Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства

 

()994322

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рестгублик (61) lIoïîëHHTåëüíîå к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.02.81 (21) 3256064/27-11 (5l ) N Кл з

В 60 Т 13/68 с присоединением заявки ¹o—

Гееударстееллый кемнтет (23) Приоритет—

СССР

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 17.02.83 (53) УДК 625.2-592-52. 527 (088.8) IIo делам лзобретений и етермтий (72) Автор изобретения

В. Д. Строй кин (?1) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗА

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается устройств электровоздухораспределителей тормозов железнодорожного транспорта.

Известен электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащий главный распределительный орган с большой и малой диафрагмами, взаимодействующими между собой посредством штоков и имеющий полость под большой диафрагмой, сообщенную с рабочей камерой, полость над большой диафрагмой, сообщенную с тормозной магистралью, полость над малой диафрагмой, связанную с тормозной камерой, и полость под малой диафрагмой, сообщенную с электромагнитным вентилем торможения, реле давления, связанное с тормозной камерой, запасным резервуаром и тормозным цилиндром, переключатель режимов торможения, клапан для сообщения камеры дополнительной разрядки с атмосферой, клапан для сообщения рабочей камеры с магистралью, дифференциальный орган, электромагнитные вентили отпуска и торможения, электромагнитный вентиль замещения электродинамического тормоза пневматическим обратной пропорциональности (1).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.

Цель изобретения — упрощение конструкции электровоздухораспределителя.

Поставленная цель достигается тем, что электромагнитный вентиль торможения избирательно связан, посредством клапанов, с электромагнитным вентилем отпуска, рабочей камерой и полостью под малой диаф10 рагмои главного распределительного органа.

На чертеже изображена схема электровоздухораспределителя.

Электровоздухораспределитель содержит главный распределитель орган 1, рабочую камеру 2, тормозную камеру 3, камеру 4 дополнительной разрядки,- дифференциальный орган 5, клапан 6 чувствительности отпуска, клапан 7 сообщения камеры дополнительной разрядки с атмосферой, переклю о чатель 8 режимов торможения, обратный клапан 9, ускоритель 10, реле давления 11, электропневматическую часть 12 электропневматического тормоза,, электродинамическую часть 13 электродинамического тор994322 моза, большую диафрагму 14 главного органа и малую диафрагму 15 главного органа, клапан 16, полости 17 и 18, отверстие 19.

Полость 20 диафрагмы 14 каналами 21 и 22 сообщается с магистралью, каналами 23, 24 — с полостью 25 клапана 6 чувствительности отпуска и с нижней полостью 26 поршня 27 дифференциального органа 5, через управляемый им канал 28 — с полостью 29 диафрагмы 30 и каналом 31, отверстиями 32

33 и 34, управляемыми клапаном с рабочей камерой 2 и с каналом 38, управляемым с одной стороны клапаном 35, а с другой— клапаном 6 чувствительности отпуска. Кроме того, полость 20 каналом 39, управляемым манжетой 40 и каналом 41, сообщается с камерой 4 дополнительной разрядки, и через отверстие 42 — с полостью 43 поршня 44 дифференциального органа 5, полость !7 каналом 45 сообщена с полостью 46 диафрагмы 47 и с каналом 48, сообщенным с электродинамической частью 13 и боковыми отверстиями 49, управляемыми манжетой 50, каналом в штоке, через открытый клапан 51,, канал 52, отверстия 53, 54 и 55 переключателя 8 с атмосферой; обратный клапан 9, управляющий сообщением магистральных каналов 22, 56, через отверстие 57 сообщается с каналом 58 запасного резервуара, который в свою очередь через отверстие 57, канал 59, отверстия 60, 61 и 62 (при электропневматическом и электродинамическом торможении) перелючателя 8 и каналом 63 сообщается со скачковой камерой 64. Ускоритель экстренного торможения 10, включающий отверстия 65 и 66, клапан 67, отверстие 68, диафрагму 69, клапан 70, шток 71, ускорительную камеру 72, реле давления 11, включает полость 73, диафрагму 74, пружину 75, клапаны 76 и 77, полость 78, причем полость 73 каналом 79 сообщена с тормозной камерой 3, а полость 78 каналом 80 сообщена с тормозным цилиндром, полость под клапаном 77 каналами 81 и 58 сообщается с запасным резервуа ром. Электропневматическая часть 12 включает электромагнитный вентиль 82 торможения, полость 83, диафрагму 84, седло 85 с каналом 86, полость 87, наружное седло 88, клапан 89, электромагнитный вентиль отпуска 90, клапан 91, полость 92, атмосферный канал с отверстием 93, причем полость 92 каналом 94 сообщается с полостью 83, полость 95 каналом с отверстием 96 сообщается с рабочей камерой 2, а полость 87 каналом 97 сообщается с камерой 98 и каналом 99 — с полостью !8 главного органа 1. Электрическая часть электродинамического тормоза 13 включает электромагнитный вентиль 100 замещения обратной пропорциональности, диафрагму 101, седло 102 с каналом 103, пружину !04, полость 105, клапан 106, причем полость 105 каналом !07 сообщена с тормозной камерой 3, провод 108, подключенный в цепь управления электродинамического тормоза, 5

Зо

З5

55 провод 109, подключеннь!й в цепь управления электропневматического тормоза и общий.

Устройство работает следующим образом

Зарядка.

Сжатый воздух из тормозной магистрали по каналам 22 и 21 поступает в полость 20 под диафрагмой 14 главного органа 1, далее по каналу 23 в полость 26 под поршень 27. Поршень поднимается вверх вместе с дифференциальным поршнем 44 и открывает доступ воздуха из тормозной магистрали по каналу 31 через дроссельные отверстия 32, 33 и 34 в полость 36. По каналу 37 воздух поступает в рабочую камеру 2, а по каналу 28 — в полость 29 над диафрагмой 30. Клапан 6 прижимается к седлу.

При быстром повышении давления в тормозной магистрали клапан 35 под действием сжатого воздуха на диафрагму 14 закрывает отверстие 34, и зарядка рабочей камеры 2 происходит только через дроссельное отверстие 33.

Когда давление в рабочей камере 2 станет несколько меньше, чем в магистрали, клапан 35 под действием пружины откроет отверстие 34 и сообщение рабочей камеры с магистралью будет происходить через дроссельные отверстия 32, 33 и 34. При медленном повышении давления в магистрали, т.е. в хвостовой части поезда, клапан 35 не закрывает отверстие 34 и зарядка рабочей камеы в этом случае происходит через отверстия 32, 33 и 34.

Одновременно с зарядкой рабочей камеры происходит наполнение сжатым воздухом запасного резервуара по каналам 22 и 56 через обратный клапан 9, дроссельное отверстие 57 и канал 58. Наполнение скачковой камеры 64 происходит из магистрали через обратный клапан 9 каналом 59. При электрическом торможении переключателя 8 воздух проходит через дроссельные отверстия 60 — 62 каналом 63. При короткосоставном положении переключателя режимов воздух проходит через отверстия 61, 62 каналом 63, а при длинносоставном положении переключателя — через отверстие 62 каналом 63, в обоих случах при пневматическом управлейии тормозом одновременно сжатый воздух по кайалу 8! поступает в полость под клапан 77 реле давления 11.

Кроме того, воздух из канала 22 поступает в ускоритель 10, поднимает диафрагму 69 вверх и по каналу в штоке 71, через дроссельное отверстие 66 заполняет ускорительную камеру 72.

Если давление в магистрали повышается быстро, шток 71 упирается в клапан 67 и открывает его. При этом осевой канал в штоке закрывается клапаном. Воздух из ускорительной камеры 72 через дроссельное отверстие 66 и из магистрали через дроссельное отверстие 68 в штоке поступает .че 994322

15.рез открытый клапан 67, дроссельное отверстие 65 каналом 58 в запасный резервуар, где давление меньше, чем в магистрали и камере 72.

Когда давление в камере 72 и в магистрали выравнивается, диафрагма 69 под действием пружин опустится вниз до упора штока 71 в срывной клапан 70, а клапан 6? закроется, магистраль будет сообщаться с камерой 72 через открытый-канал в штоке 71 и дроссельное отверстие 66.

Служебное торможение при пневматическом управлении.

При снижении давления в магистрали темпом служебного торможения рабочая камера 2 не успевает разряжаться в магистраль 22 через дроссельное отверстие 32.

Диафрагма 14 переместится вверх и штоком нажмет на диафрагму 15, которая тоже переместится вверх. При этом клапан 51 закроется, а канал 39 в штоке диафрагмы 14, проходит выше за манжету 40 и сообщает магистраль с камерой 4 дополнительной разрядки по каналам 22, 21 и 41 и одновременно с атмосферой через отверстие 42 и отверстие в седле клапана 7. Происходит дополнительная разрядка магистрали.

При дальнейшем перемещении диафрагмы 14 и 15 вверх отверстия 49 выходят за манжету 50. Тогда воздух из скачковой камеры 64 поступает через отверстия 49 и каналом 48 в полость клапана 106 электромагнитного вентиля обратной пропорциональности, далее через открытое наружное седло в полость 105, каналом 107 в тормозную камеру 3 и каналом 79 в полость 73 реле давления 11. Происходит быстрое наполнение тормозной камеры до определенного скачка давления. Под давлением воздуха из тормозной камеры диафрагма 74 перемещается вниз и отжимает клапан 77 от седла. Тормозной цилиндр наполняется из запасного резервуара по каналам 58и81.

В начале процесса наполнения тормозной камеры 3, когда давление в ней и сообщенной с полостью .17 каналом 45 полости 46 достигнет 0,2 кгс/см, усилие пруживы с нижней стороны на диафрагму 47 уравновесится этим давлением, клапан 7 закроется и сообщение магистрали и камеры 4 дополнительной разрядки с атмосферой прекратится. Под действием сжатого воздуха, поступающего из -камеры 4 через дроссельное отверстие 42 в полости 43, дифференциальный поршень 44 вместе с поршнем 27 опустится вниз и прекратит сообщение рабочей камеры с магистралью. Одновременно манжета поршня 27 перекроет канал сообщения полости 29 с магистралью по каналу 28 и сообщит ее с камерой 4 дополнительной разрядки через полость 43 и отверстие 42.

После скачка давления наполнение тормозной камеры происходит из запасного резервуара через скачковую камеру 64 и дроссельные отверстия 60, 61 и 62.

35 о

Когда разрядка магистрали прекратится, давление в тормозной камере 3 повышается до тех пор, пока усилие на диафрагму 15 не сравняется с усилием на диафрагму 14, создаваемым перепадом давлений в рабочей камере 2 и магистрали. Диафрагмы I 4 и 15 опустятся вниз и сообщение тормозной камеры 3 с запасйым резервуарЬм через скачковую камеру 64 и отверстия 49 в штоке перекроются манжетой 50. Канал 39 в штоке диафрагмы 14 остается не перекрытым.

Наполнение тормозного цилиндра через клапан 77 реле давления будет происходить темпом, соответствующим темпу повышения давления в тормозной камере, т.е. независимо от: величины объемов тормозного цилиндра и запасного резервуара. Когда давление на диафрагму 74 с обеих сторон выравняется, клапан 77 закроется, сообщение тормозного цилиндра с запасным резервуаром прекратится.

Отпуск после .служебного торможения.

При повышении давления в магистрали диафрагмы 14 и 15 начинают перемещаться вниз. Канал 39 в штоке манжетой 40 перекроется, прекращая сообщение камеры 4 дополнительной разрядки с магистралью. Полость 29 остается сообщенной с этой камерой через отверстие 42 и канал 28, а полость 25 сообщается с магистралью каналами 22, 21, 23 и 24.

Как только давление в магистрали станет на 0,10 — 0,15 кгс/см выше давления в камере 4 дополнительной разрядки, которое равно давлению в магистрали перед началом отпуска, клапан б открывается и сообщает рабочую камеру 2 с магистралью каналами 37, 38, 24, 23, 21 и 22. Давление в рабочей камере падает, диафрагмы 14 и 15 перемещаются дальше вниз и тормозная камера 3 сообщается с атмосферой по каналам 107 через открытое наружное седло клапана 106, канал 48, осевой канал и боковые отверстия 49 в штоке, открытый клапан 51, канал 52, отверстиями 53, 54 и 55— на электрическом торможении, отверстиями 55 и 56 — на короткосоставном и отверстиями 56 — иа длинносоставном положении.

Под действием давления воздуха со стороны тормозного цилиндра диафрагма 74 поднимается вверх, клапан 76 открывается и сообщает тормозной цилиндр с атмосферой.

В головной части поезда, где давление в магистрали при отпуске повышается быстро, клапан 35 под действием диафрагмы 14 закрывает канал 38 и сообщение рабочей камеры с магистралью не происходит. Этим достигается предотвращение перезарядки рабочей камеры и выравнивание времени отпуска тормозов по поезду.

При снижении давления в тормозной камере и в полости 46 до 0,2 — 0,3 кгс/см клапан 7 под действием пружины откроется и сообщит полость 43 и камеру 4 через дрос994322

4О

5Î

55 селы ое отверстие 42 с атмосферой. Дифференциальный поршень 44 под действием дав()спин воз.;уха из камеры 4 на его нижнюю чя«гь и поршень 27 под давлением воздуха пз ма Ji« I,)3ли поднимаются вверх. В результате маги 1раль сообщается с рабочей камерой i)() каналам и отверстиям 23,31, 32,33, 34 и 37. К()меря 4 продолжает разряжаться в атмосферу через отверстие 42.

:-:)кстр(нное торможение. !

1ри снижении давления в магистрали темпом экстренного торможения воздух из камеры 72 ускорителя не успевает перетекать в магистраль через отверстие 66. Диафрагма 69 прогибается вниз и шток 71, .)реодолсвая усилие пружины, открывает (.I3II3J! 70. Воздух из магистрали через шир;«ое ((1;1« и седле клапана выходит в ,.".)м.;« .».. О!Ifofip(MEIII!o клапан 70 замы« I: T )((; iI )ктьl ц(пи управления магнитнорельсоп(): о тормоза, вызывая его срабаты1 .3) i ki«.

У««ор«)« .:: срабатывает при снижении да илеп. (я в маг)1 страл и на величину 0,6—

0,8 «гс «м . После выпуска воздуха из yc« .) pè I (. I «Iio." камеры через отверстие 66 в м))ги«тр-.ль клапан 70 закрывается под дей«твием пружины.

Главная часть при экстренном торможении работает в основном так же, как и при

«лужебпом торможении. Но вследствие бо,к«бы«т1)ого падения давления в магистрали голоьч)ой части поезда клапан 16 прижима(. !ся к седлу, и няпoJIнение тормозной

«амеры происходит через дроссельное отче!нтll(19 без скачка давления. В хвостовoli 13«ти Ilo(зда до срабатывания ускорит(леи к,) lri3il 16 открыт, и наполнение цилиндра происходит со скачком давления в п)х. Эт;)м до«тигается плавность торможения в д.(пн)юсо«тавных поездах. !

op,k:)ik(offèñ на электрическом управленя и.

В рябо гие lfpoBo,f3 электропневматичесk

«ыхо,oi ";Jя манжету 50. Тогда воздух из скачкоьч)й камеры 64 поступает через отверсти« 49 и каналом 48 — в полость над клапаном 106 электромагнитного вентиля !00 обратной пропорциональности, далее через открытое k«fpva

;; кя) алом 79 — — в полость 73 реле давления ! l. 1! рп до«тиже (ии необходимого давления

5 о

Зо в камере 3 направление тока в проводе 109 изменяется, тогда вентиль 82 обесточивается, а вентиль 90 работает.

Происходит быстрое наполнение тормозной камеры через отверстия 60, 61 и 62 переключателя 8. Под давлением воздуха из тормозной камеры диафрагма 74 перемещается вниз и отжимает клапан 77 от седла. Тормозной цилиндр наполняется из запасного резервуара по каналам 58 и 81, открытый клапан 77, канал 80 в соответствии с наполнением тормозной камеры.

Отпуск.

При отпуске оба вентиля 82 и 90 обесточены. Воздух из камеры 98 и полости 18 каналами 97, 86, 94, отверстием 93 выходит в атмосферу. Диафрагма 15 перемещается вниз, и тормозная камера сообщается с атмосферой по каналам 107 и 48, боковые отверстия 49, открытый клапан 51, канал 52,, отверстия 53, 54 и 55 переключателя 8. Под действием преобладающего давления со стороны тормозного цилиндра диафрагма 74 поднимается вверх, клапан 76 открывается и сообщает тормозной цилиндр с атмосферой.

Замещение электродинамического тормоза.

При электродинамическом торможении на тормозной вентиль 82 подается напряжение, величина которого соответствует определенной позиции контроллера, а на вентиль обратной пропорциональности 100 преобразованное напряжение тока, выработанного электродвигателем вагона.

Вентиль 82 возбуждается, сердечник его прогибает диафрагму 84 вниз, закрывая атмосферный канал 86 в седле 85 клапаном 89, и отжимает этот клапан от наружного седла 88.

Сжатый воздух из рабочей камеры 2 каналом с отверстием 96 сообщается с полостями 95 и 87, каналом 97 сообщается с камерой 98, а каналом 99 — с полостью 18 диафрагмы 15 главного органа 1, которая переместится вверх, при этом клапан 51 закроется.

При дальнейшем перемещении диафрагмы 15 вверх отверстия 49 выходят за манжету 50. Тогда воздух из скачковой камеры поступает через отверстия 49 каналом 48 в полость клапана 106 электромагнитного вентиля обратной пропорциональности, далее через открытое наружное седло в полость 105, откуда каналом 107 в тормозную камеру 3 и каналом 79 в полость 73 реле давления 11. Происходит быстрое наполнение тормозной камеры через отверстия 60, 62 и 6! переключателя 8.

Как только давление под диафрагмой 84 достигнет величины, при которой электромагнитная сила притяжения вентиля 82 уравновесится усилием давления сжатого воздуха на эту диафрагму, клапан 89 закроется, при этом диафрагма 15 прекратит дальнейц1ее поступление воздуха из скачковой камеры 64 к вентилю 100. Величина давления, устанавливаемого вентилем 82, опреде994322

1Î

Формула изобретения

50

9 ляется величиной подаваемого на этот вентиль напряжения электрического тока.

Найряжение, подаваемое на вентиль 100, создает магнитную силу, которая меньше усилия пружины 104, поэтому клапан 106 еще открыт. Сжатый воздух из запасного резервуара через отверстия 60, 61 и 62, через скачковую камеру, отверстия 49, канал 48, открытое наружное седло клапана 106 вентиля 100, канал 107 поступает в тормозную камеру до тех пор, пока усилие на диафрагму 101 от давления воздуха в камере 3 не уравновесится разностью усилия пружины 104 и магнитной силой притяжения вентиля 100. Затем клапан 106 закроется и прекратит дальнейшее наполнение камеры 3 сжатым воздухом.

Наполнение тормозного цилиндра сжатым воздухом из запасного резервуара происходит через реле давления в соответствии с давлением в тормозной камере 3.

Усилие электродинамического торможения при переводе контроллера в соответствующую позицию приводит к повышению подаваемого на вентиль 100 напряжения и увеличению его магнитной силы притяжения. Под давлением воздуха диафрагма 101 поднимается, клапан 106 перекроет канал сообщения камеры 3 с запасным резервуаром через устройство малой диафрагмы главного органа и открывает сообщение этой камеры с атмосферой через отверстие в седле 102. Давление в камере 3 снижается до тех пор, пока отверстие в седле 102 не закроется клапаном 106.

При ослаблении действия электродинамического тормоза перестановкой контроллера в соответствующую позицию величины подаваемых на вентиль 82 и 100 напряжений уменьшаются.

Тогда в камере 3 установится наименьшее из давлений, устанавливаемых этими вентилями.

При малых скоростях движения поезда эффективность действия электродинамического тормоза снижается, соответственно уменьшается напряжение, подаваемое на вентиль 100. Под действием пружины клапан 106 открывается, и давление в камере 3 повышается. В тех случаях, когда электродинамический тормоз вследствие малой скорости движения поезда не работает, а также при его выходе из строя, в камере 3 устанавливается давление, которое определяется величиной напряжения, подаваемого на вентиль 82. Максимальная величина этого давления составляет 3 кгс/см .

Минимальное давление в тормозном цилиндре при полном электродинмическом торможении составляет 1,2 — 1,3 кгс/см2, величину этого давления можно регулировать изменением поджатия пружины 104.

При пневматическом торможении в про1 цессе действия электродинамического тормоза срабатывает воздухораспределитель подобно описанному действию при пневматическом торможении. При этом воздух из скачковой камеры, которая постоянно сообщена с запасным резервуаром, через отверстия 49 в штоке малой диафрагмы каналом 48 поступает в полость клапана 106 и через открытое им наружное седло (если электродинамическое торможение было неполное) через полость 105 каналом 107 сообщаются между собой тормозная камера 3 и запасный резервуар. При этом давление в тормозной камере будет регулироваться вентилем 100 обратной пропорциональности в зависимости от подаваемого на йего напряжения электрического тока.

Электровоздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащий главный распределительный орган с большой и малой диафрагмами, взаимодействующей между собой посредством штоков, и имеющий полость под большой диафрагмой, сообщенную с рабочей камерой, полость над большой диафрагмой сообщенную с тормозной магистралью, полость над малой диафрагмой, связанную с тормозной камерой, и полость под малой диафрагмой, сообщенную с электромагнитным вентилем торможения, реле даления, связанное с тормозной камерой, запасным резервуаром и тормозным цилиндром, переключатель режимов торможения, клапан для сообщения камеры дополнтельной разрядки с атмосферой, клапан для сообщения рабочей камеры с магистралью, дифференциальный орган, электромагнитные вентиЛи отпуска и торможения, электромагнитный вентиль замещения электродинамического тормоза пневматическим обратной пропорциональности, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, электромагнитный вентиль торможения избирательно связан, посредством клапанов, с электромагнитным вентилем отпуска, рабочей камерой и полостью под малой диафрагмой главного распределитьного органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клыков Е. В. и Крылов В. В. Воздухораспределители тормозов железнодорожного подвижного состава. М., «Транспорт», 1976, с. 126 — 130 (прототип).

994322

77

74

7r

7I

77

g7 И

Составитель Н. Беляев

Редактор С. Титова Техред И. Верес

Заказ 724/1О

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4