Правда о железнодорожных тормозах: часть 4 — приборы торможения пассажирского типа

Начинается она с зарядки, то есть наполнения камер самого воздухораспределителя и запасного резервуара сжатым воздухом из тормозной магистрали. С чего начинается работа воздухораспределителя? Рассмотрим этот процесс подробнее Происходят эти процессы при запуске локомотива в депо, когда он стоит без воздуха, а так же на всех вагонах, когда их прицепляют к локомотиву, и открывают концевой кран — берут состав «на воздух».

Действие ВР 242 при зарядке

Одновременно, воздух из фильтра, по осевому каналу штока 28, через калиброванное отверстие 3 идет в запасный резервуар (показано желтым цветом), а оттуда по каналу в золотниковую камеру (ЗК) над главным поршнем 11. Итак, воздух из тормозной магистрали, под давлением 0,5 МПа, устремляется в прибор, заполняя камеру У4 под ускорительным поршнем, далее идет вверх по каналу (показано красным), через фильтр 4, по каналу А в магистральную камеру (МК) подпирая снизу главный поршень 11, он поднимается вверх, своим полым штоком 9 открывает выпускной клапан 8, сообщающий полость тормозного цилиндра с атмосферой.

Главный поршень вернется в нейтральное положение, прикрыв выпускной клапан. Продолжается этот процесс до тех пор, пока давление в запасном резервуаре, магистральной и золотниковой камере не установится равным зарядному давлению в тормозной магистрали. Воздухораспределитель готов к действию.

То есть давление в ТМ может снижаться. Напишу еще раз — давление в ТМ нестабильно, в ней существует утечки, малые утечки, но они всегда есть. Если снижение давления идет темпом меньше служебного темпа, то воздух из золотниковой камеры успевает перетекать в магистральную камеру через дроссель 3, главный поршень остается на месте и торможения не происходит.

Перемещаясь вниз он открывает клапан дополнительной разрядки 12. При снижении давления в тормозной магистрали темпом служебного торможения давление в МК снижается достаточно быстро, чтобы главный поршень успел переместится вниз, под действием большего давления в золотниковой камере.

Действие ВР 242 при торможении: фаза дополнительной разрядки ТМ

Давление в тормозной магистрали и магистральной камере снижается еще веселее и поршень 11 продолжает свое движение вниз. Воздух из магистральной камеры, через клапан 12 по каналу К, по осевому каналу штока 28 выходит в атмосферу.

Действие ВР 242 при торможении: начальное наполнение тормозного цилиндра

Одновременно этот же воздух по каналу Д проходит в камеру У2, давит на поршень 6, который отрезает от атмосферы канал дополнительной разрядки. Полый шток главного поршня 9 отходит от уплотнения на выпускном клапане, тем самым открывая путь воздуху из запасного резервуара, который через канал Б устремляется в золотниковую камеру, осевой канал штока 9, канал Г и переключатель режима, проходит в тормозной цилиндр по каналу Л. Одновременно с этим шток 28 поршня 6 опускается вниз, радиальные каналы в нем перекрываются резиновыми манжетами, что приводит к разобщению магистральной и золотниковой камеры. Дополнительная разрядка прекращается. Это повышает чувствительность воздухораспределителя к торможению — теперь понижение давление в тормозной магистрали любым темпом будет приводить к опусканию главного поршня и наполнению тормозного цилиндра.

Действие ВР 242 при торможении: переключение темпа наполнения ТЦ

По мере того как наполняется тормозной цилиндр, через калиброванное отверстие 16 наполняется и камера У1 переключателя режимов. В начале тормозной цилиндр наполняются быстро, широким каналом, через открытый тормозной клапан 18. Так происходит, если рукоятка режимного переключателя 14 повернута в положение «Д» (длинносоставный). Когда давление становится достаточным, чтобы сжать пружину под поршнем 15, тормозной клапан закрывается, и ТЦ наполняется через калиброванное отверстие в тормозном клапане замедленным темпом. Делается так для того, чтобы замедлить наполнение ТЦ на вагонах, обеспечив большую равномерность срабатывания тормозов по составу. Этот режим применяется если число вагонов в поезде превышает 15.

При этом она механически открывает тормозной клапан 18, и наполнение ТЦ быстрым темпом происходит всё время. В коротких поездах рукоятку 14 ставят в положение «К» (короткосоставный).

Наполнение тормозного цилиндра будет происходить до тех пор, пока за счет расхода воздуха, на наполнение, не упадет давление в запасном резервуаре, а следовательно и в золотниковой камере, сравнявшись с давление в магистральной камере, а следовательно и в тормозной магистрали. Когда машинист ставит кран в положение перекрыши, падение давления в тормозной магистрали прекращается. Наполнение ТЦ прекращается, наступает перекрыша. Главный поршень вернется в нейтральное положение.

Воздух из главных резервуаров устремляется в тормозную магистраль, существенно повышая давление в ней (до 0,7 — 0,9 МПа, взависимости от длины поезда). Для отпуска тормозов, машинист ставит рукоятку крана в I положение. Падение давления в камере У2 вызывает подъем поршня 6 и штока 28, тормозная магистраль и запасный резервуар снова сообщаются через дроссель 3 — происходит зарядка запасного резервуара. Давление в магистральной камере ВР так же возрастает, что приводит к перемещению главного поршня вверх, открытию выпускного клапана 8, через который воздух из тормозных цилиндров, а так же из камеры У2, выходит в атмосферу.

Давление в ТМ быстро восстанавливается до уровня давления в УР. При достижении зарядного давления в уравнительном резервуаре (УР) равного зарядному, машинист ставит кран во II положение (поездное). Постепенно давление в запасном резервуаре, магистральной и золотниковой камерах устанавливается равным зарядному. При этом, за счет дросселя 3 давление в запасном резервуаре еще не успевает дорасти до зарядного, зарядка ЗР продолжается, но уже меньшим темпом. Тогда воздухораспределитель снова готов к новому торможению.

С точки зрения машиниста, описанные процессы выглядят примерно так:

Отдельным элементов ВР 242 является ускоритель экстренного торможения, на схеме он расположен в левой части прибора. При зарядке вместе с наполнением основной части воздухораспределителя, заряжается и ускоритель — воздухом наполняется полость под поршнем 25, и полость над поршнем, через ускорительную камеру (УК). Тормозная магистраль и ускорительная камера сообщаются через дроссельное отверстие 1, диаметр которого таков, что при служебном торможении давление ускорительной камере успевает сравнятся с давлением тормозной магистрали и ускоритель не срабатывает.

Работа ускорителя экстренного торможения

Таким образом при экстренном торможении, при работе ускорителя на каждом вагоне открывается окно в тормозной магистрали. Однако, при падении давления темпом экстренным — воздух вылетает из тормозной магистрали за 3 — 4 секунды, давления сравнятся не успевают, воздух из ускорительной камеры давит на поршень 25, а тот открывает срывной клапан 19, открывая широкое отверстие в тормозной магистрали, из которого воздух выходит в атмосферу, усугубляя процесс.

Для выключения ускорителя (например при его неисправности), специальным ключом, поворачивают упорку 20, блокирующую ускорительный поршень в верхнем положении.

В сравнении со своим предшественником, ВР 292, этот не содержит золотников, которые таки довольно капризны в эксплуатации, нуждаясь в притирании к зеркалу и смазке, а так же подвержены износу. Несмотря на много написанных слов и букв, на деле данный прибор имеет довольно простую и надежную конструкцию.

На деле же, на пассажирских вагонах и локомотивах, он действует совместно с другим прибором, который называется Воздухораспределитель 242 — автономный прибор, может работать и без помощников.

Этот прибор предназначен работы в системе электропневматического тормоза на пассажирском подвижном составе. Устанавливается на вагоны и локомотивы совместно с ВР 242 или ВР 292. Вот как выглядит блок тормозного оборудования на пассажирском вагоне

Чуть дальше, прикручена к задней стенке ТЦ рабочая камера ЭВР 305. На переднем плане — тормозной цилиндр. К нему, через разобщительный кран присоединен отвод от тормозной магистрали (выкрашено в красный цвет)
Слева к ней присоеденена электрическая часть ЭВР вмест с реле давления, а справа — воздухораспределитель 292.

Устройство ЭВР 305: 1, 2, 3, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 18 — воздушные каналы; 4 — клапан отпускного вентиля; 5 — клапан тормозного вентиля; 7 — атмосферный клапан; 8 — питательный клапан; 11 — диафрагма; 13, 17 — полости переключательного клапана; 15 — переключательный клапан; 16 — уплотнитель переключательного клапана; ТЦ — тормозной цилиндр; РК — рабочая камера; ОВ — отпускной вентиль; ТВ — тормозной вентиль; ЗР — запасный резервуар; ВР — воздухораспределитель

ЭВР 305 состоит из трех основных частей: рабочей камеры (РК), переключательного клапана (ПК) и реле давления (РД). В корпусе реле давления установлены отпускной 4 и тормозной клапаны 5, управляемые электромагнитами.

Воздух из тормозной магистрали, через воздухораспределитель по каналам внутри ЭВР проходит в запасный резервуар, заряжая его, но больше никуда не идет, так как путь ему в полость над диафрагмой реле давления преграждает закрытый тормозной клапан. При зарядке питание на вентили не подается, отпускной клапан сообщает полость рабочей камеры с атмосферой, тормозной клапан закрыт.

Действие ЭВР 305 при зарядке

Отпускной вентиль изолирует рабочую камеру от атмосферы, тормозной же открывает путь воздуха в полость над диафрагмой РД и дальше в рабочую камеру. При постановке крана машиниста в положение Va, на провод ЭПТ подается положительный (относительно рельс) потенциал и оба вентиля получают питание.

Действие ЭВР 305 при торможении

Пробка клапана смещается влево, открывая воздуху путь в тормозной цилиндр. Давление в рабочей камере и в полости над диафрагмой возрастает, диафрагма прогибается вниз, открывая питательный клапан 8, через который воздух из запасного резервуара сначала попадает в правую полость переключательного клапана.

Рост давления в рабочей камере прекращается, а наполнение тормозного цилиндра происходит до тех пор, пока давление в нем не сравняется с давлением в рабочей камере. При постановке крана машиниста в перекрышу, напряжение, подаваемое на провод ЭПТ меняет полярность, диод, через который питается тормозной вентиль, запирается, тормозной вентиль теряет питание, закрывается тормозной клапан. Наступает перекрыша. После этого мембрана возвращается в нейтральное положение, питательный клапан закрывается.

Действие ЭВР 305 при перекрыше

Отпускной вентиль продолжает получать питание, удерживая отпускной клапан в закрытом положении, не допуская выхода воздуха из рабочей камеры.

И в том и другом случае вентили теряют питание, открывается отпускной клапан, сбрасывая воздух из рабочей камеры в атмосферу. Для отпуска, машинист ставит рукоятку крана в I положение для полного отпуска, и во II — для ступенчатого. Диафрагма, подпираемая снизу давлением в тормозном цилиндре перемещается вверх, открывая выпускной клапан, через который воздух выходит из тормозного цилиндра

Действие ЭВР 305 при отпуске

Этим достигается возможность ступенчатого отпуска. Если при отпуске вторым положением снова поставить рукоятку в перекрышу, воздух из рабочей камеры вытекать перестанет, а опорожнение ТЦ будет происходить до тех пор, пока давление в нем не сравняется с давлением, оставшимся в рабочей камере.

Во-первых, при обрыве линии ЭПТ произойдет отпуск тормозов. Такой электропневматический тормоз имеет ряд особенностей. То есть ЭПТ не является автоматическим тормозом. В этом случае, машинист, после выполнения ряда обязательных, предписанных инструкцией действий переходит на использование пневматического тормоза. Это недостаток данной системы.

Это плюс, так как обеспечивает неистощимость электропневматического тормоза. Во-вторых, при работе ЭПТ обычный воздухораспределитель находится в отпускном положении, не переставая отпитывать утечки из запасного резервуара.

Если ЭПТ выключен, то ВР, наполняя тормозной цилиндр, наполнит сначала левую полость переключательного клапана, сдвинув пробку в нем вправо, открыв воздуху из запасного резервуара путь в тормозной цилиндр. В-третьих — данная конструкция совершенно не мешает действию обычного воздухораспределителя.

Так выглядит работа описаных систем из кабины машиниста:

Хотел в эту же статью втиснуть и грузовые приборы торможения, но нет, тема эта требует отдельного разговора, поскольку грузовые ВР устроены гораздо более сложно, используют гораздо более изощренные технические решения и хитрости, обусловленные спецификой эксплуатации грузового подвижного состава.

Интересно будет сравнить с тем «а как там у них», за рубежом. Что касается пассажирского тормоза, то его родство с тормозом Вестингауза компенсируется дополнительными техническими решениями, что на отечественном подвижном составе дает приемлемые эксплуатационные показатели, уровень безопасности и технологичность обслуживания и ремонта. Спасибо за внимание! Сравним, но чуть позже.

S.: Мои благодарности Роману Бирюкову за фотоматериал, а так же сайту www.pomogala.ru, с которого взят иллюстративный материал. P.