Admin

Электропневматический тормоз с электровоздухораспределителем № 305

Методика изучения электропневматического тормоза с воздухораспределителем № 305 основана на максимальном упрощении схем конструкции и работы прибора. Краткое, доступное и последовательное изложение материала, многокрасочные иллюстрации ускоряют процесс обучения, делают его легким и интересным.

Основным недостатком пневматических автотормозов пассажирского типа, при которых команды на их работу подаются воздействием на воздухораспределители № 292 через тормозную магистраль, является низкая скорость распространения тормозной волны вдоль поезда. Это приводит к возникновению больших продольных сил в сцепных приборах из-за запаздывания действия тормозов хвостовых вагонов по отношению к головным, что нарушает комфорт пассажиров.

Одновременность действия тормозов по всей длине поезда может быть достигнута, если команды на их работу подавать электрическим способом. По этому принципу и были созданы элек-тропневматические тормоза (ЭПТ) с электровоздухораспределителем (ЭВР) № 305. Но так как такие тормоза выполнены неавтоматическими, то основным остается пока пневматический с воздухораспределителем № 292, который при работе ЭПТ является резервным.

Так как подача сигнала электрическим способом обеспечивает одновременность срабатывания тормозов во всем поезде практически любой длины, то такие функции ЭВР, как дополнительная разрядка магистрали и регулирование времени наполнения тормозных цилиндров в зависимости от количества вагонов в составе (присущие воздухораспределителю № 292), отпадают. Поэтому от ЭВР требуется осуществлять только три действия: торможение, перекрышу и отпуск тормозов.

Для этого достаточно простого устройства (рис. 1) в виде двух электромагнитных вентилей (катушек с сердечниками) 1 и 2, управляющих двумя клапанами (якорями) — впускным 3 и выпускным 4. При торможении должен открываться только впускной клапан для соединения тормозного цилиндра ТЦ с запасным резервуаром ЗР. Для осуществления отпуска открывается только выпускной клапан для соединения ТЦ с атмосферой АТ. При перекрыше оба клапана должны быть закрыты.

Положение клапанов при отсутствии постоянного тока на катушках электромагнитов (как показано на рис. 1) принято называть нормальным. При этом оба клапана под действием пружин находятся в крайнем нижнем положении. Так как седло впускного клапана 3 находится внизу, то его нормальное положение считается закрытым, и воздух из ЗР не может поступать в ТЦ.

Седло выпускного клапана (тоже на рис. 1 показано стрелками) расположено сверху и поэтому его нормальное положение считается открытым. Воздух из ТЦ уходит в атмосферу. Такое нормальное положение клапанов при отсутствии постоянного тока на обеих катушках электромагнитов соответствует процессу отпуска автотормозов.

Если на оба вентиля подать постоянный ток, то клапаны (якори) притянутся к электромагнитам и займут крайнее верхнее положение. При этом картина поменяется на противоположную, так как выпускной клапан закроется, разобщив ТЦ с АТ, а впускной откроется, и воздух из ЗР начнет поступать в ТЦ. Такое положение клапанов соответствует процессу торможения. Если в процессе торможения снять питание с вентиля 2, то впускной клапан 3 закроется. Такое положение клапанов (оба закрыты) при подаче постоянного тока только на вентиль 1 соответствует процессу перекрыши.

Упрощенная двухпроводная электрическая схема управления таким электропневматическим тормозом показана на рис. 2. Как видно из рисунка, при подключении рабочего провода № 1 к плюсовому зажиму источника питания, а рельса — к минусовому (положение Т) оба вентиля ВО и ВТ оказываются под током, так как направление постоянного тока всегда идет от «плюса» к «минусу», а диод Д в цепи катушки впускного клапана позволяет току проходить через тормозной вентиль ВТ, что соответствует процессу торможения.

При смене полярности, т.е. подключении рабочего провода № 1 к минусовому зажиму источника питания, а рельса к плюсовому (положение П) направление тока через катушки вентилей сменится на противоположное, и диод не позволит току проходить через вентиль ВТ, что соответствует процессу перекрыши. Если рабочий провод № 1 и рельс отключить от источника питания, то оба вентиля окажутся обесточенными, что соответствует процессу отпуска тормозов.


Однако при отсутствии тока в рабочем проводе № 1 и рельсе нет возможности контролировать целостность электрической цепи ЭПТ. Поэтому в реальной конструкции ЭПТ в положении отпуска рабочий провод № 1 и рельс подключают к источнику переменного тока (положение О), на который из-за большого индуктивного сопротивления вентили ВО и ВТ не реагируют и поэтому условно считаются обесточенными. Контроль целости рабочего провода N2 1 непрерывно осуществляется с помощью контрольного провода № 2 переменным током при отпущенных тормозах и постоянным током при торможении и перекрыше.

Необходимо отметить, что элементарная конструкция электровоздухораспределителя с наполнением ТЦ непосредственно из ЗР обладает двумя существенными недостатками: тормоз получается истощимым, так как ЭВР не реагирует на возможные утечки воздуха из ТЦ при перекрыше; давление сжатого воздуха в ТЦ будет зависеть от выхода его штока. Эти недостатки легко устранить, если наполнять ТЦ из ЗР не напрямую, а через пневматическое реле.

В упрощенном виде конструкция и работа электровоздухораспределителя № 305, в котором используется отмеченное реле, демонстрируются на рис. 3. Из него видно, что пневматическое реле, установленное между выпускным 1 и впускным 2 клапанами вентилей ВО, ВТ и тормозным цилиндром, представляет собой уравнительную часть крана машиниста № 394. Но только уравнительный поршень заменен диафрагмой 3, а выпускной 4 и впускной 5 клапаны выполнены плоскими, так как не требуется в процессе работы регулировать темп впуска воздуха из ЗР в ТЦ, а также из ТЦ в АТ.

Электровоздухораспределитель находится в положении перекрыши, так как ток получает только одна катушка вентиля ВО и его выпускной клапан 1 закрыт (притянут вверх к седлу электромагнитной силой). Впускной клапан 2 тормозного вентиля также закрыт под действием пружины, так как катушка ВТ обесточена за счет работы диода Д. Таким образом, рабочая камера РК пневматического реле разобщена с АТ и ЗР, давление в ней постоянно и равно давлению в ТЦ.

Диафрагма 3 находится в равновесном горизонтальном положении, при котором действующие на нее силы со стороны РК и ТЦ равны. Поэтому оба клапана закрыты (впускной 5 под действием пружины, а выпускной 4 под действием силы тяжести и упругости резиновой диафрагмы). В случае возникновения утечек воздуха из ТЦ произойдет нарушение равновесия диафрагмы. Она под действием избыточного давления со стороны РК прогнется вниз и откроет впускной клапан 6, обеспечив подпитку ТЦ из ЗР.


Работу ЭВР при торможении иллюстрирует позиция 2 на рис. 3. Вентили ВО и ВТ находятся под током, и их клапаны (якоря) притянуты вверх. При таком положении открыт впускной клапан вентиля ВТ, через который воздух из ЗР поступает в РК пневматического реле. Под действием избыточного давления со стороны РК диафрагма 3 прогибается вниз, открывает впускной клапан и через него происходит наполнение ТЦ сжатым воздухом из ЗР.

Работу ЭВР при отпуске тормозов демонстрирует позиция 3 на рис. 3. Вентили ВО и ВТ подключены к источнику переменного тока, на который они не реагируют из-за большого индуктивного сопротивления их катушек. При этом оба клапана под действием пружин занимают крайнее нижнее положение. В этом случае открыт только выпускной клапан 1 вентиля ВО. Через данный клапан воздух из РК пневматического реле выходит в АТ. Давление в РК падает, под действием избыточного давления со стороны ТЦ диафрагма 3 прогибается вверх и открывает выпускной клапан. Происходит выпуск воздуха из ТЦ в АТ.


С введением ЭПТ на подвижном составе появилось новое автотормозное оборудование (рис. 4). На локомотиве располагаются: блок питания БП, в комплект которого входят аккумуляторная батарея (на электросхеме — генератор управления ГУ) для питания электрических цепей постоянным током напряжением 50 В и статический преобразователь (на электросхеме — генератор контроля ГК), позволяющий питать цепи переменным током, напряжением 50 В с частотой 625 Гц. Имеется также блок управления в виде четырех электромагнитных катушек (реле) К, ПР, ТР и КР с их блокировками (электроконтактами) для электрического управления действием электро-пневматического тормоза и контроля состояния цепей управления.


В кабине установлен трехламповый сигнализатор с лампами, имеющими обозначения: «С» («Сигнальная»), «П» («Перекрыта»), «Т» («Торможение») для визуального контроля целости электрических цепей и информирования машиниста о том, какой процесс происходит в поезде. Предусмотрен контроллер КМ в виде двух микропереключателей, на которые можно воздействовать ручкой крана машиниста для организации подачи тока на соответствующие реле К, ТР и ПР блока управления при работе ЭПТ.

Кроме того, локомотив оборудован электровоздухораспределителем № 305 с вентилями торможения ВТ и отпуска ВО, концевыми рукавами с междувагон-ными соединениями (МС), имеющими электроконтакты для подключения рабочего № 1 и контрольного № 2 проводов с такими же проводами вагонов поезда. На вагонах также установлены ЭВР N9 305, соединительные рукава с междувагонными соединениями, проложены два линейных провода № 1 и 2.


После соединения рукавов локомотива и вагонов вдоль всего поезда образуется электрическая цепь из этих двух линейных проводов. Непрерывность электрической цепи управления обеспечивают междувагонные соединения, вмонтированные в головки тормозных соединительных рукавов № 396А, при сцеплении которых происходит подключение контактов. Рабочий провод предназначен для управления работой ЭВР, а контрольный — для сигнализации состояния цепи управления. В качестве обратного провода используются рельсы железнодорожного пути.

Рабочий провод крепится в соединительной головке к изолированному от корпуса контактному пальцу, а контрольный провод — к контактному кольцу, закрепленному на ее корпусе. Когда соединительная головка концевого рукава находится в свободном состоянии (не сцеплена с другой), то контактный палец пружиной прижат к кольцу, обеспечивая электрическое соединение рабочего и контрольного проводов в хвосте пассажирского состава.

При сцеплении рукавов между вагонами и локомотивом контактные пальцы, воздействуя друг на друга, утапливаются внутрь головок и отходят от контактных колец с размыканием контактов между рабочим и контрольным проводами, образуя две параллельные цепи. Чтобы эти провода не оказались вновь соединенными в головке свободного рукава локомотива, она закрепляется на специальной изолированной подвеске, исключающей эту возможность.

Чтобы упростить приведенные электрические схемы электропневматического тормоза, не показаны предохранители и резисторы, предназначенные для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания, конденсаторы, которые уменьшают большие коммутационные перенапряжения, а также искрообразования на контактах сильноточного реле К.

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗА

Отпуск и зарядка тормозов выполняются переводом ручки крана машиниста № 395 в положение I или II. Микропереключатели контроллера КМ (рис. 5) выключены (находятся в верхнем положении) и электрическая цепь, идущая от плюсового зажима ГУ, получается разорванной. Поэтому катушки реле ПР, К и TP обесточены, а их контакты находятся в крайнем верхнем положении, при котором рабочий провод и рельсы оказываются подключенными к источнику переменного тока ГК.

Переменный ток от верхнего зажима генератора контроля ГК через контакты ПР1 и TP1 поступает в рабочий провод № 1 локомотива и далее через соединенные контактные пальцы головок рукавов (междувагонных соединений МС) — в рабочие провода вагонов. Дойдя по проводу № 1 до последнего соединительного рукава последнего вагона, переменный ток через контактный палец,замкнутый на корпус головки контактным кольцом, поступает в контрольный провод Nq 2 и через соединенные корпуса головок МС возвращается в локомотивный блок управления, где затем после выпрямительного моста ВК идет в рельсы, а через контакты TP2 и ПР2 поступает на нижний зажим генератора контроля ГУ.

Выпрямительный мост ВК служит для питания постоянным током контрольного реле КР в режиме отпуска тормозов, которое, возбуждаясь, замыкает свои контакты КР1 и КР2 (положение — вниз). Контакт КР2 замыкает электрическую цепь сигнальной лампы «С» на генератор управления ГУ. Горящая лампа сигнализирует об исправности источников электрического питания ГУ и ГК, целостности линейных проводов № 1, 2 и их контактов на всех вагонах, а также о том, что электрический тормоз готов к действию.


Контакт КР1 контрольного реле держит подготовленной цепь для питания катушки сильноточного реле К при перекрыше и торможении. Циркулируя по линейным проводам и рельсам, переменный ток ответвляется и проходит через катушки вентилей ВО и ВТ всех (в данном случае трех) электровоздухораспределителей № 305. Но сила тока, протекающего через катушки вентилей ВО и ВТ, настолько мала вследствие их большого индуктивного сопротивления, что сердечники не притягивают якорей (клапанов), т.е. ЭВР не срабатывают, и тормоза остаются отпущенными (действие электровоздухораспределителя № 305 при переменном токе на обоих вентилях иллюстрирует позиция 3 на рис. 3).

Перекрыта выполняется переводом ручки крана машиниста в положение III или IV. При этом происходит включение (опускание) левого микропереключателя контроллера машиниста КМ (рис. 6). Так создается электрическая цепь от плюсового зажима ГУ через реле ПР с возвратом на минусовой зажим. Реле ПР возбуждается и все его контакты от ПР1 до ПР5 занимают противоположное показанному на рис. 5 положение вниз.

Контакт ПР1 подключает рабочий провод N2 1 к минусовому зажиму ГУ, а контакт ПР2 готовит подключение рельса к плюсовому зажиму ГУ. Контакт ПР4 подключает к ГУ сильноточное реле К, в результате чего его контакт К1 окончательно замыкает плюсовой зажим ГУ на рельсы, а контакт ПР5 подключает к ГУ контрольную лампу «П» («Перекрыша»), сигнализирующую о происходящем процессе в работе ЭПТ.

Постоянный ток, идущий от рельсов к рабочему проводу (от «плюса» к «минусу»), поступает только на вентили ВО. Прохождению тока по катушкам других вентилей ВТ препятствуют диоды Д. Работа электровоздухораспределителя № 305 при возбуждении только одной катушки вентиля ВО показана на рис. 3 (позиция 1).

Торможение (служебное и экстренное) осуществляется переводом ручки крана машиниста в положения V3, V и VI. При этом (рис. 7) оба микропереключателя контроллера машиниста КМ оказываются включенными (вниз), что приводит к отключению реле ПР от ГУ (его контакты вновь занимают верхнее положение) и к подключению к ГУ тормозного реле ТР. Это реле возбуждается, и все его контакты от ТР1 до ТР5 занимают крайнее нижнее положение.

Контакт ТР1 готовит подключение рабочего провода № 1 к плюсовому зажиму ГУ, а контакт ТР2 подключает рельсы к минусовому зажиму ГУ. Контакт ТРЗ подключает сильноточное реле К к ГУ, которое возбуждается и своим контактом К1 окончательно замыкает плюсовой зажим ГУ на провод Nq 1. Контакт ТР5 подключает к ГУ лампу «т» («Торможение»), сигнализирующую о происходящем в ЭПТ процессе.

Постоянный ток, идущий от рабочего провода к рельсам (от зажима +К1), поступает на оба вентиля ВО и ВТ (при таком направлении тока диод Д пропускает его на катушку ВТ). Работу ЭВР № 305 при возбуждении обоих вентилей ВП и ВТ, соответствующую процессу торможения, демонстрирует позиция 3 на рис. 3.

Действие электровоздухораспределителя одинаково во всех трех тормозных положениях ручки крана машиниста (V3, V, VI), только при положениях V и VI торможение сопровождается разрядкой тормозной магистрали темпом служебного и экстренного торможения соответственно. В положении V3 небольшая разрядка тормозной магистрали также имеет место из-за поступления сжатого воздуха в запасные резервуары (где давление понизилось в связи с потреблением воздуха тормозными цилиндрами) через ВР № 292, находящийся в положении отпуска.

Более кратко работу ЭПТ можно сформулировать следующим образом. При отпуске и зарядке (положении I или II ручки крана машиниста) оба микропереключателя контроллера КМ выключены и поэтому реле блока управления ТР, К и ПР обесточены, а их контакты находятся в верхнем положении, при котором рабочий провод N9 1 и рельсы подключены к источнику переменного тока ГК.

В этом случае вентили электровоздухораспределителя ВО и ВТ не работают как магниты (условно обесточены), что соответствует нормальному положению их клапанов, когда открыт только выпускной клапан вентиля ВО для выпуска воздуха из РК в АТ. Это приводит к нарушению равновесного положения диафрагмы пневматического реле. Она прогибается вверх и открывает выпускной клапан для выпуска воздуха из ТЦ в АТ (позиция 3 на рис. 3).

При торможении (положениях V3, V и VI ручки крана машиниста) оба микропереключателя контроллера КМ включены, реле ТР и К получают питание от ГУ. Их контакты занимают нижнее положение, при котором рабочий провод № 1 подключается к плюсовому зажиму ГУ, а рельсы — к минусовому. В результате оба вентиля ВО и ВТ всех ЭВР № 305 получают питание, что соответствует положению их клапанов, когда открыт только впускной клапан вентиля ВТ для впуска воздуха из ЗР в РК.

Отмеченное приводит к нарушению равновесного положения диафрагмы пневматического реле. Она прогибается вниз и открывает впускной клапан для впуска воздуха из ЗР в ТЦ (позиция

2 на рис. 3). На сигнализаторе горят две лампы: «С» (сигнализирующая об исправности электрических цепей) и «Т» (сигнализирующая, что идет процесс торможения).

При перекрыше (положении III или IV ручки крана машиниста) включен только один микропереключатель (левый) контроллера машиниста КМ. Питание от ГУ получают реле блока управления ПР и К. Их контакты находятся в нижнем положении, при котором рабочий провод Ng 1 подключается к минусовому зажиму ГУ, а рельсы — к плюсовому.

В результате этого направление электрического тока в катушках вентилей ВО и ВТ меняется на противоположное (от рельса к проводу N9 1). При этом диод Д не пропускает ток на вентили ВТ, и их впускные клапаны под действием пружины находятся в закрытом нижнем положении.

Выпускные клапаны вентилей ВО притянуты вверх и тоже закрыты. В РК пневматического реле давление прекращает изменяться, и при достижении такого же давления в ТЦ диафрагма займет равновесное горизонтальное положение, при котором оба клапана реле будут закрыты (позиция 1 на рис. 3). На сигнализаторе загораются две лампы: «С» (сигнализирующая об исправности электрических цепей) и «П» (сигнализирующая, что идет процесс перекрыши).

РАЗДЕЛЕНИЕ ТОРМОЗНЫХ ПРОЦЕССОВ МЕЖДУ ВР И ЭВР

Зарядка запасных резервуаров из тормозной магистрали происходит обычным порядком — через ВР № 292 (рис. 8). Для разделения тормозных процессов между приборами № 292 и N9 305 на трубопроводе, идущем к ТЦ, устанавливается переключательный клапан ПК. При всех видах торможения с исправным ЭПТ переключательный клапан за счет быстродействия ЭВР по сравнению с ВР занимает крайнее левое положение, закрывая канал, идущий от ВР N° 292 к ТЦ.


В случае неисправности ЭПТ, о чем свидетельствует погасание сигнальной лампы «С», торможение обязательно осуществляется с разрядкой тормозной магистрали положением V или VI ручки крана машиниста. При этом под действием давления сжатого воздуха, идущего из ЗР через ВР № 292 к переключательному клапану, он перемещается в крайнее правое положение и закрывает канал от ЭВР N9 305 к ТЦ, выключая электровоздухораспределитель из работы.

К переключательному клапану предъявляются высокие требования по его плотности. Это объясняется тем, что в случае неплотного прилегания ПК к левому седлу (стрелкам) со стороны ВР N9 292 при работе ЭПТ, воздух из ТЦ будет уходить в АТ через ВР, находящийся в положении отпуска. Если ПК неплотно прилегает к правому седлу со стороны ЭВР N° 305, то при отказе ЭПТ (гаснет сигнальная лампа «С») и переходе на работу автотормозов ТЦ снова оказывается соединенным с АТ через ЭВР, находящийся в положении отпуска.

Чтобы окончательно закрепить свои знания по устройству и действию ЭПТ, необходимо обратиться к более сложным рисункам и схемам, приведенным в технической литературе по автотормозам.

Канд. техн. наук А.Н. ШАМАКОВ, профессор Московского государственного университета путей сообщения (МИИТа)

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Максим Киселёв

не могу скачать

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin