ТОРМОЗНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Область техники
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, преимущественно к железнодорожным грузовым вагонам, в том числе высокоскоростным, в частности к тормозному оборудованию грузового вагона и предназначена для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах грузовых вагонах.
Уровень техники
Известна тормозная система грузового вагона (патент № RU122960 U1, B60T 13/26, B60T 13/66, публ. 20.12.2012), содержащая пневматический воздухораспределитель, подключенный к тормозной магистрали через разобщительный кран, запасному резервуару, тормозные цилиндры, соединенные с авторежимами, электропневматический воздухораспределитель, соединенный с запасным резервуаром, пневматическим воздухораспределителем и с переключательным клапаном, реле давления, питательные резервуары, подключенные к тормозной магистрали через дроссели и обратные клапаны, ложный тормозной цилиндр, соединенный с переключательным клапаном.
Недостатком известной тормозной системы является ее сложность, заключающаяся в необходимости установки питательных резервуаров, подключенных к тормозной магистрали через дроссели и обратные клапаны, а также наличие ложного тормозного цилиндра, что снижает общий уровень надежности тормозной системы. Кроме того, нет ограничения зарядки запасного резервуара, а также возможности перезарядки тормозного цилиндра при работе электропневматического тормоза.
Известна система тормозная система железнодорожного подвижного состава (патент № RU 2648493 C1, B60T 15/04, B60T 13/26, публ. 26.03.2018), содержащая тормозную магистраль, тормозные цилиндры для каждой тележки, воздухораспределитель пассажирского типа с запасным резервуаром и электровоздухораспределитель, подключенные через разобщительный кран к тормозной магистрали, соединенные воздуховодом с ложным резервуаром и через переключательный клапан с реле давления тормозных цилиндров каждой тележки, соединенными с питательным резервуаром, подключенным через обратный клапан и дроссель к тормозной магистрали. При этом дополнительно содержит воздухораспределитель грузового типа с отдельным запасным резервуаром, подключенный через отдельный разобщительный кран к тормозной магистрали, соединенный воздуховодом через первый дополнительный разобщительный кран с переключательным клапаном, второй дополнительный разобщительный кран установлен на воздуховоде, соединяющем воздухораспределитель пассажирского типа и электровоздухораспределитель с переключательным клапаном, соединенным выходным отростком с отдельным реле давления, соединенным с питательным резервуаром, и воздействующим на реле давления тормозных цилиндров каждой тележки.
Недостатком известной тормозной системы является отсуствие ограничения зарядки запасного резервуара, может привести к блокировке вращения колес и снижению эффективности торможения, что в свою очередь может привести к аварии или крушению, кроме того, повреждаются колесные пары, что приводит к дорогостоящему ремонту.
Наиболее близкой к заявляемому по совокупности признаков является тормозная система специального железнодорожного подвижного состава (патент № RU 2653224 C1, B60T 13/26, публ. 07.05.2018), принятая за прототип, включающая тормозную магистраль, пневматический воздухораспределитель грузового типа, соединенный воздухопроводами через разобщительный кран с упомянутой тормозной магистралью, с запасным резервуаром и с двумя тормозными цилиндрами через, как минимум, один авторежим, электропневматический воздухораспределитель, установленный на отдельном кронштейне, соединенный посредством обратного клапана и редуктора с запасным резервуаром, при этом пневматический воздухораспределитель грузового типа соединен с двумя тормозными цилиндрами через, как минимум, один авторежим посредством переключательного клапана, противоположный отросток которого соединен с воздухопроводом тормозных цилиндров электропневматического воздухораспределителя.
В известной тормозной системе для обеспечения безъюзового (без заклинивания колесных пар тележек) электропневматического торможения специального железнодорожного подвижного состава с необходимым максимальным тормозным нажатием величина давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре ограничивается с помощью двух тормозных приборов - клапана максимального давления, отрегулированного на допустимое давление в тормозном цилиндре, и обратного клапана, установленных в воздухопроводе от запасного резервуара перед электропневматическим воздухораспределителем. Однако место установки клапана максимального давления на воздуховоде между запасным резервуаром и электровоздухораспределем, то есть на пути основного потока, по которому осуществляеся наполнение воздухом тормозных цилиндров ограничивает применение тормозной системы исключительно на специальном железнодорожном составе. Для других железнодорожных составов, например, с увеличенной длиной воздухопровода (на длиннобазных вагонах) или с увеличенным объемом тормозных цилиндров (на шестиосных вагонах) у известной тормозной системы нет возможности выполнения требуемых темпов наполнения тормозных цилиндров, а следовательно обеспечить требуемую длину тормозного пути у подвижного состава при торможении.
Раскрытие полезной модели
При создании полезной модели решалась задача внедрения в грузовой подвижной состав электропневматического тормоза для улучшения управляемости тормозной системы железнодорожного грузового вагона (увеличения быстродействия) при применении распространенных узлов и деталей воздухораспределителя для железнодорожного грузового вагона и других известных пневмоприборов, при этом не требующего существенных вложений в переоснащение отдельных единиц подвижного состава.
Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемой полезной модели, заключается в расширении области применения электропневматического тормоза для грузовых вагонов, в частности применения для скоростных платформ.
Указанный технический результат достигается тем, что тормозное оборудование грузового вагона содержит электропневматическую часть, включающую реле давления с управляющей полостью, пневматическую часть и коммутационную часть для взаимодействия электропневматической и пневматической частей, при этом пневматическая часть связана с запасным резервуаром, с тормозной магистралью, а также посредством коммутационной части с тормозным цилиндром, при этом согласно полезной модели, электропневматическая часть включает клапан максимального давления, установленный на воздуховоде, соединяющем управляющую полость реле давления с запасным резервуаром.
При этом, согласно полезной модели, электропневматическая часть содержит блок электромагнитных клапанов, управление которыми осуществляется контроллером от локомотива через поездную электролинию управления ЭПТ.
При этом, согласно полезной модели, блок электромагнитных клапанов выполнен с возможностью регулировки давления в управляющей полости реле давления и включает нормально закрытый электромагнитный клапан торможения, нормально открытый электромагнитный клапан отпуска.
При этом, согласно полезной модели, клапан максимального давления установлен на воздуховоде, соединяющем блок электромагнитных клапанов и запасной резервур.
При этом, согласно полезной модели, пневматическая часть представляет собой воздухораспределитель грузового типа.
При этом, согласно полезной модели, коммутационная часть содержит переключательный клапан, связывающий тормозной цилиндр с пневматической частью или с реле давления электропневматической части.
При этом, согласно полезной модели, коммутационная часть содержит переключательный клапан, связывающий управляющую полость реле давления с пневматической частью или электропневматической частью.
При этом, согласно полезной модели, коммутационная часть содержит переключатель режимов торможения, выполненный с возможностью переключения грузового режима торможения на ускоренный.
Перспективным направлением российской железнодорожной отрасли является развитие грузового скоростного движения. При этом основной задачей для машинистов локомотивов является эффективное управление процессом торможения скоростного грузового подвижного состава.
Отличительной особенностью заявляемой полезной модели заключается в том, что устройство ограничения давления (клапан максимального давления) установлено на воздуховоде между запасным резервуаром и управляющей полостью реле давления электропневматической части. Объем управляющей полости небольшой по сравнению с объемом тормозного цилиндра, поэтому устройство ограничения давления не вызывает замедления срабатывания реле давления и не препятствует наполнению тормозных цилиндров из запасного резервуара при работе электропневматической части.
Такая установка клапана максимального давления также обеспечивает безъюзовое электропневматического торможение грузового железнодорожного подвижного состава. Вместе с тем ограничение давления в управляющей полости реле давления обеспечивает последующую регулировку давления в тормозных цилиндров посредством реле давления, которое обеспечивает наполнение тормозных цилиндрах необходимым оптимальным давлением. При этом замедления наполнения тормозных цилиндров не происходит в виду малого объема управляющей полости по сравнению с полостью запасного резервуара. Тем самым обеспечивается оптимальное нажатие тормозных колодок на колеса, исключая их заклинивание и обеспечивая необходимый тормозной путь.
Заявленное решение расширяет применение тормозной системы для других железнодорожных составов, например, с увеличенной длиной воздухопровода (на длиннобазных вагонах) или с увеличенным объемом тормозных цилиндров (на шестиосных вагонах), поскольку обеспечивает требуемые темпы наполнения тормозных цилиндров.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения, проиллюстрированного фиг. 1, на которой схематично изображено тормозное оборудование грузового вагона со следующими сокращениями:
линия ЭПТ - поездная линия управления электропневматическим тормозом;
ТМ - тормозная магистраль;
атм. - выход в атмосферу.
Осуществление полезной модели
Тормозное оборудование железнодорожного грузового вагона содержит компоненты электропневматической части 1, пневматической части 2 и коммутационную часть 3, необходимую для взаимодействия электропневматической и пневматической частей друг с другом и обеспечения их режимов работы (фиг. 1).
Электропневматическая часть 1 состоит из блока электромагнитных клапанов 4, включающего нормально закрытый электромагнитный клапан торможения, нормально открытый электромагнитный клапан отпуска, управление которыми осуществляется контроллером 5 от локомотива через поездную электролинию управления ЭПТ 6, проходящую по всей длине подвижного состава от локомотива.
Электропневматическая часть 1 включает реле давления 7 с управляющей полостью 8, связанной с блоком электромагнитных клапанов 4. Блок электромагнитных клапанов 4 связан с запасным резервуаром через клапан максимального давления. Блок электромагнитных клапанов 4, связан с запасным резервуаром 11 и выполнен с возможностью задания давления в управляющей полости 8 реле давления 7. С другой стороны рабочая полость реле давления 7 связана с запасным резервуаром 11 для обеспечения наполнением сжатым воздухом тормозного цилиндра 13 из запасного резервуара 11. Блок электромагнитных клапанов 4 связан с запасным резервуаром 11 через клапан максимального давления 9.
Таким образом, реле давления 7 выполнено с возможностью соединения запасного резервуара 11 с тормозным цилиндром 13 или тормозного цилиндра 13 с атмосферой при подаче сжатого воздуха из запасного резервуара 11 через клапан максимального давления 9 посредством блока электромагнитных клапанов 4 в управляющую полость 8 или выпуске сжатого воздуха из управляющей полости 8 в атмосферу.
Пневматическая часть 2 представляет собой воздухораспределитель 10 грузового типа, например воздухораспределитель усл. № 6540. Пневматическая часть 2 пневматически связана с запасным резервуаром 11, тормозной магистралью 12, а также посредством коммутационной части 3 с тормозным цилиндром 13.
Коммутационная часть 3 содержит переключательный клапан 14, связывающий тормозной цилиндр 13 с пневматической частью 2 или с реле давления 7 электропневматической части 1, в зависимости от того от какой части подводится бóльшее давление. При этом реле давления 7 выполнено с возможностью соединения через переключательный клапан 14 запасного резервуара 11 с тормозным цилиндром 13, или тормозного цилиндра 13 с атмосферой при подаче или выпуске сжатого воздуха из управляющей полости 8 реле давления 7.
Коммутационная часть 3 содержит переключательный клапан 15, связывающий управляющую полость 8 реле давления 7 с воздухораспределителем 10 пневматической частью 2 или с блоком клапанов 4 электропневматической части 1, в зависимости от величины давления. Воздухораспределитель 10 связан через переключательный клапан 15 с управляющей полостью 8 реле давления 7 для обеспечения наполнения тормозного цилиндра 13 в условиях пневматического торможения по пневматическому сигналу от воздухораспределителя 1. Посредством реле давления 7 и блока электромагнитных клапанов 4 заполняется объем тормозного цилиндра 13, который может быть больше, например, на скоростных платформах или на вагонах с несколькими тормозными цилиндрами. Таким образом, при торможении, достигается сохранение необходимого темпа наполнения тормозного цилиндра 13.
Клапан максимального давления 9, при работе электропневматической части 1, ограничивает давление сжатого воздуха в управляющей полости 8 реле давления 7 до требуемого значения.
Клапан максимального давления 9, выполненный традиционной конструкции, например, 3МДА производства АО «Ритм» ТПТА, предотвращает поступление избыточного давления в управляющую полость 8 реле давления 7 при осуществлении торможения электропневматической частью 1.
Коммутационная часть 3 содержит переключатель режимов торможения 16, осуществляющий переключение грузового (традиционного) режима торможения на ускоренный.
Работа тормозного оборудования грузового вагона осуществляется следующим образом. При подаче управляющего сигнала «торможение» от крана машиниста (установлен на локомотиве) по поездной электролинии управления 6 (фиг. 1) включаются электромагнитный вентиль торможения блока клапанов 4, сообщающий запасной резервуар 11 с рабочей камерой (на чертеже не показана) реле давления 7, и электромагнитный вентиль отпуска блока клапанов 4, который закрывает сообщение рабочей камеры реле давления 7 с атмосферой. Реле давления 7 переключается в режим торможения и соединяет запасной резервуар 11 с тормозным цилиндром 13 через переключательный клапан 14, который при переключении перекрывает связь тормозного цилиндра 13 с запасным резервуаром 11 через пневматическую часть 2.
При выполнении торможения клапан максимального давления 9 ограничивает давление, поступающее от запасного резервуара 11 к блоку электропневматических клапанов 4 в управляющую полость 8 реле давления 7, объем которой значительно меньше объема тормозного цилиндра 13. Ограничение давления, поступающего от запасного резервуара 11 в уравнительную полость 8 реле давления 7 обеспечивает требуемые темпы наполнения тормозного цилиндра 13 и позволяет не превысыть величину максимального давления в тормозных цилиндрах 13.
При подаче управляющего сигнала «перекрыша» от крана машиниста по поездной электролинии управления 6 после сигнала «торможение» электромагнитный клапан отпуска блока электромагнитных клапанов 4 остается включенным, а электромагнитный клапан торможения блока клапанов 4 выключается, и реле давления 7 прекращает сообщение запасного резервуара 11 с тормозным цилиндром 13. Реле давления 7 переходит в режим поддержания ранее установленного давления в тормозном цилиндре 13.
Также выполняются и последующие ступени торможения - краном машиниста задаются режимы «торможение» и «перекрыша», при которых происходит включение и выключение блока клапанов 4.
Таким образом, обеспечивается безъюзовое электропневматическое торможение железнодорожного подвижного состава с требуемым темпом наполнения тормозных цилиндров и ограничения максимальной величины давления в тормозных цилиндрах, обеспечиваемое для различных железнодорожных составов, например, для длиннобазных вагонов или для шестиосных вагонов.