ЭЛЕКТРОВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ELECTRIC AIR DISTRIBUTOR OF THE BRAKE OF A RAILWAY VEHICLE

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройству тормозов пассажирских поездов с локомотивной тягой.
Общеизвестно что, при эксплуатации электровоздухораспределителя в зимний период времени наблюдаются случаи заклинивания колесных пар, приводящие к их повреждению из-за превышения допустимой тормозной силы, действующей на колесную пару. Причиной таких случаев является примерзание клапанов электровоздухораспределителя при торможении и движении вагона в заторможенном состоянии при отпущенном тормозе.
Известен электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, принцип работы которого основан на электрическом управлении пневматическим распределением воздушных потоков [Афонин, Г.С. Автоматические тормоза подвижного состава: учебник для студ. учреждений сред, проф. образования / Г.С. Афонин, В.Н. Барщенков, Н.В. Кондратьев. - М.,: Изд. центр «Академия», 2010. - 320 с].
Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, управляемый машинистом посредством блока управления тормозом поезда, представляет собой взаимосвязанные электрический блок, предназначенный для преобразования электрических управляющих сигналов в пневматические, и пневматическое реле, предназначенное для распределения воздушных потоков в тормозной системе транспортного средства.
Упомянутый электрический блок содержит камеру управляющего давления, тормозной и отпускной электромагнитные вентили.
Камера управляющего давления выполнена с диафрагмой, предназначенной для передачи давления сжатого воздуха из камеры управляющего давления в пневматическое реле и с отверстием, предназначенным для сообщения камеры управляющего давления с пневматическим реле.
Каждый электромагнитный вентиль включает электромагнитную катушку и клапан. Катушки отпускного и тормозного электромагнитных вентилей размещены на камере управляющего давления и электрически связанны между собой, а также с блоком управления тормозом поезда.
При этом катушка отпускного электромагнитного вентиля выполнена с осевым отверстием, сообщающим камеру управляющего давления с атмосферой.
Клапаны тормозного и отпускного электромагнитных вентилей расположены внутри камеры управляющего давления и имеют возможность вертикального перемещения относительно соответствующих катушек. При этом клапан отпускного электромагнитного вентиля расположен под осевым отверстием этого вентиля, а клапан тормозного электромагнитного вентиля расположен над отверстием, сообщающим камеру управляющего давления с пневматическим реле.
Пневматическое реле жестко соединено с камерой управляющего давления и пневматически соединено с атмосферой, с тормозным цилиндром и с тормозной магистралью тормозной системы вагона поезда.
Электромагнитные катушки тормозного и отпускного электромагнитных вентилей электрически соединены параллельно и подключены к блоку управления тормозом поезда. Выходы электромагнитных катушек тормозного и отпускного электромагнитных вентилей заземлены на корпус электровоздухораспределителя.
Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.
При торможении машинист переводит блок управления тормозом в позицию торможения, что приводит к подаче на катушки отпускного и тормозного электромагнитных вентилей электровоздухораспределителя постоянного тока. Постоянный ток в катушках отпускного и тормозного электромагнитных вентилей создает электромагнитную силу, которая притягивает клапаны вентилей к катушкам. При этом клапан отпускного электромагнитного вентиля закрывает осевое отверстие в катушке упомянутого вентиля и разобщает камеру управляющего давления с атмосферой, а клапан тормозного электромагнитного вентиля открывает отверстие сообщающее камеру управляющего давления с пневматическим реле. Камера управляющего давления через пневматическое реле соединяется с тормозной магистралью вагона, воздух из нее перетекает в камеру управляющего давления, давление воздуха в камере управляющего давления повышается, что приводит к прогибу подвижной диафрагмы внутрь пневматического реле.
Сжатый воздух, перетекая из тормозной магистрали в камеру управляющего давления, расширяется, что приводит к понижению его температуры и конденсации влаги из него на стенках камеры управляющего давления. При отрицательных температурах влага на стенках камеры управляющего давления начинает кристаллизоваться.
По мере прогиба подвижной диафрагмы сжатый воздух из тормозной магистрали через пневматическое реле перетекает в тормозной цилиндр. Давление воздуха в нем быстро повышается. Тормоз находится в состоянии торможения. При этом лед, образовавшийся на стенках камеры управляющего давления и клапанах, не мешает работе электровоздухораспределителя.
При достижении в тормозном цилиндре давления воздуха необходимой величины машинист переводит блок управления тормозом в позицию перекрыши. Это приводит к подаче постоянного тока только на катушку отпускного электромагнитного вентиля, а катушка тормозного электромагнитного вентиля становится обесточенной.
При этом клапан отпускного электромагнитного вентиля остается прижатым к катушке этого вентиля и разобщает камеру управляющего давления с атмосферой. Клапан обесточенного тормозного электромагнитного вентиля опускается вниз и закрывает отверстие, сообщающее камеру управляющего давления через пневматическое реле с тормозной магистралью. Поступление воздуха из тормозной магистрали в камеру управляющего давления прекращается. Давление воздуха в камере управляющего давления стабилизируется и остается постоянным.
В пневматическом реле продолжается подача сжатого воздуха из тормозной магистрали в тормозной цилиндр до тех пор, пока давление в нем не станет равным давлению в камере управляющего давления. При установлении равных давлений в тормозном цилиндре и в камере управляющего давления подвижная диафрагма занимает горизонтальное положение, и пневматическое реле прекращает подачу воздуха в тормозной цилиндр. Тормоз находится в состоянии перекрыши, при котором величина тормозной силы сохраняется длительное время на всем протяжении тормозного пути.
За это время при отрицательных температурах влага в камере управляющего давления полностью замерзает, и к ее седлу примерзнет клапан отпускного электромагнитного вентиля.
При отпуске тормоза машинист переводит блок управления тормозом в позицию отпуска, что приводит к подаче на катушки отпускного и тормозного электромагнитных вентилей электровоздухораспределителя переменного тока высокой частоты (625 гц). При упомянутой частоте переменного тока в электромагнитных вентилях электромагнитная сила не создается. В этом случае клапан тормозного электромагнитного вентиля остается в нижнем закрытом положении, клапан отпускного электромагнитного вентиля отходит от седла соответствующей катушки и находится в нижнем открытом положении. При таком положении клапанов электромагнитных вентилей в камере управляющего давления поддерживается атмосферное давление. Пневматическое реле обеспечивает сообщение тормозного цилиндра с атмосферой, что приводит к понижению в нем давления. Тормозная сила при этом уменьшается, прекращая торможение и обеспечивая отпуск тормоза.
При отрицательных температурах клапан отпускного электромагнитного вентиля не отходит от седла соответствующей катушки и остается в верхнем закрытом положении. При таком положении клапанов электромагнитных вентилей в камере управляющего давления поддерживается давление, установленное при торможении. Такое же давление устанавливается в тормозном цилиндре. Тормозная сила сохраняется, торможение при отпущенном состоянии тормоза продолжается.
Движение вагона длительное время в заторможенном состоянии при отпущенном состоянии тормоза приводит к нарушению условия безюзного торможения, к заклиниванию колес и повреждению колесных пар.
Восстановить нормальную работу электровоздухораспределителя при отпущенном тормозе и обеспечить отпуск тормоза вагона возможно только при остановке поезда на станции.
Достоинством известного электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства является обеспечение надежной работы тормоза в теплое время года.
Недостаток известного электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства заключается в торможении вагона при нахождении тормоза в отпущенном состоянии за счет примерзания отпускного клапана к камере управляющего давления в условиях отрицательных температур и, как следствие, к возможному заклиниванию и повреждению колесных пар.
Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности существенных признаков является электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, принцип работы которого основан на электрическом управлении пневматическим распределением воздушных потоков [Афонин, Г.С. Автоматические тормоза подвижного состава: учебник для студ. учреждений сред, проф. образования / Г.С. Афонин, В.Н. Барщенков, Н.В. Кондратьев. - М.,: Изд. центр «Академия», 2010. - 320 с].
Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, управляемый машинистом посредством блока управления тормозом поезда, представляет собой взаимосвязанные электрический блок, предназначенный для преобразования электрических управляющих сигналов в пневматические, пневматическое реле, предназначенное для распределения воздушных потоков в тормозной системе транспортного средства, и блок отпуска тормоза, предназначенный для выпуска сжатого воздуха из тормозного цилиндра тормозной системы транспортного средства.
Упомянутый электрический блок содержит камеру управляющего давления, тормозной и отпускной электромагнитные вентили.
Камера управляющего давления выполнена с диафрагмой, предназначенной для передачи давления сжатого воздуха из камеры управляющего давления в пневматическое реле и с отверстием, предназначенным для сообщения камеры управляющего давления с пневматическим реле.
Каждый электромагнитный вентиль включает электромагнитную катушку и клапан. Катушки отпускного и тормозного электромагнитных вентилей размещены на камере управляющего давления и электрически связанны между собой, а также с блоком управления тормозом поезда.
При этом катушка отпускного электромагнитного вентиля выполнена с осевым отверстием, сообщающим камеру управляющего давления с атмосферой.
Клапаны тормозного и отпускного электромагнитных вентилей расположены внутри камеры управляющего давления и имеют возможность вертикального перемещения относительно соответствующих катушек. При этом клапан отпускного электромагнитного вентиля расположен под осевым отверстием этого вентиля, а клапан тормозного электромагнитного вентиля расположен над отверстием, сообщающим камеру управляющего давления с пневматическим реле.
Пневматическое реле жестко соединено с камерой управляющего давления и пневматически соединено с атмосферой, с тормозным цилиндром и с тормозной магистралью тормозной системы вагона поезда.
Блок отпуска тормоза выполнен в виде выпускного клапана, установленного на пневматическом соединении пневматического реле с тормозным цилиндром.
Электромагнитные катушки тормозного и отпускного электромагнитных вентилей электрически соединены параллельно и подключены к блоку управления тормозом поезда. Выходы электромагнитных катушек тормозного и отпускного электромагнитных вентилей заземлены на корпус электровоздухораспределителя.
Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.
При торможении машинист переводит блок управления тормозом в позицию торможения, что приводит к подаче на катушки отпускного и тормозного электромагнитных вентилей электровоздухораспределителя постоянного тока. Постоянный ток в катушках отпускного и тормозного электромагнитных вентилей создает электромагнитную силу, которая притягивает клапаны вентилей к катушкам. При этом клапан отпускного электромагнитного вентиля закрывает осевое отверстие в катушке упомянутого вентиля и разобщает камеру управляющего давления с атмосферой, а клапан тормозного электромагнитного вентиля открывает отверстие сообщающее камеру управляющего давления с пневматическим реле. Камера управляющего давления через пневматическое реле соединяется с тормозной магистралью тормозной системы вагона поезда, воздух из нее перетекает в камеру управляющего давления, давление воздуха в камере управляющего давления повышается, что приводит к прогибу подвижной диафрагмы внутрь пневматического реле.
Сжатый воздух, перетекая из тормозной магистрали в камеру управляющего давления расширяется, что приводит к понижению его температуры и конденсации влаги из него на стенках камеры управляющего давления. При отрицательных температурах влага на стенках камеры управляющего давления начинает кристаллизоваться.
По мере прогиба подвижной диафрагмы сжатый воздух из тормозной магистрали через пневматическое реле перетекает в тормозной цилиндр. Давление воздуха в нем быстро повышается. Тормоз находится в состоянии торможения. В таком состоянии тормоза лед, образовавшийся на стенках камеры управляющего давления и клапанах, не мешает работе электровоздухораспределителя.
При достижении в тормозном цилиндре давления воздуха необходимой величины машинист переводит блок управления тормозом в позицию перекрыши, при которой только на катушку отпускного электромагнитного вентиля подается постоянный ток, а катушка тормозного электромагнитного вентиля становится обесточенной.
При этом клапан отпускного электромагнитного вентиля остается прижатым к катушке этого вентиля и разобщает камеру управляющего давления с атмосферой. Клапан обесточенного тормозного электромагнитного вентиля опускается вниз и закрывает отверстие, сообщающее камеру управляющего давления через пневматическое реле с тормозной магистралью. Поступление воздуха из тормозной магистрали в камеру управляющего давления прекращается. Давление воздуха в камере управляющего давления стабилизируется и остается постоянным.
В пневматическом реле продолжается подача сжатого воздуха из тормозной магистрали в тормозной цилиндр до тех пор, пока давление в нем не станет равным давлению в камере управляющего давления. При установлении равных давлений в тормозном цилиндре и в камере управляющего давления подвижная диафрагма занимает горизонтальное положение, и пневматическое реле прекращает подачу воздуха в тормозной цилиндр. Тормоз находится в состоянии перекрыши, при котором величина тормозной силы сохраняется длительное время на всем протяжении тормозного пути.
За это время при отрицательных температурах влага в камере управляющего давления полностью замерзает, и примораживает к своему седлу клапан отпускного электромагнитного вентиля.
При отпуске тормоза машинист переводит блок управления тормозом в позицию отпуска, что приводит к подаче на катушки отпускного и тормозного электромагнитных вентилей электровоздухораспределителя переменного тока высокой частоты (625 гц). При упомянутой частоте переменного тока электромагнитная сила в электромагнитных вентилях не создается. В этом случае клапан тормозного электромагнитного вентиля остается в нижнем закрытом положении, клапан отпускного электромагнитного вентиля отходит от седла соответствующей катушки и находится в нижнем открытом положении. При таком положении клапанов электромагнитных вентилей в камере управляющего давления поддерживается атмосферное давление. Пневматическое реле обеспечивает сообщение тормозного цилиндра с атмосферой, что приводит к понижению в нем давления. Тормозная сила при этом уменьшается, прекращая торможение и обеспечивая отпуск тормоза.
При отрицательных температурах примерзший клапан отпускного электромагнитного вентиля не отходит от седла соответствующей катушки и остается в верхнем закрытом положении, а клапан тормозного электромагнитного вентиля остается в нижнем закрытом положении. При таком положении клапанов электромагнитных вентилей в камере управляющего давления поддерживается давление, установленное при торможении. Такое же давление устанавливается в тормозном цилиндре. Тормозная сила сохраняется, торможение при отпущенном состоянии тормоза продолжается.
Движение вагона длительное время в заторможенном состоянии при отпущенном состоянии тормоза приводит к нарушению условия безюзного торможения, к заклиниванию колес и повреждению колесных пар.
При обнаружении вагона, находящегося в заторможенном состоянии при отпущенном тормозе, проводник вагона вручную выпускает воздух из тормозного цилиндра с помощью блока отпуска тормоза. В тормозном цилиндре давление воздуха снижается до атмосферного. Это обеспечит отпуск тормоза вагона, предотвратит заклинивание и повреждение колесных пар при движении поезда.
Однако клапан отпускного электромагнитного вентиля электровоздухораспределителя остается примерзшим в верхнем закрытом положении. В камере управляющего давления сохраняется давление, установленное при торможении. Пневматическое реле начнет вновь подавать воздух в тормозной цилиндр, и тормозная сила снова увеличивается, и торможение при отпущенном состоянии тормоза продолжается.
Достоинством известного электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства является обеспечение надежной работы тормоза в теплое время года и возможность отпуска тормоза вагона при его движении в заторможенном состоянии при нахождении тормоза поезда в отпущенном состоянии.
Недостаток известного электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства заключается в периодическом торможении вагона при нахождении тормоза в отпущенном состоянии за счет примерзания отпускного клапана к камере управляющего давления в условиях отрицательных температур и, как следствие, к возможному заклиниванию и повреждению колесных пар.
Задача, решаемая изобретением, заключается в разработке электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства, обеспечивающего стандартную работу тормоза вагона при нахождении его в отпущенном состоянии за счет нормативного положения отпускного клапана при любых температурах наружного воздуха, и, как следствие, предотвращение заклинивания и повреждение колесных пар.
Для решения поставленной задачи в электровоздухораспределителе тормоза железнодорожного транспортного средства, управляемый машинистом посредством блока управления тормозом поезда, содержащий взаимосвязанные между собой электрический блок для преобразования электрических управляющих сигналов в пневматические, включающий камеру управляющего давления, тормозной и отпускной электромагнитные вентили, пневматическое реле для распределения воздушных потоков в тормозной системе транспортного средства и блок отпуска тормоза для обеспечения атмосферного давления воздуха в тормозном цилиндре при отпущенном состоянии тормоза, при этом камера управляющего давления упомянутого электрического блока выполнена с диафрагмой и с отверстием, пневматическое реле жестко соединено с камерой управляющего давления и пневматически соединено с атмосферой, с тормозным цилиндром и с тормозной магистралью тормозной системы вагона поезда, каждый электромагнитный вентиль выполнен с электромагнитной катушкой, размещенной на камере управляющего давления, электрически параллельно подключенной к блоку управления тормозом поезда и заземленной на корпус электровоздухораспределителя, и с клапаном, выполненным с возможностью вертикального перемещения относительно катушки и расположенным внутри камеры управляющего давления, причем электромагнитная катушка отпускного электромагнитного вентиля выполнена с осевым отверстием, сообщающим камеру управляющего давления с атмосферой, клапан отпускного электромагнитного вентиля расположен под осевым отверстием упомянутого вентиля, а клапан тормозного электромагнитного вентиля расположен под его электромагнитной катушкой над отверстием камеры управляющего давления, отпускной электромагнитный вентиль снабжен дополнительной электромагнитной катушкой, выполненной с осевым отверстием, с подпружиненным якорем, жестко связанным с толкателем из немагнитного материала, установленной изолировано над его основной электромагнитной катушкой и заземленной на корпус электровоздухораспределителя, причем якорь расположен над дополнительной электромагнитной катушкой, толкатель, установлен в упомянутом осевом отверстии с возможностью взаимодействия с клапаном отпускного электромагнитного вентиля, блок отпуска тормоза содержит электромагнитное реле с нормально замкнутыми контактами, делитель частоты переменного тока и пневмоэлектрическое реле с камерой и электрическим выключателем, причем камера разделена подпружиненной подвижной перегородкой, связанной с электрическим выключателем, одна часть камеры пневматически соединена с атмосферой, а другая - с камерой управляющего давления, обмотка электромагнитного реле одним концом подключена к блоку управления тормозом поезда, другим - к основной электромагнитной катушке отпускного вентиля и электромагнитной катушке тормозного вентиля, вход нормально замкнутого контакта электромагнитного реле подключен к блоку управления тормозом поезда, а его выход через делитель частоты переменного тока и электрический выключатель пневмоэлектрического реле подключен к дополнительной электромагнитной катушке отпускного электромагнитного вентиля.
Совокупность существенных признаков заявляемого решения отличается от совокупности существенных признаков прототипа введением дополнительной электромагнитной катушки с подпружиненным якорем и с толкателем в отпускной электромагнитный вентиль и новым выполнением блока отпуска тормоза, предназначенного для питания упомянутой катушки низкочастотным током.
Наличие существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности изобретения «новизна».
Введение дополнительной электромагнитной катушки с подпружиненным якорем и с толкателем в отпускной электромагнитный вентиль и новое выполнение блока отпуска тормоза, предназначенного для питания упомянутой катушки низкочастотным током приводит к обеспечению стандартной работы тормоза вагона при нахождении его в отпущенном состоянии за счет нормативного положения отпускного клапана при любых температурах наружного воздуха, и, как следствие, предотвращению заклинивания и повреждения колесных пар.
Это обусловлено следующим. Примерзание клапана отпускного электромагнитного вентиля к седлу при отпущенном состоянии тормоза приводит к включению блока отпуска тормоза, что в свою очередь обеспечивает подачу на дополнительную электромагнитную катушку отпускного электромагнитного вентиля переменного ток низкой частоты, создающим в ней низкочастотное магнитное поле, которое приводит к вибрации подпружиненного якоря с толкателем и разрушению льда, удерживающего клапан, что в свою очередь приводит к восстановлению нормативного положения отпускного клапана и обеспечивает стандартную работу тормозной системы предотвращая заклинивание и повреждение колесных пар.
Причинно-следственная связь «Введение дополнительной электромагнитной катушки с подпружиненным якорем и с толкателем в отпускной электромагнитный вентиль и новое выполнение блока отпуска тормоза, предназначенного для питания упомянутой катушки низкочастотным током приводит к обеспечению стандартной работы тормоза вагона при нахождении его в отпущенном состоянии за счет нормативного положения отпускного клапана при любых температурах наружного воздуха, и, как следствие, предотвращению заклинивания и повреждения колесных пар» не обнаружена в уровне техники и явным образом не следует из него.
Наличие новой причинно-следственной связи свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».
На фиг. представлена схема электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства, иллюстрирующая работоспособность и «промышленную применимость электровоздухораспределителя».
Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, управляемый машинистом посредством блока управления тормозом поезда (на фиг. не показан), представляет собой взаимосвязанные электрический блок для преобразования электрических управляющих сигналов в пневматические 1, пневматическое реле для распределения воздушных потоков в тормозной системе транспортного средства 2, и блок отпуска тормоза для обеспечения атмосферного давления воздуха в тормозном цилиндре при отпущенном состоянии тормоза 3.
Упомянутый электрический блок 1 содержит камеру управляющего давления 4, тормозной 5 и отпускной 6 электромагнитные вентили.
Камера управляющего давления 4 выполнена с диафрагмой 7 для передачи давления сжатого воздуха из камеры управляющего давления 4 в пневматическое реле 2 и с отверстием 8 для сообщения камеры управляющего давления 4 с пневматическим реле 2.
Тормозной электромагнитный вентиль 5 включает электромагнитную катушку 9, и клапан 10. Отпускной электромагнитный вентиль 6 содержит две электромагнитных катушки: основную 11 и дополнительную 12, и также клапан 13. При этом основная 11 и дополнительная 12 электромагнитные катушки отпускного электромагнитного вентиля 6 выполнены с осевым отверстием 14, сообщающим камеру управляющего давления 4 с атмосферой, и изолировано установлены одна над другой. Дополнительная электромагнитная катушка 12 выполнена с подпружиненным якорем 15, жестко связанным с толкателем 16. При этом якорь 15 расположен над дополнительной электромагнитной катушкой 12, а толкатель 16, выполненный из немагнитного материала, установлен в осевом отверстии 14 с возможностью взаимодействия с клапаном 13 отпускного электромагнитного вентиля 6.
Оба электромагнитных вентиля 5 и 6 размещены на камере управляющего давления 4.
Клапаны 10, 13 тормозного 5 и отпускного 6 электромагнитных вентилей расположены внутри камеры управляющего давления 4 и имеют возможность вертикального перемещения относительно соответствующих катушек 9 и 11. При этом клапан 13 отпускного электромагнитного вентиля 6 расположен под осевым отверстием 14 основной электромагнитной катушки 11. Клапан 10 тормозного электромагнитного вентиля 5 расположен под электромагнитной катушкой 9 над отверстием 8 камеры управляющего давления 4.
Упомянутое пневматическое реле 2 жестко соединено с камерой управляющего давления 4 и пневматически соединено с атмосферой, с тормозным цилиндром 17 и с тормозной магистралью 18 тормозной системы вагона поезда.
Упомянутый блок отпуска тормоза 3 содержит электромагнитное реле 19, делитель частоты переменного тока 20 и пневмоэлектрическое реле 21. Электромагнитное реле 19 предназначено для разрыва цепи электрического питания дополнительной электромагнитной катушки 12 отпускного электромагнитного вентиля 6 и содержит обмотку 22 с нормально замкнутыми контактами 23. Делитель частоты переменного тока 20 предназначен для снижения частоты переменного тока.
Пневмоэлектрическое реле 21 предназначено для разрыва цепи электрического питания дополнительной электромагнитной катушки 12 отпускного электромагнитного вентиля 6 при отсутствии давления сжатого воздуха в камере управляющего давления 4 и представляет собой камеру 24, разделенную подпружиненной подвижной перегородкой 25, связанной с электрическим выключателем 26. Одна часть камеры 24 пневматически соединена с атмосферой, а другая - с камерой управляющего давления 4. При отсутствии давления воздуха в камере управляющего давления 4 электрический выключатель 26 находится в разомкнутом состоянии.
Электромагнитная катушка 9 тормозного электромагнитного вентиля 5 и основная электромагнитная катушка 11 отпускного электромагнитного вентиля 6 соединены параллельно и подключены к блоку управления тормозом поезда через обмотку 22 электромагнитного реле 19 устройства отпуска тормоза 3.
Дополнительная электромагнитная катушка 12 отпускного электромагнитного вентиля 6 электрически подключена к блоку управления тормозом поезда через последовательно соединенные нормально замкнутые контакты 23 электромагнитного реле 19, делитель частоты переменного тока 20 и электрический выключатель 25 пневмоэлектрического реле 21.
Выходы электромагнитных катушек 9, 11 и 12 тормозного 5 и отпускного электромагнитного вентиля 6 заземлены на корпус электровоздухораспределителя.
Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.
При торможении машинист переводит блок управления тормозом в позицию торможения, что приводит к подаче на основную электромагнитную катушку 11 отпускного электромагнитного вентиля 6, электромагнитную катушку 9 тормозного электромагнитного вентиля 5 и обмотку 22 электромагнитного реле 19 электровоздухораспределителя постоянного тока. Постоянный ток в катушках 9 и 11 отпускного 6 и тормозного 5 электромагнитных вентилей создает электромагнитную силу, которая притягивает клапаны 10 и 13 вентилей к катушкам. Постоянный ток в обмотке 22 электромагнитного реле 19 возбуждает его, что приводит к размыканию контактов 23. При этом постоянный ток в дополнительную электромагнитную катушку 12 отпускного электромагнитного вентиля 6 не поступает.
Клапан 13 отпускного электромагнитного вентиля 6 закрывает осевое отверстие 14 в катушке упомянутого вентиля 6 и разобщает камеру управляющего давления 4 с атмосферой, а клапан 10 тормозного электромагнитного вентиля 5 открывает отверстие 8 сообщающее камеру управляющего давления 4 с пневматическим реле 2. Камера управляющего давления 4 через пневматическое реле 2 соединяется с тормозной магистралью 18 тормозной системы вагона поезда, воздух из нее перетекает в камеру управляющего давления 4, повышая в ней давление воздуха, что приводит к прогибу подвижной диафрагмы 7 внутрь пневматического реле 2.
Повышение давления воздуха в камере управляющего давления 4 приводит к повышению давления воздуха в камере 24 пневмоэлектрического реле 21. В результате подвижная перегородка 25 перемещается в сторону электрического выключателя 26, замыкая его.
Сжатый воздух, перетекая из тормозной магистрали 18 в камеру управляющего давления 4, расширяется, что приводит к понижению его температуры и конденсации из него влаги на стенках камеры управляющего давления 4. При отрицательных температурах влага на стенках камеры управляющего давления 4 начинает кристаллизоваться.
По мере прогиба подвижной диафрагмы 7 сжатый воздух из тормозной магистрали 18 через пневматическое реле 2 перетекает в тормозной цилиндр 17. Давление воздуха в нем быстро повышается. Тормоз находится в состоянии торможения. В таком состоянии тормоза лед, образовавшийся на стенках камеры управляющего давления 4 и клапанах 10 и 13, не мешает работе электровоздухораспределителя.
При достижении в тормозном цилиндре 17 давления воздуха необходимой величины машинист переводит блок управления тормозом в позицию перекрыши, при которой постоянный тока подается только на основную электромагнитную катушку 11 отпускного электромагнитного вентиля 6 и обмотку 22 электромагнитного реле 19, а электромагнитная катушка 9 тормозного электромагнитного вентиля 5 становится обесточенной.
При этом контакт 23 электромагнитного реле 19 остается разомкнутым, постоянный ток в дополнительную электромагнитную катушку 12 отпускного электромагнитного вентиля 6 не поступает. Клапан 13 отпускного электромагнитного вентиля 6 остается прижатым к основной электромагнитной катушке 11 упомянутого вентиля и разобщает камеру управляющего давления 4 с атмосферой. Клапан 10 обесточенного тормозного электромагнитного вентиля 5 опускается вниз и закрывает отверстие 8, поступление воздуха из тормозной магистрали 18 в камеру управляющего давления 4 прекращается. Давление воздуха в камере управляющего давления 4 стабилизируется и остается постоянным.
В пневматическом реле 2 продолжается подача сжатого воздуха из тормозной магистрали 18 в тормозной цилиндр 17 до тех пор, пока давление в нем не станет равным давлению в камере управляющего давления 4. При установлении равных давлений в тормозном цилиндре 17 и в камере управляющего давления 4 подвижная диафрагма 7 занимает горизонтальное положение, и пневматическое реле 2 прекращает подачу воздуха в тормозной цилиндр 17. Тормоз находится в состоянии перекрыши, при котором величина тормозной силы сохраняется длительное время на всем протяжении тормозного пути.
За это время влага в камере управляющего давления 4 полностью замерзает, и примораживает к своему седлу клапан 13 отпускного электромагнитного вентиля 6.
При отпуске тормоза машинист переводит блок управления тормозом в позицию отпуска, что приводит к подаче переменного тока высокой частоты (625 гц) на обмотку 22 электромагнитного реле 19, на основную электромагнитную катушку 11 отпускного электромагнитного вентиля 6 и на электромагнитную катушку 9 тормозного электромагнитного вентиля 5 электровоздухораспределителя.
При высокой частоте переменного тока электромагнитная сила в электромагнитных вентилях 5, 6 и обмотке 22 электромагнитного реле 19 не возникает. В этом случае клапан 10 тормозного электромагнитного вентиля 5 остается в нижнем закрытом положении, клапан 13 отпускного электромагнитного вентиля 6 отходит от седла основной своей катушки 11 и находится в нижнем открытом положении, а контакт 23 электромагнитного реле 19 замыкается.
При таком положении клапанов 10 и 13 электромагнитных вентилей 5 и 6 в камере управляющего давления 4 поддерживается атмосферное давление. Пневматическое реле 2 обеспечивает сообщение тормозного цилиндра 17 с атмосферой, что приводит к понижению в нем давления. Тормозная сила при этом уменьшается, прекращая торможение и обеспечивая отпуск тормоза.
Однако при отрицательных температурах примерзший клапан 13 отпускного электромагнитного вентиля 6 не отходит от седла основной катушки 11 и остается в верхнем закрытом положении. Это приводит к тому, что в камере управляющего давления 4 и тормозном цилиндре 17 сохраняется давление, установленное при торможении. Давление воздуха в тормозном цилиндре 17 создает тормозную силу, которая также сохраняется, торможение при отпущенном состоянии тормоза продолжается.
Когда контакт 23 электромагнитного реле 19 и контакт электрического выключателя 26 пневмоэлектрического реле 21 одновременно замкнуты, в делитель частоты переменного тока 20 поступает переменный ток высокой частоты, который преобразуется в нем в переменный ток низкой частоты порядка 6 Гц.
Переменный ток низкой частоты подается на дополнительную электромагнитную катушку 12 отпускного электромагнитного вентиля 6. Переменный ток низкой частоты создает в дополнительной электромагнитной катушке 12 отпускного электромагнитного вентиля 6 переменное магнитное поле, которое приводит к вибрации подпружиненного якоря 15 и толкателя 16 с частотой примерно 6 Гц.
Вибрирующий толкатель 16 ударяет по примерзшему клапану 13 отпускного электромагнитного вентиля 6 до тех пор, пока клапан 13 не отойдет от своего седла. Клапан 13 занимает свое нормальное открытое положение соответствующее отпущенному тормозу.
После открытия клапана 13 отпускного электромагнитного вентиля 6 в камере управляющего давления 4 и в камере 24 пневмоэлектрического реле 21 давление воздуха понижается до атмосферного. Пневматическое реле 2 обеспечивает сообщение тормозного цилиндра 17 с атмосферой, что приводит к понижению в нем давления. Тормозная сила при этом уменьшается, прекращая торможение и обеспечивая отпуск тормоза вагона в течение всего периода нахождения тормоза в отпущенном состоянии.
Атмосферное давление в камере 24 пневмоэлектрического реле 21 приводит к перемещению подвижной перегородки 25 в сторону от электрического выключателя 26, размыкая его контакты. Электрическое питание дополнительной электромагнитной катушки 12 отпускного электромагнитного вентиля 6 прекращается и, соответственно, прекращается вибрация подпружиненного якоря 15 и толкателя 16. Электровоздухораспределитель приходит в нормальное состояние соответствующее отпущенному тормозу.
Таким образом, использование заявляемого электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства позволяет обеспечить отпуск тормоза при любых температурах наружного воздуха и предотвратить заклинивание и повреждение колес колесных пар вагона.