ТОРМОЗ РЕЛЬСОВОГО ЭКИПАЖА
LOCOMOTIVE UNDERFRAME BRAKE

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях пассажирских и грузовых вагонов.
Известен тормоз рельсового экипажа. Так, в книге Технический справочник железнодорожника" под редакцией Е.Ф.Рудой в томе 6 "Подвижной состав" (Гос. транспортное железнодорожное издательство, М., 1952 г.) на стр.866, фиг.49 в разделе "Автоматические тормоза" показана и описана рычажная передача грузового четырехосного вагона, состоящая из шарнирно соединенных между собой рычагов и подвесок с триангилями и тормозными колодками, управляемыми тормозным цилиндром, подключенным к запасному резервуару через воздухораспределитель (см. фиг.44 стр.863, а так же стр.864 и 865), питаемым сжатым воздухом из тормозной магистрали. Существенным недостатком такого тормоза является то, что в случае утечки воздуха из запасного резервуара при длительной стоянке одиночного вагона или группы вагонов без локомотива и, следовательно, отсутствия давления сжатого воздуха в тормозной магистрали может произойти роспуск тормозов, что приведет к самодвижению последних. В практике, чтобы предупредить такое возможное явление, используют башмаки, которые укладывают на рельсы под колеса вагонов. Несмотря на свою эффективность такого рода фиксации подвижного состава, у него есть недостатки. Во-первых, операция установки башмаков вручную небезопасна, и во-вторых, известны случаи, когда станционные работники забывают установить башмаки и, следовательно, самодвижение вагонов не исключено. В то же время известны случаи, когда те же работники забывают убрать башмаки, и тогда при начальном движении подвижного состава последний сходит с рельс.
Известен также тормоз тележки рельсового экипажа, описанный в патенте RU 2255872. Такой тормоз содержит подобные комплектующие узлы и детали тормоза, представленного в аналоге, но имеет существенное отличие, которое заключается в том, что на тележке экипажа шарнирно закреплен дополнительный цилиндр, шток которого с возможностью поступательного движения расположен в пазу серьги, шарнирно закрепленной на двуплечем рычаге основного тормозного цилиндра. Поршень дополнительного цилиндра со стороны штока подпружинен, а надпоршневая полость дополнительного цилиндра соединена с запасным резервуаром. В случае утечки воздуха из запасного резервуара экипаж затормаживается усилием, создаваемым пружиной дополнительного цилиндра, и его самодвижение исключается. Однако описанный тормоз обладает существенным недостатком. Так, например, входящие в него комплектующие узлы имеют собственные места крепления на раме экипажа, что влечет за собой увеличение их металлоемкости и повышает время проведения их осмотра и ремонта в эксплуатационных условиях.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является создание компактной конструкции тормоза, более надежной в условиях эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что тормозной и дополнительный цилиндры размещены в одном цилиндровом блоке так, что их продольные оси симметрии расположены в одной плоскости параллельно друг другу, и в стенке цилиндрового блока, в пространстве между цилиндрами выполнен сквозной канал, в котором подвижно установлен стержень, одним своим концом жестко присоединенный к штоку поршня дополнительного цилиндра, а другим так же жестко связан с втулкой, подвижно размещенной на штоке тормозного цилиндра и примыкающей своим торцом к поршню последнего.
На фиг.1 показана принципиальная схема тормоза рельсового экипажа, а на фиг.2 - сечение по стрелке А блока цилиндров поперечной плоскости.
Тормоз рельсового экипажа состоит из тормозной магистрали 1, соединенной трубопроводом с разобщительным краном 2 и воздухораспределителем 3, который также с помощью трубопроводов связан с запасным резервуаром 4 и тормозным цилиндром 5, расположенным в блоке цилиндров 6. Запасной резервуар 4 с дополнительным цилиндром 7. Поршень 8 тормозного цилиндра 5 подпружинен винтовой пружиной сжатия 9, а поршень 10, дополнительного цилиндра 7, винтовой пружиной сжатия 11. Шток 12 тормозного цилиндра 5 связан через рычажную передачу 13 с тормозными колодками 14, взаимодействующими с колесом 15 экипажа, перемещающегося по рельсовому пути 16, и на нем подвижно установлена втулка 17, жестко присоединенная к стержню 18, подвижно размещенному в канале 19 блока цилиндров 6. Стержень 18 так же жестко связан со штоком 20 дополнительного цилиндра 7. Тормозной цилиндр 5 и дополнительный цилиндр 7 в своих надпоршневых полостях снабжены, соответственно, трубопроводами 21 и 22, соединяющими их с атмосферой.
Работает тормоз рельсового экипажа следующим образом. В поездном режиме тормозная магистраль 1 находится под давлением, зарядив при этом сжатым воздухом, поступающим от локомотива через разобщительный кран 2 и воздухораспределитель 3, запасный резервуар 4 (подробно работа тормоза описана в аналоге). В случае необходимости торможения поезда машинист снижает давление сжатого воздуха в тормозной магистрали 1, и тогда последний поступает из запасного резервуара 4 через воздухораспределитель 3 в тормозной цилиндр 5, по стрелке В, что позволяет его поршню 8 переместиться в этом же направлении, сжав при этом его винтовую пружину сжатия 9 на некоторую величину. Но так как поршень 8 жестко закреплен на штоке 12, то такое его движение с помощью рычажной передачи 13 способствует входу в контакт тормозных колодок 14 к колесу 15, что приводит к торможению экипажа.
После того как режим торможения отпал, машинист поднимает давление сжатого воздуха в тормозной магистрали 1, и это приводит к тому, что сжатый воздух, двигаясь в направлении, обратном стрелке В, истекает в атмосферу через воздухораспределитель 3 (такая работа также подробно описана в аналоге), при этом происходит зарядка запасного резервуара 4, Поршень же 8, под действием ранее сжатой винтовой пружины сжатия 9, возвращается в исходное положение, распуская колодки 14. Рассмотрим теперь случай, когда отдельно стоящий, например, вагон или состав в целом находится в отцепленном состоянии, и его тормозная магистраль соединена с атмосферой. В этом случае сжатый воздух поступает из запасного резервуара 4 через воздухораспределитель 3 в тормозной цилиндр 5, и его поршень, также переместившись по стрелке В, приводит колодки 14 в действие, прижав их к колесу 15. Одновременно сжатый воздух из запасного резервуара 4 поступает в дополнительный цилиндр 7, поршень 10, который находится в крайнем правом положении (см. фиг.1), сжав свою винтовую пружину сжатия 11. Несмотря на заторможенность вагона или поезда в этом случае, через некоторое время возможна утечка сжатого воздуха из тормозного цилиндра 5, и для его восполнения в него постоянно поступает сжатый воздух из запасного резервуара 4. Но так как такое явление продолжается и в дальнейшем, то падение давления в тормозном цилиндре 5 уже не сможет создать необходимое тормозное усилие, приложенное от тормозных колодок 14 к колесу 15, и, видимо, наступит такой момент, когда может произойти самодвижение отдельного вагона или всего состава в целом. Однако в предложенном техническом решении этого произойти не может, так как при падении давления воздуха в запасном резервуаре 4 поршень 10 под действием его ранее сжатой винтовой пружиной сжатия 11 начнет перемещаться по стрелке С, а так как он жестко своим штоком 20 соединен со стержнем 18, то и он, перемещаясь в этом же направлении, приводит в движение втулку 17, которая воздействует на поршень 8, и он сжимая свою винтовую пружину сжатия 9, воздействует своим штоком 12, приводя в движение рычажную передачу 13, обеспечивающую постоянный прижим тормозных колодок 14 к колесу 15. При этом находящийся воздух в тормозном цилиндре 5 вытесняется в атмосферу через его трубопровод 21. Следовательно, самодвижение подвижного состава в данном случае будет исключено. В случае, когда необходимо привести в движение одиночный вагон или состав в целом, тормозную магистраль 1 подключают к локомотиву, который производит зарядку тормоза, наполняя сжатым воздухом запасной резервуар 4. Тогда под действием давления сжатого воздуха поршень 10, двигаясь в направлении, обратном стрелке С, сжимает свою винтовую пружину сжатия 11 и за счет связи своего штока 20 со стержнем 18 и втулкой 17 создает условие по перемещению поршня 8 по стрелке Е под действием ранее сжатой пружины 9, и тем самым обеспечивает роспуск тормоза за счет отхода тормозных колодок 14 от колеса 15. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как тормозное устройство компактно и позволяет в автоматическом режиме удерживать подвижной состав на месте при истощении тормоза.