La próxima vez que estés en la estación, tómate un minuto para prestar atención a la inscripción justo en el medio en la parte inferior del vagón del tren que te llevará a unas vacaciones tan esperadas. Esta inscripción no está aquí por casualidad; nos informa del número misterioso y condicional del distribuidor de aire de freno instalado en este vagón.
La inscripción es visible incluso si el tren está parado en una plataforma alta, así que no la pases por alto.
Este vagón, llamado 'Ammandorf', que ha pasado por una rehabilitación mayor en la planta de construcción de vagones de Tver, está equipado con un distribuidor de aire (DA) con el n.º 242 de tipo pasajero. Ahora se instala en todos los nuevos vagones y los que han sido sometidos a rehabilitación, en lugar del anterior DA n.º 292. Hoy hablaremos sobre estos dispositivos que pertenecen a la familia de los dispositivos de freno.
1. Herederos de Westinghouse
Los distribuidores de aire de tipo pasajero, utilizados en ferrocarriles de ancho de vía de 1520 mm, son una especie de compromiso entre la simplicidad de diseño heredada de la válvula triple de Westinghouse y los requisitos de seguridad en el movimiento. No han tenido un desarrollo tan largo y dramático como sus contrapartes de carga.
En la actualidad se utilizan dos modelos: el distribuidor de aire n.º 292 y el distribuidor de aire n.º 242, que está reemplazando rápidamente al anterior (al menos en la flota de vagones de RZD).
Estos dispositivos difieren en diseño, pero son prácticamente similares en sus propiedades operativas. Ambos dispositivos operan sobre la base de la diferencia de dos presiones: en la línea de freno (LF) y en el depósito de reserva (DR). Ambos proporcionan una descarga adicional de la línea de freno durante el frenado: el n.º 292 despresuriza la LF en una cámara cerrada especial (cámara de descarga adicional), con un volumen de 1 litro, mientras que el n.º 242 lo hace directamente a la atmósfera. Ambos dispositivos están equipados con un acelerador de frenado de emergencia. Ambos dispositivos no tienen un arranque escalonado: se liberan inmediatamente cuando la presión en la LF supera la presión en el DR, que se establece allí después del último frenado; como se dice, tienen un "liberación suave".
La falta de liberación escalonada se compensa con el hecho de que ambos dispositivos no funcionan en el vagón por separado (aunque pueden), sino conjuntamente con el distribuidor eléctrico de aire, número de servicio 305, que introduce el control eléctrico de los frenos, y la cámara de trabajo con un relé neumático, que proporciona la posibilidad de liberación escalonada.
Tomemos como ejemplo el VR 242, que es más moderno, así como el EVR 305.
El nuevo VR 242 en el panel neumático del departamento de máquinas del locomotor EP20.
El mismo, instalado en el vagón de pasajeros.
Ahora abordemos la estructura y el principio de funcionamiento de este dispositivo.
Diagrama que explica la estructura del VR 242: 1, 3, 6, 16 — orificios calibrados; 2, 4 — filtros; 5 — pistón limitador de descarga adicional TM;
7, 10, 13, 21, 22 — resortes; 8 — válvula de escape; 9 — varilla hueca; 11 — pistón principal; 12 — válvula de descarga adicional; 14 — tope del interruptor de modos de operación; 15 — pistón del interruptor de modos de operación; 17, 28 — varillas; 18 — válvula de freno; 19 — válvula de liberación; 20 — tope del interruptor de frenos de emergencia; 23, 26 — válvulas; 24 — orificio; 25 — pistón del acelerador de freno de emergencia; 27 — válvula de limitación de descarga adicional; UC — cámara de aceleración; ZK — cámara de válvula; MK — cámara de línea; TM — línea de frenos, ZR — tanque de reserva; TC — cilindro de freno.
¿Cómo comienza la operación del distribuidor de aire? Comienza con el llenado, es decir, el llenado de las cámaras del propio distribuidor de aire y del tanque de reserva con aire comprimido de la línea de frenos. Estos procesos ocurren al arrancar la locomotora en el depósito, cuando está sin aire, así como en todos los vagones, cuando se acoplan a la locomotora y se abre la válvula de extremo — se toma el tren "con aire". Examinemos este proceso con más detalle.
El funcionamiento del VR 242 durante la carga.
Así, el aire de la línea de frenos, a una presión de 0,5 MPa, fluye hacia el dispositivo, llenando la cámara U4 debajo del pistón de aceleración, luego sube por el canal (mostrado en rojo), a través del filtro 4, por el canal A hacia la cámara de línea (MK) soportando desde abajo el pistón principal 11, que se eleva, abriendo con su vástago hueco 9 la válvula de salida 8, comunicando la cavidad del cilindro de frenos con la atmósfera. Al mismo tiempo, el aire del filtro, a través del canal axial del vástago 28, pasa por el orificio calibrado 3 hacia el depósito de reserva (mostrado en color amarillo), y desde allí por el canal hacia la cámara de válvula (ZK) sobre el pistón principal 11.
Este proceso continúa hasta que la presión en el depósito de reserva, la cámara de línea y la cámara de válvula se iguala a la presión de carga en la línea de frenos. El pistón principal regresa a la posición neutral, cerrando la válvula de salida. El distribuidor de aire está listo para la acción.
Lo repito, la presión en la TM es inestable, existen fugas, pequeñas fugas, pero siempre están presentes. Es decir, la presión en la TM puede disminuir. Si la disminución de presión se produce a un ritmo inferior al ritmo de servicio, entonces el aire de la cámara de válvula logra fluir hacia la cámara de línea a través del orificio de estrangulación 3, el pistón principal permanece en su lugar y no ocurre la frenada.
Al disminuir la presión en la línea de frenos a un ritmo de frenado de servicio, la presión en la MK disminuye lo suficientemente rápido como para que el pistón principal se desplace hacia abajo, impulsado por una mayor presión en la cámara de válvula. Al moverse hacia abajo, abre la válvula de descarga adicional 12.
Acción de la VR 242 durante el frenado: fase de descarga adicional de la TM.
El aire de la cámara de línea, a través de la válvula 12 por el canal K, por el canal axial del vástago 28 sale a la atmósfera. La presión en la línea de frenos y en la cámara de línea disminuye aún más y el pistón 11 continúa su movimiento hacia abajo.
Acción de la VR 242 durante el frenado: llenado inicial del cilindro de frenos.
El vástago hueco del pistón principal 9 se aparta del sellado en la válvula de escape, abriendo así el paso al aire del depósito auxiliar, que a través del canal B se dirige a la cámara del cilindro, el canal axial del vástago 9, el canal G y el interruptor de modo, pasando al cilindro de frenos a través del canal L. Al mismo tiempo, el mismo aire pasa por el canal D a la cámara U2, presionando el pistón 6, que corta el canal de descarga adicional de la atmósfera. La descarga adicional se detiene. Al mismo tiempo, el vástago 28 del pistón 6 desciende, los canales radiales en él se cierran con sellos de goma, lo que lleva a la desconexión de la cámara principal y de la cámara del distribuidor. Esto aumenta la sensibilidad del distribuidor de aire al freno: ahora la disminución de presión en la línea de frenos, a cualquier ritmo, llevará a la bajada del pistón principal y al llenado del cilindro de frenos.
Acción del VR 242 durante el frenado: cambio en el ritmo de llenado del TC.
Al inicio, el cilindro de frenos se llena rápidamente, por un canal amplio, a través de la válvula de freno abierta 18. A medida que se llena el cilindro de frenos, también se llena la cámara U1 del interruptor de modos a través del orificio calibrado 16. Cuando la presión es suficiente para comprimir el resorte bajo el pistón 15, la válvula de freno se cierra y el TC se llena a través del orificio calibrado en la válvula de freno a un ritmo más lento. Esto ocurre si la palanca del interruptor de modos 14 está girada a la posición 'D' (formato largo). Este modo se aplica si el número de vagones en el tren supera los 15. Se hace de esta manera para ralentizar el llenado del TC en los vagones, asegurando una mayor uniformidad en el funcionamiento de los frenos a lo largo del convoy.
En trenes cortos, la palanca 14 se coloca en la posición 'C' (formato corto). En este caso, abre mecánicamente la válvula de freno 18, y el llenado del TC ocurre a un ritmo rápido todo el tiempo.
Cuando el maquinista coloca la válvula en la posición de cierre, la caída de presión en el circuito de frenos se detiene. El llenado del cilindro de freno continuará hasta que, debido al consumo de aire, la presión en el tanque de reserva caiga, y por lo tanto, en la cámara de válvula, igualándose con la presión en la cámara de circuito, y así en el circuito de frenos. El émbolo principal volverá a la posición neutral. El llenado del cilindro de freno se detiene, ocurre el cierre.
Para liberar los frenos, el maquinista coloca la palanca de la válvula en la posición I. El aire de los tanques principales fluye hacia el circuito de frenos, aumentando significativamente la presión en él (hasta 0.7 — 0.9 MPa, dependiendo de la longitud del tren). La presión en la cámara del circuito también aumenta, lo que provoca el movimiento del émbolo principal hacia arriba, abriendo la válvula de escape 8, a través de la cual el aire de los cilindros de freno, así como de la cámara U2, sale a la atmósfera. La caída de presión en la cámara U2 provoca el levantamiento del émbolo 6 y del vástago 28, y el circuito de frenos y el tanque de reserva se comunican nuevamente a través del estrangulador 3 — ocurre la carga del tanque de reserva.
Al alcanzar la presión de carga en el tanque compensador (UR) igual a la de carga, el maquinista coloca la válvula en la posición II (de tren). La presión en TM se restaura rápidamente al nivel de presión en UR. A su vez, debido al estrangulador 3, la presión en el tanque de reserva aún no ha podido alcanzar la de carga, la carga de ZR continúa, pero ya a un ritmo menor. Gradualmente, la presión en el tanque de reserva, junto con las cámaras de circuito y de válvula, se establece igual a la carga. Entonces, el distribuidor de aire está nuevamente listo para una nueva frenada.
Desde el punto de vista del maquinista, los procesos descritos se ven aproximadamente así:
Un componente del VR 242 es el acelerador de freno de emergencia, que se encuentra en el lado izquierdo del dispositivo. Durante la carga, junto con el llenado de la parte principal del distribuidor de aire, se carga también el acelerador: el aire llena la cavidad debajo del pistón 25 y la cavidad sobre el pistón, a través de la cámara de aceleración (CA). La línea de frenos y la cámara de aceleración están conectadas a través del orificio de estrangulación 1, cuyo diámetro es tal que, durante el frenado de servicio, la presión en la cámara de aceleración se iguala con la presión de la línea de frenos y el acelerador no se activa.
Funcionamiento del acelerador de freno de emergencia
Sin embargo, cuando la presión cae rápidamente, el aire sale de la línea de frenos en 3 a 4 segundos, la presión no se iguala a tiempo, el aire de la cámara de aceleración presiona sobre el pistón 25, que abre la válvula de sobrepresión 19, abriendo un gran orificio en la línea de frenos, por el cual el aire sale a la atmósfera, agravando el proceso. Por lo tanto, durante un frenado de emergencia, al trabajar el acelerador, se abre una ventana en la línea de frenos de cada vagón.
Para desactivar el acelerador (por ejemplo, en caso de falla), se gira la planta 20 con una llave especial, bloqueando el pistón acelerador en la posición superior.
A pesar de la gran cantidad de palabras y letras escritas, este dispositivo tiene una construcción bastante simple y confiable. En comparación con su predecesor, el VR 292, este no contiene válvulas, que son algo caprichosas en su funcionamiento, necesitando un ajuste y lubricación, y son también propensas al desgaste.
El distribuidor de aire 242 es un dispositivo autónomo, puede funcionar sin ayuda. Sin embargo, en los vagones de pasajeros y locomotoras, actúa junto con otro dispositivo llamado
2. Distribuidor electro-neumático (ERV) n.º 305
Este dispositivo está destinado a operar en el sistema de frenos electro-neumáticos en material rodante de pasajero. Se instala en vagones y locomotoras junto con el VR 242 o el VR 292. Así es como se ve el bloque de equipo de freno en un vagón de pasajeros.
En primer plano se encuentra el cilindro de freno. Un poco más allá, está atornillada a la pared trasera del TC la cámara de trabajo EVR 305. A la izquierda, se conecta la parte eléctrica del EVR junto con el relé de presión, y a la derecha, el distribuidor de aire 292. A este último, a través de la válvula de desconexión, se conecta el desagüe de la línea de frenos (pintado de rojo).
El dispositivo EVR 305: 1, 2, 3, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 18 — canales de aire; 4 — válvula de liberación; 5 — válvula de freno; 7 — válvula atmosférica; 8 — válvula de alimentación; 11 — diafragma; 13, 17 — cavidades de la válvula selectora; 15 — válvula selectora; 16 — sello de la válvula selectora; TC — cilindro de freno; RK — cámara de trabajo; OV — válvula de liberación; TV — válvula de freno; ZR — tanque de reserva; VR — distribuidor de aire.
El EVR 305 consta de tres partes principales: la cámara de trabajo (RK), la válvula selectora (PK) y el relé de presión (RD). En el cuerpo del relé de presión se instalan la válvula de liberación 4 y la válvula de freno 5, controladas por electroimanes.
Durante la carga, no se suministra energía a las válvulas, la válvula de liberación conecta la cámara de trabajo con la atmósfera, y la válvula de freno está cerrada. El aire de la línea de frenos, a través del distribuidor de aire, pasa por los canales dentro del EVR hacia el tanque de reserva, cargándolo, pero no va a ningún otro lugar, ya que el camino hacia la cavidad sobre el diafragma del relé de presión está bloqueado por la válvula de freno cerrada.
Funcionamiento del EVR 305 durante la carga.
Cuando la palanca del conductor se coloca en la posición Va, se aplica un potencial positivo (respecto a los rieles) al cable EPT y ambas válvulas reciben energía. La válvula de liberación aísla la cámara de trabajo de la atmósfera, mientras que la válvula de freno abre el camino para el aire hacia la cavidad sobre el diafragma del RD y luego hacia la cámara de trabajo.
Funcionamiento del EVR 305 durante el frenado.
La presión en la cámara de trabajo y en la cavidad sobre el diafragma aumenta, el diafragma se flexiona hacia abajo, abriendo la válvula de alimentación 8, a través de la cual el aire del tanque de reserva primero entra en la cavidad derecha de la válvula selectora. El tapón de la válvula se desplaza hacia la izquierda, abriendo el camino para el aire hacia el cilindro de freno.
Al colocar la grúa del maquinista en la posición de corte, la tensión suministrada al cable EPT cambia de polaridad, el diodo que alimenta la válvula de freno se bloquea, la válvula de freno pierde alimentación y la válvula de freno se cierra. El aumento de presión en la cámara de trabajo se detiene, y el llenado del cilindro de freno continúa hasta que la presión en él se iguala con la presión en la cámara de trabajo. Después de esto, el diafragma regresa a la posición neutra, la válvula de alimentación se cierra. Se produce el corte.
Acción del EVR 305 durante el corte
La válvula de liberación sigue recibiendo alimentación, manteniendo la válvula de liberación en posición cerrada, impidiendo que el aire salga de la cámara de trabajo.
Para liberar, el maquinista coloca la palanca de la grúa en la posición I para una liberación completa, y en II para una liberación escalonada. En ambos casos, las válvulas pierden alimentación, se abre la válvula de liberación, evacuando el aire de la cámara de trabajo a la atmósfera. El diafragma, sostenido desde abajo por la presión en el cilindro de freno, se mueve hacia arriba, abriendo la válvula de salida, por la que el aire sale del cilindro de freno.
Acción del EVR 305 durante la liberación
Si durante la liberación en la segunda posición se coloca nuevamente la palanca en la posición de corte, el aire dejará de salir de la cámara de trabajo, y el vaciado del TC continuará hasta que la presión en él se iguale con la presión que queda en la cámara de trabajo. Esto permite la liberación escalonada.
Este freno electro-neumático tiene varias características. En primer lugar, al romperse la línea EPT, se producirá la liberación de los frenos. En este caso, el maquinista, tras realizar una serie de acciones obligatorias según las instrucciones, pasará a usar el freno neumático. Es decir, el EPT no es un freno automático. Este es un inconveniente de este sistema.
En segundo lugar, al operar el EPT, el distribuidor de aire ordinario permanece en la posición de liberación, sin dejar de extraer las fugas del tanque de reserva. Esto es una ventaja, ya que asegura que el freno electro-neumático no se agote.
En tercer lugar, esta construcción no interfiere con el funcionamiento del distribuidor de aire convencional. Si el EPT está apagado, el VA, al llenar el cilindro de frenos, primero llenará la cavidad izquierda de la válvula de cambio, desplazando el tapón hacia la derecha y abriendo el paso del aire desde el tanque de reserva al cilindro de frenos.
Así es como funcionan los sistemas descritos desde la cabina del maquinista:
Conclusión
Quería incluir en este artículo los dispositivos de frenado de carga, pero no, este tema requiere una conversación aparte, ya que los VR de carga son mucho más complejos, utilizan soluciones técnicas y trucos más sofisticados, debido a la especificidad de la operación del material rodante de carga.
En cuanto al freno de pasajeros, su parentesco con el freno de Westinghouse se compensa con soluciones técnicas adicionales, lo que en el material rodante nacional garantiza indicadores operativos aceptables, un nivel de seguridad y facilidad de mantenimiento y reparación. Será interesante compararlo con el "¿y cómo es allí?" en el extranjero. Compararemos, pero un poco más tarde. ¡Gracias por su atención!
P.D.: Mis agradecimientos a Roman Biryukov por el material fotográfico, así como al sitio , de donde se tomó el material ilustrativo.
Fuente: habr.com
