Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства

 

Использование: в области железнодорожного транспорта, а более конкретно в устройствах электровоздухораспределителей тормозов железнодорожного транспорта. Сущность изобретения: электровоздухораспределитель содержит орган двух давлений с подвижной перегородкой, вторичный орган трех давлений с двумя связанными штоком подвижными перегородками, объемы камеры вторичного органа трех давлений, сообщаемой с атмосферой, и рабочей камеры и площади подвижных перегородок вторичного органа трех давлений выбираются из соотношения: где V_к - объем камеры вторичного органа трех давлений, сообщаемой с атмосферой; V_р - объем рабочей камеры; F_к - площадь подвижной перегородки вторичного органа трех давлений; F_р - площадь подвижной перегородки вторичного органа трех давлений, отделяющей управляемую камеру от рабочей камеры.

1 з. п. ф-лы, 1 ил.

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 управлении тормозом.

Известен электровоздухораспределитель 270=004 (см. книгу "Автоматические тормоза", В. И. Крылов и др. М.Транспорт, 1964, с. 186, 187, рис 186). Он содержит первичный орган двух давлений с подвижной перегородкой, разделяющей магистральную и управляющую (золотниковую) камеры. Электровоздухораспределитель содержит вторичный орган трех давлений с двумя, связанными штоком, подвижными перегородками, одна из которых отделяет тормозную камеру от камеры, сообщаемой с атмосферой, а вторая отделяет управляющую камеру от рабочей камеры, а также содержит два электромагнитных вентиля. В этом электровоздухораспределителе при электрическом управлении тормозом один из электромагнитных вентилей управляет изменением давления в управляющей (золотниковой) камере органов двух и трех давлений. Второй электромагнитный вентиль в этом электровоздухораспределителе при отпуске тормоза сообщают управляющую (золотниковую) камеру с рабочей камерой и магистралью. Для обеспечения электрического управления тормозом независимо от возможного изменения давления в тормозной магистрали при торможении указанный электровоздухораспределитель снабжен дополнительными запорными устройствами в виде запорных клапанов с сочлененными подвижными перегородками. Это усложняет конструкцию электровоздухораспределителя, снижает надежность его действия.

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

Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в упрощении конструкции электровоздухораспределителя, в исключении возможного влияния снижения давления в тормозной магистрали при электрическом управлении тормозом на процессы торможения и отпуска.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном электровоздухораспределителе тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащем первичный орган двух давлений с подвижной перегородкой, распределяющей магистральную и управляющую камеры, вторичный орган трех давлений с двумя связанными штоком подвижными перегородками, одна из которых отделяет тормозную камеру от камеры, сообщаемой с атмосферой, а вторая отделяет управляющую камеру от рабочей камеры, а также содержащем электромагнитные вентили торможения от отпуска, связанные с камерами вторичного органа трех давлений, объемы камеры вторичного органа давлений, сообщаемой с атмосферой, и рабочей камеры и площади подвижных перегородок вторичного органа трех давлений выбираются из соотношения: , где V_к объем камеры вторичного органа трех давлений, сообщаемой с атмосферой; V_р объем рабочей камеры; F_к площадь подвижной перегородки вторичного органа трех давлений, отделяющей тормозную камеру от камеры, сообщаемой с атмосферой;
F_р площадь подвижной перегородки вторичного органа трех давлений, отделяющей управляемую камеру от рабочей камеры.

Кроме того, в предлагаемом электровоздухораспределителе камера вторичного органа трех давлений, сообщаемая с атмосферой, связана с электромагнитным вентилем отпуска, а рабочая камера постоянно сообщена каналом с электромагнитным вентилем торможения.

Такое выполнение предлагаемого электровоздухораспределителя упрощает его конструкцию, исключает возможное влияние снижения давления в тормозной магистрали при электрическом управлении на процессы торможения и отпуска, что повышает надежность действия электровоздухораспределителя тормоза железнодорожного средства. Это объясняется следующим образом. Вторичный орган трех давлений в предлагаемом электровоздухораспределителе при электрическом управлении тормозом действует как обычное реле давления, в котором камера органа трех давлений, сообщаемая с атмосферой, выполняет роль камеры управляющего давления реле давления. Отношение площадей подвижных перегородок органов трех давлений воздухораспределителей определено установленными по условиям безопасности движения на железнодорожном транспорте требованиями достижения максимального давления в тормозном цилиндре (в среднем 3,9 кгс/см²) при установленном снижении давления в тормозной магистрали, а следовательно, и в управляющей камере, при полном служебном торможении на пневматическом управлении тормозом (в среднем на величину в 1,3 кгс/см² при нормальном зарядном давлении в 5,2 кгс/см²). При электрическом управлении тормозом максимальное давление в тормозном цилиндре при торможении соответствует давление в нем при пневматическом управлении тормозом. Поэтому, как при этом происходит падение давления в тормозной магистрали, а следовательно, и в управляющей камере органов двух и трех давлений). За счет перетекания из тормозной магистрали сжатого воздуха в запасный резервуар, питающий тормозной цилиндр при торможении), на максимально возможную величину, равную величине падения давления в тормозной магистрали при полном служебном торможении на пневматическом управлении тормозом, то, поскольку рабочая камера связывается с камерой органа трех давлений, выполняющей роль камеры управляющего давления реле давления, в них происходит при полном электропневматическом торможении выравнивание давления до величины, равной величине давления в тормозной камере (тормозном цилиндре) при полном пневматическом торможении из-за выбранного отношения их объемов , равного или несколько большего отношению площадей подвижных перегородок . Давление в рабочей и управляющей камерах сохраняется одинаковым. Усилие на подвижную перегородку, разделяющую управляющую и рабочую камеры, с обеих сторон остается равным. Орган трех давлений не срабатывает на пневматическое торможение, то есть падение давления в тормозной магистрали не влияет на работу электровоздухораспределителя при электрическом управлении тормозом.

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

Электровоздухораспределитель содержит первичный орган 1 двух давлений, связанный с тормозной магистралью 2, вторичный орган 3 трех давлений, связанный с тормозным цилиндром 4 и запасным резервуаром 5, электромагнитный вентиль 6 отпуска, электромагнитный вентиль 7 торможения, переключатель 8 режимов торможения, ускоритель 9 экстренного торможения.

Орган 3 трех давлений имеет подвижную перегородку 10, отделяющую тормозную камеру 11 от камеры 12, сообщаемой с атмосферой, и подвижную перегородку 13, отделяющую рабочую камеру 14 от управляющей камеры 15. Подвижная перегородка 10, закрепленная в полом стакане 16, и подвижная перегородка 13, закрепленная в полом стакане 17, взаимодействует посредством штока 18. В полости 19 органа 3 размещен питательный клапан 20, имеющий атмосферное отверстие 21. В полом стакане 16 размещено устройство ограничения давления в тормозном цилиндре, включающее клапан 22, подвижную перегородку 23, пружину 24. В полом стакане 17 выполнено отверстие 25 и размещен клапан 26 для сообщения рабочей камеры 14 с управляющей камерой 15. Электромагнитный вентиль 6 отпуска имеет клапан 27, перекрывающий сообщение между полостями 28 и 29. Полость 29 каналом 30 постоянно сообщена с камерой 12. Полость 28 постоянно сообщена с атмосферой. Электромагнитный вентиль 7 торможения имеет клапан 31. Канал 32 связывает электромагнитные вентили 6 и 7, а канал 33 связывает электромагнитный вентиль 7 с рабочей камерой 14.

Орган 1 двух давлений имеет подвижную перегородку 34, разделяющую магистральную камеру 35 и управляющую камеру 36. Магистральная камера 35 сообщена с тормозной магистралью 2 и связана каналом 37 с устройством 38 мягкости. Управляющая камера 36 связана каналом 39 с устройством 38 мягкости и каналом 40 с управляющей камерой 15 органа 3 трех давлений. Плунжер 41 (круглый золотник) через толкатель 42 воздействует на клапан 43 дополнительной разрядки тормозной магистрали, который, в свою очередь, взаимодействует с клапаном 44. Клапан 43 размещен в полости 45, клапан 44 размещен в полости 46. Орган 1 двух давлений связан каналом 47 с устройством 38 мягкости, каналами 48 и 49 с ускорителем 9 экстренного торможения, каналами 50, 51, 52 с переключателем 8 режимов торможения, каналом 53 с рабочей камерой 14 органа 3 трех давлений. Каналом 54 камера 11 органа 3 трех давлений связана с устройством 38 мягкости, а каналом 55 полость органа 3 трех давлений сообщена с запасным резервуаром 5. В каналах 37, 47, 49, 51, 53 установлены соответственно дроссели 56, 57, 58, 59, 60, а на канале 50 установлен атмосферный дроссель 61.

Переключатель 8 режимов торможения содержит клапан 62, размещенный в полости 63, клапан 64, размещенный в полости 65 и перекрывающий ее сообщение с полостью 66. Запасный резервуар 5 связан с тормозной магистралью 2 через обратный клапан 67. В плунжере 41 органа 1 выполнены отверстия 68, 69.

Объемы камер 12 и 14 и площади подвижных перегородок 10 и 13 вторичного органа 3 трех давлений связаны следующим соотношением:

где V_к объем камеры 12 органа 3 трех давлений;
V_р объем рабочей камеры 14 органа 3 трех давлений;
F_к площадь подвижной перегородки 10 органа 3 трех давлений;
F_р площадь подвижной перегородки 13 органа 3 трех давлений.

Электровоздухораспределитель действует следующим образом.

При электрическом управлении тормозом в положении зарядки и поездном положении электромагнитные вентили 6 и 7 обесточены. Сжатый воздух поступает из тормозной магистрали 2 в магистральную камеру 35 и через каналы 37, 39 в управляющую камеру 36 органа 1 двух давлений. Через канал 40 сжатый воздух поступает в управляющую камеру 15 органа 3 трех давлений и далее через отверстие 25 и открытый клапан 26 в рабочую камеру 14. В управляющей камере 15 и рабочей камере 14 устанавливается нормальное зарядное давление, в среднем 5,2 кгс/см². В обесточенном положении вентилей 6 и 7 клапан 31 закрыт, а клапан 27 открыт. Камера 12 разобщена с рабочей камерой 14 и сообщена с атмосферой через канал 30, полости 29 и 28 вентиля 6. Тормозная камера 11 и тормозной цилиндр 4 сообщаются с атмосферой через атмосферное отверстие 21 питательного клапана 20. При торможении возбуждаются электромагнитный вентиль 7 торможения и электромагнитный вентиль 6 отпуска. Клапан 27 закрывается, а клапан 31 открывается. Камера 12 разобщается с атмосферой и сообщается с рабочей камерой 14. Сжатый воздух из рабочей камеры 14 перетекает в камеру 12. Давление в них выравнивается за счет снижения давления в рабочей камере 14. Подвижная перегородка 10 прогибается вверх (по чертежу). Сообщение тормозной камеры 11 и тормозного цилиндра 4 с атмосферой прекращается. Питательный клапан 20 открывается и сообщает камеру 11 и тормозной цилиндр 4 с запасным резервуаром 5 через полость 19 и канал 55. Происходит наполнение сжатым воздухом тормозной камеры 11 и тормозного цилиндра 4 из запасного резервуара 5. Снижение давления в запасном резервуаре 5 вызывает его подпитку через обратный клапан 67 из тормозной магистрали 2. Давление в тормозной магистрали 2 и магистральной камере 35 падает. Одновременно снижается давление в управляющей камере 36, связанной с магистральной камерой 35 через отверстие 68 в плунжере 41, и в управляющей камере 15 органа 3 трех давлений. Таким образом, одновременно происходит падение давления в управляющей полости 15 и рабочей камере 14. При этом величина падения давления в них одинакова по следующей причине.

Отношение площадей подвижных перегородок органа трех давлений строго определено установленными по условиям безопасности движения на железнодорожном транспорте требованиями достижения максимального давления в тормозном цилиндре (в среднем 3,9 кгс/см²) при установленном снижении давления в тормозной магистрали, а следовательно, и в управляющей камере, при полном служебном торможении на пневматическом управлении тормозом (в среднем на величину в 1,3 кгс/см² при нормальном зарядном давлении в 5,2 кгс/см²). На электрическом управлении тормозом максимальное давление в тормозном цилиндре 4 (и в тормозной камере 11) при торможении соответствует давлению в нем на пневматическом управлении тормозом (3,9 кгс/см²). Поэтому, когда при этом происходит падение давления в тормозной магистрали 2 и в управляющей камере 15 на максимально возможную величину (1,3 кгс/см²), равную величине падения давления в тормозной магистрали 2 при полном служебном торможении на пневматическом управлении тормозом, то выравнивание давления в рабочей камере 14 и камере 12 при полном электропневматическом торможении происходит до величины, равной величине давления в тормозной камере 11 при полном пневматическом торможении из-за выбранного отношения объемов камер 12 и 14, равного или несколько большего отношению площадей подвижных перегородок 10 и 13. Давление в камерах 15 и 14 сохраняется равным. Усилие на подвижную перегородку 13 с обеих сторон остается одинаковым. Орган 3 трех давлений не срабатывает на пневматическое торможение. Падение давления в тормозной магистрали 2 не влияет на работу электровоздухораспределителя при электрическом управлении тормозом. В положении перекрыши электромагнитный вентиль 6 отпуска остается под напряжением, и клапан 27 закрыт, а электромагнитный вентиль 7 торможения обеспечивается, и клапан 31 закрывается. Камера 12 разобщается с рабочей камерой 14. Питательный клапан 20 закрыт.

При отпуске тормоза оба вентиля 6 и 7 обесточены. Клапан 31 закрыт, а клапан 27 открывается и сообщает камеру 12 с атмосферой. Подвижная перегородка 10 перемещается вниз (на чертеже), атмосферное отверстие 21 открывается и сообщает тормозную камеру 11 и тормозной цилиндр 4 с атмосферой.

Формула изобретения

1. Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащий первичный орган двух давлений с подвижной перегородкой, разделяющей магистральную и управляющую камеры, вторичный орган трех давлений с двумя, связанными штоком подвижными перегородками, одна из которых отделяет тормозную камеру от камеры, сообщаемой с атмосферой, а вторая отделяет управляющую камеру от рабочей камеры, а также содержащий электромагнитные вентили торможения и отпуска, связанные с камерами вторичного органа трех давлений, отличающийся тем, что объемы камеры вторичного органа трех давлений, сообщаемой с атмосферой, и рабочей камеры и площади подвижных перегородок вторичного органа трех давлений выбираются из соотношения
V_к / V_р ≥ F_к / F_р,
где V_к объем камеры вторичного органа трех давлений, сообщаемой с атмосферой;
V_p объем рабочей камеры;
F_к площадь подвижной перегородки вторичного органа трех давлений, отделяющей тормозную камеру от камеры, сообщаемой с атмосферой;
F_p площадь подвижной перегородки вторичного органа трех давлений, отделяющей управляющую камеру от рабочей камеры.

2. Электровоздухораспределитель по п. 1, отличающийся тем, что камера вторичного органа трех давлений, сообщаемая с атмосферой, связана с электромагнитным вентилем отпуска, а рабочая камера постоянно сообщена каналом с электромагнитным вентилем торможения.

РИСУНКИ

Рисунок 1