Приборы управления тормозами.

 

Краны машиниста усл. №394-000-2, №395-000.

Устройство

 

 

 

 

 

Кран машиниста усл.№394-000-2 предназначен для управления пневматическими тормозами подвижного состава. Он является золотниково – поршневым, универсальным с двумя неавтоматическими перекрышами.

 

Кран машиниста состоит из пяти основных частей:

 

- верхней (золотниковой);

- средней (промежуточной);

- нижней (уравнительной);

- стабилизатора (дросселирующего выпускного клапана);

- редуктора (питательного клапана).

В верхней части имеется золотник (12), крышка (11), стержень (17) и ручка (13) с фиксатором (14), которая надета на квадрат стержня и закреплена винтом (16) и

гайкой (15).

Стержень (17) уплотнен в крышке манжетой,опирающейся на шайбу (19). Нижним концом стержень надет на выступ золотника (12), который прижимается к зеркалу пружиной (18).

Для смазывания золотника в крышке (11) имеется отверстие, закрываемое пробкой. Смазка трущейся поверхности стержня (17) производится через просверленное в нем осевое отверстие.

 

Средняя часть (10) служит зеркалом для золотника, а запрессованная в нее

втулка (33) – седлом для обратного клапана (34). Кроме этого в средней части имеется отверстие 1,6 мм, которое соединяет полость над уравнительным поршнем с уравнительным резервуаром объемом 20 литров.

 

Обратный клапан.

 

Нижняя часть состоит из корпуса (2), уравнительного поршня (7) с резиновой манжетой(8) и латунным кольцом (9), хвостовик уравнительного поршня является выпускным клапаном. Впускной клапан (5),прижимается к седлу втулки (6) пружиной (4), пустотелый хвостовик впускного клапана уплотнен резиновойманжетой (3), вставленной в цоколь (1).

Верхняя, средняя и нижняя части соединяются через резиновые прокладки на четырех шпильках (20) с гайками. Положение фланца крышки верхней части фиксируется на средней части штифтом (21). С воздухопроводами от питательной и тормозной магистралей кран машиниста соединяется с помощью накидных гаек.

 

Редуктор крана служит для регулировки и поддержания зарядного давления.

Он имеет корпус (26) верхней части с запрессованной втулкой (25) и корпус (29) нижней части. В верхней части находится питательный клапан (24), прижимаемый к седлу пружиной (23), которая вторым концом упирается в заглушку. Фильтр (22) предохраняет питательный клапан от загрязнения. На мембрану (27) снизу через упорную шайбу (28) давит пружина (30), опирающаяся вторым концом через упор (32) на винт (31).

 

 

Стабилизатор.

Стабилизатор крана служит для ликвидации сверхзарядного давления.

Состоит из корпуса (7), с запрессованной в него втулкой (4), крышки (1) и возбудительного клапана (3), прижимаемого к седлу пружиной (2). В корпус запрессован также ниппель (5) с калиброванным отверстием 0,45 мм. Между корпусом и втулкой (9) зажата мембрана (6). Снизу на мембрану через шайбу (8) давит пружина (10), сжатие которой регулируется винтом (11).

 

Уравнительный резервуар служит для увеличения объема полости над уравнительным поршнем.

 

Кран машиниста усл. №395-000 отличается наличием контроллера, который служит для одновременного управления пневматическими и электропневматическими тормозами. В кране усл. №395-000-4 контроллер помимо управления ЭПТ служит для выключения тяговых двигателей и включения пневматической песочницы при экстренном торможении.

 

Контроллер крана машиниста

Контроллер крана машиниста усл. 395-000-2 состоит из диска 3, прикрепленного к кронштейну крышки 2 двумя винтами 4, двух переключателей 8, кулачка 13, четырехжильного кабеля 16 и крышки 6,соединенной с диском 3 винтами 7.

Переключатель 8, прикрепленный к диску винтами 9, имеет микропереключатель 20, панель 22, держатель 19 на оси 23 и однорядный шарикоподшипник 17 на оси 18. Усилие от кулачка контроллера на кнопку микропереключателя 20 передается через шарикоподшипник 17, держатель 19 и плоскую пружину 21.

Через гайку 10 пропущен кабель 16, укрепленный резиновым кольцом 11, зажатым втулкой 14 между гайкой 10 и шайбой 12.

Кроме того переключатели между собой соединены перемычкой 24. Винтами на панели 22 можно регулировать включение и выключение микропереключателей 20 контроллера.

 

Работа крана машиниста

 

Ручка крана машиниста имеет семь рабочих положений:

 

 

I – зарядка и отпуск.

При постановке ручки крана машиниста в I положение проследим, в какой последовательности проходит воздух по каналам, отверстиям, выемкам и сверлениям, чтобы зарядить тормозную магистраль до зарядного давления:

 

* воздух из питательной магистрали по каналу нижней части и средней части поступает к"сапожковой" выемке зеркала. Из нее воздух проходит в "туннельную" выемку золотникаи по внутреннему сверлению в отверстие золотника диаметром 16 мм.

После этого воздух попадает в отверстие зеркаладиаметром 16 мм и далее по каналу средней и нижней части в тормозную магистраль (первый путь).

 

* Одновременно с этим воздух по каналу нижней и средней части поступает в полостьнад золотником и через его внутреннее сверление проходит в отверстие золотника диаметром 5 мм, а затем в отверстие зеркала того же диаметра. После чего по внутреннему сверлению средней части воздух поступает в полость над уравнительнымпоршнем,где быстро повышается давление,поршень опустится вниз и хвостовикомоткроет впускнойклапан на "max" величину, обеспечив проход воздуха из питательной магистрали в тормозную магистраль (второй путь).

Повышение давления в полости над уравнительным поршнем (объем полости 0,25 л.) происходит быстрее из-за того, что тормозная магистраль поезда имеет значительно больший объем (объем тормозной магистрали одного вагона 10-12 л.).

 

* воздух из полостинад уравнительным поршнем через отверстие днища средней части диаметром 1,6 мм поступает в уравнительный резервуар и заполняет его.

Диаметр отверстия 1,6 мм подобран таким образом, что задает определенный темп зарядки уравнительного резервуара, это позволяет, увеличить время выдержки ручки крана машиниста в I положении и осуществить контроль зарядки по манометру.

 

* воздух из полости над уравнительным поршнем, через отверстие зеркала диаметром 3 мм, "серповидную" выемку золотника, отверстие зеркала диаметром 3 мм, будет поступать к стабилизатору и через его отверстие диаметром 0,45 мм в атмосферу.

Выпуск воздуха через стабилизатор, при I положении ручки крана машиниста, позволяет машинисту оценить его готовность к дальнейшей работе.

 

* воздух из "туннельной" выемки золотника поступает к отверстию зеркала, а затем к фильтру и питательному клапану редуктора. За счет усилия пружины клапан редуктораоткрыт и пропускает воздух в полостьнад поршнем.

Это сообщение подготавливает редуктор к дальнейшей работе.

 

II – поездное.

 

II положением ручки крана машиниста можно осуществить:

- ликвидацию сверхзарядного давления;

- поддержание зарядного давления;

- в некоторых случаях разрешается производить отпуск автотормозов,

но он будет медленный.

Сверхзарядное давление в тормозной магистрали создается для сокращения времени и надежности отпуска автотормозов по всей длине поезда.

Так как последующие торможения производятся с зарядного давления, сверхзарядку необходимо ликвидировать т.е. понизить давление до зарядной величины, не вызывая срабатывание автотормозов. Этот процесс выполняет стабилизатор, рассмотрим, как это происходит:

* воздух из уравнительного резервуара через отверстие диаметром 1,6 мм проходит вполость над уравнительным поршнем, а затем через отверстие диаметром 3 мм зеркала в "серповидную " выемку золотника. Из нее в отверстие диаметром 3 мм зеркала, далее по каналу к возбудительному клапану стабилизатора, под действием пружины клапан стабилизатораоткрыт и воздух попадает в полостьнад мембраной, а из нее через отверстие диаметром 0,45 мм выходит в атмосферу, темпом 0,2 атм. за 80-110 сек.;

* понижение давления в уравнительном объеме, создает разницу давлений на уравнительный поршень. Давлением воздуха из тормозной магистрали поршень перемещается вверх, открывая выпускной клапан, и через пустотелый хвостовиквпускного клапана, воздух из тормозной магистрали, темпом не вызывающим срабатывание тормозов выходит в атмосферу;

* при выравнивании давлений в уравнительном объеме и тормозной магистрали, уравнительный поршень переместится в среднее положение, что соответствует зарядному давлению на которое отрегулирован редуктор крана;

* редуктор мгновенно вступает в работу, так как полость над мембраной редуктора, при втором положении ручки крана, постоянно соединена с уравнительным объемом, через два отверстия зеркала диаметром 5 мм, и выемку золотника;

* под действием регулировочной пружины редуктора, мембранапрогнется вверх открывая питательный клапан редуктора, и воздух из питательной магистрали по каналу нижней и средней части поступит к "сапожковой"выемке зеркала, затем в выемку золотника, а из нее в отверстие диаметром 3 мм зеркала, и далее через фильтрредуктора, открытый питательный клапан проходит в полость над уравнительнымпоршнем, давлением воздуха поршень перемещается вниз, открывает впускной клапан и порция воздуха поступает в тормозную магистраль из питательной. Это создает условия для подпитки тормозной магистрали, так как в ней постоянно имеются утечки;

* клапан редуктора в этом случае будет открыт до тех пор, пока давление в уравнительном объеме не станет равным усилию пружины редуктора. После чего мембрана примет среднее положение и питательныйклапан закроется.

 

Рассмотрим отпуск тормозов II положением ручки крана машиниста.

 

В уравнительном объеме и тормозной магистрали давление равно пониженное, так как производилось торможение.

При переводе ручки крана машиниста из IV положения во II положение уравнительныйрезервуар соединяется с полостью над мембранойредуктора, через отверстие зеркала диаметром 5 мм, выемку золотника, второе отверстие зеркала того же диаметра.

Под действием регулировочной пружины мембранапрогнется вверх открывая питательный клапан редуктора на "max"величину.

Воздух из питательной магистрали по каналу нижней и средней части поступает к "сапожковой" выемке зеркала, далее через выемку золотника, выемку и отверстие зеркала, к питательному клапану редуктора.

Клапан открыт на "max" величину и воздух устремляется по каналу в полостьнад уравнительным поршнем, где мгновенно образуется высокое давление, что переместит уравнительный поршень вниз, при этом впускной клапан откроется на "max" величину, пропуская большую порцию воздуха из питательной магистрали в тормозную.

Быстрое повышение давления в полости над мембраной редуктора будет преодолевать усилие его регулировочной пружины, клапан будет медленно прикрываться и закроется совсем, когда давление в уравнительном объеме и тормозной магистрали выровняется.

Кроме этого избыток воздуха в полостинад уравнительным поршнем в этот момент будет ликвидирован стабилизатором через два отверстия зеркала диаметром 3 мм и "серповидную" выемку золотника.

Быстрое повышение давления в тормозной магистрали головных вагонов вызовет повышение давления под уравнительным поршнем крана машиниста.

Поршень медленно переместится вверхприкрывая впускной клапан крана, тем самым уменьшая подачу воздуха в тормознуюмагистраль, а значит замедляясрабатывание воздухораспределителей на отпуск. Особенно в хвосте состава, что может привести к обрыву автосцепки в результате большихпродольных реакцийв поезде.

 

Известно, что применять этот отпуск можно в следующих случаях:

- при проверке автотормозов локомотива перед выездом на участок;

- при смене кабин управления;

- при полном опробовании автотормозов, если длина поезда не более 350 осей;

- при ступенчатом отпуске, если воздухораспределитель включен на горный режим;

- при сжатии поезда на подъеме;

- в пассажирских поездах, при нерасчетливом (раньше времени) торможении.

 

III - перекрыша без питания

Магистрали.

III положение ручки крана машиниста применяется при управлении автотормозами в пассажирских поездах. В грузовых поездах это положение используется для проверки целостности тормозной магистрали.

При постановке ручки крана машиниста в III положение полость над уравнительным поршнем, через обратный клапан, отверстия зеркалаи золотника, сообщается с тормозной магистралью.

Давление в тормозной магистрали понижается быстрее, чем в уравнительном резервуаре, поэтому воздух уравнительного объема поднимает обратный клапан и перетекает в тормозную магистраль.

Давление воздуха на уравнительный поршень сверху и снизу выравнивается, впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми.

 

IV – перекрыша с питанием

Магистрали.

При постановке ручки крана в IV положение все отверстия и выемки на зеркале перекрыты золотником. В результате этого уравнительный резервуар разобщен от питательной и тормозной магистралей. Давление в уравнительном объеме из-за хорошей плотности поддерживается постоянное.

При понижении давления в тормозной магистрали, вследствие утечек, уравнительный поршень опускается вниз давлением из полости над поршнем и открывает впускнойклапан.

Воздух из питательной магистрали проходит в тормозную магистраль и восстанавливает в ней давление до уровня давления в уравнительном объеме.

После этого впускной клапан закрывается своей пружиной и питание утечек прекращается.

 

 

V – служебное торможение.

При постановке ручки крана машиниста в Vположение золотник сообщает уравнительный объем с атмосферой по каналу диаметром 2,3 мм.

Давление в полости над уравнительным поршнем падает темпом 0,2 – 0,25 атм. за секунду (с 5 до 4 атм. за 4,5-5,5 сек.). Уравнительный поршень поднимается вверх давлением тормозной магистрали, и хвостовик поршня (выпускной клапан) отходит от своего седла во впускном клапане.

Воздух из тормозной магистрали по осевому каналу впускного клапана выходит в атмосферу.

При достижении необходимой разрядки уравнительного объема, уравнительный поршень еще некоторое время, после перемещения ручки крана машиниста в

IV положение, будет разряжать тормозную магистраль, пока давление в ней по всей длине поезда станет таким же, как в уравнительном объеме.

Величина разрядки определяется машинистом исходя из конкретной обстановки.

 

VА – служебное торможение

Длинносоставных поездов.

Положение VА предусмотрено для замедленной разрядки уравнительного объема по каналу в золотнике диаметром 0, 75 мм. при торможении длинносоставных поездов, это позволяет выровнять время наполнения тормозных цилиндров по всей длине состава.

Кран машиниста действует так же как при Vположении ручки, но темп разрядки составляет 0,5 атм. за 15-20 сек. (с 5 до 4,5 атм. за 15-20 сек.).

VА положение рекомендуется применять при торможении в поездах и нормальной длины, для стабилизации давления в уравнительном объеме, чтобы избежать самопроизвольного повышения давления в тормозной магистрали при IV положении ручки крана машиниста. Причиной этого является нагрев воздуха, при перетекании его из одного объема в другой с последующим расширением.

VAприменяется только после V положения ручки крана машиниста.

 

VI – экстренное торможение.

При постановке ручки крана машиниста в VIположение, тормозная магистраль через отверстие диаметром 16 мм зеркала, по широкому каналу и туннельную выемку золотника, атмосферный канал зеркала соединяется с атмосферой.

Полость над уравнительным поршнем, отдельным каналом через отверстия диаметром 5 мм выемки зеркала и золотника соединяется с атмосферой.

По сравнению с объемом тормозной магистрали, объем полости над уравнительным поршнем меньше, поэтому она разряжается в атмосферу быстрее.

Из-за возникшего перепада давлений уравнительный поршень поднимается вверх и открывает выпускной клапан, сообщая тормозную магистраль с атмосферой.

Кроме того, уравнительный резервуар и полостьнад мембраной редуктора через выемки, отверстия, зеркала и золотника сообщаются с атмосферой.

Разрядка тормозной магистрали двумя каналами позволяет максимально увеличить темп разрядки с 5 до 1 атм. за 3 сек.

Ручка крана машиниста должна находится в VIположении до полной остановки поезда.