Следващия път, когато се окажете на гарата, отделете минутка от вниманието си и го насочете към надписа, разположен точно в средата в най-долната част на вагона на влака, с който ще се отправите на дългоочаквана отпуска. Този надпис не е случайно тук, той ни съобщава онзи загадъчен, условен номер на въздушния разпределител за спиране, който е инсталиран на този вагон.
Надписът е видим дори когато влакът стои на висока платформа, така че не го пропускайте.
На този вагон — «Аммендорф», който е преминал капитален ремонт (КР) в Тверския вагонен завод, е инсталиран въздушен разпределител (ВР) условен №242 на пътнически тип. Той вече се инсталира на всички нови и «ремонтирани» вагони, в замяна на по-ранния 292-й ВР. Именно за тези устройства, принадлежащи към семейството на спирачните прибори, ще говорим днес.
1. Наследниците на Уестингауз
Въздушните разпределители на пътнически тип, експлоатирани по железниците с ширина на релсите 1520 мм — представляват някакъв компромис между простотата на конструкцията, наследена от тройния клапан на Уестингауз, и изискванията за безопасност в движението. Те не са преминали такъв дълъг и драматичен път на развитие, както техните товарни братя.
В момента се използват два модела: въздушен разпределител условен №292 и бързо идващият на негово място (поне в парка на вагоните на РЖД) въздушен разпределител условен №242.
Тези устройства се различават по конструкция, но практически са аналогични по своите експлоатационни характеристики. И двете устройства работят на базата на разликата на две налягания — в спирачната магистрала (СМ) и резервоара (Р). И двете осигуряват допълнително разреждане на спирачната магистрала при спиране: 292-ият разрежда СМ в специална затворена камера (камера за допълнително разреждане), с обем 1 литър, а 242-ият — директно в атмосферата. И двете устройства са оборудвани с ускорител за спешно спиране. И двете устройства нямат стъпков отпуск — те отпускат веднага, когато налягането в СМ превиши това в Р, установено там след последното спиране, както се казва — притежават «мек» отпуск.
Липсата на стъпков отпуск се компенсира с това, че и двата уреда не работят на вагона сами (макар и да могат), а съвместно с електровъздушен разпределител №305, който въвежда електрическо управление на спирачките, и работна камера с пневматичен реле, осигуряваща възможност за стъпков отпуск.
Като пример ще разгледаме ВР 242, като по-съвременен, а също и ЕВР 305.
Новият ВР 242 на пневмопанела в машинното отделение на електровоза ЕП20.
Същият, монтиран на пътническия вагон.
Сега да се обърнем към устройството и принципа на работа на този уред.
Схема, поясняваща устройството на ВР 242: 1, 3, 6, 16 — калибрирани отвори; 2, 4 — филтри; 5 — бутало на ограничителя за допълнително разреждане ТМ;
7, 10, 13, 21, 22 — пружини; 8 — изходен клапан; 9 — кух цилиндър; 11 — главно бутало; 12 — клапан за допълнително разреждане; 14 — уплътнение на превключвателя на режимите на работа; 15 — бутало на превключвателя на режимите на работа; 17, 28 — пръти; 18 — спирачен клапан; 19 — клапан за освобождаване; 20 — уплътнение на превключвателя за аварийно спиране; 23, 26 — клапани; 24 — отвор; 25 — бутало на ускорителя за аварийно спиране; 27 — клапан за ограничение на допълнителното разреждане; УК — ускорителна камера; ЗК — клапанова камера; МК — магистрална камера; ТМ — спирачна магистрала; ЗР — запасен резервоар; ТЦ — спирачен цилиндър.
С какво започва работата на въздушния разпределител? Започва с зареждане, т.е. попълване на камерите на самия въздушен разпределител и резервния резервоар със сгъстен въздух от спирачната магистрала. Тези процеси се случват при стартиране на локомотива в депото, когато той стои без въздух, а също и на всички вагони, когато ги прикачват към локомотива, и отварят крайния кран — взимат състава „на въздух“. Нека разгледаме този процес по-подробно.
Действието на ВР 242 при зареждане.
Следователно, въздухът от спирачната магистрала, под налягане 0.5 МПа, влиза в устройството, запълвайки камерата У4 под ускорителния буталец, след което се изкачва по канала (показано на червено), през филтър 4, по канала А в магистралната камера (МК), напомпайки отдолу главния буталец 11, който се издига нагоре и открива изпускателния вентил 8 с помощта на своя празен ствол 9, свързващ камерата на спирачния цилиндър с атмосферата. В същото време, въздухът от филтъра, през аксиалния канал на ствола 28, преминава през калибрирания отвор 3 в резервната камера (показано в жълто) и оттам по канала в камарата на клапаните (ЗК) над главния буталец 11.
Процесът продължава, докато налягането в резервната камера, магистралната и камарата на клапаните не се установи равно на зарядното налягане в спирачната магистрала. Главният буталец се връща в неутрално положение, затваряйки изпускателния вентил. Въздухораспределителят е готов за действие.
Ще кажа отново — налягането в ТМ е нестабилно, в него съществуват течове, малки течове, но те винаги са налични. Тоест налягането в ТМ може да намалява. Ако намалението на налягането е с темп по-малък от служебния темп, тогава въздухът от камарата на клапаните успява да премине в магистралната камера през дросела 3, главният буталец остава на място и спиране не се случва.
При намаляване на налягането в спирачната магистрала с темп на служебно спиране, налягането в МК намалява достатъчно бързо, за да може главният буталец да се премести надолу, под действието на по-високото налягане в камарата на клапаните. Премествайки се надолу, той отваря клапана за допълнително разреждане 12.
Действие ВР 242 при спиране: фаза на допълнително разреждане на ТМ
Въздухът от магистралната камера, през вентил 12 по канала К, през аксиалния канал на ствола 28 излиза в атмосферата. Налянето в спирачната магистрала и магистралната камера намалява още по-бързо и буталец 11 продължава движението си надолу.
Действие ВР 242 при спиране: начално запълване на спирачния цилиндър
Празен щифт на главния бутало 9 се отстранява от уплътнението на изпускателния вентил, като по този начин отвори пътя за въздуха от резервния резервоар, който чрез канал Б се отправя към камерата на превключвателя, осевия канал на щифта 9, канал Г и превключвателя на режима, преминава в спирачния цилиндър посредством канал Л. В същото време същият този въздух чрез канал Д преминава в камера У2, оказвайки натиск върху буталото 6, което прекратява атмосферата в канала за допълнително разреждане. Допълнителното разреждане спира. Веднага с това щифт 28 на буталото 6 е снижен, радиалните канали в него се затварят от гумени маншети, което води до разделение между главната и превключвателната камера. Това увеличава чувствителността на въздушния разпределител към спирането - сега понижаването на налягането в спирачната магистрала с каквато и да е скорост ще води до снижаване на главния бутало и запълване на спирачния цилиндър.
Действието на ВР 242 при спиране: превключване на темпото на попълване на ТЦ.
В началото спирачният цилиндър се попълва бързо, с широк канал, през отворения спирачен вентил 18. С нарастването на запълването на спирачния цилиндър, камера У1 на превключвателя на режимите се запълва през калибриран отвор 16. Когато налягането стане достатъчно, за да стисне пружината под буталото 15, спирачният вентил се затваря и ТЦ се запълва през калибрирания отвор в спирачния вентил със забавено темпо. Това се случва, ако ръчката на режимния превключвател 14 е завъртяна в положение „Д“ (дългахосо). Този режим се прилага, когато броят на вагоните в влака надхвърля 15. Прави се така, за да се забави запълването на ТЦ на вагоните, осигурявайки по-голяма равномерност на сработването на спирачките по состав.
В късите влакове ръчката 14 се поставя в положение „К“ (късостроен). При това механично отваря спирачния вентил 18, и запълването на ТЦ с бързо темпо се осъществява през цялото време.
Когато машинистът постави крана в положение затвор, спадът на налягането в спирачната магистрала спира. Напълването на спирачния цилиндър ще продължи, докато заради разхода на въздух за напълване, налягането в резервния резервоар не спадне и не достигне състояние, в което налягането в камерата на вентила стане равно на налягането в магистралната камера и следователно в спирачната магистрала. Главният бутален цилиндър ще се върне в неутрално положение. Напълването на спирачния цилиндър спира, настъпва затвор.
За освобождаване на спирачките, машинистът поставя дръжката на крана в I положение. Въздухът от главните резервоари се насочва в спирачната магистрала, значително повишавайки налягането в нея (до 0,7 — 0,9 МПа, в зависимост от дължината на влака). Налянето в магистралната камера също се увеличава, което води до преместяване на главния буталец нагоре, отваряйки изпускателния клапан 8, през който въздухът от спирачните цилиндри, а също така и от камерата У2, излиза в атмосферата. Спадът на налягането в камерата У2 предизвиква повдигане на буталото 6 и стържена 28, спирачната магистрала и резервния резервоар отново се свързват чрез дросел 3 — настъпва зареждане на резервния резервоар.
При достигане на зарядно налягане в уравнителния резервоар (УР), равно на зарядното, машинистът поставя крана във II положение (влаково). Налянето в ТМ бързо се възстановява до нивото на налягането в УР. При това, заради дросела 3 налягането в резервния резервоар все още не успява да достигне зарядното, зареждането на ЗР продължава, но вече с по-ниска скорост. Постепенно налягането в резервния резервоар, магистралната и камерата на вентила става равно на зарядното. Тогава въздушният разпределител отново е готов за ново спиране.
От гледна точка на машиниста, описаните процеси изглеждат по следния начин:
Отделен елемент ВР 242 е ускорителят за спешно спиране, който на схемата е разположен в лявата част на устройството. При зареждане, заедно с попълването на основната част на въздушния разпределител, се зарежда и ускорителят — въздухът запълва пространството под буталото 25 и пространството над буталото, през ускорителната камера (УК). Спирачната магистрала и ускорителната камера са свързани чрез дроселно отвор 1, чийто диаметър е такъв, че при служебно спиране налягането в ускорителната камера успява да се сравни с налягането в спирачната магистрала и ускорителят не сработва.
Работа на ускорителя за спешно спиране
Въпреки това, при спад на налягането с бързина — въздухът излиза от спирачната магистрала за 3 — 4 секунди, наляганията не успяват да се сравнят, въздухът от ускорителната камера натиска буталото 25, което отваря аварийния клапан 19, откривайки широко отвор в спирачната магистрала, от който въздухът излиза в атмосферата, влошавайки процеса. Така при спешно спиране, при работа на ускорителя на всеки вагон се отваря отвор в спирачната магистрала.
За деактивиране на ускорителя (например при неизправност), със специален ключ се завърта опорната част 20, която заключва ускорителното бутало в горната позиция.
Въпреки многото написани думи и букви, всъщност този уред има доста проста и надеждна конструкция. В сравнение със своя предшественик, ВР 292, той не съдържа клапани, които са доста капризни в експлоатация, нуждаещи се от притиране към огледалото и смазване, а също така подложени на износване.
Въздушният разпределител 242 е автономно устройство, което може да работи и без помощници. Всъщност, на пътническите вагони и локомотиви, той действа съвместно с друг уред, който се нарича
2. Електровъздушен разпределител (ЕВР) усл. №305
Този уред е предназначен за работа в системата за електропневматични спирачки на пътническия подвижен състав. Установява се на вагони и локомотиви съвместно с ВР 242 или ВР 292. Ето как изглежда блокът на спирачното оборудване на пътническия вагон.
В преден план излиза спирачният цилиндър. Малко по-назад, прикрепена към задната стена на ТЦ, е работната камера на ЕВР 305. Отляво към нея е присъединена електрическата част на ЕВР заедно с реле за налягане, а отдясно — въздушният разпределител 292. К него, чрез разединителен кран, е присъединен отклон от спирачната магистрала (оцветен в червено).
Устройството на ЕВР 305: 1, 2, 3, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 18 — въздушни канали; 4 — клапан на отпускния вентил; 5 — клапан на спирачния вентил; 7 — атмосферен клапан; 8 — подавателен клапан; 11 — диафрагма; 13, 17 — кухини на превключвателния клапан; 15 — превключвателен клапан; 16 — уплътнител на превключвателния клапан; ТЦ — спирачен цилиндър; РК — работна камера; ОВ — отпускен вентил; ТВ — спирачен вентил; ЗР — запасен резервоар; ВР — въздушен разпределител.
ЕВР 305 се състои от три основни части: работна камера (РК), превключвателен клапан (ПК) и реле за налягане (РД). В корпуса на реле за налягане са инсталирани отпускен 4 и спирачен клапан 5, контролирани от електромагнити.
При зареждане захранването не се подава на вентилите, отпускният клапан свързва кухината на работната камера с атмосферата, а спирачният клапан е затворен. Въздухът от спирачната магистрала, през въздушния разпределител, преминава по каналите вътре в ЕВР в запасния резервоар, зареждайки го, но не продължава никъде другаде, тъй като пътят му към кухината над диафрагмата на реле за налягане е блокиран от затворения спирачен клапан.
Действие на ЕВР 305 при зареждане
Когато крана на машинния оператор се постави в положение Va, на проводника на ЕПТ се подава положителен (относно релсата) потенциал и двата вентила получават захранване. Отпускният вентил изолира работната камера от атмосферата, докато спирачният отваря пътя на въздуха в кухината над диафрагмата на РД и след това в работната камера.
Действие на ЕВР 305 при спиране
Налягането в работната камера и в кухината над диафрагмата нараства, диафрагмата се огъва надолу, отваряйки подавателния клапан 8, през който въздухът от запасния резервоар първо попада в дясната кухина на превключвателния клапан. Плочката на клапана се измества наляво, отваряйки пътя на въздуха към спирачния цилиндър.
При включване на крана на машиниста в перекрышу, напрежението, подадено на проводника ЕПТ, променя полярността, диодът, през който е захранен спирателният клапан, се заключва, спирателният клапан губи захранване, спирачният клапан се затваря. Увеличението на налягането в работната камера спира, а запълването на спирачния цилиндър се извършва, докато налягането в него не се изравни с налягането в работната камера. След това мембраната се връща в неутрално положение, захранващият клапан се затваря. Настъпва перекрыша.
Действие ЕВР 305 при перекрыше
Отпускният клапан продължава да получава захранване, задържайки отпускния клапан в затворено положение, предотвратявайки излизането на въздух от работната камера.
За отпуск, машинистът поставя ръчката на крана в I положение за пълен отпуск и във II — за стъпков отпуск. И в двата случая вентилите губят захранване, отваря се отпускния клапан, освобождавайки въздуха от работната камера в атмосферата. Диафрагмата, подпирана отдолу с налягането в спирачния цилиндър, се движи нагоре, отваряйки изпускателния клапан, през който въздухът излиза от спирачния цилиндър.
Действие ЕВР 305 при отпуске
Ако при отпуск второто положение отново постави ръчката в перекрышу, въздухът от работната камера ще спре да изтича, а изпразването на ТЦ ще се извършва, докато налягането в него не се изравни с налягането, останало в работната камера. С това се постига възможност за стъпков отпуск.
Такъв електропневматичен спирачки има редица особености. На първо място, при счупване на линията ЕПТ ще настъпи отпуск на спирачките. В този случай, машинистът, след изпълнение на редица задължителни действия, предписани от инструкциите, преминава на използването на пневматичната спирачка. Следователно ЕПТ не е автоматична спирачка. Това е недостатък на тази система.
На второ място, при работа на ЕПТ обичайният разпределител за въздух остава в положение на отпуск, без да спира да извлича утечките от резервния резервоар. Това е плюс, тъй като осигурява неистощимост на електропневматичния спирач.
На трето място, тази конструкция изобщо не пречи на действието на обикновеното разпределение на въздуха. Ако ЕПТ е изключен, тогава ВР, запълвайки спирачния цилиндър, ще напълни първо лявата камера на превключвателния клапан, изтласквайки тапата в него надясно, отваряйки пътя за въздуха от резервния резервоар към спирачния цилиндър.
Така изглежда работата на описаните системи от кабината на машиниста:
Заключение
Исках да включа и товарните уреди за спиране в тази статия, но не, темата изисква отделен разговор, тъй като товарните ВР са много по-сложни, използват много по-изтънчени технически решения и трикове, обусловени от спецификата на експлоатацията на товарните подвижни състави.
Що се отнася до пътническия спирачка, неговото родство с спирачката на Вестингауз се компенсира с допълнителни технически решения, което при местния подвижен състав дава приемливи експлоатационни показатели, ниво на безопасност и технологичност в обслужването и ремонта. Интересно ще бъде да сравним с "как там при тях", в чужбина. Ще сравним, но малко по-късно. Благодаря за вниманието!
P.S.: Моите благодарности на Роман Бирюков за фотоматериала, както и на сайта , от който е взет илюстративният материал.
Източник: habr.com
