электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства

Формула изобретения

Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащий орган двух давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий корпус, подвижную перегородку и плунжер с уплотнением, магистральную и управляющую камеры, разделенные упомянутой подвижной перегородкой, полость, ограниченную корпусом органа двух давлений и уплотнением плунжера, орган трех давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий подвижную перегородку со штоком, разделяющую магистральную и рабочую камеры и связанную посредством штока с подвижной перегородкой, отделяющей тормозную камеру от атмосферной камеры, а также содержащий электромагнитные вентили торможения и отпуска, имеющие каждый электрическую часть и пневматическую часть с полостью и размещенным в ней клапаном, переключательное устройство и реле давления с подвижной перегородкой, отделяющей управляющую камеру реле давления от камеры, связанной с тормозным цилиндром, при этом рабочая камера органа трех давлений постоянно соединена с полостью органа двух давлений, ограниченной его корпусом и уплотнением плунжера, отличающийся тем, что в нем выполнен канал, связывающий управляющую камеру органа двух давлений с управляющей камерой реле давления через переключательное устройство, а полость пневматической части электромагнитного вентиля торможения включена в упомянутый канал с возможностью перекрытия канала клапаном, размещенным в указанной полости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно, к устройству электровоздухораспределителей тормозов подвижного состава железных дорог, предназначенных для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах при электрическом и пневматическом управлении тормозом.

Известен электровоздухораспределитель типа КЕ-ЕРЕ (см. проспект фирмы Кнорр-Бремзе, ФРГ: "Кнорр сегодня. Информации и темы фирмы Кнорр-Бремзе ГмбХ. Мюнхен. " Раздел: "Электропневматическое управление торможением...", рис. 4, 5. Изд. ФРГ). Он содержит орган трех давлений, который соединен с тормозной магистралью и имеет подвижную перегородку со штоком, разделяющую магистральную и рабочую камеры и связанную посредством штока с подвижной перегородкой, отделяющей тормозную камеру от атмосферной камеры. Электровоздухораспределитель содержит также реле давления, переключательное устройство и электромагнитные вентили торможения и отпуска. Каждый из них имеет электрическую и пневматическую части. Пневматическая часть состоит из полости с размещенным в ней клапаном. Реле давления снабжено подвижной перегородкой, отделяющей управляющую камеру от камеры, связанной с тормозным цилиндром. В этом электровоздухораспределителе пневматическая часть электромагнитного вентиля торможения сообщена с запасным резервуаром тормоза. При торможении электромагнитный вентиль торможения осуществляет подачу сжатого воздуха из запасного резервуара в управляющую камеру реле давления. Это приводит при торможении к падению давления в запасных резервуарах и тормозной магистрали. При длительных торможениях в хвостовых вагонах поезда давление в тормозной магистрали повышается замедленным темпом, так как тормозная магистраль имеет значительный объем и сопротивление движению воздуха, и кран машиниста подпитывает тормозную магистраль до нормального зарядного давления по всей длине поезда в течение значительного периода времени. Поэтому в хвостовых вагонах орган трех давлений под усилием давления в рабочей камере может переходить из поездного в тормозное положение (тормозная камера наполняется сжатым воздухом), а затем по мере медленного повышения давления в тормозной магистрали переходит в положение пневматического отпуска. И поэтому, когда производят отпуск тормоза подачей электрических сигналов на электромагнитные вентили, в хвостовых вагонах тормоз переходит на пневматический отпуск. Таким образом, возможна потеря управляемости тормозом при его электрическом управлении.

Известен электровоздухораспределитель типа 270-004 (см. книгу "Автоматические тормоза", В.И. Крылов и др., изд. "Транспорт", Москва 1964 г. , стр. 186, 187, рис. 186.), в котором использовано изобретение по авторскому свидетельству СССР N 167520 от 09.11.63 г., В 60 Т 13/66. Он содержит орган двух давлений с подвижной перегородкой, разделяющей магистральную и управляющую (золотниковую) камеры. Электровоздухораспределитель содержит также два электромагнитных вентиля и орган трех давлений, который имеет подвижную перегородку, разделяющую управляющую (золотниковую) и рабочую камеры, и подвижную перегородку, отделяющую тормозную камеру от атмосферной камеры. Подвижные перегородки связаны штоком. Органы двух и трех давлений сообщены с тормозной магистралью. В этом электровоздухораспределителе на электрическом управлении тормозом при торможении электромагнитный вентиль торможения сообщает управляющую (золотниковую) камеру органа трех давлений с атмосферой и одновременно разобщает с помощью дополнительных запорных устройств рабочую и управляющую (золотниковую) камеры органа трех давлений от органа двух давлений. Поэтому возможное снижение давления в тормозной магистрали (особенно в хвостовых вагонах) в процессе длительного торможения не оказывает влияния на работу органа трех давлений при электрическом управлении тормозом. При отпуске тормоза электромагнитный вентиль отпуска срабатывает, воздействуя на дополнительные запорные устройства, которые сообщают рабочую камеру органа трех давлений с управляющей (золотниковой) камерой органа двух давлений и с тормозной магистралью. Однако наличие в указанном электровоздухораспределителе дополнительных запорных устройств усложняет его конструкцию, снижает надежность его действия.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому электровоздухораспределителю является электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по патенту РФ N 2090399 от 24.02.95 г., кл. В 60 Т 13/66. Он содержит орган двух давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий корпус, подвижную перегородку и плунжер с уплотнением, магистральную и управляющую камеры, разделенные упомянутой подвижной перегородкой, полость, ограниченную корпусом органа двух давлений и уплотнением плунжера. Электровоздухораспределитель содержит орган трех давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий подвижную перегородку со штоком, разделяющую магистральную и рабочую камеры и связанную посредством штока с подвижной перегородкой, отделяющей тормозную камеру от атмосферной камеры. Электровоздухораспределитель содержит также электромагнитные вентили торможения и отпуска и реле давления. Каждый электромагнитный вентиль имеет электрическую часть и пневматическую часть с полостью и размещенным в ней клапаном. Реле давления имеет подвижную перегородку, отделяющую управляющую камеру реле давления от камеры, связанной с тормозным цилиндром. Кроме того, рабочая камера органа трех давлений постоянно соединена с полостью органа двух давлений, ограниченной его корпусом и уплотнением плунжера. В этом электровоздухораспределителе для исключения возможности влияния на процессы торможения и отпуска снижения давления в тормозной магистрали при длительном торможении при электрическом управлении тормозом орган трех давлений используется и как реле давления. Для этого атмосферная камера органа трех давлений связана при торможении на электрическом управлении тормозом через электромагнитные вентили отпуска и торможения с рабочей камерой органа трех давлений, а при отпуске - с атмосферой через электромагнитный вентиль отпуска. Одновременно электромагнитные вентили торможения и отпуска выполняют роль переключательного устройства, так как при пневматическом управлении тормозом они запирают рабочую камеру, разобщая ее от атмосферной камеры органа трех давлений и сообщая последнюю с атмосферой. Тем самым осуществляется перевод электровоздухораспределителя на срабатывание при пневматическом управлении тормозом. При этом величины площадей подвижных перегородок и объемов камер органа трех давлений и их соотношения установлены в заранее заданном, строго определенном соотношении. Это усложняет конструктивное выполнение электровоздухораспределителя. Кроме того, данный электровоздухораспределитель обладает существенным недостатком, заключающeмся в следующем. Сообщение рабочей камеры органа трех давлений с электромагнитными вентилями торможения и отпуска может вызвать утечки через них из рабочей камеры. При торможении на пневматическом управлении тормозом снижается давление в тормозной магистрали на заданную величину, и орган трех давлений заполняет тормозной цилиндр и тормозную камеру до давления, величина которого определяется соотношением величин давления в магистральной и рабочей камерах органа трех давлений. При утечках из рабочей камеры это соотношение нарушается, и происходит самопроизвольный отпуск тормоза. Тем самым снижается надежность действия этого электровоздухораспределителя, что снижает надежность тормоза железнодорожного транспортного средства.

Заявляемый электровоздухораспределитель решает задачу повышения надежности его действия, повышения надежности тормоза железнодорожного транспортного средства.

Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения заключается в исключении возможности самопроизвольного перехода тормоза на пневматический отпуск в хвостовых вагонах поезда при производстве отпуска тормоза на его электрическом управлении, то есть в исключении возможности потери управляемости тормозом при его электрическом управлении, а также заключается в исключении возможности самопроизвольного отпуска тормоза в процессе торможения на его пневматическом управлении, в упрощении конструкции электровоздухораспределителя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном электровоздухораспределителе тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащем орган двух давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий корпус, подвижную перегородку и плунжер с уплотнением, магистральную и управляющую камеры, разделенные упомянутой подвижной перегородкой, полость, ограниченную корпусом органа двух давлений и уплотнением плунжера, орган трех давлений, связанный с тормозной магистралью и имеющий подвижную перегородку со штоком, разделяющую магистральную и рабочую камеры и связанную посредством штока с подвижной перегородкой, отделяющей тормозную камеру от атмосферной камеры, а также содержащем электромагнитные вентили торможения и отпуска, имеющие каждый электрическую часть и пневматическую часть с полостью и размещенным в ней клапаном, переключательное устройство и реле давления с подвижной перегородкой, отделяющей управляющую камеру реле давления от камеры, связанной с тормозным цилиндром, при этом рабочая камера органа трех давлений постоянно сообщена с полостью органа двух давлений, ограниченной его корпусом и уплотнением плунжера, выполнен канал, связывающий управляющую камеру органа двух давлений с управляющей камерой реле давления через переключательное устройство, а полость пневматической части электромагнитного вентиля торможения включена в упомянутый канал с возможностью перекрытия канала клапаном, размещенным в указанной полости.

Такое выполнение предлагаемого электровоздухораспределителя исключает возможность самопроизвольного перехода тормоза на пневматический отпуск в хвостовых вагонах поезда при производстве отпуска тормоза на электрическом управлении, то есть исключает возможность потери управляемости тормозом на его электрическом управлении, исключает возможность самопроизвольного отпуска тормоза при его пневматическом управлении, упрощает конструкцию электровоздухораспределителя.

Это объясняется следующим образом. При электрическом управлении тормозом для осуществления процесса торможения подается электрический ток на электромагнитные вентили торможения и отпуска. Электромагнитный вентиль отпуска перекрывает сообщение управляющей камеры реле давления с атмосферой, а электромагнитный вентиль торможения сообщает управляющую камеру реле давления с управляющей камерой органа двух давлений. Орган трех давлений при этом остается в поездном (отпускном) положении, то есть его тормозная камера сообщена с атмосферой. Сжатый воздух из управляющей камеры органа двух давлений поступает в управляющую камеру реле давления. Давление в управляющей камере органа двух давлений падает, так как сжатый воздух из магистральной камеры органа двух давлений не успевает перетекать через дросселированный канал в плунжере в управляющую камеру. Подвижная перегородка с плунжером перемещается в отпускное положение, в котором происходит сообщение полости, ограниченной корпусом органа двух давлений и уплотнением плунжера, с тормозной магистралью. Таким образом, при торможении на электрическом управлении тормозом рабочая камера органа трех давлений сообщается с тормозной магистралью. В процессе этого торможения происходит, особенно в хвостовых вагонах поезда, падение давления в тормозной магистрали (из-за подпитки запасных резервуаров и возможных утечек из нее по поезду). Точно такое же падение давления будет и в рабочей камере органа трех давлений. Подвижная перегородка, разделяющая магистральную и рабочую камеры, остается в первоначальном поездном (отпускном) положении и не переводит орган трех давлений сначала при снижении давления в тормозной магистрали в положение пневматического торможения, а затем по мере повышения давления в тормозной магистрали (за счет ее подпитки краном машиниста) в положение пневматического отпуска. И при осуществлении отпуска тормоза на электрическом управлении тормоз хвостовых вагонов не переходит на пневматический отпуск. При пневматическом управлении тормозом в процессе торможения снижается давление в тормозной магистрали. Орган трех давлений занимает положение торможения, наполняя сжатым воздухом управляющую камеру реле давления. После достижения в тормозном цилиндре заданной величины давления, соответствующей величине снижения давления в тормозной магистрали, орган трех давлений занимает положение перекрыши и удерживается в нем, так как в рабочей камере сохраняется первоначальное зарядное давление, поскольку отсутствует ее возможное сообщение с атмосферной через клапаны. Самопроизвольный отпуск не происходит. В предложенном электровоздухораспределителе орган трех давлений не выполняет одновременно функцию реле давления и в нем отсутствует необходимость применения специально выбранных величин площадей подвижных перегородок и объемов камер и их соотношений. Это позволяет применять в этом электровоздухораспределителе обычную, известную конструкцию органа трех давлений, применяемую в тормозных системах железнодорожного подвижного состава, как отечественного, так и зарубежного, что упрощает конструкцию электровоздухораспределителя в целом.

На чертеже схематично изображен общий вид предлагаемого электровоздухораспределителя (пример выполнения).

Электровоздухораспределитель содержит орган 1 двух давлений, орган 2 трех давлений, реле 3 давления, электромагнитный вентиль 4 торможения, электромагнитный вентиль 5 отпуска, переключательное устройство 6. Органы 1 и 2 связаны с тормозной магистралью 7. Орган 2 трех давлений и реле 3 давления связаны с запасным резервуаром 8. Реле 3 давления связано также с тормозным цилиндром 9. Орган 1 двух давлений имеет корпус 10, подвижную перегородку 11 с плунжером 12, снабженным уплотнением 13. В плунжере 12 выполнен дросселированный канал 14. Подвижная перегородка 11 разделяет магистральную камеру 15 и управляющую камеру 16. Орган 1 двух давлений имеет полость 17, ограниченную корпусом 10 и уплотнением 13. Орган 2 трех давлений имеет подвижную перегородку 18 со штоком 19, связывающим ее с подвижной перегородкой 20. В штоке 19 выполнен атмосферный канал 21. Подвижная перегородка 18 разделяет рабочую камеру 22 и магистральную камеру 23. Подвижная перегородка 20 отделяет тормозную камеру 24 от атмосферной камеры 25. Клапан 26 служит для разобщения тормозной камеры 24 с запасным резервуаром 8 и атмосферной камерой 25. Реле 3 давления содержит подвижную перегородку 27, разделяющую управляющую камеру 28 реле давления с камерой 29, которая связана каналом 30 с тормозным цилиндром 9. Клапан 31 перекрывает сообщение полости 29 с атмосферой. Клапан 32 перекрывает сообщение полости 29 с полостью 33, которая каналом 34 связана с запасным резервуаром 8. Электромагнитный вентиль 4 торможения имеет электрическую часть 35 и пневматическую часть 36, содержащую полость 37 и клапан 38. Электромагнитный вентиль 5 отпуска имеет электрическую часть 39 и пневматическую часть 40, которая содержит полость 41 с размещенным в ней клапаном 42, и атмосферную полость 43. При подаче электрического тока на электромагнитный вентиль 5 клапан 42 перекрывает сообщение полостей 41 и 43.

В электровоздухораспределителе выполнен канал 44, в который включена полость 37 электромагнитного вентиля 4 торможения. Переключательное устройство 6 связано каналом 45 с управляющей камерой 28 реле 3 давления, каналом 46 - с тормозной камерой 24 органа 2 трех давлений и каналом 44 - с управляющей камерой 16 органа 1 двух давлений. Клапан 38 при обесточенном электромагнитном вентиле 4 торможения перекрывает канал 44. Канал 47 связывает канал 44 с полостью 41 электромагнитного вентиля 5 отпуска. Канал 48 связывает рабочую камеру 22 органа 2 трех давлений с полостью 17 органа 1 двух давлений. Запасный резервуар 8 связан с тормозной магистралью 7 каналом 49. Орган 1 двух давлений связан с тормозной магистралью каналом 50, а орган 2 трех давлений связан с тормозной магистралью каналом 51. Тормозной цилиндр 9 при открытом клапане 31 реле 3 давления сообщается с атмосферным каналом 52 реле 3 давления. На канале 48 установлен разобщительный кран 53. В плунжере 12 выполнен также канал 54. Разобщительный кран 53 дает возможность осуществлять работу тормоза при его пневматическом управлении на режиме ступенчатого отпуска.

Кроме того, в органе 1 двух давлений имеется зарядный орган управляющей камеры 16 (на чертеже не показан), а в органе 2 трех давлений имеется зарядный орган рабочей камеры 22 (на чертеже не показан).

Электровоздухораспределитель действует следующим образом.

При электрическом управлении тормозом в положении зарядки и поездном положении электромагнитные вентили 4 и 5 обесточены. Сжатый воздух из тормозной магистрали 7 через канал 50 поступает в магистральную камеру 15 органа 1 двух давлений, а через канал 51 - в магистральную камеру 23 органа трех давлений. Через зарядные органы (на чертеже не показаны) происходит зарядка управляющей камеры 16 органа 1 двух давлений и рабочей камеры 22 органа 2 трех давлений. Запасный резервуар 8 заряжается из тормозной магистрали 7 через канал 49. После окончания зарядки и в поездном положении в камерах 15, 16, 22, 23 устанавливается одинаковое давление, равное нормальному зарядному давлению в тормозной магистрали 7. Орган 1 двух давлений занимает положение, при котором дросселированный канал 14 перекрыт уплотнением 13, полость 17 разобщена от магистральной камеры 15 и от тормозной магистрали 7. Клапан 38 обесточенного электромагнитного вентиля 4 торможения перекрывает канал 44, разобщая управляющую камеру 16 органа 1 двух давлений с управляющей камерой 28 реле 3 давления. Обесточенный электромагнитный вентиль 5 отпуска через свой открытый клапан 42 сообщает управляющую камеру 28 реле 3 давления с атмосферой через канал 45, переключательное устройство 6, канал 47. Тормозной цилиндр 9 сообщен с атмосферой через атмосферный канал 52. Клапан 32 перекрывает сообщение запасного резервуара 8 с полостью 29 реле 3 давления. В органе 2 трех давлений подвижная перегородка 18 со штоком 19 и подвижная перегородка 20 занимают положение, при котором клапан 26 перекрывает сообщение запасного резервуара 8 с тормозной камерой 24. Через открытый атмосферный канал 21 тормозная камера 24 сообщается с атмосферной камерой 25. Таким образом, канал 46 сообщен с атмосферой.

При торможении на электрическом управлении тормозом возбуждаются электромагнитный вентиль 4 торможения и электромагнитный вентиль 5 отпуска. Клапан 42 закрывается, разобщая от атмосферы управляющую камеру 28 реле 3 давления. Клапан 38 открывается, и управляющая камера 16 органа 1 двух давлений через канал 44, переключательное устройство 6 и канал 45 сообщается с управляющей камерой 28 реле 3 давления. Давление в управляющей камере 16 падает, так как сжатый воздух не успевает перетекать через дросселированный канал 14 из магистральной камеры 15 в управляющую камеру 16. Подвижная перегородка 11 с плунжером 12 перемещается вправо (по чертежу) в отпускное положение. Уплотнение 13 открывает сообщение дросселированного канала 14 с полостью 17. Происходит сообщение рабочей камеры 22 органа 2 трех давлений с тормозной магистралью 7 через канал 48, полость 17, дросселированный канал 14, магистральную камеру 15 и с управляющей камерой 16 органа 1 двух давлений через канал 54. При поступлении сжатого воздуха в управляющую камеру 28 реле 3 давления подвижная перегородка 27 прогибается вниз (по чертежу), клапан 31 перекрывает сообщение тормозного цилиндра 9 с атмосферой, а клапан 32 открывается и сообщает запасный резервуар 8 с тормозным цилиндром 9. Происходит наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом. В запасном резервуаре 8 давление снижается, и из тормозной магистрали 7 сжатый воздух перетекает в запасный резервуар, подпитывая его в процессе торможения. Происходит снижение давления в тормозной магистрали по поезду (также и из-за утечек из нее при длительном процессе торможения). В хвостовых вагонах длинносоставных поездов повышение давления в тормозной магистрали в процессе длительного торможения происходит замедленным темпом, так как кран машиниста тормоза (на чертеже не изображен) не успевает поднять давление в ней до нормального зарядного одновременно по всему поезду. Но так как рабочая камера 22 органа 2 трех давлений сообщена с тормозной магистралью 7, давление на подвижную перегородку 18 органа 2 трех давлений с обеих сторон сохраняется равным. Орган 2 трех давлений остается в поездном положении. Тормозная камера 24 сообщена с атмосферой.

При перекрыше электромагнитный вентиль 5 отпуска находится под током, а электромагнитный вентиль 4 торможения обесточен.

При отпуске тормоза на электрическом управлении оба электромагнитных вентиля обесточены. Клапан 38 закрыт, а клапан 42 открывается и сообщает управляющую камеру 28 реле 3 давления с атмосферой. В свою очередь, реле 3 давления сообщает с атмосферой тормозной цилиндр 9 через открывающийся клапан 31 и атмосферный канал 52. При этом тормоз хвостовых вагонов не переходит на пневматический отпуск, так как орган 2 трех давлений находится в первоначальном поездном положении, то есть тормозная камера 24 сообщена с атмосферой.

При пневматическом управлении тормозом для осуществления процесса торможения снижается давление в тормозной магистрали 7 краном машиниста тормоза. Орган 2 трех давлений срабатывает. Клапан 26 закрывает сообщение тормозной камеры 24 с атмосферой и открывает ее сообщение с запасным резервуаром 8. Сжатый воздух из запасного резервуара 8 через тормозную камеру 24, канал 46, переключательное устройство 6, канал 45 поступает в управляющую камеру 28 реле 3 давления. Происходит наполнение сжатым воздухом тормозного цилиндра 9. После достижения в тормозном цилиндре 9 заданной величины давления, соответствующей величине снижения давления в тормозной магистрале 7, орган 2 трех давлений занимает положение перекрыши и удерживается в нем, так как в рабочей камере 22 сохраняется первоначальное зарядное давление. Самопроизвольного отпуска не происходит.