Патент на изобретение №2296070

(54) ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к воздухораспределителям подвижного состава. Воздухораспределитель содержит орган двух давлений, полый стержень, клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали, впускной клапан с седлом, выпускной клапан и орган ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. Выпускной клапан органа двух давлений снабжен полым хвостовиком с уплотнением, отделяющим атмосферную полость органа двух давлений от полости, образованной в органе двух давлений и связанной через отверстие. Отверстие выполнено во впускном клапане. Величина хода подвижной перегородки органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали при отпуске из ее тормозного положения до начала сообщения полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, связанной с тормозной камерой, с полостью, связанной с атмосферой, через вышеупомянутый канал, выполненный в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, менее, чем величина хода этой подвижной перегородки при отпуске из ее тормозного положения до начала сообщения полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, постоянно сообщенной с запасным резервуаром, с полостью, постоянно сообщенной с тормозной магистралью, через канал круглого золотника подвижной перегородки. Достигается получение необходимой минимальной величины повышения давления в тормозной магистрали для отпуска тормоза, а также требуемый по условиям заданного процесса управления тормозом полный отпуск тормоза. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно к устройству воздухораспределителей тормозов подвижного состава железных дорог, преимущественно пассажирского подвижного состава, предназначенных для управления процессами изменения давления в тормозных цилиндрах (тормозных камерах) в зависимости от изменения давления в тормозной магистрали.

Известны воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по патенту РФ №2026218, МПК В 60 Т 15/22, от 03.03.1992 г., воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по патенту ФРГ №1605282, МПК В 60 Т 15/22, опубликован 02.03.1972 г. В этих воздухораспределителях имеется орган двух давлений, содержащий подвижную перегородку со штоком. Подвижная перегородка разделяет магистральную полость, связанную с тормозной магистралью, и рабочую полость, связанную с рабочей камерой (запасным резервуаром). Орган двух давлений имеет клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали, впускной и выпускной клапаны. Клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали отделяет магистральную полость от полости, связанной с камерой дополнительной разрядки тормозной магистрали. В этих воздухораспределителях выпускной клапан размещен в полости органа двух давлений, связанной с тормозной камерой (тормозным цилиндром). В положении перекрыши он жестко связан с подвижной перегородкой органа двух давлений: а именно со стороны выпускного клапана усилием сжатого воздуха тормозной камеры (тормозного цилиндра), а со стороны подвижной перегородки – разностью усилий сжатого воздуха рабочей камеры (запасного резервуара) и тормозной магистрали. Поэтому возможные колебания давления в тормозной магистрали (его медленное повышение) в процессе перекрыши или даже незначительные утечки из рабочей камеры (запасного резервуара) могут вызвать самопроизвольный отпуск тормоза.

Известен воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по патенту РФ №1390097 от 03.12.1986 г., МПК В 60 Т 15/22. Он содержит орган двух давлений, который имеет подвижную перегородку с пружиной и штоком. Подвижная перегородка взаимодействует с полым стержнем и разделяет магистральную и рабочую полости. Магистральная полость органа двух давлений связана с тормозной магистралью, рабочая полость связана с рабочей камерой тормоза. Орган двух давлений имеет клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали с пружиной, а также имеет впускной клапан с седлом, размещенным на полом стержне, и выпускной клапан, взаимодействующий с полым стержнем, снабженные пружиной. Воздухораспределитель содержит орган ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. Этот орган имеет подвижную перегородку с уплотнением, пружиной и штоком. Указанная подвижная перегородка разделяет полости, одна из которых связана с тормозной камерой, а другая полость связана с атмосферой и в ней размещена пружина этой подвижной перегородки. На торце штока подвижной перегородки установлен клапан, размещенный в полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, которая связана, с одной стороны, с полостью органа двух давлений, где расположен клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали, а с другой стороны – с каналом, соединенным с атмосферой и перекрываемым этим клапаном. Выпускной клапан размещен в полости органа двух давлений, связанной с тормозной камерой. Для того чтобы в положении перекрыши, когда выпускной клапан закрыт, колебания давления в тормозной магистрали (медленное повышение его) или в рабочей камере (снижение из-за возможных утечек из нее) не приводили к самопроизвольному отпуску тормоза, в этом воздухораспределителе полый стержень подвижной перегородки органа двух давлений установлен с возможностью свободного перемещения относительно выпускного клапана в пределах зазора между упорами, выполненными на полом стержне. Однако величина этого зазора влияет как на обеспечение чувствительности воздухораспределителя на торможение и стабильности ступеней торможения, так и на возможность исключения в положении перекрыши самопроизвольного отпуска при возможных колебаниях давления в тормозной магистрали (медленном повышении давления в ней) или возможных небольших утечках сжатого воздуха из рабочей камеры. Увеличение зазора приводит к снижению чувствительности на торможение и отпуск и, как следствие, к уменьшению скорости распространения тормозной волны. Уменьшение зазора приводит к возрастанию возможности самопроизвольного отпуска тормоза, особенно при длительных торможениях, например на горных участках железных дорог.

Известен воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по патенту РФ №2137635 от 09.10.1998 г., МПК В 60 Т 15/22. Он содержит орган двух давлений с подвижной перегородкой, которая разделяет магистральную полость, связанную с тормозной магистралью, и рабочую полость, связанную с запасным резервуаром тормоза. Подвижная перегородка установлена в полом стакане со штоком, выполненным в виде круглого золотника с каналом. В полом стакане выполнено дроссельное отверстие и размещены зарядный клапан с пружиной, буферная пружина с буферным стаканом. В органе двух давлений этого воздухораспределителя имеется также клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали с пружиной, впускной клапан с пружиной, взаимодействующие со штоком подвижной перегородки органа двух давлений. Канал круглого золотника органа двух давлений служит для сообщения полости, в которой размещен клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали, с атмосферной полостью органа двух давлений. Воздухораспределитель содержит также камеру дополнительной разрядки тормозной магистрали, орган ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, выпускной клапан. Орган ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали имеет подвижную перегородку с пружиной и полым штоком, взаимодействующую с круглым золотником и разделяющую полости. Одна из этих полостей постоянно сообщена с камерой дополнительной разрядки тормозной магистрали через выпускной канал и соединена с полостью органа двух давлений, в которой размещен клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали. Вторая полость постоянно сообщена с тормозной магистралью. Полый шток подвижной перегородки выполнен со сквозным дросселированным каналом, соединенным с каналом круглого золотника, который сообщен с полостью, связанной с тормозной магистралью. Другой канал круглого золотника служит для сообщения этой полости с полостью органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, постоянно сообщенной с запасным резервуаром тормоза. На полом штоке выполнено седло клапана органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, перекрывающего сообщение полости, постоянно сообщенной с камерой дополнительной разрядки тормозной магистрали, а следовательно, и самой камеры с атмосферой. На хвостовике круглого золотника установлен выпускной клапан воздухораспределителя, размещенный в полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, постоянно сообщенной с атмосферой, и перекрывающий канал, связанный с тормозным цилиндром (тормозной камерой). В первоначальный момент торможения, в процессе дополнительной разрядки тормозной магистрали, в полостях, разделенных подвижной перегородкой органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, устанавливается равное давление. Подвижная перегородка под усилием своей пружины перемещается в положение сообщения упомянутых полостей через сквозной дросселированный канал, воздействуя на круглый золотник. Канал круглого золотника, связывающий полости, одна из которых соединена с тормозной магистралью, а другая – с запасным резервуаром, перекрывается. Сообщение этих полостей прекращается. Выпускной клапан перекрывает канал сообщения тормозного цилиндра (тормозной камеры) с атмосферой. Тормозной цилиндр (тормозная камера) наполняется сжатым воздухом. Осуществляется процесс торможения. В случае колебания давления в тормозной магистрали и возможных утечек из запасного резервуара усилия давлений сжатого воздуха с обеих сторон подвижной перегородки органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали остаются равными. Подвижная перегородка остается в положении закрытия выпускного клапана. Однако объем камеры дополнительной разрядки тормозной магистрали незначителен (в пределах 1,0÷1,2 л) по условиям допустимой величины дополнительной разрядки тормозной магистрали единицы железнодорожного транспортного средства (например, вагона) для обеспечения управляемости тормозом в процессе торможения, обеспечения малых ступеней торможения. Поэтому при возможных утечках из камеры дополнительной разрядки тормозной магистрали сжатый воздух из полости, сообщенной с тормозной магистралью, не успевает перетекать через сквозной дросселированный канал в полость, связанную с камерой дополнительной разрядки тормозной магистрали. Подвижная перегородка под усилием сжатого воздуха в полости, сообщенной с тормозной магистралью, перемещается в положение открытия выпускного клапана. Происходит самопроизвольный отпуск в процессе торможения, что может привести к нарушению безопасности движения железнодорожного транспортного средства. Кроме того, когда осуществляется отпуск тормоза после окончания процесса торможения железнодорожного транспортного средства, повышают давление в тормозной магистрали. В хвостовой части железнодорожного транспортного средства (например, пассажирского поезда) повышение давления в тормозной магистрали происходит замедленным темпом. Это приводит к более раннему открытию зарядного клапана в органе двух давлений и более раннему сообщению магистральной полости с рабочей полостью, чем сообщение камеры дополнительной разрядки тормозной магистрали с атмосферой. Подвижная перегородка органа двух давлений остается в предотпускном положении, клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали открыт, полость, в которой он расположен, разобщена от атмосферной полости. Сжатый воздух одновременно поступает в обе полости, разделенные подвижной перегородкой органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. Подвижная перегородка остается в положении закрытия выпускного клапана. Отпуск тормоза в хвостовой части железнодорожного транспортного средства не происходит, что также может привести к нарушению безопасности движения указанного средства.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому воздухораспределителю является воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по свидетельству РФ №12557 от 30.07.1999 г., МПК В 60 Т 15/22. Он содержит орган двух давлений, который имеет подвижную перегородку с пружиной и штоком, разделяющую магистральную полость и рабочую полость. Магистральная полость связана с тормозной магистралью. Рабочая полость связана с запасным резервуаром тормоза. Орган двух давлений имеет полый стержень, взаимодействующий с подвижной перегородкой и установленный относительно этой перегородки с ограниченным ходом. Орган двух давлений имеет также клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали с пружиной, выпускной клапан, впускной клапан с седлом, размещенным на полом стержне. Выпускной клапан взаимодействует с полым стержнем и перекрывает сообщение полости органа двух давлений, связанной с тормозной камерой, с атмосферной полостью органа двух давлений. В общем случае, на пассажирском подвижном составе воздухораспределитель устанавливает необходимое для осуществления тормозных процессов давление в тормозной камере, то есть связан с тормозной камерой, например, когда требуется наполнение сжатым воздухом сразу нескольких тормозных цилиндров на каждой подвижной единице железнодорожного транспортного средства. В свою очередь, сжатый воздух из тормозной камеры воздействует на реле давления, устанавливаемые на каждой подвижной единице, которые наполняют тормозные цилиндры из автономного источника сжатого воздуха до давления, идентичного давлению в тормозной камере. На отдельных видах пассажирского подвижного состава воздухораспределитель устанавливает необходимое для осуществления тормозных процессов давление непосредственно в тормозном цилиндре, то есть связан непосредственно с тормозным цилиндром (например, на вагонах с одним тормозным цилиндром на каждом из них пассажирских поездов с локомотивной тягой, обращающихся со скоростями не выше 120 км/ч). Впускной и выпускной клапаны снабжены пружиной. Пружина подвижной перегородки органа двух давлений установлена с опиранием в полый стержень этого органа с усилием, меньшим усилий пружин впускного и выпускного клапанов и клапана дополнительной разрядки тормозной магистрали в их закрытом состоянии в положениях поездном и перекрыши. При этом величина этого усилия соответствует установленным допустимым пределам колебаний давлений в тормозной магистрали и запасном резервуаре в указанных положениях. Воздухораспределитель содержит также орган ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, который имеет подвижную перегородку с уплотнением, пружиной и штоком. Шток выполнен в виде круглого золотника с уплотнениями и каналом. Подвижная перегородка органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали разделяет полости, одна из которых связана с тормозной камерой, а другая полость связана с атмосферой. Уплотнение этой подвижной перегородки перекрывает канал, выполненный в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали и связывающий упомянутые полости. Уплотнения круглого золотника ограничивают выполненные в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали полости. Одна из этих полостей постоянно сообщена с запасным резервуаром. Вторая полость постоянно сообщена с тормозной магистралью. Третья полость постоянно сообщена с органом двух давлений и соединена с выпускным каналом, перекрываемым клапаном, установленным на круглом золотнике. При этом канал круглого золотника, перекрываемый его уплотнениями, связывает полость, постоянно сообщенную с запасным резервуаром, с полостью, постоянно сообщенной с тормозной магистралью. В этом воздухораспределителе в положениях поездном и перекрыши подвижная перегородка органа двух давлений находится в среднем положении, так как усилия с обеих сторон на эту подвижную перегородку одинаковы. При этом впускной и выпускной клапаны и клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали закрыты, так как усилие пружины подвижной перегородки меньше усилий пружин этих клапанов. В процессе перекрыши при длительных торможениях железнодорожного транспортного средства может происходить медленное повышение давления в тормозной магистрали (из-за возможных неплотностей в кране машиниста тормоза) или медленное снижение давления в запасном резервуаре из-за возможных утечек из него в установленных, допустимых по техническим требованиям на тормозное оборудование железнодорожных транспортных средств, пределах. В этом случае величина давления в магистральной полости превысит величину давления в рабочей полости в этих пределах. Но перемещения подвижной перегородки органа двух давлений в сторону открытия выпускного клапана не произойдет, так как величина усилия пружины подвижной перегородки соответствует величине установленного допустимого превышения давления в магистральной полости органа двух давлений воздухораспределителя над давлением в рабочей полости. Поэтому самопроизвольный отпуск тормоза при перекрыше исключен. Однако в этом воздухораспределителе усилие пружины выпускного и впускного клапанов должно быть достаточно большим, чтобы удержать клапаны надежно закрытыми в процессе перекрыши после полного торможения, так как со стороны полости, связанной с тормозной камерой, на эти клапаны воздействует полное давление в тормозной камере, поскольку при полном торможении давления сжатого воздуха в этой камере и в рабочей полости органа двух давлений устанавливаются равными. То есть устанавливаются равными давления в тормозном цилиндре и запасном резервуаре тормоза. Для осуществления отпуска тормоза после окончания процесса торможения повышают заданным быстрым темпом давление в тормозной магистрали и, следовательно, в магистральной полости органа двух давлений. Подвижная перегородка органа двух давлений перемещается в сторону открытия выпускного клапана, преодолевая достаточно большое усилие его пружины. Поэтому повышение давления в тормозной магистрали должно быть достаточно высоким, чтобы преодолеть усилие этой пружины. Это может привести к тому, что величина повышения давления в тормозной магистрали, необходимая для обеспечения отпуска тормоза, будет превышать требуемую, необходимую по условиям обеспечения установленной скорости распространения отпускной волны, по условиям обеспечения управляемости тормозом при его отпуске, величину. Ухудшение управляемости тормозом, в свою очередь, может привести к нарушению безопасности движения на железнодорожном транспорте. В тормозном положении подвижная перегородка органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали этого воздухораспределителя занимает крайнее положение, при котором клапан, установленный на круглом золотнике органа, закрыт, канал, выполненный в органе, перекрыт уплотнением подвижной перегородки, канал круглого золотника перекрыт уплотнением круглого золотника. Поэтому полость, связанная с тормозной камерой, разобщена от полости, связанной с атмосферой, а полость, постоянно сообщенная с запасным резервуаром, разобщена с полостью, постоянно сообщенной с тормозной магистралью. Когда начинается процесс отпуска тормоза и в органе двух давлений воздухораспределителя произойдет открытие выпускного клапана, начинается снижение давления в тормозной камере. Следовательно, начнется снижение давления в полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, связанной с тормозной камерой. Подвижная перегородка этого органа под усилием своей пружины начнет перемещаться в положение открытия канала, выполненного в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, и канала его круглого золотника. В случае, если открытие канала круглого золотника произойдет ранее, чем открытие канала в самом органе, полость, постоянно сообщенная с тормозной магистралью, соединится с полостью, постоянно сообщенной с запасным резервуаром. Давление сжатого воздуха в запасном резервуаре становится равным давлению сжатого воздуха в тормозной магистрали, то есть уравниваются давления в рабочей и магистральной полостях органа двух давлений. Орган двух давлений становится в положение перекрыши. Дальнейший процесс отпуска прекращается, так как выпускной клапан закрывается, а подвижная перегородка органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали остается в положении перекрытия своим уплотнением канала, выполненного в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. Полость, связанная с тормозной камерой, не сообщается с атмосферой. Полного отпуска тормоза не происходит. Это может привести к нарушению безопасности движения железнодорожного транспортного средства.

Заявляемый воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства решает задачу повышения его надежности действия, повышения надежности действия тормоза железнодорожного транспортного средства, преимущественно пассажирского подвижного состава, в целом, повышения безопасности движения на железнодорожном транспорте.

Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении воздухораспределителем тормоза железнодорожного транспортного средства получения необходимой минимальной величины повышения давления в тормозной магистрали для отпуска тормоза, требуемой по условиям обеспечения установленной скорости распространения отпускной волны, по условиям обеспечения высокой управляемости тормозом в процессе отпуска, а также заключается в обеспечении требуемого по условиям заданного процесса управления тормозом железнодорожного транспортного средства полного отпуска тормоза.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном воздухораспределителе тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащем орган двух давлений, имеющий подвижную перегородку с пружиной и штоком, разделяющую магистральную полость, связанную с тормозной магистралью, и рабочую полость, связанную с запасным резервуаром тормоза, полый стержень, взаимодействующий с упомянутой подвижной перегородкой и установленный относительно этой перегородки с ограниченным ходом, клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали с пружиной, впускной клапан с седлом, размещенным на полом стержне, выпускной клапан, перекрывающий сообщение полости, связанной с тормозной камерой, с атмосферной полостью и взаимодействующий с полым стержнем, снабженные пружиной, при этом пружина подвижной перегородки органа двух давлений установлена с опиранием в полый стержень этого органа с усилием, меньшим усилий пружин вышеупомянутых клапанов в их закрытом состоянии в положениях поездном и перекрыши, и величиной, соответствующей установленным допустимым пределам колебаний давлений в тормозной магистрали и запасном резервуаре в указанных положениях, а также содержащий орган ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, имеющий подвижную перегородку с уплотнением, пружиной и штоком, выполненным в виде круглого золотника с уплотнениями и каналом, при этом упомянутая подвижная перегородка разделяет полости, одна из которых связана с тормозной камерой, а другая полость связана с атмосферой, уплотнение этой подвижной перегородки перекрывает канал, выполненный в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали и связывающий эти полости, уплотнения круглого золотника ограничивают выполненные в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали полости, одна из которых постоянно сообщена с запасным резервуаром, вторая полость постоянно сообщена с тормозной магистралью, третья полость постоянно сообщена с органом двух давлений и соединена с выпускным каналом, перекрываемым клапаном, установленным на круглом золотнике, а канал круглого золотника, перекрываемый его уплотнениями, связывает полость, постоянно сообщенную с запасным резервуаром, с полостью, постоянно сообщенной с тормозной магистралью, выпускной клапан органа двух давлений снабжен полым хвостовиком с уплотнением, отделяющим атмосферную полость органа двух давлений от полости, образованной в органе двух давлений и связанной через отверстие, выполненное во впускном клапане, и полый стержень с рабочей полостью органа двух давлений, а величина хода подвижной перегородки органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали при отпуске из ее тормозного положения до начала сообщения полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, связанной с тормозной камерой, с полостью, связанной с атмосферой, через вышеупомянутый канал, выполненный в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, менее, чем величина хода этой подвижной перегородки при отпуске из ее тормозного положения до начала сообщения полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, постоянно сообщенной с запасным резервуаром, с полостью, постоянно сообщенной с тормозной магистралью, через канал круглого золотника подвижной перегородки. Кроме того, полый стержень органа двух давлений воздухораспределителя выполнен дифференциальным с меньшим диаметром со стороны седла впускного клапана, клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали органа двух давлений воздухораспределителя снабжен полым хвостовиком с уплотнением, отделяющим полость органа двух давлений, постоянно сообщенную с органом ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, от полости, образованной в органе двух давлений и связанной через отверстие, выполненное в этом клапане, с магистральной полостью органа двух давлений.

Такое выполнение предлагаемого воздухораспределителя обеспечивает им получение необходимой минимальной величины повышения давления в тормозной магистрали для отпуска тормоза, требуемой по условиям обеспечения установленной скорости распространения отпускной волны, по условиям обеспечения высокой управляемости тормозом в процессе отпуска, а также заключается в обеспечениии требуемого по условиям заданного процесса управления тормозом железнодорожного транспортного средства полного отпуска тормоза.

Это объясняется следующим образом. При отсутствии сжатого воздуха в тормозной системе, то есть при незаряженном тормозе, подвижная перегородка органа двух давлений занимает свое среднее положение, при котором впускной и выпускной клапаны и клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали закрыты под усилиями своих пружин, превышающими усилие пружины подвижной перегородки. В органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали его подвижная перегородка под усилием своей пружины занимает положение, при котором ее уплотнение открывает канал, сообщающий полость органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, связанную с тормозной камерой, с полостью, связанной с атмосферой. Таким образом, тормозная камера (а следовательно, и тормозной цилиндр тормоза) и полость органа двух давлений, связанная с тормозной камерой, сообщены с атмосферой. При зарядке тормоза сжатый воздух из тормозной магистрали поступает в магистральную полость органа двух давлений воздухораспределителя и в соответствующую полость органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. Через канал в круглом золотнике подвижной перегородки органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали сжатый воздух поступает в полость, связанную с запасным резервуаром, и далее в запасный резервуар и в рабочую полость органа двух давлений воздухораспределителя. После окончания зарядки тормоза так же, как и в отпускном и поездном положениях, когда в магистральной и рабочей полостях устанавливается зарядное давление, подвижная перегородка органа двух давлений занимает свое среднее положение. Впускной и выпускной клапаны и клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали закрыты под усилиями своих пружин. Усилие пружины выпускного клапана для его надежного закрытия только незначительно превышает усилие пружины подвижной перегородки, которое установлено минимальным, рассчитанным на минимальную первую ступень торможения и на получение заданной техническими требованиями максимальной скорости распространения тормозной волны. Преодолевать же усилие давления в рабочей полости через полый стержень на выпускной клапан не требуется, так как со стороны полости, ограниченной уплотнением полого хвостовика выпускного клапана, на этот клапан также действует усилие давления в рабочей полости, поскольку полость, ограниченная уплотнением полого хвостовика, постоянно сообщена с рабочей полостью органа двух давлений. В положении перекрыши после полного служебного или экстренного торможения в тормозной камере (тормозном цилиндре) устанавливается максимальное давление. При этом давления в тормозной камере и запасном резервуаре, а следовательно, в рабочей полости и в полости, связанной с тормозной камерой, устанавливаются одинаковыми. Однако усилие давления в полости, связанной с тормозной камерой, при перекрыше воздействует на выпускной клапан только на его незначительную площадь, ограниченную седлами выпускного и впускного клапанов, так как усилия давлений на выпускной клапан со стороны полого стержня и со стороны полого хвостовика одинаковы. Это определяется тем, что в полом стержне и в полости, ограниченной уплотнением полого хвостовика выпускного клапана, устанавливается при перекрыше одинаковое давление. Поэтому и в положении перекрыши выпускной клапан надежно закрыт усилием своей пружины. В то же время для обеспечения воздухораспределителем отпуска тормоза достаточно повысить давление в тормозной магистрали на минимальную, заданную техническими требованиями на получение установленной скорости распространения отпускной волны, величину, чтобы преодолеть усилие пружины выпускного клапана. Выпускной клапан откроется. Произойдет отпуск тормоза.

Когда начинается процесс отпуска тормоза и в органе двух давлений воздухораспределителя произойдет открытие выпускного клапана, начинается снижение давления в тормозной камере. Следовательно, начнется снижение давления в полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, связанной с тормозной камерой. Подвижная перегородка указанного органа под усилием своей пружины перемещается из своего крайнего тормозного положения в положение, при котором ее уплотнение открывает канал, сообщающий полость, связанную с тормозной камерой, с полостью, связанной с атмосферой. При этом канал круглого золотника остается перекрытым. Сообщение полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, связанной с запасным резервуаром, с полостью этого органа, связанной с тормозной магистралью, не происходит. Сообщение указанных полостей, а следовательно, и сообщение тормозной магистрали с запасным резервуаром произойдет, когда подвижная перегородка органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали займет свое крайнее отпускное положение в конце отпуска тормоза и канал круглого золотника сообщит эти полости.

На приведенном чертеже схематично изображен общий вид предлагаемого воздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства (вариант исполнения).

Воздухораспределитель содержит орган 1 двух давлений, орган 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. В органе 1 двух давлений имеется подвижная перегородка 3 с пружиной 4 и штоком 5. Подвижная перегородка 3 разделяет магистральную полость 6 и рабочую полость 7. Магистральная полость 6 связана каналом 8 с тормозной магистралью (на чертеже не показана). Рабочая полость 7 связана каналом 9 с запасным резервуаром (на чертеже не изображен) тормоза. Орган 1 двух давлений имеет полый стержень 10, клапан 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали, впускной клапан 12 с седлом 13, размещенным на полом стержне 10, выпускной клапан 14 с седлом 15. Полый стержень 10 взаимодействует с подвижной перегородкой 3, имея относительно нее ограниченный ход, и выполнен дифференциальным с меньшим диаметром со стороны седла 13 впускного клапана 12, как изображено на чертеже. В полом стержне 10 выполнен канал 16, связанный с рабочей полостью 7 через отверстия 17. Через шток 5 подвижная перегородка 3 воздействует на клапан 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали, который имеет пружину 18. Впускной клапан 12 и выпускной клапан 14 имеют пружину 19. Пружина 4 подвижной перегородки 3 установлена с опиранием в полый стержень 10 с усилием, меньшим усилий пружины 19 и пружины 18 при закрытых впускном клапане 12, выпускном клапане 14, клапане 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали в положениях поездном и перекрыши и рассчитанным на минимальную первую ступень торможения и на получение заданной техническими требованиями максимальной скорости распространения тормозной волны. При этом величина этого усилия соответствует установленным допустимым пределам колебаний давлений в тормозной магистрали и запасном резервуаре (на чертеже не показаны) в указанных положениях, то есть соответствует величине установленного допустимого превышения давления в магистральной полости 6 органа 1 двух давлений над давлением в рабочей полости 7, когда в поездном положении или в процессе перекрыши при длительных торможениях возможно медленное повышение давления в тормозной магистрали (из-за возможных неплотностей в кране машиниста тормоза) или медленное снижение давления в запасном резервуаре (из-за возможных утечек из него) в установленных, допустимых по техническим требованиям на тормозное оборудование железнодорожных транспортных средств, пределах. В органе 1 двух давлений выполнены атмосферная полость 20 и полость 21, которая через канал 22, переключатель 23 режимов торможения, канал 24 связана с тормозной камерой (на чертеже не изображена). Тормозная камера связана с реле давления, которые, в свою очередь, связаны с тормозными цилиндрами тормоза железнодорожного транспортного средства (на чертеже не показано). Реле давления известным образом осуществляют наполнение сжатым воздухом тормозных цилиндров до давления, равного давлению сжатого воздуха, устанавливаемого органом 1 двух давлений воздухораспределителя в тормозной камере. На отдельных видах пассажирского подвижного состава полость 21 органа 1 двух давлений воздухораспределителя через канал 22, переключатель 23 режимов торможения, канал 24 связана непосредственно с тормозным цилиндром (на чертеже не показано), например, на вагонах с одним тормозным цилиндром на каждом из них пассажирских поездов с локомотивной тягой, обращающихся со скоростями не выше 120 км/ч. Выпускной клапан 14 органа 1 двух давлений перекрывает сообщение между атмосферной полостью 20 и полостью 21, взаимодействует с полым стержнем 10 и имеет полый хвостовик 25 с уплотнением 26. Уплотнение 26 отделяет полость 27, которая образована в органе 1 двух давлений, от атмосферной полости 20. Полость 27 через отверстие 28, выполненное во впускном клапане 12, и далее через канал 16 и отверстия 17 в полом стержне 10 связана с рабочей полостью 7 органа 1 двух давлений. Пружина 19 выпускного клапана 14 для его надежного закрытия устанавливается с усилием, незначительно превышающим усилие пружины 4 подвижной перегородки 3. Это определяется тем, что в положении перекрыши после полного служебного или экстренного торможения, когда давление в тормозной камере максимальное, оно воздействует на выпускной клапан 14 только на его незначительную площадь, ограниченную седлами 15 и 13 соответственно выпускного и впускного клапанов. Усилия давлений со стороны полости 27 и канала 16 полого стержня 10 одинаковы, так как давления равны. Клапан 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали снабжен полым хвостовиком 29 с уплотнением 30, отделяющим полость 31 от полости 32 органа 1 двух давлений. Полость 31 через отверстие 33, выполненное в клапане 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали, сообщена с магистральной полостью 6 органа 1 двух давлений. Орган 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали имеет подвижную перегородку 34 с уплотнением 35, пружиной 36 и штоком, выполненным в виде круглого золотника 37. Подвижная перегородка 34 отделяет полость 38 от полости 39. Полость 38 через канал 40 и далее через переключатель 23 режимов торможения, канал 24 связана с тормозной камерой (на чертеже не показана). Полость 39 связана с атмосферой. В органе 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали выполнен канал 41, связывающий полости 38 и 39 и перекрываемый уплотнением 35 подвижной перегородки 34. Круглый золотник 37 имеет уплотнения 42, 43, 44 и канал 45. Уплотнения 42 и 43 ограничивают полость 46, выполненную в органе 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали и постоянно сообщенную через канал 47 с запасным резервуаром (на чертеже не показан). Уплотнения 43 и 44 ограничивают полость 48, выполненную в органе 2 и постоянно сообщенную через канал 49 и канал 8 с тормозной магистралью (на чертеже не показана). В органе 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали выполнена также полость 50, ограничиваемая уплотнением 44 круглого золотника 37. Полость 50 постоянно сообщена каналом 51 с полостью 32 органа 1 двух давлений, а также связана с выпускным каналом 52, перекрываемым клапаном 53, установленным на круглом золотнике 37. Выпускной канал 52 связан с атмосферой непосредственно или опосредованно (известным образом) через тормозную камеру (или тормозной цилиндр). Величина хода подвижной перегородки 34 при отпуске тормоза из ее тормозного положения, то есть из ее крайнего нижнего положения (по чертежу), когда клапан 53 закрыт, канал 41 перекрыт уплотнением 35, канал 45 перекрыт уплотнениями 43 и 44, до начала сообщения полости 38 с полостью 39 через канал 41, менее, чем величина хода подвижной перегородки 34 при отпуске тормоза из ее тормозного положения до начала сообщения полости 46 с полостью 48 через канал 45.

Воздухораспределитель действует следующим образом.

При отсутствии сжатого воздуха в тормозной системе железнодорожного транспортного средства, то есть при незаряженном тормозе, подвижная перегородка 3 органа 1 двух давлений занимает свое среднее положение (как показано на чертеже), при котором впускной клапан 12, выпускной клапан 14, клапан 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали надежно закрыты под усилием пружин 19 и 18, так как пружина 4 установлена с усилием, меньшим усилий пружин 19 и 18. В органе 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали подвижная перегородка 34 под усилием пружины 36 занимает крайнее верхнее положение (по чертежу), при котором уплотнение 35 открывает канал 41 и полость 38 сообщается с полостью 39. Таким образом, тормозная камера (на чертеже не показана) и полость 21 органа 1 двух давлений сообщены с атмосферой. Канал 45 сообщает полости 46 и 48. Клапан 53 открыт. Полость 32 органа 1 двух давлений через канал 51, полость 50, открытый клапан 53 сообщается с выпускным каналом 52.

Перед началом зарядки тормоза переключатель 23 режимов торможения устанавливают или в положение пассажирского (короткосоставного) режима или в положение грузового (длинносоставного) режима. При зарядке тормоза сжатый воздух из тормозной магистрали (на чертеже не показана) по каналу 8 поступает в магистральную полость 6 органа 1 двух давлений. Через канал 49 сжатый воздух из тормозной магистрали поступает в полость 48 органа 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. Далее по каналу 45 сжатый воздух поступает в полость 46 и по каналу 47 поступает в запасный резервуар (на чертеже не показан) и в рабочую полость 7 органа 1 двух давлений. После окончания зарядки тормоза так же, как и в отпускном и поездном положениях, когда в магистральной полости 6 и рабочей полости 7 устанавливается зарядное давление (в рабочей полости 7 – близкое зарядному), подвижная перегородка 3 органа 1 двух давлений занимает свое среднее положение. Впускной клапан 12, выпускной клапан 14, клапан 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали закрыты под усилиями своих пружин. В органе 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали подвижная перегородка 34 с круглым золотником 37 под усилием пружины 36 занимает крайнее верхнее положение (по чертежу). Тормозная камера (следовательно, и тормозной цилиндр) и полость 21 сообщены с атмосферой. Полость 32 органа 1 двух давлений сообщена с выпускным каналом 52 через канал 51, полость 50 органа 2 и открытый клапан 53. При торможении производят снижение давления в тормозной магистрали и, следовательно, в магистральной полости 6 органа 1 двух давлений темпом служебного или экстренного торможения. Подвижная перегородка 3 органа 1 двух давлений перемещается вниз (по чертежу) под усилием давления в рабочей полости 7 и своим штоком 5 первоначально открывает клапан 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали. Сжатый воздух из тормозной магистрали через канал 8, открытый клапан 11, полость 32, канал 51, полость50, открытый клапан 53 перетекает в выпускной канал 52 и далее в атмосферу непосредственно (или через тормозную камеру или тормозной цилиндр – на чертеже не показано). Происходит дополнительная разрядка тормозной магистрали. Подвижная перегородка 3 осуществляет дальнейшее перемещение вниз (по чертежу), воздействуя на полый стержень 10. Открывается впускной клапан 12, и происходит поступление сжатого воздуха в тормозную камеру (следовательно, и в тормозные цилиндры) и в полость 38 органа 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. Как только усилие на подвижную перегородку 34 со стороны полости 38 превысит усилие пружины 36, подвижная перегородка 34 с круглым золотником 37 перемещается вниз (по чертежу). Канал 45 перекрывается уплотнениями 43 и 44 круглого золотника 37. Полости 46 и 48 разобщаются. Запасный резервуар разобщается с тормозной магистралью. Затем происходит перекрытие канала 41 уплотнением 35 подвижной перегородки 34. Полости 38 и 39 разобщаются. Полость 38 и тормозная камера отсоединяются от атмосферы. Клапан 53 закрывается, перекрывая сообщение тормозной магистрали с атмосферой через воздухораспределитель. Происходит прекращение дополнительной разрядки тормозной магистрали. Наполнение тормозной камеры (и, следовательно, тормозного цилиндра) сжатым воздухом продолжается до выравнивания усилий, действующих на подвижную перегородку 3 со стороны магистральной полости 6 и рабочей полости 7. Затем подвижная перегородка 3 под усилием пружины 18 начинает перемещается вверх (по чертежу). Под усилием пружины 4 закрывается впускной клапан 12. Наступает перекрыша. Впускной клапан 12, выпускной клапан 14, клапан 11 дополнительной разрядки тормозной магистрали закрыты. При этом в положении перекрыши после полного служебного или экстренного торможения в тормозной камере устанавливается максимальное давление и равное давлению в запасном резервуаре. Следовательно, и в рабочей полости 7 и в полости 21, связанной с тормозной камерой, устанавливается максимальное и одинаковое давление. Однако усилие давления в полости 21 при перекрыше (как и в процессе наполнения сжатым воздухом тормозной камеры и полости 21) воздействует на выпускной клапан только на его незначительную площадь, ограниченную седлами 13 и 15. Усилия давлений на выпускной клапан 14 со стороны полости 27 и канала 16 полого стержня 10 одинаковы, так как давления в них одинаковы. Следовательно, и в положении перекрыши выпускной клапан надежно закрыт усилием пружины 19. В органе 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали подвижная перегородка 34 с круглым золотником 37 занимает крайнее нижнее положение (по чертежу). Канал 45 перекрыт уплотнениями 43 и 44, полости 46 и 48 разобщены, связь между запасным резервуаром и тормозной магистралью прекращена. Канал 41 перекрыт уплотнением 35. Полости 38 и 39 разобщены. Клапан 53 закрыт. В процессе перекрыши при длительном торможении железнодорожного транспортного средства, например пассажирского поезда, может происходить медленное повышение давления в тормозной магистрали (из-за возможных неплотностей в кране машиниста тормоза) или медленное снижение давления в запасном резервуаре (из-за возможных утечек из него) в установленных, допустимых по техническим требованиям на тормозное оборудование железнодорожных транспортных средств, пределах. В этом случае величина давления в магистральной полости 6 превысит величину давления в рабочей полости 7 в этих пределах. Но перемещения подвижной перегородки 3 в сторону открытия выпускного клапана 14 не произойдет, так как величина усилия пружины 4 подвижной перегородки 3 соответствует величине установленного допустимого превышения давления в магистральной полости 6 над давлением в рабочей полости 7. Поэтому самопроизвольный отпуск тормоза при перекрыше исключен.

При отпуске тормоза повышают заданным темпом давление в тормозной магистрали, а следовательно, и в магистральной полости 6 органа 1 двух давлений воздухораспределителя. Чтобы воздухораспределитель обеспечил отпуск тормоза, достаточно повысить давление в тормозной магистрали на минимальную, заданную техническими требованиями на получение установленной скорости распространения отпускной волны, величину, чтобы подвижная перегородка 3 переместилась вверх (по чертежу), преодолев усилие пружины 19 и открыв полым стержнем 10 выпускной клапан 14. Полость 21 и тормозная камера (на чертеже не показана) сообщаются с атмосферной полостью 20 и далее с атмосферой. Начинается процесс отпуска тормоза. Происходит снижение давления и в полости 38 органа 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали. Подвижная перегородка 34 органа 2 под усилием своей пружины 36 перемещается из своего крайнего тормозного положения (крайнего нижнего положения по чертежу) в положение, при котором ее уплотнение 35 открывает канал 41, который сообщает полость 38 с полостью 39, связанной с атмосферой. При этом канал 45 круглого золотника 37 остается перекрытым уплотнениями 43 и 44. Сообщения полостей 46 и 48, а следовательно, и сообщения запасного резервуара и тормозной магистрали не происходит. Сообщение полости 46 с полостью 48 и сообщение запасного резервуара с тормозной магистралью произойдет, когда подвижная перегородка 34 органа 2 ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали займет свое крайнее отпускное положение (крайнее верхнее положение по чертежу) в конце отпуска тормоза и канал 45 круглого золотника 37 сообщит полости 46 и 48. Произойдет полный отпуск тормоза.

Формула изобретения

1. Воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, содержащий орган двух давлений, имеющий подвижную перегородку с пружиной и штоком, разделяющую магистральную полость, связанную с тормозной магистралью, и рабочую полость, связанную с запасным резервуаром тормоза, полый стержень, взаимодействующий с упомянутой подвижной перегородкой и установленный относительно этой перегородки с ограниченным ходом, клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали с пружиной, впускной клапан с седлом, размещенным на полом стержне, выпускной клапан, перекрывающий сообщение полости, связанной с тормозной камерой, с атмосферной полостью и взаимодействующий с полым стержнем, снабженные пружиной, при этом пружина подвижной перегородки органа двух давлений установлена с опиранием в полый стержень этого органа с усилием, меньшим усилий пружин вышеупомянутых клапанов в их закрытом состоянии в положениях поездном и перекрыши, и величиной, соответствующей установленным допустимым пределам колебаний давлений в тормозной магистрали и запасном резервуаре в указанных положениях, а также содержащий орган ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, имеющий подвижную перегородку с уплотнением, пружиной и штоком, выполненным в виде круглого золотника с уплотнениями и каналом, при этом упомянутая подвижная перегородка разделяет полости, одна из которых связана с тормозной камерой, а другая полость связана с атмосферой, уплотнение этой подвижной перегородки перекрывает канал, выполненный в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали и связывающий эти полости, уплотнения круглого золотника ограничивают выполненные в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали полости, одна из которых постоянно сообщена с запасным резервуаром, вторая полость постоянно сообщена с тормозной магистралью, третья полость постоянно сообщена с органом двух давлений и соединена с выпускным каналом, перекрываемым клапаном, установленным на круглом золотнике, а канал круглого золотника, перекрываемый его уплотнениями, связывает полость, постоянно сообщенную с запасным резервуаром, с полостью, постоянно сообщенной с тормозной магистралью, отличающийся тем, что выпускной клапан органа двух давлений снабжен полым хвостовиком с уплотнением, отделяющим атмосферную полость органа двух давлений от полости, образованной в органе двух давлений и связанной через отверстие, выполненное во впускном клапане, и полый стержень с рабочей полостью органа двух давлений, а величина хода подвижной перегородки органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали при отпуске из ее тормозного положения до начала сообщения полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, связанной с тормозной камерой, с полостью, связанной с атмосферой, через вышеупомянутый канал, выполненный в органе ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, менее чем величина хода этой подвижной перегородки при отпуске из ее тормозного положения до начала сообщения полости органа ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, постоянно сообщенной с запасным резервуаром, с полостью, постоянно сообщенной с тормозной магистралью, через канал круглого золотника подвижной перегородки.

2. Воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что полый стержень его органа двух давлений выполнен дифференциальным с меньшим диаметром со стороны седла впускного клапана органа двух давлений.

3. Воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали органа двух давлений снабжен полым хвостовиком с уплотнением, отделяющим полость органа двух давлений, постоянно сообщенную с органом ограничения дополнительной разрядки тормозной магистрали, от полости, образованной в органе двух давлений и связанной через отверстие, выполненное в этом клапане, с магистральной полостью органа двух давлений.

РИСУНКИ