Време е да поговорим за устройства, предназначени да контролират спирачките. Тези устройства се наричат ​​„кранове“, въпреки че дълъг път на еволюция ги отведе доста далеч от крановете в познатия ежедневен смисъл, превръщайки ги в доста сложни пневматични устройства за автоматизация.

Добрият стар макарен вентил 394 все още се използва на подвижния състав

1. Операторски кранове - кратко въведение

По дефиниция

Влаков вентил на машиниста - устройство (или набор от устройства), предназначено да контролира големината и скоростта на промяна на налягането в спирачната линия на влака

Влаковите кранове, които се използват в момента, могат да бъдат разделени на устройства за директно управление и кранове за дистанционно управление.

Устройствата за директно управление са класика на жанра, инсталирани на по-голямата част от локомотиви, мотриси, както и подвижен състав със специално предназначение (различни пътни превозни средства, мотриси и др.) No 394 и съч. № 395. Първият от тях, показан на KDPV, е инсталиран на товарни локомотиви, вторият - на пътнически локомотиви.

В пневматичен смисъл тези кранове изобщо не се различават един от друг. Тоест, абсолютно идентични. Клапанът 395 в горната част има излята заедно с него втулка с два резбови отвора, където се монтира “консервата” на контролера за електропневматично управление на спирачките

395-ият кран на оператора в естествената му среда


Тези устройства най-често са боядисани в ярко червено, което показва тяхната изключителна важност и специално внимание, което трябва да им се обърне както от локомотивната бригада, така и от техническия персонал, обслужващ локомотива. Още едно напомняне, че спирачките на влаковете са всичко.

Захранващият тръбопровод (PM) и спирачният тръбопровод (TM) са директно свързани към тези устройства и чрез завъртане на дръжката въздушният поток се контролира директно.

При крановете с дистанционно управление не самият кран е монтиран на конзолата на водача, а така нареченият контролер за управление, който предава команди чрез цифров интерфейс към отделен електрически пневматичен панел, който е монтиран в машинното отделение на локомотивът. Вътрешният подвижен състав използва многострадалния кран на водача. № 130, който от доста време си проправя път към подвижния състав.

Състояние на контролера на крана. № 130 на таблото за управление на електрически локомотив ЕП20 (вдясно, до таблото на манометъра)


Пневматично табло в машинното отделение на електрически локомотив ЕП20


Защо беше направено по този начин? За да може в допълнение към ръчното управление на спирачките, има стандартна възможност за автоматично управление, например от системата за автоматично управление на влака. При локомотиви, оборудвани с кран 394/395, това изисква инсталирането на специално приспособление към крана. Както е планирано, 130-ият кран е интегриран в системата за управление на влака чрез CAN шина, която се използва на вътрешния подвижен състав.

Защо нарекох това устройство многострадално? Защото бях пряк свидетел на първата му поява на подвижния състав. Такива устройства бяха инсталирани на първите номера на новите руски електрически локомотиви: 2ES5K-001 Ermak, 2ES4K-001 Donchak и EP2K-001.

През 2007 г. участвах в сертификационни изпитания на електрически локомотив 2ES4K-001. На тази машина е монтиран 130-ият кран. Въпреки това дори тогава се говореше за неговата ниска надеждност, освен това това чудо на техниката можеше спонтанно да освободи спирачките. Поради това те много скоро го изоставиха и "Ермаки", "Дончак" и EP2K влязоха в производство с 394 и 395 кранове. Напредъкът беше забавен, докато новото устройство не бъде финализирано. Този кран се върна в локомотивите на Новочеркаск едва с началото на производството на електрическия локомотив EP20 през 2011 г. Но "Ermaki", "Donchak" и EP2K не получиха нова версия на този кран. EP2K-001, между другото, със 130-ия кран, сега гние в резервната база, както наскоро научих от видео на един изоставен железопътен фен.

Железопътните работници обаче нямат пълно доверие в такава система, така че всички локомотиви, оборудвани с клапан 130, са оборудвани и с резервни контролни клапани, които позволяват в опростен режим директно да се контролира налягането в спирачната линия.

Клапан за управление на резервната спирачка в кабината EP20


На локомотивите е инсталирано и второ устройство за управление - допълнителен спирачен кран (KVT), предназначен за управление на спирачките на локомотива, независимо от спирачките на влака. Ето го, вляво от крана на влака

Състояние на спомагателния спирачен кран. № 254


На снимката класически спомагателен спирачен кран, състояние. № 254. Все още е монтиран на много места, както на пътнически, така и на товарни локомотиви. За разлика от спирачките на вагона, спирачните цилиндри на локомотива никога не се пълнят директно от резервния резервоар. Въпреки че и резервният резервоар, и разпределителят на въздуха са монтирани на локомотива. Като цяло спирачната верига на локомотива е по-сложна, поради факта, че има повече спирачни цилиндри на локомотива. Общият им обем е значително по-голям от 8 литра, така че няма да е възможно да се напълнят от резервен резервоар до налягане от 0,4 MPa - необходимо е да се увеличи обемът на резервния резервоар, което ще увеличи времето за зареждане в сравнение с него до монтирани в автомобила устройства за пълнене.

При локомотив TCs се пълнят от главния резервоар, или през спомагателния спирачен кран, или чрез превключвател за налягане, който се управлява от разпределител на въздух, управляван от влаковия вентил на машиниста.

Кран 254 има особеността, че самият той може да работи като пресостат, позволяващ освобождаване (поетапно!) на спирачките на локомотива при спиране на влака. Тази схема се нарича схема за включване на KVT като повторител и се използва на товарни локомотиви.

Допълнителният спирачен кран се използва при маневрени движения на локомотива, както и за обезопасяване на влака след спиране и по време на паркиране. Веднага след като влакът спре, този клапан се поставя в последното спирачно положение и спирачките на влака се освобождават. Локомотивните спирачки са в състояние да задържат както локомотива, така и влака при доста сериозен наклон.

На съвременни електрически локомотиви, като EP20, са инсталирани други KVT, например conv. № 224

Състояние на спомагателния спирачен кран. № 224 (вдясно на отделно табло)

2. Конструкцията и принципът на работа на конд. No 394/395

И така, нашият герой е стар, доказан от времето и милиони километри пътуване, кран 394 (и 395, но е подобен, така че ще говоря за едно от устройствата, имайки предвид второто). Защо това, а не модерният 130? Първо, кранът 394 е по-често срещан днес. И второ, 130-ият кран, или по-скоро неговият пневматичен панел, е подобен по принцип на стария 394.

Състояние на шофьорския кран. № 394: 1 — основа на стеблото на изпускателния клапан; 2 — долна част на тялото; 3 - уплътнителна яка; 4 - пружина; 5 — изпускателен клапан; 6 — втулка със седло на изпускателния клапан; 7 - изравнително бутало; 8 — уплътнителен гумен маншет; 9 — уплътнителен месингов пръстен; 10 — тяло на средната част; 11 — тяло на горната част; 12 — макара; 13 — дръжка за управление; 14 — заключване на дръжката; 15 - гайка; 16 — затягащ винт; 17 — прът; 18 — ролкова пружина; 19 — шайба под налягане; 20 — монтажни шпилки; 21 — заключващ щифт; 22 - филтър; 23 — пружина на захранващия клапан; 24 - захранващ клапан; 25 — втулка със седлото на захранващия клапан; 26 — диафрагма на скоростната кутия; 30 — пружина за регулиране на скоростната кутия; 31 — регулираща чаша на скоростната кутия


Харесва ли Ви? Сериозен апарат. Това устройство се състои от горна (бобина) част, средна (междинна) част, долна (еквалайзер) част, стабилизатор и скоростна кутия. Скоростната кутия е показана долу в дясно на фигурата, отделно ще покажа стабилизатора

Състояние на стабилизатора на шофьорския кран. № 394: 1 - щепсел; 2 — пружина на дроселната клапа 3 — дроселна клапа; 4 — седло на дроселната клапа; 5 - калибриран отвор с диаметър 0,45 mm; 6 - диафрагма; 7 — тяло на стабилизатора; 8 — акцент; 10 — регулираща пружина; 11 — регулиращо стъкло.

Режимът на работа на крана се настройва чрез завъртане на дръжката, която завърта макарата, която е плътно шлифована (и старателно смазана!) към огледалото в средната част на крана. Има седем разпоредби, те обикновено се обозначават с римски цифри

• Аз - почивка и упражнения
• II - влак
• III - припокриване без захранване на течове в спирачната линия
• IV - припокриване с подаване на течове от спирачната линия
• Va - бавно спиране
• V - спиране при служебно темпо
• VI - аварийно спиране

В режимите на тяга, движение по инерция и паркиране, когато не е необходимо да се задействат спирачките на влака, дръжката на крана се поставя на второ положение. влак позиция.

Макарата и огледалото на макарата съдържат канали и калибрирани отвори, през които, в зависимост от позицията на дръжката, въздухът преминава от една част на устройството към друга. Ето как изглежда макарата и нейното огледало

Освен това шофьорският кран 394 е свързан с т.нар разширителен резервоар (UR) с обем 20л. Този резервоар е регулатор на налягането в спирачната линия (TM). Налягането, което е инсталирано в изравнителния резервоар, ще се поддържа от изравнителната част на крана на водача и в спирачната линия (с изключение на позиции I, III и VI на дръжката).

Наляганията в изравнителния резервоар и спирачната линия се показват на контролни манометри, монтирани на арматурното табло, обикновено близо до вентила на водача. Често се използва двустрелков манометър, например този

Червената стрелка показва налягането в спирачния тръбопровод, черната стрелка показва налягането в компенсационния резервоар


Така че, когато кранът е във влакова позиция, т.нар налягане на зареждане. За моторни влакове и пътнически влакове с локомотивна тяга стойността му обикновено е 0,48 - 0,50 MPa, за товарни влакове 0,50 - 0,52 MPa. Но най-често е 0,50 MPa, същото налягане се използва при Sapsan и Lastochka.

Устройствата, които поддържат налягането на зареждане в UR, са редукторът и стабилизаторът на крана, които работят напълно независимо един от друг. Какво прави стабилизаторът? Той непрекъснато изпуска въздух от изравнителния резервоар през калибриран отвор с диаметър 0,45 mm в тялото си. Постоянно, без нито за момент да прекъсва този процес. Изпускането на въздух през стабилизатора става със строго постоянна скорост, която се поддържа от дроселовата клапа вътре в стабилизатора - колкото по-ниско е налягането в изравнителния резервоар, толкова повече дроселната клапа се отваря леко. Тази скорост е много по-ниска от скоростта на работната спирачка и може да се регулира чрез завъртане на регулиращата чаша на тялото на стабилизатора. Това се прави, за да се елиминира в компенсационния резервоар компресор (т.е. превишаване на зареждането) налягане.

Ако въздухът от изравнителния резервоар постоянно излиза през стабилизатора, тогава рано или късно целият ще напусне? Бих тръгнал, но скоростната кутия не ми позволи. Когато налягането в UR падне под нивото на зареждане, захранващият клапан в редуктора се отваря, свързвайки изравнителния резервоар с захранващия тръбопровод, допълвайки подаването на въздух. По този начин в изравнителния резервоар във второто положение на дръжката на вентила постоянно се поддържа налягане от 0,5 MPa.

Този процес е най-добре илюстриран от тази диаграма

Действие на крана на машиниста във II (влакова) позиция: GR - основен резервоар; TM - спирачна линия; UR - компенсационен резервоар; При - атмосфера


Какво ще кажете за спирачната линия? Налягането в него се поддържа равно на налягането в изравнителния резервоар с помощта на изравнителната част на вентила, която се състои от изравнително бутало (в центъра на диаграмата), захранващ и изпускателен клапан, задвижвани от буталото. Кухината над буталото комуникира с компенсационния резервоар (жълта област) и под буталото със спирачния тръбопровод (червена зона). Когато налягането в UR се увеличи, буталото се движи надолу, свързвайки спирачния тръбопровод със захранващия тръбопровод, причинявайки повишаване на налягането в него, докато налягането в TM и налягането в UR се изравнят.

Когато налягането в изравнителния резервоар намалее, буталото се движи нагоре, отваряйки изпускателния клапан, през който въздухът от спирачната линия излиза в атмосферата, докато отново налягането над и под буталото се изравни.

По този начин, във влаковата позиция, налягането в спирачната линия се поддържа равно на налягането на зареждане. В същото време се подават и течове от него, тъй като, и аз постоянно говоря за това, определено и винаги има течове в него. Същото налягане се установява и в резервните резервоари на вагоните и локомотива, като течовете също се дренират.

За задействане на спирачките водачът поставя ръкохватката на крана в положение V - спиране със служебно темпо. В този случай въздухът се освобождава от резервоара за изравняване през калибриран отвор, осигурявайки скорост на падане на налягането от 0,01 - 0,04 MPa за секунда. Процесът се контролира от водача с помощта на манометъра на компенсационния резервоар. Докато дръжката на вентила е в позиция V, въздухът напуска изравнителния резервоар. Изравняващото бутало се активира, издига се нагоре и отваря освобождаващия клапан, освобождавайки налягането от спирачния тръбопровод.

За да спре процеса на изпускане на въздух от изравнителния резервоар, операторът поставя ръкохватката на вентила в положение на припокриване - III или IV. Процесът на изпускане на въздух от изравнителния резервоар и следователно от спирачната линия спира. Така се извършва етапът на работното спиране. Ако спирачките не са достатъчно ефективни, се извършва друга стъпка; за това дръжката на крана на водача отново се премества в позиция V.

При нормално официален При спиране максималната дълбочина на изпускане на спирачния тръбопровод не трябва да надвишава 0,15 MPa. Защо? Първо, няма смисъл да се изхвърля по-дълбоко - поради съотношението на обемите на резервния резервоар и спирачния цилиндър (BC) на автомобилите, налягане от повече от 0,4 MPa няма да се натрупа в BC. А разряд от 0,15 MPa точно съответства на налягане от 0,4 MPa в спирачните цилиндри. Второ, просто е опасно да се изпразва по-дълбоко - при ниско налягане в спирачната линия, времето за зареждане на резервните резервоари ще се увеличи при отпускане на спирачката, тъй като те се зареждат точно от спирачната линия. Тоест, такива действия са изпълнени с изчерпване на спирачката.

Любознателният читател ще попита - каква е разликата между таваните на III и IV позиция?

В позиция IV макарата на клапана покрива абсолютно всички отвори на огледалото. Редукторът не захранва изравнителния резервоар и налягането в него остава доста стабилно, тъй като течовете от UR са изключително малки. В същото време изравняващото бутало продължава да работи, попълвайки течове от спирачната линия, поддържайки в него налягането, което е установено в изравнителния резервоар след последното спиране. Следователно тази разпоредба се нарича „припокриване с доставка на течове от спирачната линия“

В позиция III макарата на клапана свързва помежду си кухините над и под изравнителното бутало, което блокира работата на изравнителното тяло - наляганията в двете кухини спадат едновременно със скоростта на изтичане. Това изтичане не се презарежда от еквалайзера. Следователно третата позиция на клапана се нарича „припокриване без подаване на течове от спирачната линия“

Защо има две такива позиции и какъв вид припокриване използва водачът? И двете, в зависимост от ситуацията и вида на услугата на локомотива.

При работа с пътнически спирачки, съгласно инструкциите, водачът е длъжен да постави вентила в положение III (покрив без захранване) в следните случаи:

• При следване на забранителен сигнал
• При управление на EPT след първия етап на контролно спиране
• При слизане по стръмен склон или в задънена улица

Във всички тези ситуации спонтанното освобождаване на спирачките е неприемливо. Как може да стане? Да, много е просто - разпределителите на пътническия въздух работят с разликата между две налягания - в спирачната линия и в резервоара. Когато налягането в спирачния тръбопровод се увеличи, спирачките се освобождават напълно.

Сега нека си представим, че сме спрели и сме го поставили в позиция IV, когато клапанът подава течове от спирачната линия. И в това време някакъв идиот в вестибюла леко отваря и след това затваря спирателния кран - негодникът си играе. Вентилът на водача абсорбира този теч, което води до повишаване на налягането в спирачната линия, а разпределителят на въздуха на пътника, чувствителен към това, дава пълно освобождаване.

При товарните камиони се използва главно IV позиция - товарният VR не е толкова чувствителен към повишаване на налягането в TM и има по-тежко освобождаване. Позиция III се задава само ако има съмнение за неприемлив теч в спирачния тръбопровод.

Как се освобождават спирачките? За пълно освобождаване дръжката на крана на оператора се поставя в позиция I - освобождаване и зареждане. В този случай както изравнителният резервоар, така и спирачната линия са свързани директно към захранващата линия. Само пълненето на изравнителния резервоар става през калибриран отвор, с бърза, но сравнително умерена скорост, което ви позволява да контролирате налягането с помощта на манометър. И спирачният тръбопровод се пълни през по-широк канал, така че налягането там веднага скача до 0,7 - 0,9 MPa (в зависимост от дължината на влака) и остава там, докато дръжката на вентила не се постави на второ място. Защо така?

Това се прави, за да се изтласка голямо количество въздух в спирачната линия, рязко увеличаване на налягането в нея, което ще позволи освобождаващата вълна да достигне гарантирано последната кола. Този ефект се нарича импулсно свръхзареждане. Тя ви позволява както да ускорите самата ваканция, така и да осигурите по-бързо зареждане на резервните резервоари в целия влак.

Пълненето на изравнителния резервоар с определена скорост ви позволява да контролирате процеса на дозиране. Когато налягането в него достигне налягането на зареждане (при пътнически влакове) или с известно надценяване, в зависимост от дължината на влака (при товарни влакове), дръжката на вентила на водача се поставя във второто положение на влака. Стабилизаторът елиминира презареждането на изравнителния резервоар, а изравнителното бутало бързо прави налягането в спирачната линия равно на налягането в изравнителния резервоар. Ето как изглежда процесът на пълно отпускане на спирачките до налягане на зареждане от гледна точка на водача

Стъпаловидно освобождаване, в случай на управление на EPT или при товарни влакове по време на планински режим на работа на въздухоразпределителя, се извършва чрез поставяне на ръкохватката на вентила във 2-ро положение на влака, последвано от прехвърляне към тавана.

Как се управлява електропневматичната спирачка? EPT се управлява от същия операторски кран, само 395, който е оборудван с EPT контролер. В тази „консерва“, поставена на върха на дръжката, има контакти, които чрез контролния блок контролират подаването на положителен или отрицателен потенциал, спрямо релсите, към EPT проводника и също така премахват този потенциал, за да освободят спирачките.

Когато EPT е включен, спирането се извършва чрез поставяне на крана на водача в позиция Va - бавно спиране. В този случай спирачните цилиндри се пълнят директно от електрическия въздухоразпределител със скорост 0,1 MPa в секунда. Процесът се следи с помощта на манометър в спирачните цилиндри. Изпразването на изравнителния резервоар става, но доста бавно.

EPT може да бъде освободен или стъпаловидно, като поставите клапана в позиция II, или напълно, като го настроите в позиция I и увеличите налягането в UR с 0,02 MPa над нивото на налягането на зареждане. Приблизително така изглежда от гледна точка на водача

Как се извършва аварийното спиране? Когато дръжката на клапана на оператора е настроена на позиция VI, макарата на клапана отваря спирачния тръбопровод директно в атмосферата през широк канал. Налягането пада от зареждане до нула за 3-4 секунди. Налягането в компенсационния резервоар също намалява, но по-бавно. В същото време се активират аварийните спирачни ускорители на въздухоразпределителите - всеки VR отваря спирачната линия към атмосферата. Изпод колелата хвърчат искри, колелата буксуват, въпреки добавянето на пясък под тях...

За всяко такова „хвърляне в шестата“ машинистът ще бъде изправен пред анализ в депото - дали действията му са били оправдани от инструкциите на Инструкциите за управление на спирачките и Правилата за техническа експлоатация на подвижния състав, както и редица на местните инструкции. Да не говорим за стреса, който изпитва, когато „хвърля шеста“.

Ето защо, ако излезете на релсите, подхлъзнете се под затварящата бариера на прелеза с кола, не забравяйте, че живият човек, машинистът, носи крайната отговорност за вашата грешка, глупост, прищявка и бравада. И тези хора, които след това ще трябва да развиват червата от осите на колоосите, да вадят отсечени глави от тягови скоростни кутии...

Не искам да плаша никого, но това е истината - истината, написана с кръв и колосални материални щети. Следователно влаковите спирачки не са толкова прости, колкото може да изглеждат.

Общо

В тази статия няма да разглеждам работата на спомагателния спирачен кран. По две причини. Първо, тази статия е пренаситена с терминология и сухо инженерство и едва се вписва в рамките на популярната наука. Второ, разглеждането на работата на KVT изисква използването на описание на нюансите на пневматичната верига на локомотивните спирачки и това е тема за отделна дискусия.

Надявам се, че с тази статия съм всеил суеверен ужас у читателите си... не, не, шегувам се, разбира се. Шегата настрана, мисля, че стана ясно, че спирачните системи на влаковете са цял комплекс от взаимосвързани и изключително сложни устройства, чиято конструкция е насочена към бързо и безопасно управление на подвижния състав. Освен това силно се надявам да съм обезсърчил желанието да се подигравам с локомотивната бригада, като си играя със спирачния кран. Поне за някой...

В коментарите ме молят да ви разкажа за Sapsan. Ще има „Сокол скитник“ и ще бъде отделна, добра и голяма статия, с много фини детайли. Този електрически влак ми даде кратък, но много творчески период в живота ми, така че наистина искам да говоря за него и определено ще изпълня обещанието си.

Бих искал да изразя своята благодарност към следните хора и организации:

1. Роман Бирюков (Romych Russian Railways) за снимков материал на кабината EP20
2. уебсайт www.pomogala.ru — за диаграми, взети от техния ресурс
3. Още веднъж към Рома Бирюков и Сергей Авдонин за съвет относно фините аспекти на работата на спирачките

До нови срещи, скъпи приятели!

Източник: www.habr.com