2. Схемы пневматического тормозного оборудования
2.1. Классификация приборов тормозного оборудования тягового подвижного состава (тпс)
Схему тормозного оборудования и применяемые в ней типовые приборы выбирают в зависимости от назначения тягового подвижного состава. На ТПС последних лет постройки применяют унифицированные схемы тормозного оборудования, в которых предусмотрено улучшение работы пневматического тормоза сокращением времени наполнения тормозных цилиндров и автоматическое торможение в случае саморасцепа секций. На локомотивах и МВПС также применяют унифицированные тормозные приборы.
Тормозное оборудование подвижного состава включает в себя пневматическое оборудование, приборы которого работают под давлением сжатого воздуха, и механическое оборудование.
Пневматическое тормозное оборудование по своему назначению делится на следующие группы:
приборы питания - компрессоры (основные и вспомогательные), главные резервуары, регуляторы давления, обратные и предохранительные клапаны, клапаны продувки и холостого хода, влагомаслоотделители, воздухоочистители, воздушные фильтры;
приборы управления - поездные краны машиниста, краны вспомогательного тормоза локомотива, комбинированные краны, краны двойной тяги, устройства блокировки тормозов, редукторы зарядного давления, пневмоэлектромагнитные приставки к крану машиниста;
приборы торможения - воздухораспределители, запасные резервуары, автоматические регуляторы режимов торможения (авторежимы), тормозные цилиндры, реле давления (повторители);
воздухопроводы и арматура - магистрали и отводы, разобщительные и концевые краны, стоп-краны, клапаны максимального давления, переключательные, выпускные и блокировочные клапаны, фильтры, соединительные рукава, тройники-пылеловки, фильтры-отстойники;
приборы контроля - манометры, электропневматические клапаны автостопа, пневмоэлектрические датчики контроля целостности тормозной магистрали, автоматические выключатели управления, пневматические выключатели управления, электроблокировочные клапаны, сигнализаторы отпуска тормозов, срывные и сбрасывающие клапаны, датчики-реле давления.
Механическое тормозное оборудование включает следующие устройства и детали:
тормозная рычажная передача (триангели и траверсы, вертикальные и горизонтальные рычаги, винтовые и гладкие тяги, затяжки);
тормозные башмаки и колодки;
подвески и предохранительные скобы;
автоматические регуляторы зазоров между тормозной колодкой и поверхностью катания колеса (авторегуляторы).
2.2. Общий принцип работы и схемы тормозов
Работа тормозов подразделяется на четыре процесса:
зарядка тормозов производится при наполнении сжатым воздухом от нуля до установленного давления тормозной магистрали и приборов торможения через воздухораспределитель; тормозные цилиндры при этом сообщены с атмосферой;
торможение происходит при понижении давления в тормозной магистрали определенным темпом на установленную величину, вследствие чего приходят в действие воздухораспределители. Воздух из запасных резервуаров, поступая в тормозные цилиндры через воздухораспределители, перемещает поршни со штоками, которые приводят в действие тормозную рычажную передачу, прижимающую тормозные колодки к бандажам;
перекрыша - разрядка тормозной магистрали прекращается, давление в тормозных цилиндрах остается постоянным; поезд следует в заторможенном состоянии (различают перекрышу без питания и с питанием тормозной магистрали);
отпуск тормозов происходит при повышении давления в тормозной магистрали после выпуска воздуха из нее при торможении и следовании в режиме перекрыши; воздухораспределители при этом выпускают воздух из тормозных цилиндров в атмосферу и производят дозарядку запасных резервуаров, сообщая их с тормозной магистралью.
Прямодействующий неавтоматический тормоз. Такой тормоз применяется на локомотивах (рис. 2.1). Воздух нагнетается компрессором 1 в главный резервуар 2, откуда по питательной магистрали 3 поступает к крану машиниста 4, в простейшем виде представляющему собой пробковый трехходовой кран. Каждому положению ручки крана соответствует определенный процесс:
торможение - питательная магистраль сообщается с магистралью вспомогательного тормоза 5 и воздух из ГР поступает в тормозные цилиндры 6, перемещая поршень 7 со штоком 8 вправо, вследствие чего вертикальный рычаг поворачивается вокруг неподвижной точки 9 и нижним концом прижимает тормозную колодку к колесу;
перекрыша - магистраль вспомогательного тормоза разобщается с питательной магистралью, давление воздуха в тормозных цилиндрах остается без изменения;
отпуск - магистраль вспомогательного тормоза и тормозные цилиндры сообщаются с атмосферой через кран машиниста.
Такой тормоз является прямодействующим, так как при торможении сжатый воздух из главного резервуара через кран машиниста и магистраль вспомогательного тормоза поступает в тормозные цилиндры. В случае разрыва магистрали вспомогательного тормоза сжатый воздух не поступает в тормозные цилиндры и если до разрыва локомотив был заторможен воздух из тормозных цилиндров уходит в атмосферу.
Рис. 2.1. Прямодействующий неавтоматический тормоз
1 - компрессор, 2 - главный резервуар, 3 - питательная магистраль, 4 - кран машиниста, 5 - магистраль вспомогательного тормоза, 6 - тормозной цилиндр, 7 - поршень, 8 - шток, 9 - неподвижная точка, 10 - тормозная колодка
Непрямодействующий автоматический тормоз. Отличие этого типа тормоза (рис. 2.2) от прямодействующего неавтоматического тормоза состоит в том, что на каждой единице подвижного состава между тормозной магистралью 5 и тормозным цилиндром 8 устанавливаются воздухораспределитель 6 и запасный резервуар 7.
Рис. 2.2. Непрямодействующий автоматический тормоз
1 - компрессор, 2 - главный резервуар, 3 - питательная магистраль, 4 - кран машиниста, 5 - тормозная магистраль, 6 - воздухораспределитель, 7 - запасный резервуар, 8 - тормозной цилиндр, 9 - тормозная колодка
Для зарядки тормоза ручку крана машиниста 4 ставят в отпускное положение, при котором воздух из главного резервуара 2 по питательной магистрали 3 через кран машиниста поступает в тормозную магистраль и далее через воздухораспределитель в запасный резервуар. При этом тормозной цилиндр через воздухораспределитель сообщен с атмосферой.
Для торможения поезда ручку крана машиниста переводят в тормозное положение, при котором питательная магистраль разобщается с тормозной магистралью, а она в это время через кран машиниста сообщается с атмосферой. При понижении давления в тормозной магистрали воздухораспределитель приходит в действие, разобщает тормозной цилиндр с атмосферой и сообщает его с запасным резервуаром.
Под действием сжатого воздуха поршень тормозного цилиндра перемещается и при помощи системы тяг и рычагов прижимает тормозные колодки к бандажам.
Для отпуска тормоза ручку крана машиниста переводят в отпускное положение; при этом питательная магистраль сообщается с тормозной магистралью, вследствие чего давление в ней повышается и воздухораспределитель сообщает тормозной цилиндр с атмосферой, а тормозную магистраль с запасным резервуаром.
Такие тормоза называются автоматическими, так как при разрыве поезда или в случае открытия в вагоне крана экстренного торможения (стоп-крана) они автоматически приходят в действие.
Этот тормоз называется непрямодействующим (истощимым), потому что в процессе перекрыши воздухораспределитель не пополняет утечки из тормозного цилиндра.
Прямодействующий автоматический тормоз. Прямодействующий автоматический тормоз состоит из тех же основных приборов, что и непрямодействующий автоматический тормоз (рис. 2.3).
Принципиальное отличие прямодействующего автоматического тормоза заключается в устройстве воздухораспределителя 6, который и осуществляют прямодействие.
При отпуске или зарядке тормоза сжатый воздух компрессором 1 нагнетается в главный резервуар 2 и через кран машиниста 4 в тормозную магистраль 5 поезда. В положении зарядки и отпуска тормозной цилиндр 8 через воздухораспределитель 6 сообщен с атмосферой, а запасный резервуар 7 с тормозной магистралью. Для торможения понижают давление в тормозной магистрали краном машиниста на определенную величину, при этом приходят в действие воздухораспределители.
В тормозном положении воздухораспределитель разобщает тормозной цилиндр с атмосферой и сообщает его с запасным резервуаром, а утечки из них пополняются воздухом из тормозной магистрали через обратный клапан.
Рис. 2.3. Прямодействующий автоматический тормоз
1 - компрессор, 2 - главный резервуар, 3 - питательная магистраль, 4 - кран машиниста, 5 - тормозная магистраль, 6 - воздухораспределитель, 7 - запасный резервуар, 8 - тормозной цилиндр, 9 - тормозная колодка
Электропневматический тормоз. Электропневматический тормоз отличается от пневматических тормозов наличием электровоздухораспределителя № 305, который выполняет те же функции, что и воздухораспределитель № 292 (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Электропневматический тормоз
1 - кран машиниста, 2 - запасный резервуар, 3 - якорь тормозного вентиля, 4 - катушка тормозного вентиля, 5 - катушка отпускного вентиля, 6 - якорь отпускного вентиля, 7 - тормозной цилиндр, 8 - переключательный клапан, 9 - воздухораспределитель
При зарядке тормозной 4 и отпускной 5 вентили электровоздухораспределителя не возбуждены и зарядка запасного резервуара происходит через воздухораспределитель 9 № 292. Тормозной цилиндр 7 и рабочая камера электровоздухораспределителя сообщаются с атмосферой.
При торможении оба вентиля получают питание и сжатый воздух из запасного резервуара через электровоздухораспределитель перетекает в рабочую камеру и тормозной цилиндр.
При перекрыше отпускной вентиль находится под напряжением, тормозной вентиль обесточен. При утечке из тормозного цилиндра за счет плотности рабочей камеры происходит пополнение утечек.
При обрыве электрической цепи тормоз в действие не приходит.