Il est temps de parler des dispositifs conçus pour contrôler les freins. Ces appareils sont appelés « robinets », bien qu'un long chemin d'évolution les ait éloignés des robinets au sens courant du terme, les transformant en dispositifs d'automatisation pneumatiques assez complexes.

Le bon vieux distributeur 394 est toujours utilisé sur le matériel roulant

1. Grues de l'opérateur - une brève introduction

Par définition

Vanne du train du conducteur - un dispositif (ou un ensemble de dispositifs) conçu pour contrôler l'ampleur et le taux de changement de pression dans la conduite de frein du train

Les grues à train de conduite actuellement utilisées peuvent être divisées en dispositifs de commande directe et en grues télécommandées.

Les appareils à commande directe sont des classiques du genre, installés sur la grande majorité des locomotives, des trains automotrices, ainsi que du matériel roulant spécialisé (véhicules routiers divers, autorails, etc.) N° 394 et conv. N° 395. Le premier d'entre eux, représenté sur le KDPV, est installé sur les locomotives de fret, le second sur les locomotives de passagers.

D'un point de vue pneumatique, ces grues ne diffèrent pas du tout les unes des autres. C'est-à-dire absolument identique. La valve 395 sur la partie supérieure a, coulée avec elle, un bossage avec deux trous filetés, où est installé le « bidon » du contrôleur de commande de frein électropneumatique.

La 395ème grue de l'opérateur dans son habitat naturel


Ces appareils sont le plus souvent peints en rouge vif, ce qui indique leur importance exceptionnelle et l'attention particulière qui doit leur être accordée tant par l'équipe de la locomotive que par le personnel technique qui entretient la locomotive. Un autre rappel que les freins des trains sont essentiels.

La conduite d'alimentation (PM) et la conduite de frein (TM) sont directement connectées à ces appareils et, en tournant la poignée, le débit d'air est directement contrôlé.

Dans les grues télécommandées, ce n'est pas la grue elle-même qui est installée sur la console du conducteur, mais ce que l'on appelle le contrôleur de contrôle, qui transmet les commandes via une interface numérique à un panneau pneumatique électrique séparé, installé dans la salle des machines de la locomotive. Le matériel roulant national utilise la grue qui souffre depuis longtemps du conducteur. Le n°130, qui fait son entrée sur le matériel roulant depuis quelques temps déjà.

État du contrôleur de grue. N° 130 sur le panneau de commande de la locomotive électrique EP20 (à droite, à côté du panneau des manomètres)


Panneau pneumatique dans la salle des machines de la locomotive électrique EP20


Pourquoi a-t-il été procédé ainsi ? En effet, outre la commande manuelle des freins, il existe une possibilité standard de commande automatique, par exemple à partir du système de direction automatique d'un train. Sur les locomotives équipées d'une grue 394/395, cela nécessitait l'installation d'un accessoire spécial sur la grue. Comme prévu, la 130e grue est intégrée au système de commande des trains via un bus CAN, utilisé sur le matériel roulant national.

Pourquoi ai-je qualifié cet appareil de longue souffrance ? Car j’ai été témoin direct de sa première apparition sur du matériel roulant. De tels dispositifs ont été installés sur les premiers numéros de nouvelles locomotives électriques russes : 2ES5K-001 Ermak, 2ES4K-001 Donchak et EP2K-001.

En 2007, j'ai participé aux tests de certification de la locomotive électrique 2ES4K-001. La 130ème grue a été installée sur cette machine. Cependant, on parlait déjà de sa faible fiabilité et de ce miracle de la technologie, il était possible de desserrer spontanément les freins. Par conséquent, ils l'ont très vite abandonné et «Ermaki», «Donchak» et EP2K sont entrés en production avec les grues 394 et 395. Les progrès ont été retardés jusqu'à ce que le nouveau dispositif soit finalisé. Cette grue n'est revenue aux locomotives de Novotcherkassk qu'avec le début de la production de la locomotive électrique EP20 en 2011. Mais "Ermaki", "Donchak" et EP2K n'ont pas reçu de nouvelle version de cette grue. Soit dit en passant, l'EP2K-001, avec la 130e grue, est en train de pourrir dans la base de réserve, comme je l'ai récemment appris grâce à une vidéo d'un ventilateur ferroviaire abandonné.

Cependant, les cheminots n'ont pas totalement confiance dans un tel système, c'est pourquoi toutes les locomotives équipées de la vanne 130 sont également équipées de vannes de régulation de secours, qui permettent, de manière simplifiée, de contrôler directement la pression dans la conduite de frein.

Valve de commande de frein de secours dans la cabine EP20


Un deuxième dispositif de contrôle est également installé sur les locomotives - valve de frein auxiliaire (KVT), conçu pour contrôler les freins de la locomotive, quels que soient les freins du train. Le voici, à gauche de la grue du train

État du robinet de frein auxiliaire. N ° 254


La photo montre une valve de frein auxiliaire classique, état. N° 254. Il est encore installé à de nombreux endroits, tant sur les locomotives de passagers que de marchandises. Contrairement aux freins d'un wagon, les cylindres de frein d'une locomotive jamais ne sont pas remplis directement à partir du réservoir de réserve. Bien que le réservoir de rechange et le distributeur d'air soient installés sur la locomotive. En général, le circuit de freinage d'une locomotive est plus complexe, car la locomotive comporte davantage de cylindres de frein. Leur volume total est nettement supérieur à 8 litres, il ne sera donc pas possible de les remplir à partir d'un réservoir de rechange jusqu'à une pression de 0,4 MPa - il est nécessaire d'augmenter le volume du réservoir de rechange, ce qui augmentera son temps de charge par rapport aux dispositifs de remplissage montés sur voiture.

Sur une locomotive, les TC sont remplis à partir du réservoir principal, soit via la valve de frein auxiliaire, soit via un pressostat, qui est actionné par un distributeur d'air actionné par la valve du train du conducteur.

La grue 254 a la particularité de pouvoir elle-même fonctionner comme un pressostat, permettant le desserrage (par étapes !) des freins de la locomotive lorsque le train est freiné. Ce schéma est appelé circuit d'allumage du KVT en tant que répéteur et est utilisé sur les locomotives de fret.

La valve de frein auxiliaire est utilisée lors des mouvements de manœuvre de la locomotive, ainsi que pour sécuriser le train après l'arrêt et pendant le stationnement. Immédiatement après l'arrêt du train, cette valve est placée dans la toute dernière position de freinage et les freins du train sont desserrés. Les freins de locomotive sont capables de retenir à la fois la locomotive et le train sur une pente assez importante.

Sur les locomotives électriques modernes, comme l'EP20, d'autres KVT sont installés, par exemple conv. N ° 224

État du robinet de frein auxiliaire. N° 224 (à droite sur un panneau séparé)

2. La conception et le principe de fonctionnement de la grue du conducteur. N° 394/395

Ainsi, notre héros est un ancien, éprouvé par le temps et des millions de kilomètres de voyage, la grue 394 (et 395, mais elle est similaire, je vais donc parler de l'un des appareils, en gardant à l'esprit le second). Pourquoi cela et pas le 130 moderne ? Premièrement, le robinet 394 est plus courant aujourd’hui. Et deuxièmement, la 130ème grue, ou plutôt son panneau pneumatique, est similaire en principe à l'ancienne 394.

Cond. de la grue du conducteur. N° 394 : 1 — base de la tige de la soupape d'échappement ; 2 — bas du corps; 3 - collier d'étanchéité ; 4 - printemps; 5 — soupape d'échappement; 6 — douille avec siège de soupape d'échappement ; 7 - piston d'égalisation ; 8 — manchette en caoutchouc d'étanchéité ; 9 — bague d'étanchéité en laiton ; 10 — corps de la partie médiane; 11 — corps de la partie supérieure ; 12 — bobine; 13 — poignée de commande ; 14 — serrure à poignée ; 15 - noix; 16 — vis de serrage ; 17 — tige; 18 — ressort de bobine ; 19 — nettoyeur haute pression ; 20 — goujons de montage ; 21 — goupille de verrouillage ; 22 - filtre; 23 — ressort de soupape d'alimentation; 24 - vanne d'alimentation ; 25 — douille avec le siège de la vanne d'alimentation ; 26 — diaphragme de la boîte de vitesses ; 30 — ressort de réglage de la boîte de vitesses ; 31 — coupelle de réglage de la boîte de vitesses


Comment l'aimez-vous? Appareil sérieux. Ce dispositif se compose d'une partie supérieure (bobine), d'une partie médiane (intermédiaire), d'une partie inférieure (égaliseur), d'un stabilisateur et d'une boîte de vitesses. La boîte de vitesses est représentée en bas à droite sur la figure, je montrerai le stabilisateur séparément

État du stabilisateur de la grue du conducteur. N° 394 : 1 - fiche ; 2 — ressort du papillon des gaz ; 3 — papillon des gaz ; 4 — siège du papillon des gaz ; 5 - trou calibré d'un diamètre de 0,45 mm ; 6 - diaphragme; 7 — corps stabilisateur; 8 — accentuation ; 10 — ressort de réglage ; 11 — verre de réglage.

Le mode de fonctionnement du robinet est réglé en tournant la poignée, qui fait tourner la bobine, qui est étroitement meulée (et soigneusement lubrifiée !) jusqu'au miroir situé dans la partie centrale du robinet. Il y a sept dispositions, elles sont généralement désignées par des chiffres romains

• I - vacances et exercice
• II-train
• III - chevauchement sans fuites dans la conduite de frein
• IV - chevauchement avec l'alimentation des fuites de la conduite de frein
• Va - freinage lent
• V - freinage à un rythme de service
• VI - freinage d'urgence

En modes traction, roue libre et stationnement, lorsqu'il n'est pas nécessaire d'actionner les freins du train, la poignée de la grue est réglée sur la deuxième position. former position

La bobine et le miroir de la bobine contiennent des canaux et des trous calibrés à travers lesquels, selon la position de la poignée, l'air circule d'une partie de l'appareil à l'autre. Voici à quoi ressemblent la bobine et son miroir

De plus, la grue du conducteur 394 est reliée à ce que l'on appelle réservoir tampon (UR) d'un volume de 20 litres. Ce réservoir est un régulateur de pression dans la conduite de frein (TM). La pression installée dans le réservoir d'égalisation sera maintenue par la partie d'égalisation du robinet du conducteur et dans la conduite de frein (sauf pour les positions I, III et VI de la poignée).

Les pressions dans le réservoir d'égalisation et la conduite de frein sont affichées sur des manomètres de contrôle montés sur le tableau de bord, généralement près de la valve du conducteur. Un manomètre à deux aiguilles est souvent utilisé, par exemple celui-ci

La flèche rouge indique la pression dans la conduite de frein, la flèche noire indique la pression dans le réservoir tampon.


Ainsi, lorsque la grue est en position train, ce qu'on appelle pression de charge. Pour le matériel roulant à unités multiples et les trains de voyageurs avec traction locomotive, sa valeur est généralement de 0,48 à 0,50 MPa, pour les trains de marchandises de 0,50 à 0,52 MPa. Mais le plus souvent elle est de 0,50 MPa, la même pression est utilisée sur le Sapsan et le Lastochka.

Les dispositifs qui maintiennent la pression de charge dans l'UR sont le réducteur et le stabilisateur de grue, qui fonctionnent de manière totalement indépendante l'un de l'autre. A quoi sert un stabilisateur ? Il libère en continu l'air du réservoir d'égalisation à travers un trou calibré d'un diamètre de 0,45 mm dans son corps. Constamment, sans interrompre un instant ce processus. La libération d'air à travers le stabilisateur se produit à un débit strictement constant, qui est maintenu par le papillon des gaz à l'intérieur du stabilisateur - plus la pression dans le réservoir d'égalisation est basse, plus le papillon des gaz s'ouvre légèrement. Ce taux est bien inférieur au taux de freinage de service et peut être ajusté en tournant la coupelle de réglage sur le corps du stabilisateur. Ceci est fait pour éliminer dans le réservoir tampon compresseur (c'est-à-dire dépasser la pression de charge).

Si l'air du réservoir d'égalisation sort constamment par le stabilisateur, alors tôt ou tard tout partira ? Je partirais, mais la boîte de vitesses ne me le permettait pas. Lorsque la pression dans l'UR descend en dessous du niveau de charge, la vanne d'alimentation du réducteur s'ouvre, reliant le réservoir d'égalisation à la conduite d'alimentation, reconstituant ainsi l'alimentation en air. Ainsi, dans le réservoir d'égalisation, dans la deuxième position de la poignée de la vanne, une pression de 0,5 MPa est constamment maintenue.

Ce processus est mieux illustré par ce diagramme

Action de la grue du conducteur en position II (train) : GR - réservoir principal ; TM - conduite de frein ; UR - réservoir tampon ; À - atmosphère


Et la conduite de frein ? La pression qui y règne est maintenue égale à la pression dans le réservoir d'égalisation à l'aide de la partie d'égalisation de la vanne, qui est constituée d'un piston d'égalisation (au centre du schéma), d'une vanne d'alimentation et de sortie, entraînée par le piston. La cavité au dessus du piston communique avec le réservoir tampon (zone jaune) et en dessous du piston avec la conduite de frein (zone rouge). Lorsque la pression dans l'UR augmente, le piston descend, reliant la conduite de frein à la conduite d'alimentation, provoquant une augmentation de la pression dans celle-ci jusqu'à ce que la pression dans le TM et la pression dans l'UR deviennent égales.

Lorsque la pression dans le réservoir d'égalisation diminue, le piston se déplace vers le haut, ouvrant la soupape d'échappement par laquelle l'air de la conduite de frein s'échappe dans l'atmosphère, jusqu'à ce que les pressions au-dessus et au-dessous du piston soient égalisées.

Ainsi, en position train, la pression dans la conduite de frein est maintenue égale à la pression de suralimentation. En même temps, les fuites sont également alimentées, car, et j'en parle constamment, il y a certainement et toujours des fuites. La même pression est établie dans les réservoirs de rechange des wagons et des locomotives, et les fuites sont également vidangées.

Afin d'activer les freins, le conducteur place la poignée de la grue en position V - freinage au rythme de service. Dans ce cas, l'air est évacué du réservoir d'égalisation par un trou calibré, garantissant un taux de chute de pression de 0,01 à 0,04 MPa par seconde. Le processus est contrôlé par le conducteur à l'aide du manomètre du réservoir tampon. Pendant que la poignée de la vanne est en position V, l'air quitte le réservoir d'égalisation. Le piston d'égalisation est activé, s'élevant et ouvrant la soupape de décharge, éliminant ainsi la pression de la conduite de frein.

Pour arrêter le processus d'évacuation de l'air du réservoir d'égalisation, l'opérateur place la poignée de la vanne en position de chevauchement - III ou IV. Le processus d'évacuation de l'air du réservoir d'égalisation, et donc de la conduite de frein, s'arrête. C'est ainsi que s'effectue l'étape de freinage de service. Si les freins ne sont pas suffisamment efficaces, une autre étape est effectuée ; pour cela, la poignée de la grue de l’opérateur est à nouveau déplacée en position V.

À la normale officiel Lors du freinage, la profondeur maximale de décharge de la conduite de frein ne doit pas dépasser 0,15 MPa. Pourquoi? Premièrement, il ne sert à rien de décharger plus profondément - en raison du rapport entre les volumes du réservoir de réserve et du cylindre de frein (BC) sur les voitures, une pression supérieure à 0,4 MPa ne s'accumulera pas dans le BC. Et une décharge de 0,15 MPa correspond tout juste à une pression de 0,4 MPa dans les cylindres de frein. Deuxièmement, décharger plus profondément est tout simplement dangereux - avec une faible pression dans la conduite de frein, le temps de chargement des réservoirs de rechange augmentera lorsque le frein est relâché, car ils sont chargés précisément à partir de la conduite de frein. Autrement dit, de telles actions entraînent l’épuisement du frein.

Un lecteur curieux se demandera : quelle est la différence entre les plafonds des positions III et IV ?

En position IV, le tiroir de valve recouvre absolument tous les trous du miroir. Le détendeur n'alimente pas le réservoir d'égalisation et la pression qui y règne reste assez stable, car les fuites de l'UR sont extrêmement faibles. Dans le même temps, le piston d'égalisation continue de fonctionner, comblant les fuites de la conduite de frein, en y maintenant la pression établie dans le réservoir d'égalisation après le dernier freinage. Par conséquent, cette disposition est appelée « chevauchement avec l’alimentation des fuites de la conduite de frein »

En position III, le tiroir de la vanne fait communiquer entre elles les cavités situées au-dessus et au-dessous du piston égalisateur, ce qui bloque le fonctionnement du corps égalisateur - les pressions dans les deux cavités chutent simultanément au taux de fuite. Cette fuite n'est pas rechargée par l'égaliseur. Par conséquent, la troisième position de la vanne est appelée « chevauchement sans fuite de la conduite de frein »

Pourquoi y a-t-il deux de ces positions et quel type de chevauchement le conducteur utilise-t-il ? Les deux, en fonction de la situation et du type de service de la locomotive.

Lors de l'actionnement des freins passagers, conformément aux instructions, le conducteur est tenu de mettre la valve en position III (toit sans alimentation) dans les cas suivants :

• En suivant un signal d’interdiction
• Lors du contrôle de l'EPT après la première étape du freinage de contrôle
• En descendant une pente raide ou dans une impasse

Dans toutes ces situations, le desserrage spontané des freins est inacceptable. Comment cela peut-il arriver ? Oui, c'est très simple : les distributeurs d'air passagers fonctionnent sur la différence entre deux pressions - dans la conduite de frein et dans le réservoir de réserve. Lorsque la pression dans la conduite de frein augmente, les freins sont complètement desserrés.

Imaginons maintenant que nous freinions et le mettions en position IV, lorsque la valve alimente les fuites de la conduite de frein. Et à ce moment-là, un idiot dans le vestibule ouvre légèrement puis ferme le robinet d'arrêt - le scélérat s'amuse. La valve conducteur absorbe cette fuite, ce qui entraîne une augmentation de la pression dans la conduite de frein, et le distributeur d'air passager, sensible à cela, libère complètement.

Sur les camions cargo, la position IV est principalement utilisée - le cargo VR n'est pas si sensible à une augmentation de la pression dans le TM et a un relâchement plus sévère. La position III n'est définie que s'il existe une suspicion de fuite inacceptable dans la conduite de frein.

Comment les freins sont-ils desserrés ? Pour un déverrouillage complet, la poignée du robinet de l'opérateur est placée en position I - déverrouillage et chargement. Dans ce cas, le réservoir d'égalisation et la conduite de frein sont connectés directement à la conduite d'alimentation. Seul le remplissage du réservoir d'égalisation s'effectue par un trou calibré, à un rythme rapide mais assez modéré, permettant de contrôler la pression à l'aide d'un manomètre. Et la conduite de frein est remplie par un canal plus large, de sorte que la pression y passe immédiatement à 0,7 - 0,9 MPa (en fonction de la longueur du train) et y reste jusqu'à ce que la poignée de la valve soit placée dans la deuxième position. Pourquoi donc?

Ceci est fait afin de pousser une grande quantité d'air dans la conduite de frein, en augmentant fortement la pression dans celle-ci, ce qui garantira que la vague de dégagement atteigne la dernière voiture. Cet effet est appelé suralimentation par impulsions. Il vous permet à la fois d'accélérer les vacances elles-mêmes et d'assurer un chargement plus rapide des réservoirs de rechange dans tout le train.

Le remplissage du réservoir d'égalisation à un débit donné permet de contrôler le processus de distribution. Lorsque la pression y atteint la pression de suralimentation (sur les trains de voyageurs) ou avec une certaine surestimation, selon la longueur du train (sur les trains de marchandises), la poignée du robinet du conducteur est placée dans la deuxième position du train. Le stabilisateur élimine la surcharge du réservoir d'égalisation et le piston d'égalisation rend rapidement la pression dans la conduite de frein égale à la pression dans le réservoir d'égalisation. Voici à quoi ressemble le processus de relâchement complet des freins jusqu'à la pression de suralimentation du point de vue du conducteur.

Le déclenchement progressif, dans le cas d'une commande EPT ou sur des trains de marchandises en mode de fonctionnement montagne du répartiteur d'air, s'effectue par placement de la poignée de la vanne en position XNUMXème train, suivi d'un transfert au plafond.

Comment le frein électropneumatique est-il contrôlé ? L'EPT est contrôlé depuis le même opérateur de grue, seulement 395, qui est équipé d'un contrôleur EPT. Dans cette « boîte », placée au-dessus de la tige de la poignée, se trouvent des contacts qui, à travers l'unité de commande, contrôlent l'alimentation du potentiel positif ou négatif, par rapport aux rails, au fil EPT, et suppriment également ce potentiel pour libérer les freins.

A la mise sous tension de l'EPT, le freinage s'effectue en plaçant la grue du conducteur en position Va - freinage lent. Dans ce cas, les cylindres de frein sont remplis directement à partir du distributeur d'air électrique à raison de 0,1 MPa par seconde. Le processus est surveillé à l'aide d'un manomètre dans les cylindres de frein. La décharge du réservoir d'égalisation se produit, mais assez lentement.

L'EPT peut être libéré soit par étapes, en plaçant la vanne en position II, soit complètement, en la réglant en position I et en augmentant la pression dans l'UR de 0,02 MPa au-dessus du niveau de pression de charge. Voilà à peu près à quoi cela ressemble du point de vue du conducteur

Comment s’effectue le freinage d’urgence ? Lorsque la poignée de la valve de l'opérateur est réglée sur la position VI, le tiroir de la valve ouvre la conduite de frein directement dans l'atmosphère à travers un large canal. La pression passe de la charge à zéro en 3 à 4 secondes. La pression dans le réservoir tampon diminue également, mais plus lentement. Dans le même temps, les accélérateurs de freinage d'urgence sont activés sur les distributeurs d'air - chaque VR ouvre la conduite de frein vers l'atmosphère. Des étincelles jaillissent sous les roues, les roues dérapent, malgré l'ajout de sable en dessous...

Pour chacun de ces « lancers dans le sixième », le conducteur sera confronté à une analyse au dépôt - si ses actions étaient justifiées par les instructions des Instructions pour le contrôle des freins et les Règles pour l'exploitation technique du matériel roulant, ainsi qu'un certain nombre des instructions locales. Sans parler du stress qu’il éprouve lorsqu’il « lance le sixième ».

Par conséquent, si vous sortez sur les rails, glissez sous la barrière de fermeture du passage à niveau en voiture, rappelez-vous qu'une personne vivante, le conducteur du train, est en fin de compte responsable de votre erreur, de votre stupidité, de votre caprice et de votre bravade. Et ces gens qui devront ensuite dérouler les intestins des axes des essieux, retirer les têtes sectionnées des boîtes de vitesses de traction...

Je ne veux vraiment effrayer personne, mais c’est la vérité – la vérité écrite dans le sang et dans des dégâts matériels colossaux. Par conséquent, les freins des trains ne sont pas aussi simples qu’il y paraît.

Total

Je ne considérerai pas le fonctionnement de la valve de frein auxiliaire dans cet article. Pour deux raisons. Premièrement, cet article est sursaturé de terminologie et d’ingénierie sèche et rentre à peine dans le cadre de la vulgarisation scientifique. Deuxièmement, l'examen du fonctionnement du KVT nécessite l'utilisation d'une description des nuances du circuit pneumatique des freins de la locomotive, ce qui constitue un sujet pour une discussion distincte.

J'espère qu'avec cet article j'ai inculqué l'horreur superstitieuse à mes lecteurs... non, non, je plaisante, bien sûr. Blague à part, je pense qu'il est devenu clair que les systèmes de freinage des trains sont un ensemble de dispositifs interconnectés et extrêmement complexes, dont la conception vise un contrôle rapide et sûr du matériel roulant. De plus, j'espère vraiment avoir découragé l'envie de se moquer de l'équipe de la locomotive en jouant avec le robinet de frein. Au moins pour quelqu'un...

Dans les commentaires, ils me demandent de vous parler de Sapsan. Il y aura « Faucon pèlerin », et ce sera un article séparé, bon et volumineux, avec des détails très subtils. Ce train électrique m'a donné une période courte mais très créative dans ma vie, donc j'ai vraiment envie d'en parler et je tiendrai certainement ma promesse.

Je tiens à exprimer ma gratitude aux personnes et organisations suivantes :

1. Roman Biryukov (Romych Russian Railways) pour le matériel photographique sur la cabine EP20
2. Site www.pomogala.ru — pour les diagrammes tirés de leur ressource
3. Encore une fois à Roma Biryukov et Sergei Avdonin pour des conseils sur les aspects subtils du fonctionnement des freins

A bientôt, chers amis !

Source: habr.com