматического подвешивания.
Сформированное ОДА с учетом загрузки и типа вагона управляющее давление через кран КрРШ2 (в положении «Ш») и переключательный клапан ПК2 поступает в управляющую полость реле давления (РД). Реле давления через разобщительные краны КрРШ6 и КрРШ7 наполняет цилиндры тормозных блоков вагона электропоезда (Ц1-Ц8, Цст1-Цст4) необходимым количеством сжатого воздуха из питательной магистрали, поступающим к реле через кран-фильтр КрРШ5.
При появлении давления в цилиндрах тормозных блоков управляющий сигнал обратной связи передается в орган дополнительной разрядки ОДР и дополнительная разрядка прекращается.
При отпуске тормозов давление в тормозной магистрали повышается, клапан пропорционального управления (КПУ) сообщается с атмосферой, а давление в управляющей полости реле давления (РД) снижается. При этом сжатый воздух из цилиндров тормозных блоков через реле давления выходит в атмосферу.
При помощи разобщительных шаровых кранов КрРШ6 и КрРШ7 можно перекрыть доступ воздуха цилиндрам тормозных блоков тележек.
На основании данных датчика давления ДД7 с учетом текущей загрузки вагона в блок управления тормозом (БУТ) формируется управляющее давление, которое при подаче питания на электропневматический вентиль ВТ и переключательный клапан (ПК2) поступает в управляющую полость реле давления (РД). Реле давления через разобщительные краны КрРШ6 и КрРШ7 наполняет цилиндры тормозных блоков вагона электропоезда (Ц1-Ц8, Цст1-Цст4) необходимым количеством сжатого воздуха из питательной магистрали, поступающим к реле через кран-фильтр КрРШ5. Контроль точности формирования давления осуществляется при помощи датчиков давления ДД3 и ДД4.
При отпуске тормозов получает питание электропневматический вентиль ВО и сообщает уравнительную полость реле давления с атмосферой.
При разрыве цепи петли экстренного торможения снимается питание с вентиля тормозной безопасности ВТБ, и сжатый воздух из питательной магистрали через редуктор Ред1 и переключательный клапан ПК3 поступает к ограничителю давления автоматического тормоза (ОДА). Ограничитель давления автоматического тормоза преобразует поступившее от ВТБ давление с учетом текущей загрузки вагона электропоезда. Коэффициент преобразования выбирается в зависимости от величины управляющего давления поступившего в ОДА от клапана среднего давления (КСД), который выбирает большее давление из двух контуров пневмоподвешивания. Сформированное ОДА с учетом загрузки управляющее давление через кран КрРШ2 (в положении «Ш») и переключательный клапан ПК2 поступает в управляющую полость реле давления РД, которое наполняет сжатым воздухом питательной магистрали цилиндры тормозных блоков вагона электропоезда.
2
При получении сигнала от системы управления на выключение стояночного тормоза (на пульте управления нажата кнопка «Выключить СПТ») подается напряжение на электропневматический вентиль ЭПВН2, и происходит переключение органа переключательного ОП в положение, обеспечивающее проход давления сжатого воздуха из питательной магистрали, через редуктор Ред3 к переключательному клапану ПК4 и далее через краны разобщительные КрРШ8 и КрРШЭ к цилиндрам стояночного тормоза (Цст1-Цст4) и индикаторам тормозов (ИТ1-ИТ4). Стояночный тормоз отпускается. Редуктор Ред3 ограничивает давление сжатого воздуха питательной магистрали до величины 0,53 МПа (5,5 кгс/см).
При получении сигнала от системы управления на включение стояночного тормоза (на пульте управления нажата кнопка «Включить СПТ») подается напряжение на электропневматический вентиль ЭПВН1 и происходит переключение органа переключательного ОП в положение, обеспечивающее выход сжатого воздуха через переключательный клапан ПК4 и краны разобщительные КрРШ8 и КрРШ9 из цилиндров стояночного тормоза (Цст1-Цст4) и индикаторов тормозов (ИТ1-ИТ4) в атмосферу. Стояночный тормоз приходит в действие.
Переход в режим пониженной тормозной эффективности осуществляется путем перевода ручки крана переключения режимов КрРШ2 из положения «Ш» в положение «X» при пересылке электропоезда в холодном состоянии. В режиме пониженной тормозной эффективности из управления исключается ограничитель давления автоматического тормоза (ОДА), а управляющее давление клапана пропорционального управления (КПУ) преобразуется с коэффициентом, заданным конструкцией делителя давления Д.
Преобразованное управляющее давление поступает в управляющую полость реле давления (РД) и происходит наполнение сжатым воздухом цилиндров тормозных блоков вагонов.
2
2
Блок системы пневматического подвешивания БСПП предназначен для подготовки сжатого воздуха для тормозной системы и системы пневматического подвешивания вагона электропоезда. Сжатый воздух из питательной магистрали электропоезда (из главного резервуара РС1) через фильтр (Ф), клапан обратный (КО) обеспечивает зарядку питательного резервуара тормозной системы (РС2). Клапан обратный (КО) предназначен для сохранения запаса сжатого воздуха в питательном резервуаре (РС2), необходимого для требуемого количества торможений в случае повреждения тормозной магистрали. Для контроля давления в питательной магистрали в блоке БСПП установлен датчик давления ДД13. Далее сжатый воздух из питательной магистрали поступает к клапану минимального давления зарядки (КМД3), который ограничивает зарядку системы пневматического подвешивания до достижения значения давления в питательной магистрали 0,67±0,02 МПа (6,7±0,2 кгс/см). При достижении значения давления в питательной магистрали данной величины клапан КМД3 открывается и происходит зарядка резервуара системы пневматического подвешивания (РС3). Далее через редуктор Ред2 сжатый воздух через кран КрРШ4 поступает к системе пневматического подвешивания. Редуктор Ред2 ограничивает давление сжатого воздуха питательной магистрали до величины 0,78 МПа (8,0 кгс/см).
При помощи разобщительного шарового крана КрРШ4 можно перекрыть доступ воздуха к пневморессорам при их неисправности.
Монитор диагностический предназначен для передачи и приема сообщений по линии CAN и отображении информации о:
- давлении и работоспособности датчиков давления (ДД):
- диагностических положениях разобщительных кранов и рукоятки блока БУСТ;
- наличии напряжения в петлях экстренного торможения;
- работоспособности каналов питания ИП-ЭЛ;
- наличии связи с устройствами внутренней сети CAN;
- состоянии системы противогаза;
- состоянии блока БУТ (блока управления тормозами);
- состоянии блока БУСТ (блока управления стояночным тормозом);
- версиях программного обеспечения блока тормозного оборудования (БТО).
Монитор состоит из корпуса. На боковых гранях корпуса расположены разъемы для подключения к шине CAN1 (Х1) и CAN2 (Х2) и разъем для подключения питания (Х3). На лицевой стороне корпуса монитора расположен жидкокристаллический дисплей и кнопки «Вверх», «Вниз», «Ввод» и «Возврат».
Шлюз осуществляет:
- гальваническую развязку между тормозным оборудованием и системой управления;
- прием и передачу сообщений по линии CAN;
- расчет тормозного давления в ТЦ при текущей загрузке пневмоподвески;
- анализ наличия связи по линии CAN с устройствами внутренней и внешней сети.
Регистратор осуществляет:
- прием и передачу сообщений по линии CAN;
- запись на USB-Flash-накопитель информации о работе тормозного оборудования;
Для начала записи поездки необходимо получить информацию о вставленной кассете комплекса БЛОК. Для окончания записи поездки необходимо получить информацию о том, что кассета комплекса БЛОК отсутствует.
Первый адаптер осуществляет:
- прием и передачу сообщений по линии CAN;
- обработку данных от датчиков давления и кранов шаровых с диагностикой.
Адаптер включается при подаче питания.
Второй адаптер осуществляет:
- прием и передачу сообщений по линии CAN;
- обработку данных от датчиков давления и кранов шаровых с диагностикой;
- управление вентилями блока управления стояночным тормозом (БУСТ);
- управлением цепями питания вентилей клапанов сбрасывающих трехпозиционных (КСТ-182).
Коробка коммутационная осуществляет:
- диагностический контроль тока вентиля тормоза безопасности (ВТБ);
- диагностический контроль входного напряжения питания.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет получить следующие технические преимущества по отношению к прототипу:
- в прототипе применены только три фиксированные ступени электропневматического тормоза (ЭПТ), а в полезной модели применено микропроцессорное управление ЭПТ, поэтому обеспечивается любая ступень торможения через каждые 0,01 МПа;
- применена расширенная диагностика, в том числе диагностический дисплей, чего нет в прототипе;
- в полезной модели петля безопасности реализована так, что кран машиниста не исключен из работы и является в штатном режиме всегда активным, а в прототипе кран машиниста в штатной работе неактивен;
- в полезной модели реализована противогазная защита поосная, а в прототипе - потележечная;
- в полезной модели имеется транспортировочные режим для следования поезда в холодном состоянии без пассажиров, чего нет в прототипе;
- в полезной модели имеются разобщительные краны, позволяющие отключить тормозные и стояночные цилиндры, а в прототипе их нет.
Настоящая полезная модель промышленно применима, обеспечивает повышение надежности функционирования системы торможения локомотива. Повышение эксплуатационной надежности компонентов блока управления тормозной системой подвижной железнодорожной единицы достигается не только компоновочным размещением пневматической части отдельно от места расположения электронных компонентов, но и тем, что все компоненты блока смонтированы на помещенной в контейнере кронштейн-плите, выполненной с внутренними воздуховодами, которые сообщаются с размещенными на задней стенке контейнера набором штуцеров, связываемых с различными магистралями и ресиверами. При такой компоновке все компоненты блока надежно защищены от воздействия внешней среды, появляется возможность открытого монтажа на кронштейн-плите электронных компонентов. Использование задней стенки контейнера для монтажа переходных штуцеров и электрических разъемов позволяет повысить ремонтопригодность блока за счет его изолирования от наружно располагаемых магистралей.