ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно, к устройству воздухораспределителей тормозов подвижного состава железных дорог, предназначенных для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах в зависимости от изменения давления в тормозной магистрали и установленного режима действия.
Известен воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по авторскому свидетельству.№403596 от 29.12.1971 г., МПК В 60 Т 15/18. Он имеет главную часть, в корпусе которой размещены главная подвижная перегородка, разделяющая рабочую и золотниковую камеры главной части, уравнительная подвижная перегородка, отделяющая атмосферную полость от уравнительной полости, сообщенной с тормозным цилиндром, двухседельный питательный клапан, режимная упорка. В этом воздухораспределителе устройство грузовых режимов торможения, порожнего, среднего, груженого, состоит из упомянутой режимной упорки, взаимодействующей с эксцентриком валика режимного переключателя, и концентрических колец, установленных на уравнительной подвижной перегородке с различными осевыми зазорами относительно опорной поверхности корпуса главной части. Величина давления сжатого воздуха в уравнительной полости, а, следовательно, и в тормозном цилиндре, при торможении на заданном режиме торможения, порожнем, среднем, груженом, определяется величиной рабочей площади уравнительной подвижной перегородки. Эта величина устанавливается включением в работу того или иного концентрического кольца уравнительной подвижной перегородки режимной упоркой, положение которой определяется эксцентриком валика режимного переключателя на соответствующем грузовом режиме торможения. Такое выполнение воздухораспределителя усложняет его конструкцию, снижает надежность его действия при торможении, так как возможные допустимые отклонения размеров концентрических колец и их зазоров относительно корпуса может привести к различной величине давления в тормозных цилиндрах отдельных вагонов железнодорожного подвижного состава на
одном и том же грузовом режиме торможения.
Известен воздухораспределитель тормоза железнодорожного подвижного состава по патенту РФ №43514 на полезную модель от 12.10.2004 г., МПК В 60 Т 15/18. Он содержит главную и магистральную части, закрепленные на кронштейне с двумя камерами. Главная часть имеет главный поршень с главным золотником, двухседельный питательный клапан, уравнительный поршень, отделяющий атмосферную полость от полости, сообщенной с тормозным цилиндром. В атмосферной полости расположены большая и малая пружины с упорками. Упорка малой пружины взаимодействует с эксцентриком валика переключателя грузовых режимов торможения, порожнего, среднего, груженого, размещенного в кронштейне. Эксцентрик в этом воздухораспределителе выполнен в виде закругленного Г-образного профиля. На порожнем режиме торможения упорка малой пружины упирается в плоскую поверхность большего размера Г-образного профиля эксцентрика валика переключателя грузовых режимов торможения. На среднем режиме торможения упорка малой пружины упирается в торцевую поверхность Г-образного профиля эксцентрика. И только на груженом режиме торможения упорка малой пружины касается цилиндрической поверхности эксцентрика. Кроме того, в этом воздухораспределителе малая пружина выполняется с меньшей жесткостью и с увеличенной длиной, что требует изменения конструкции упорок. Такое выполнение воздухораспределителя приводит к уменьшению величин конечного давления при торможении в тормозном цилиндре на всех грузовых режимах торможения, к изменению конструкции не только эксцентрика валика переключателя грузовых режимов торможения, но и конструкции главной части воздухораспределителя в части пружин и упорок устройства грузовых режимов торможения. При этом, такое выполнение воздухораспределителя нарушает основное требование к приборам тормозных систем железнодорожных транспортных средств, в частности, к приборам тормозных систем грузового подвижного состава железных дорог (грузовых вагонов, грузовых локомотивов) - взаимозаменяемость усовершенствованных приборов с используемыми на железнодорожном транспорте приборами для обеспечения безопасности движения на транспорте. При различных видах ремонта тормозного оборудования на железнодорожном транспорте снятая главная часть воздухораспределителя одного грузового вагона может быть установлена на кронштейне другого вагона. Тем более, сроки модернизации могут продолжаться не один десяток лет, так как парк грузового подвижного состава достигает мнгогих сотен тысяч единиц. В результате, главная часть рассматриваемого воздухораспределителя может быть установлена на кронштейн с неизмененной конструкцией переключателя грузовых режимов торможения и наоборот. Поэтому, при включении требуемого
грузового режима торможения в воздухораспределителях в зависимости от имеющейся загрузки вагонов, в целом по всему грузовому поезду получаются различные комбинации установленных грузовых режимов. В результате, вместо одного воздухораспределителя тормоза грузового подвижного состава железных дорог, отвечающего установленным техническим требованиям, принятым на железнодорожном транспорте, появятся несколько воздухораспределителей с различными предельными величинами давлений в тормозных цилиндрах на одинаковых грузовых режимах торможения. Это может привести к нарушению безопасности движения на железнодорожном транспорте.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому воздухораспределителю тормоза железнодорожного транспортного средства является воздухораспределитель типа 483, применяемый на всем грузовом подвижном составе железных дорог России, стран СНГ, ряда других зарубежных стран (см.: Справочник «Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава» Москва, «Транспорт» 1989, стр.177. Каталог «Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава рельсового транспорта» Москва 2002, стр.4, 5. Книга «Автоматические тормоза подвижного состава железнодорожного транспорта», автор Асадченко В.Р., Москва 2002, стр.71-75). Он содержит магистральную и главную части, установленные на кронштейне с рабочей и золотниковой камерами. Главная часть имеет главный поршень, распределительный золотник с питательным клапаном, уравнительный поршень, разделяющий уравнительную и атмосферную полости. В атмосферной полости расположены малая и большая пружины устройства грузовых режимов торможения, порожнего, среднего, груженого. В устройство грузовых режимов торможения входят также упорки малой и большой пружин, которые установлены с опиранием в уравнительный поршень и каждая в свою упорку. Упорка малой пружины установлена с возможностью взаимодействия с цилиндрическим эксцентриком валика переключателя режимов торможения устройства грузовых режимов торможения воздухораспределителя. Переключатель грузовых режимов торможения с валиком с эксцентриком размещены в кронштейне с рабочей и золотниковой камерами. Недостатком этого воздухораспределителя является установка им на малых ступенях торможения одинаковой величины давления в тормозном цилиндре на среднем и порожнем режимах торможения. Это приводит к тому, что возможно возникновение разницы в величинах удельных тормозных сил у груженых и порожних вагонов в железнодорожных составах, состоящих из вагонов с различной загрузкой. В результате, в таких составах при установке порожних вагонов перед гружеными при торможении происходит набегание груженых вагонов на порожние, что может привести к увеличению продольно-динамических усилий при
торможении.
Заявляемый воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства решает задачу улучшения плавности торможения железнодорожных транспортных средств.
Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемой полезной модели, заключается в обеспечении воздухораспределителем при торможении установку величин давления в тормозном цилиндре на всех ступенях торможения, соответствующих заданному грузовому режиму торможения.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном воздухораспределителе тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащем магистральную и главную части, установленные на кронштейне с рабочей и золотниковой камерами, при этом, главная часть имеет главный поршень, распределительный золотник с питательным клапаном, уравнительный поршень, разделяющий уравнительную полость и атмосферную полость, в которой расположены малая и большая пружины устройства грузовых режимов торможения, порожнего, среднего, груженого, размещенные с опиранием в уравнительный поршень, и каждая в свою соответствующую упорку, причем упорка малой пружины установлена с возможностью взаимодействия с цилиндрическим эксцентриком валика переключателя режимов торможения, расположенного в кронштейне с рабочей и золотниковой камерами, устройства грузовых режимов торможения, цилиндрический эксцентрик валика переключателя режимов торможения выполнен с круглым поперечным сечением с лыской, при этом, величина полного хода уравнительного поршня на порожнем режиме торможения при полном служебном или экстренном торможении менее величины расстояния между упоркой малой пружины и поверхностью лыски цилиндрического эксцентрика валика переключателя режимов торможения, а на среднем режиме торможения упорка малой пружины в начальный момент торможения расположена с касанием в цилиндрическую поверхность эксцентрика валика переключателя режимов торможения.
Такое выполнение предлагаемого воздухораспределителя обеспечивает установку воздухораспределителем при торможении величин давления в тормозном цилиндре на всех ступенях торможения, соответствующих заданному грузовому режиму торможения, в повышении плавности торможения железнодорожных транспортных средств.
Это объясняется следующим образом. Большая пружина устройства грузовых режимов торможения воздухораспределителя
устанавливается между уравнительным поршнем и своей упоркой с предварительным поджатием. Малая пружина устанавливается между уравнительным поршнем и своей упоркой в свободном состоянии. При торможении снижается давление в тормозной магистрали, следовательно, и в золотниковой камере главной части. Главный поршень под усилием давления в рабочей камере главной части перемещается вместе с распределительным золотником до закрытия питательным клапаном сообщения уравнительной полости, а, следовательно, и тормозного цилиндра, с атмосферой и открытия сообщения их с запасным резервуаром. Далее главный поршень и уравнительный поршень перемещаются на величину хода, соответствующего заданной ступени торможения. Когда переключатель режимов торможения устройства грузовых режимов торможения устанавливается в положение среднего режима (при средней загрузке вагона), то цилиндрический эксцентрик его валика касается упорки малой пружины. При этом, малая пружина установлена свободно с опиранием в уравнительный поршень и в свою упорку. Поэтому, начиная с минимальных ступеней торможения, малая пружина включается в действие. На каждой заданной ступени торможения усилие сжимаемой малой пружины суммируется с усилием большой пружины, что определяет установление в тормозном цилиндре при торможении величины давления в соответствии со средней загрузкой вагона. В то же время, наличие лыски на круглом сечении цилиндрического эксцентрика валика переключателя режимов торможения позволяет уравнительному поршню при торможении на порожнем режиме делать полный ход от минимальной ступени торможения до полного служебного или экстренного торможения без касания упорки малой пружины в эксцентрик валика переключателя. Поэтому, на порожнем режиме торможения малая пружина не включается в действие. На груженом режиме торможения переключатель режимов торможения устанавливается в положение, при котором цилиндрический эксцентрик его валика воздействует на упорку малой пружины. То есть, на груженом режиме сумма усилий пружин, большой и малой, устанавливается максимальной, соответствующей требуемой величине давления в тормозном цилиндре при торможении на груженом режиме на всех ступенях торможения и полном служебном или экстренном торможении. Таким образом, на всех грузовых режимах торможения обеспечивается соответствие величины давления в тормозном цилиндре установленному грузовому режиму торможения, порожнему, среднему, груженому. Поэтому и продольно-динамические усилия, возникающие в грузовом поезде при торможении, соответствуют установленным по условиям обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте величинам.
Предлагаемый воздухораспределитель тормоза железнодорожного
транспортного средства иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3, 4 (пример выполнения). На фиг.1 схематично изображен общий вид предлагаемого воздухораспределителя. На фиг.2 схематично показано положение цилиндрического эксцентрика валика переключателя режимов торможения на груженом режиме торможения, на фиг.3 схематично показано положение цилиндрического эксцентрика валика переключателя режимов торможения на среднем режиме торможения, на фиг.4 схематично показано положение цилиндрического эксцентрика валика переключателя режимов торможения на порожнем режиме торможения.
Воздухораспределитель (фиг.1) содержит магистральную часть 1, главную часть 2, установленные на кронштейне 3 с рабочей и золотниковой камерами (на чертеже не показаны). Главная часть 2 имеет главный поршень 4, распределительный золотник 5, питательный клапан 6, уравнительный поршень 7. Главный поршень 4 отделяет рабочую камеру 8 главной части 2 от золотниковой камеры 9 главной части 2. Рабочая камера 8 главной части 2 сообщена с рабочей камерой кронштейна и рабочей камерой магистральной части 1 (на чертеже не показано). Золотниковая камера 9 главной части 2 сообщена с золотниковой камерой кронштейна и золотниковой камерой магистральной части 1 (на чертеже не показано). Магистральная часть связывает золотниковую камеру с тормозной магистралью (на чертеже не изображена). Уравнительный поршень 7 разделяет уравнительную полость 10 и атмосферную полость 11 и имеет атмосферное отверстие 12. Уравнительная полость 10 постоянно сообщена с тормозным цилиндром (на чертеже не показан). В атмосферной полости 11 расположены большая пружина 13 и малая пружина 14 устройства грузовых режимов торможения, порожнего, среднего, груженого. Большая пружина 13 размещена с опиранием в уравнительный поршень 7 и в свою упорку 15. Малая пружина 14 размещена с опиранием в уравнительный поршень 7 и в свою упорку 16, имеющую жестко связанный с ней опорный винт 17. В устройство грузовых режимов торможения входит также переключатель режимов торможения (на чертеже не показан) с валиком 18, имеющим цилиндрический эксцентрик 19. Цилиндрический эксцентрик 19 выполнен с круглым поперечным сечением с лыской 20. Большая пружина 13 установлена между уравнительным поршнем 7 и своей упоркой 15 с предварительным поджатием. Малая пружина 14 устанавливается между уравнительным поршнем 7 и своей упоркой 16 в свободном состоянии. Величина расстояния между поверхностью лыски 20 и упоркой 16 малой пружины 14 (в рассматриваемом примере выполнения - опорным винтом 17 упорки 16) на порожнем режиме торможения (фиг.4) устанавливается большей, чем полный ход уравнительного поршня 7 при полном служебном или экстренном торможении. При этом, на среднем режиме торможения (фиг.3) упорка 16
(опорный винт 17 упорки 16) в начальный момент торможения расположена с касанием в цилиндрическую поверхность эксцентрика 19 валика 18 переключателя режимов торможения, а малая пружина 14 установлена свободно с опиранием в уравнительный поршень 7 и в свою упорку 16. На груженом режиме торможения (фиг.2) переключатель режимов торможения устанавливается в положение, при котором цилиндрический эксцентрик 19 его валика 18 воздействует на упорку 16 малой пружины 14, так что на груженом режиме осуществляется предварительное поджатие малой пружины 14.
Воздухораспределитель действует следующим образом.
При торможении снижается давление в тормозной магистрали (на чертеже не показана), следовательно, и в золотниковой камере 9 главной части 2. Главный поршень 4 под усилием давления сжатого воздуха в рабочей камере 8 перемещается вместе с распределительным золотником 5 до перекрытия питательным клапаном 6 атмосферного отверстия 12 в уравнительном поршне 7. То есть до перекрытия сообщения тормозного цилиндра с атмосферой и сообщения его с источником сжатого воздуха - запасным резервуаром. Далее главный поршень и уравнительный поршень перемещаются на величину хода, соответствующего заданной ступени торможения. Когда переключатель режимов торможения устройства грузовых режимов торможения устанавливается в положение порожнего режима (фиг.4) (порожний вагон), то установленное расстояние между упоркой 16 (ее опорным винтом 17) и лыской 20 цилиндрического эксцентрика 19 валика 18 переключателя режимов торможения обеспечивает полный ход уравнительного поршня 7 при торможении на порожнем режиме от минимальной ступени торможения до полного служебного или экстренного торможения без упирания упорки 16 малой пружины 14 в цилиндрический эксцентрик 19 валика 18. Поэтому, на порожнем режиме торможения малая пружина 14 не включается в действие. Когда переключатель режимов торможения устанавливается в положение среднего режима (фиг.3) (при средней загрузки вагона), то цилиндрический эксцентрик 19 его валика 18 касается упорки 16 (ее опорного винта 17) малой пружины 14. Малая пружина 14, при этом, установлена свободно с опиранием в уравнительный поршень 7 и в свою упорку 16. Поэтому, начиная с минимальных ступеней торможения, происходит поджатие малой пружины 14 при торможении на среднем режиме. То есть, на среднем режиме малая пружина 14 включается в действие. На каждой заданной ступени торможения усилие сжимаемой малой пружины 14 суммируется с усилием большой пружины 13, что определяет установление в тормозном цилиндре при торможении величины давления в соответствии со средней загрузкой вагона. На груженом режиме торможения (фиг.2) переключатель режимов торможения устанавливается в положение, при
котором цилиндрический эксцентрик 19 его валика 18 воздействует на упорку 16 (ее опорный винт 17) малой пружины 14. То есть, происходит предварительное поджатие малой пружины 14 на груженом режиме. Следовательно, на груженом режиме торможения сумма усилий пружин 14 и 13 устанавливается максимальной, соответствующей требуемой величине давления в тормозном цилиндре при торможении на груженом режиме на всех ступенях торможения и полном служебном или экстренном торможении. Таким образом, на всех грузовых режимах торможения обеспечивается соответствие величины давления в тормозном цилиндре установленному грузовому режиму торможения, порожнему, среднему, груженому.