АВТОМАТИЧЕСКАЯ СЦЕПКА
Для сцепления двух однотипных электропоездов на каждом головном вагоне установлена автоматическая сцепка типа «Scharfenberg», управление которой осуществляется из кабины машиниста без вспомогательных действий вручную. При этом осуществляются как механическое соединение электропоездов, так и соединение их электрических цепей и пневматических магистралей.
Основным элементом конструкции автоматической сцепки является соединительная тяга с фрикционным амортизатором, которая служит в качестве соединительного звена между головкой сцепки и опорным кронштейном, установленным в кузове вагона (рис. 11). Соединительная тяга с фрикционным амортизатором являются составной частью системы пассивной безопасности. Хвостовик соединительной тяги установлен на валу опорного кронштейна. Удержание соединительной тяги в среднем положении и предотвращение ее от раскачивания и нежелательных поворотов во время движения электропоезда осуществляет центрирующее устройство с опорой.
Передний конец соединительной штанги имеет тарельчатую муфту, которая соединяется с головкой сцепки посредством разборного резьбового соединения. Соединительная штанга оснащена пружинным амортизационным аппаратом, который поглощает энергию усилий растяжения и сжатия в пределах допустимых значений (1500 кН).
Внутреннее противоударное устройство соединительной тяги является невосстанавливаемым элементом поглощения энергии. Если в системе поглощения энергии возникают усилия, которые превышают допустимые значения, элементы соединительной штанги вдвигаются друг в друга, увеличивая этим сопротивление усилиям (передавая усилие гашения энергии к противоположной сцепке), при этом наружные элементы соединительной штанги деформируются.
Головка сцепки механически соединяет два электропоезда друг с другом посредством соединительного замка. На торцевой поверхности корпуса головки сцепки расположены конус, воронка и направляющий захват. Внутри корпуса размещены элементы замка и фиксатора сцепки, а также расцепной цилиндр. На боковой поверхности головки сцепки находится рукоятка ручного расцепления.
На оси вращения, расположенной в корпусе сцепки, установлен поворотный затвор. На нем имеется ось вращения, на которой установлена сцепная петля. На сцепную петлю воздействует пружина растяжения. Рычаг поворотного затвора взаимодействует с тягой защелки, которая в расцепленном состоянии сцепки прижата к защелке под действием подпружиненной тяги упора. С противоположной стороны на тягу защелки воздействует рычаг направляющей (рис. 12). Для защиты от воздействия факторов окружающей среды (дождя или снега) на головку сцепки в расцепленном состоянии устанавливается кожух. Перед соединением сцепок кожух удаляется и размещается в служебном помещении вагона электропоезда.
Головка сцепки оснащена нагревательными элементами, которые в несцепленном состоянии обеспечивают оттаивание намерзшего слоя снега и льда для последующей легкой очистки головки сцепки вручную. Головка сцепки обогревается посредством четырех нагревательных элементов мощностью 80 Вт, которые расположены на торцевой стенке. Выключатель на головке сцепки отключает нагревательные элементы, как только сцепка достигнет механически сцепленного состояния. Данный выключатель используется также для индикации состояния «Сцеплено».
Работа автоматической сцепки. В начальный момент сближения головки сцепок центрируются при помощи направляющих захватов, конусы скользят по торцевой поверхности и, попадая в воронки, нажимают на рычаги направляющих, выводят тяги защелок из зацепления и освобождают поворотный затвор. Одновременно сцепные петли входят в выемки поворотных затворов (рис. 13,а). При дальнейшем движении головок сцепок навстречу друг другу под действием пружин растяжения поворотные затворы поворачиваются против часовой стрелки и после соприкосновения ударных поверхностей сцепок процесс сцепления заканчивается.
В сцепленном состоянии конусы упираются в рычаги направляющих, пружины растяжения находятся в спокойном состоянии, тяги защелок под действием подпружиненного упора блокируют ролики сцепных петель от выхода из выемок поворотных затворов, тем самым предотвращая сцепку от самопроизвольного расцепления (рис. 13,6).
Расцепить сцепки между двух электропоездов возможно как в автоматическом режиме (дистанционно), так и вручную. Для автоматического (дистанционного) расцепа двух электропоездов на пульте машиниста нажимается кнопка «Расцеп». При ее нажатии сжатый воздух кратковременно подается в расцепные цилиндры обеих автоматических сцепок. Штоки расцепных цилиндров выдвигаются и воздействуют на приливы поворотных затворов, поворачивая их по часовой стрелке, в результате чего ролики сцепных петель выходят из выемок поворотных затворов (рис. 13,в).
Как только электропоезда отъедут друг от друга, сцепки вновь будут готовы к выполнению сцепления. Расцеп автоматических сцепок вручную осуществляется только в аварийных ситуациях. Расцеп вручную осуществляется посредством рукоятки, расположенной непосредственно на головке сцепки.
Клапаны соединения воздушных магистралей сцепки. Для возможности соединения пневматических магистралей двух электропоездов торцевая поверхность головки сцепки оборудована клапанами соединения тормозных и питательных магистралей, а также штуцером соединения магистралей расцепного привода. В верхней части поверхности головки сцепки расположен клапан соединения тормозных магистралей со штуцером. При сцепленных автоматических сцепках штуцер, благодаря усилию пружины сжатия, обеспечивает надежное уплотнение соединенных тормозных магистралей соединенных электропоездов. Клапан соединения тормозной магистрали при расцепленном состоянии сцепок под воздействием упора кулачкового диска прижат к своему седлу (рис. 14). Кулачковый диск вращается на оси, взаимодействующей с осью поворотного затвора.
При сцепке электропоездов штуцеры обеих автоматических сцепок плотно прижимаются друг к другу и одновременно вращаются оси кулачковых дисков, освобождая штоки клапанов от усилий упоров. Клапаны под действием пружин сжатия отходят от своего седла и соединяют тормозные магистрали обеих электропоездов (рис. 15).
При самопроизвольном расцепе автоматических сцепок ось кулачкового диска не вращается, тормозная магистраль через открытый клапан соединяется с атмосферой и происходит принудительное торможение поезда (рис. 16).
В нижней части торцевой поверхности сцепки расположены клапан соединения питательной магистрали и штуцер соединения магистрали расцепного привода.
В расцепленном состоянии сцепок клапан соединения питательных магистралей прижат к своему седлу под действием пружины. При соединении сцепок толкатели клапана водействуют друг на друга и, преодолевая усилие пружины, отжимают клапан от своего седла, соединяя питательные магистрали электропоездов. При разъединении электропоездов клапан под действием пружины вновь прижимается к своему седлу. Поскольку магистраль расцепного привода находится под давлением только во время процесса расцепления, она не имеет клапана, а оборудована штуцером, подпружиненным направляющим элементом (сепаратором). Для перекрытия подачи воздуха к клапанам соединения тормозной и питательной магистралей трубопроводы в районе автоматической сцепки оборудованы разобщительными (концевыми) кранами (рис. 17).
Электрический штепсельный контакт сцепки. Для соединения электрических цепей двух сцепленных электропоездов автоматическая сцепка оборудована электрическим штепсельным контактом, установленным в верхней части головки сцепки. Его устройство было рассмотрено ранее (см. журнал «Локомотив» № 1,2023 г.).
Межвагонные сцепки. Соединение между отдельными вагонами электропоезда осуществляется при помощи межвагонных сцепок. Каждое межвагонное соединение состоит из короткой и длинной сцепок, соединенных между собой посредством разборного муфтового соединения, состоящего из двух тарельчатых полумуфт, стянутых болтами. Короткие и длинные сцепки между вагонами 01, 02 и 04, 05 оборудованы невосстанавливаемыми ударопоглощающими устройствами, являющимися элементами системы пассивной безопасности (крэш-системы). Каждая межвагонная сцепка состоит из тяги, один конец которой через поглощающее устройство с полимерными элементами устанавливается в кронштейне буферного бруса рамы остова кузова (рис. 18,19).
Противоположный конец тяги длинных сцепок имеет воронкообразную рабочую поверхность, в которую входит рабочая поверхность короткой сцепки, после чего сцепки фиксируются муфтовым
соединением (рис. 20). Тяга сцепок с невосстанавливаемыми ударопоглощающими устройствами представляет собой упругий деформируемый элемент. Поглощающее устройство межвагонных сцепок состоит из двух эластичных полимерных элементов. Расположение межвагонных сцепок в составе поезда представлено на рис. 21.
Вспомогательные сцепки позволяют выполнять транспортировку электропоезда или маневровые работы с отдельными вагонами при помощи локомотива, оборудованного автосцепками типа СА-3. Комплект вспомогательных сцепок состоит из переходной сцепки (адаптера) автоматической сцепки типа «Scharfenberg», переходной сцепки (адаптера) автосцепки СА-3, переходной соединительной муфты межвагонной сцепки. Каждый из адаптеров имеет прочность на сжатие и растяжение до 300 кН. Вес одного адаптера — 25 кг. Вспомогательные сцепки хранятся в подкузовном контейнере вагона электропоезда 03 (рис. 22).
Переходная сцепка (адаптер) автоматической сцепки типа «Scharfenberg» предназначена для возможности подсоединения к головному вагону электропоезда вспомогательного либо другого локомотива, оборудованного автосцепкой СА-3. Переходная сцепка состоит из корпуса, который с одной стороны имеет сцепную головку, а с другой — кронштейны тяговосцепного устройства для монтажа переходной сцепки (адаптера) автосцепки СА-3. Сцепная головка имеет конфигурацию профиля головки автоматической сцепки, образуемого торцевой поверхностью, конусом и воронкой, и снабжена запирающим механизмом. Профиль торцевой поверхности с помощью конуса и воронки обеспечивает центрирование сцепок.
В верхней части торцевой поверхности установлены два крюка, облегчающие монтаж переходной сцепки. Поворотный запирающий механизм состоит из сцепной петли, поворотного затвора с осью вращения и торсионной пружины. Запирающий механизм переходной сцепки воспринимает тяговые усилия, а торцевая поверхность — усилия сжатия. Торсионная пружина удерживает запирающий механизм сцепки и обеспечивает положение готовности к сцеплению.
При соединении с автоматической сцепкой типа «Scharfenberg» сцепные головки встречаются, центрируются и входят одна в другую. При этом сцепные петли входят в зацепление с поворотными затворами противоположной сцепной головки. В комплекте с переходной сцепкой поставляются два соединительных рукава для подключения к тормозной и питательной магистралям.
Зафиксированные в сцепной головке переходной сцепки рукава обеспечивают надежное соединение (рис. 23).
Перед установкой переходной сцепки на головку автоматической сцепки необходимо отключить устройство управления электрической сцепкой, проверить на легкость хода запирающий механизм сцепки и при необходимости смазать пластичной смазкой «ISOFLEX TOPAS NCA 52», проверить запирающие механизмы обеих сцепок, находятся ли они в положении готовности к сцепке.
Для установки переходной сцепки на головку автоматической сцепки необходимо подвесить переходную сцепку при помощи крюков на верхней поверхности торца автоматической сцепки, отклонить (приподнять) переходную сцепку примерно на 30° от торцевой поверхности автоматической сцепки и резко захлопнуть ее на сцепной головке автоматической сцепки. Запирающие механизмы сцепок соединятся с отчетливым щелчком.
Следует проверить, находится ли запирающий механизм переходной и автоматической сцепки в сцепленном положении, их торцовые поверхности находятся друг против друга, петля автоматической сцепки находится в зеве поворотного затвора переходной сцепки. При необходимости следует отцентрировать сцепки, установить в верхнее отверстие сцепной головки переходной сцепки рукав тормозной магистрали, в нижнее — рукав питательной магистрали. Следует застопорить рукава при помощи рукояток и зафиксировать рукоятки пружинными защелками-фиксаторами (рис. 24).
Для снятия переходной сцепки с головки автоматической сцепки необходимо разблокировать рукоятки соединительных рукавов, перекрыть рукоятки и снять рукава. После этого следует выполнить расцепление автоматической сцепки при помощи рукоятки, а затем приподнять переходную сцепку вверх и снять с крючков.
Переходная соединительная муфта межвагонной сцепки предназначена для возможности присоединения локомотива, оборудованного автосцепками типа СА-3, к межвагонной сцепке отдельного вагона электропоезда (например, при маневровых передвижениях по путям депо). Торцевая сторона переходной муфты представляет собой соединительную муфту. С другой стороны переходная муфта имеет кронштейны тягово-сцепного устройства для монтажа переходной сцепки (адаптера) автосцепки СА-3 (рис. 25). Для установки переходной соединительной муфты на межвагонную сцепку используется штатное муфтовое соединение, состоящее из двух полумуфт.
Перед установкой переходной соединительной муфты на тягу межвагонной сцепки необходимо:
> снять соединительную муфту с буртика тяги межвагонной сцепки (если до этого она не была снята при расцепе вагонов);
> проверить межвагонную сцепку на наличие видимых повреждений, очистить буртик тяги и половины соединительной муфты (полумуфты);
смазать пластичной смазкой «ISOFLEX TOPAS NCA 52» стыковочные поверхности межвагонной сцепки и половин соединительной муфты (полумуфты).
Для установки переходной соединительной муфты на тягу межвагонной сцепки необходимо:
- О установить переходную соединительную муфту на тягу межвагонной сцепки, совместить в буртики и отцентровать их по отношению друг к другу;
- 5 установить стяжные болты с шестигранной головкой в сквозные отверстия верхней полумуфты соединительной муфты межвагонной сцепки;
- О обработать резьбовую поверхность болтов монтажной пастой;
- О поместить верхнюю полумуфту на буртики тяги межвагонной сцепки и переходной соединительной муфты, выровнять ее по горизонтали и легкими ударами молотка набить на буртики;
- О установить нижнюю полумуфту соединительной муфты межвагонной сцепки;
- О вручную навернуть на болты шестигранные гайки с предохранительными шайбами и выровнять нижнюю соединительную муфту параллельно верхней;
- Э удерживая болты, затянуть гайки крест-накрест, при этом соблюдая параллельную центровку (демонтаж переходной соединительной муфты выполняется в обратной последовательности).
Переходная сцепка (адаптер) автосцепки СА-3. При помощи переходной сцепки осуществляется соединение локомотива, оборудованного автосцепкой типа СА-3 с установленными на электропоезде переходными устройствами (переходной сцепкой или соединительной муфтой). Торцевая сторона переходной сцепки автосцепки СА-3 имеет специальный профиль, повторяющий профиль головки автосцепки СА-3 (головку типа БАЗ). С другой стороны переходная сцепка имеет кронштейны тягово-сцепного устройства для крепления к аналогичному тяговосцепному устройству установленного на электропоезде переходного устройства — переходной сцепке автоматической сцепки «Scharfenberg» или переходной соединительной муфте (рис. 26). Кронштейны тягово-сцепного устройства снабжены специальными фиксирующими шарнирами.
Перед установкой переходной сцепки автосцепки СА-3 на установленные на электропоезде переходные устройства необходимо смазать поверхности прилегания тягово-сцепных устройств всех участвующих в работе переходных устройств или соединительных муфт пластичной смазкой «ISOFLEX TOPAS NCA 52». Для установки переходной сцепки автосцепки СА-3 на установленные на электропоезде переходные устройства необходимо:
- установить шарниры тягово-сцепного устройства переходной сцепки автосцепки СА-3 на кронштейны тягово-сцепного устройства, установленного на электропоезде переходного устройства, расположив шарниры по прямой линии;
- вставить фиксирующие пальцы и закрепить их при помощи упругих фиксаторов;
- убедиться в надежности соединения всех переходных элементов (рис. 27).
- Перед прицепкой вспомогательного (маневрового) локомотива к переходной сцепке автосцепки СА-3 необходимо:
- отцентрировать сцепки вручную (при необходимости);
- остановить локомотив на расстоянии 1 м до сцепа и со скоростью не более 0,6 м/ч произвести сцепку локомотива с переходными устройствами электропоезда;
- выполнить установку соединительных рукавов тормозной и питательной магистралей, соединить их с соответствующими рукавами локомотива и открыть разобщительные краны (при необходимости);
- установить дистанционную штангу с шайбами (для ограничения вертикальных перемещений автосцепок) и зафиксировать их шплинтами (рис. 28).
Для демонтажа переходной сцепки автосцепки СА-3 необходимо остановить поезд и затормозить его, перекрыть разобщительные краны на тормозной и питательной магистралях и расцепить соединительные рукава (если до этого они были соединены и открыты). Далее следует расцепить автосцепки локомотива штатным порядком (при помощи рычага расцепного привода), осадить локомотив на безопасное расстояние, освободить фиксирующие пальцы переходной сцепки от упругих фиксаторов и вынуть их из кронштейнов тягово-сцепных устройств. Приподняв, необходимо вывести шарниры тягово-сцепного устройства из зацепления и снять переходную сцепку.
