АВТОРЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ТОРМОЗНОМ ЦИЛИНДРЕ

Полезная модель относится к авторегулятору давления воздуха в тормозном цилиндре железнодорожного транспорта.
Известен регулятор, состоящий из смонтированного на раме вагона корпуса с размещенным задающим органом, взаимодействующим через штангу с неподрессоренным элементом, воздушного реле, подключенного к тормозному цилиндру и воздухораспределителю. Кроме того, имеется стопорное устройство и магистральный орган, снабженный пневмопереключателем, сообщающим воздушную магистраль с полостью стопорного устройства. Пневмопереключатель магистрального органа выполнен в виде подпружиненного золотника с кольцевыми канавками. В стенке магистрального органа, разделяющей его с полостью стопорного устройства, выполнен ряд дроссельных отверстий, последовательно расположенных вдоль оси движения золотника. Недостатком данного регулятора является недостаточная надежность регулятора и малая чувствительность воздушного реле давления при торможении и отпуске грузового вагона [1].
Известен авторегулятор давления воздуха в тормозном цилиндре, содержащий корпус, в котором размещен ползун, выполненный в виде диска с хвостовиком, взаимодействующим со стержнем, контактирующим с задающим поршнем и стаканом, фиксированным пружиной поршня зажима. Воздушное реле давления содержит рычаг, опирающийся на сухарь и штоки поршней, подпружиненный двухплоскостной клапан питания, взаимодействующий со сквозным каналом поршня и седлом канала воздухораспределителя. Недостаток авторегулятора давления воздуха в тормозном цилиндре железнодорожного транспортного средства заключается в том, что ползун выполнен в виде диска с хвостовиком. Во время движения грузового вагона от воздействия динамических нагрузок диск с хвостовиком перемещается в вертикальной плоскости, при этом изменяются соотношения плеч рычага и величина давления в тормозном цилиндре. Клапан питания воздушного реле двухплоскостной. Конструкция клапана требует выполнения параллельности взаимосвязанных плоскостей.
Частичное отклонение плоскостей от параллельности приводит к ложному срабатыванию авторегулятора давления в тормозном цилиндре [2].
Наиболее близким по своей конструкции является авторегулятор, в котором в управляющей части ползун выполнен в виде демпферного поршня с дроссельным отверстием, на штоке которого закреплен сухарь. Стакан управляющей части соединен с вилкой. Между стаканом и вилкой установлена пружина, передающая усилие на стакан через стержень, соединенный со штоком демпферного поршня. При этом в корпусе воздушного реле давления установлены силовой и разобщительный поршни, хвостовики которых шарнирно соединены с рычагом, поворачивающимся вокруг опорного ребра сухаря. Клапан питания установлен между полостями воздушного реле давления, сообщенного с тормозным цилиндром, опирается на пружину с одной стороны и контактирует с подпружиненным разобщительным поршнем и седлом с другой стороны. Недостатком данного устройства является узкий диапазон регулирования давления в тормозном цилиндре [3].
Целью создания полезной модели является увеличение диапазона регулирования давлений в тормозном цилиндре и улучшение характеристик торможения. Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции автоматического режима торможения опорное ребро сухаря занимает одно из положений в интервале от середины сухаря до его крайней грани, расположенной в стороне силового поршня.
Предлагаемый авторегулятор давления воздуха в тормозном цилиндре состоит из управляющей части и воздушного реле. В управляющую часть в входят: корпус, демпферный поршень с дроссельным отверстием, шток демпферного поршня, сухарь, стакан, вилка, пружина, стержень. Воздушное реле давления состоит из рычага, подпружиненного силового поршня с хвостовиком, подпружиненного разобщительного поршня с хвостовиком и клапана питания. Управляющая часть и воздушное реле давления соединены между собой. На демпферном поршне имеется дроссельное отверстие. Демпферный поршень установлен в корпусе управляющей части. Кроме того, на штоке демпферного поршня закреплен сухарь. Стакан управляющей части соединен с вилкой. Между ними установлена пружина, передающая усилие на стакан через стержень, соединенный со штоком демпферного поршня. При этом в корпусе воздушного реле давления установлены подпружиненный силовой поршень, хвостовик которого шарнирно соединен с рычагом. Рычаг поворачивается вокруг опорного
ребра сухаря. Подпружиненный разобщительный поршень имеет хвостовик, который также шарнирно закреплен с рычагом. Клапан питания установлен между полостями воздушного реле давления, сообщенного с тормозным цилиндром. Клапан опирается на пружину с одной стороны и контактирует с подпружиненным разобщительным поршнем и седлом с другой стороны. Это устройство отличается от прототипа тем, что в нем расширен диапазон регулирования давления в тормозном цилиндре за счет смещения опорного ребра сухаря к его нижней грани. Опорное ребро сухаря занимает одно из положений в интервале от середины сухаря до его крайней грани, расположенной в стороне силового поршня. Оно опирается на рычаг в точке, являющейся его средней опорой и которая делит плечо рычага в таком соотношении, что диапазон регулирования давлений в тормозном цилиндре возрастает.
На рисунке изображен авторегулятор давления воздуха в тормозном цилиндре. Устройство состоит из управляющей части 1 и воздушного реле давления 2, соединенных между собой фланцем. Внутри корпуса управляющей части установлены демпферный поршень 3, имеющий дроссельное отверстие 4 и опирающийся на пружину 5. На штоке 6 демпферного поршня 3 закреплен винтом 7 сухарь 8, а также стакан 9, соединенный с вилкой 10. Вилка 10 имеет выступ 11, контактирующий при установке авторегулятора на вагоне с опорной плитой 24 тележки грузового вагона. Между вилкой 10 и стаканом 9 установлена пружина 12. передающая усилие на стакан через стержень 13. В корпусе воздушного реле давления 2 установлен силовой поршень 14, опирающийся на пружину 15, помещенную со стороны управляющей части 1. Хвостовик 16 силового поршня 14 снабжен упором 17 и шарнирно соединен с рычагом 18. Разобщенный поршень 19 также шарнирно соединен своим хвостовиком 20 с рычагом 18 и опирается на пружину 21. Между полостями воздушного реле давления 2, соединенными с тормозным цилиндром и воздухораспределителем, установлен клапан 22, опирающийся с одной стороны на пружину 23, а с другой стороны контактирующий с разобщительным поршнем 19 и седлом 26. В зависимости от загрузки вагона сухарь 8 управляющей части 1 перемещается вверх и вниз, устанавливая соответствующее соотношение плеч рычага 18. Авторегулятор давления воздуха в тормозном цилиндре включается в схему автотормозного оборудования грузового вагона между воздухораспределителем и тормозным цилиндром. Основные процессы при торможении и отпуске происходят в воздушном реле давления, обеспечивающем сообщение тормозного цилиндра с
воздухораспределителем и атмосферой. У порожнего вагона между выступом 11, который находится в нижнем положении и опорной плитой 24 предусмотрен зазор не менее 3 мм. При загрузке вагона изменяется прогиб рессорного подвешивания, в результате чего выступ 11 вилки 10, касаясь опорной плиты 24, начинает подниматься вверх вместе с пружиной 12, стаканом 9, стержнем 13, ползуном 25 и соединенным с ним через винт 7 сухарем 8. Шток 6, соединенный через винт 7 со стержнем 13, перемещает демпферный поршень 3, сжимая пружину 5. Воздух из полости В через дроссельное отверстие 4 перетекает в полость Г, создавая медленное перемещение демпферного поршня 3 и соответственно сухаря 8. Опорное ребро 27 сухаря 8 служит осью, вокруг которой поворачивается рычаг 18. Перемещение сухаря 8 вызывает изменение плеч рычага 18, соотношения которых способствует изменению величины конечного давления в тормозном цилиндре. В зависимости от положения разобщительного поршня 19 происходит открытие или закрытие клапана питания 22, обеспечивающее сообщение полостей воздушного реле давления 2 с тормозным цилиндром и воздухораспределителем. В процессе торможения воздух из воздухораспределителя поступает по каналу Б к силовому поршню 14, который посредством хвостовика 16, рычага 18 и хвостовика 20 перемещает разобщительный поршень 19 вправо, в результате чего клапан питания 22 отходит от седла 26, и сжатый воздух через канал А наполняет тормозной цилиндр. Наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом происходит до тех пор, пока давление на силовой поршень 14, действуя через рычаг 18, не уравновесит давление на разобщительный поршень 19. После этого рычаг 18 поворачивается, питательное отверстие седла 26 закрывается клапаном питания 22 под усилием пружины 23 и наполнение тормозного цилиндра прекращается. Величина установившегося давления в тормозном цилиндре зависит от положения сухаря 8, который устанавливает соотношение плеч рычага 18, и в тормозном цилиндре создается давление, соответствующее загрузке вагона. При отпуске тормоза полость воздушного реле давления 2 перед силовым поршнем 14 через воздухораспределитель соединяется с атмосферой. Под действием разности давлений между правой и левой полостями воздушного реле давления 2 и под действием пружины 21 разобщительный поршень 19 открывает клапан питания 22, выпуская сжатый воздух из тормозного цилиндра в атмосферу. В предлагаемом устройстве изменена конструкция сухаря по сравнению с применяемыми в эксплуатации. В предлагаемой конструкции произведено смещение опорного ребра сухаря в сторону силового поршня таким образом, что
2
2
2
обеспечено увеличение рабочего регулировочного движения сухаря, что обеспечивает диапазон регулирования давлений в тормозном цилиндре. При этом точка упора рычага 18 смещается при том же движении поршня на величину зоны регулирования смещения упора, позволяя расширить зону регулирования диапазона давлений в тормозном цилиндре. Обычно авторегуляторы настраиваются на минимальное давление при входном давлении воздухораспределителя, равном 3 кгс/см и обеспечивая давление в тормозном цилиндре в 1,3 кгс/см. У вагонов с легкой тарой (менее 20 т) в тормозном цилиндре давление устанавливается, равным 1,1-1,0 кгс/см.
Технический результат заключается в том, что предлагаемая конструкция сухаря позволяет расширить диапазон регулирования давлений в тормозном цилиндре в сторону нижних давлений. Это очень важно для процесса торможения порожних вагонов с легкой тарой, поскольку позволяет производить выравнивание удельных тормозных сил в вагонах с разной тарой. Благодаря этому возможно увеличение скорости движения поездов с вагонами, имеющими разный вес тары, не опасаясь увеличивать интенсивность торможения и обеспечивая безопасность их движения. Опытные испытания предлагаемого устройства показали, что изменение хода регулирования поршня на 7 мм (то есть на 31,8%) вызвало при том же движении поршня расширение диапазона регулирования давления в тормозном цилиндре на 18,2%. Это имеет большое значение для регулирования силы тормозного нажатия для легковесных вагонов (с малой тарой вагонов, особенно до 20 тонн), поскольку позволяет предотвращать их выдавливание из железнодорожных составов, что часто происходит при формировании поездов вагонов с разным весом тары.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №438562, 13.01.1975 год.
2. Авторское свидетельство СССР №510401, 03.06.1978 год.
3. Патент РФ №2222444, 05.04.2002 год