КРАН ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ТОРМОЗА ЛОКОМОТИВА
LOCOMOTIVE AUXILIARY BRAKE VALVE

Изобретение относится к средствам дистанционного управления процессом торможения локомотива и может быть использовано при выполнении маневровых работ и вспомогательного торможения в составе поезда.
Известен кран вспомогательного тормоза локомотива с распределительным органом в виде поршня, смонтированного в корпусе и находящегося под действием пружины, связанной с ручным приводом, при этом кран снабжен одноманжетным и двухманжетным поршнями, камеры цилиндра которых сообщены соответственно каналами с воздухораспределителем, камерой реле давления, подпоршневой полостью и выпускным клапаном, хвостовик которого при отпускном положении упирается в ручку крана, причем одноманжетный поршень подпружинен и камера его пружины сообщена через дросселирующие отверстия с камерой реле давления, воздухораспределителя и выпускного клапана (авторское свидетельство СССР на изобретение №181147).
Основными недостатками данного технического решения являются ограниченные динамические возможности устройства, вызванные наличием большого количества пневматических механизмов и отсутствие возможности дистанционного управления.
Известен кран машиниста вспомогательного тормоза локомотива, содержащий орган независимого отпуска тормоза, соединенный с воздухораспределителем и переключателем, связывающим орган независимого отпуска и задающий орган с реле давления, подключенным к источнику питания сжатым воздухом и тормозному цилиндру, при этом, задающий орган выполнен в виде двух электромагнитных вентилей, один из которых связан с переключателем и посредством устройства резервного управления краном, выполненного в виде клапанов, связанных рукояткой - с источником питания, а второй вентиль связан с реле давления и атмосферой, причем орган независимого отпуска тормоза снабжен электромагнитным вентилем с клапаном отделения от атмосферы, а в месте сообщения реле давления с переключателем размещена камера с дроссельным отверстием (авторское свидетельство СССР №503761).
Основным недостатком данного технического решения является накапливание сжатого воздуха в полости управляющего давления реле давления и, как следствие, тормозном цилиндре, что может привести к нарушению управляемости вспомогательным тормозом локомотива, а именно к его самопроизвольному срабатыванию на торможение.
Также известен кран машиниста вспомогательного тормоза железнодорожного тягового средства, содержащий реле давления, имеющее полости управляющего и управляемого давлений, и электромагнитные вентили торможения и отпуска, сообщающие полость управляющего давления реле давления соответственно с источником сжатого воздуха и с атмосферой, и пневматический орган автоматической перекрыши, включающий две полости, одна из которых сообщена с полостью управляющего давления реле давления посредством недросселированного канала, а вторая - постоянно связана с атмосферой и имеет сообщение с полостью управляющего давления реле давления посредством дросселированного канала (патент РФ на изобретение №2211161).
К недостаткам устройства следует отнести отсутствие диагностики оборудования и необходимость ручного отслеживания уровня давления в импульсной магистрали, что снижает качество торможения и скорость выполнения маневровых операций.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является кран вспомогательного тормоза локомотива, выбранный за прототип, содержащий устанавливаемый в пульт машиниста контроллер, блок управления, исполнительный блок с редуктором, подключенным к питающей магистрали, пневмораспределитель сжатого воздуха, имеющий полость управляющего давления и полость для соединения тормозных цилиндров с питающей магистралью или атмосферой, электромагнитные вентили тормоза и отпуска, сообщающими полость управляющего давления пневмораспределителя сжатого воздуха, соответственно, с питающей магистралью и атмосферой, при этом кран снабжен датчиками давления, связанными с блоком управления и электропневмораспределителем контроля давления, сообщающим датчики давления с тормозными цилиндрами или с полостью управляющего давления пневмораспределителя сжатого воздуха и вентилем тормоза, при этом полость управляющего давления пневмораспределителя сжатого воздуха связана с электропневмораспределителем контроля давления и вентилем тормоза через электропневмораспределитель переключения на резервный пневматический управляющий модуль. Кроме того блок управления и исполнительный блок расположены в едином корпусе и выполнены с возможностью установки в машинном отделении локомотива, контроллер имеет пять фиксированных положений - одно поездное и четыре тормозных, кран снабжен переносным пультом дистанционного управления (патент РФ на полезную модель №102924). К недостаткам прототипа следует отнести:
- отсутствие автоматического включения вспомогательного тормоза при автостопном торможении и экстренном торможении краном машиниста;
- избыточное количество, а именно двух, органов управления (контроллера крана вспомогательного тормоза и крана резервного управления);
- невозможность задания контроллером крана вспомогательного тормоза требуемой величины давления в тормозных цилиндрах.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении:
- автоматического включения вспомогательного тормоза при автостопном торможении и экстренном торможении краном машиниста независимо от положения контроллера крана вспомогательного тормоза;
- возможности управления вспомогательным тормозом от одного органа управления (контроллера) как в режиме дистанционного управления, так и в режиме резервного управления;
- возможности задания контроллером крана вспомогательного тормоза любой величины давления в тормозных цилиндрах.
Указанный технический результат достигается тем, что кран вспомогательного тормоза локомотива, содержащий установленный в пульт управления локомотивом контроллер крана вспомогательного тормоза, связанный с блоком управления, с которым также связаны не менее одного датчика давления, электропневмораспределитель переключения на резервное пневматическое управление и электропневматические вентили торможения и отпуска, редуктор, через который питательная магистраль подключена к электропневматическому вентилю торможения, пневмораспределитель сжатого воздуха, имеющий полость управляющего давления, связанную с не менее чем одним датчиком давления и электропневмораспределителем переключения на резервное пневматическое управление, и полость для соединения тормозных цилиндров с питающей магистралью или атмосферой. Кран вспомогательного тормоза локомотива дополнительно снабжен связанными с блоком управления индикатором, переключателем режима управления торможением со ступенчатого на плавное и переключателем управления торможением с дистанционного на резервное, а также механически связанными с контроллером крана вспомогательного тормоза пневматическими клапанами торможения и отпуска резервного пневматического управления.
При этом контроллер вспомогательного тормоза имеет три фиксированных положения - отпуск, перекрыша, торможение. Блок управления также связан с пультом дистанционного управления, с контроллером крана машиниста, электропневматическим клапаном автостопа. Индикатор должен быть расположен на рабочем месте машиниста, например, в пульте управления локомотивом, и отображать величину давления, устанавливаемую в полости управляющего давления пневмораспределителя сжатого воздуха, а также, например, ступени торможения и режим торможения от крана машиниста или электропневматического клапана автостопа. Переключатель режима управления торможением со ступенчатого на плавное и переключатель управления торможением с дистанционного на резервное также должны быть расположены на рабочем месте машиниста, например, в пульте управления локомотивом.
На фиг. 1 показаны связанные с блоком управления 1, установленный в пульте управления локомотивом (на фиг.не показан), контроллер 2 крана вспомогательного тормоза, рукоятка которого имеет три фиксированных положения - отпуск («О»), перекрыша («П»), торможение («Т»), электропневматические вентили торможения 3 и отпуска 4, электропневмораспределитель переключения на резервное пневматическое управление 5, датчик (датчики) давления 6, переключатель режима управления торможением 7 со ступенчатого на плавное, переключатель управления торможением 8 с дистанционного на резервное, индикатор 9, пульт дистанционного управления 10, контроллер крана машиниста 11, электропневматический клапан автостопа 12.
Блок управления 1 может быть реализован, например, на основе перепрограммируемого микропроцессора.
Контроллер 2 крана вспомогательного тормоза механически связан с пневматическими клапанами торможения 13 и отпуска 14.
Питательная магистраль 15 подключена к пневмораспределителю сжатого воздуха 16 и через редуктор 17 к электропневматическому вентилю торможения 3 и пневматическому клапану торможения 13.
Выход электропневматического вентиля торможения 3 соединен с входом электропневматического вентиля отпуска 4 и с одним из входов электропневмораспределителя переключения на резервное пневматическое управление 5, другой вход которого соединен с выходом пневматического клапана торможения 13 и входом пневматического клапана отпуска 14. Выход электропневмораспределителя переключения на резервное пневматическое управление 5 соединен с управляющей полостью пневмораспределителя сжатого воздуха 16, давление в которой измеряет датчик (датчики) давления 6. Другая полость пневмораспределителя сжатого воздуха 16 соединяет тормозные цилиндры (на фиг.не показаны) с питательной магистралью 15 или с атмосферой.
Кран вспомогательного тормоза локомотива в зависимости от положения переключателя управления торможением 8 работает следующим образом.
1. При установке переключателя управления торможением 8 в положение «дистанционное» блок управления 1 включает электропневмораспределитель 5, после чего полость управляющего давления пневмораспределителя сжатого воздуха 16 и датчик (датчики) давления 6 соединяются с электропневматическими вентилями торможения 3 и отпуска 4.
Если переключатель режима управления торможением 7 находится в положении «плавно» и рукоятка контроллера крана вспомогательного тормоза 2 устанавливается в положение «Т», блок управления 1 включает электропневматические вентили торможения 3 и отпуска 4, в результате чего питательная магистраль 15 через редуктор 17, электропневматический вентиль торможения 3 и электропневмораспределитель 5 соединяется с управляющей полостью пневмораспределителя сжатого воздуха 16, давление в которой измеряет датчик (датчики) давления 6. Измеренная датчиком (датчиками) давления 6 величина передается в блок управления 1 и отображается на индикаторе 9. При переводе рукоятки контроллера 2 крана вспомогательного тормоза в положение «П» блок управления 1 выключает электропневматический вентиль торможения 3, а электропневматический вентиль отпуска 4 остается включенным. Блок управления 1 запоминает величину установившегося давления в управляющей полости пневмораспределителя сжатого воздуха 16 и поддерживает его включением электропневматического вентиля торможения 3 или выключением электропневматического вентиля отпуска 4. Пневмораспределитель сжатого воздуха 16 соединяет тормозные цилиндры (на фиг. не показаны) с питательной магистралью 15 и наполняет их до давления, установленного в управляющей полости пневмораспределителя.
При необходимости уменьшить давление в тормозных цилиндрах машинист переводит рукоятку контроллера 2 крана вспомогательного тормоза в положение «О», что приводит к отключению электропневматических вентилей торможения 3 и отпуска 4 блоком управления 1. Электропневматический вентиль отпуска 4 соединяет управляющую полость пневмораспределителя сжатого воздуха 16 с атмосферой и давление в ней начинает уменьшаться до достижения необходимой величины, отображаемой на индикаторе 9, после чего машинист переводит рукоятку контроллера 2 крана вспомогательного тормоза в положение «П» и блок управления 1 включает электропневматический вентиль отпуска 4, запоминает новое значение величины давления в управляющей полости пневмораспределителя сжатого воздуха 16 и поддерживает его включением электропневматического вентиля торможения 3 или выключением электропневматического вентиля отпуска 4, причем это давление пневмораспределитель сжатого воздуха 16 поддерживает и в тормозных цилиндрах (на фиг. не показаны). В случае, если рукоятка контроллера 2 крана вспомогательного тормоза остается в положении «О» давление управляющей полости пневмораспределителя сжатого воздуха 16 снижается до атмосферного, что приводит к снижению давления в тормозных цилиндрах также до атмосферного.
Таким образом машинист может плавно изменять давление в тормозных цилиндрах до необходимого значения.
Для обеспечения возможности изменения давления в тормозных цилиндрах ступенями в блоке управления 1 хранятся значения давления, соответствующие нескольким (например, 4-ем) ступеням торможения.
Если переключатель режима управления торможением 7 находится в положении «ступенями», при установке рукоятки контроллера 2 крана вспомогательного тормоза в положение «Т», а затем «П», блок управления 1 включает электропневматические вентили торможения 3 и отпуска 4 до достижения заданного фиксированного уровня давления первой ступени в управляющей полости пневмораспределителя сжатого воздуха 16, а затем выключает электропневматический вентиль торможения 3 и поддерживает заданный уровень давления, величина которого отображается на индикаторе 9, на котором также отображается номер ступени торможения. В случае необходимости машинист с помощью повторной установки рукоятки контроллера 2 крана вспомогательного тормоза последовательно в положения «Т» и «П» задает соответствующие ступени торможения. При необходимости уменьшить ступень торможения машинист переводит рукоятку контроллера 2 крана вспомогательного тормоза в положение «О», а затем в «П». При этом блок управлении 1 выбирает уровень давления, соответствующий ближайшей ступени торможения.
При срабатывании электропневматического клапана автостопа 12 или установке контроллера крана машиниста 11 в положение экстренного торможения блок управления 1 включает электропневматические вентили торможения 3 и отпуска 4 независимо от положения котроллера 2 крана вспомогательного тормоза.
В случае необходимости управление работой крана вспомогательного тормоза может осуществляться с помощью пульта дистанционного управления 10.
2. При установке переключателя управления торможением 8 в положение «резервное» блок управления 1 отключает питание электропневмораспределителя переключения на резервное пневматическое управление 5, который соединяет выход пневматического клапана торможения 13 и вход пневматического клапана отпуска 14 с управляющей полостью пневмораспределителя сжатого воздуха 16. При установке рукоятки контроллера 2 крана вспомогательного тормоза в положение «Т» питательная магистраль 15 через редуктор 17, пневматический клапан торможения 13 и электропневмораспределитель переключения на резервное пневматическое управление 5 наполняет управляющую полость пневмораспределителя сжатого воздуха 16 до достижения требуемой величины давления в тормозных цилиндрах (на фиг. не показаны). После перевода рукоятки контроллера 2 крана вспомогательного тормоза в положение «П» это давление в тормозных цилиндрах сохраняется. При переводе рукоятки контроллера 2 крана вспомогательного тормоза в положение «О» происходит выпуск воздуха из управляющей полости пневмораспределителя сжатого воздуха 16 через электропневмораспределитель переключения на резервное пневматическое управление 5 и пневматический клапан отпуска 14 в атмосферу. Контроль за величиной давления в тормозных цилиндрах машинист осуществляет по манометру тормозных цилиндров (на фиг. не показаны).
Таким образом предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность управления вспомогательным тормозом от одного контроллера крана вспомогательного тормоза как в режимах дистанционного, так и резервного управления, возможность задания контроллером крана вспомогательного тормоза любой величины давления в тормозных цилиндрах, автоматического включения вспомогательного тормоза при автостопном торможении и экстренном торможении краном машиниста независимо от положения контроллера крана вспомогательного тормоза.