Chegou o momento de falar dos dispositivos deseñados para controlar os freos. Estes dispositivos chámanse "billas", aínda que un longo camiño de evolución levounos bastante lonxe das billas no sentido cotián familiar, converténdoos en dispositivos de automatización pneumática bastante complexos.

A boa antiga válvula de carrete 394 aínda se usa no material rodante

1. Guindastres do operador: unha breve introdución

Por definición

Válvula do tren do condutor - un dispositivo (ou conxunto de dispositivos) deseñado para controlar a magnitude e a taxa de cambio de presión na liña de freo do tren

As grúas de tren de maquinistas actualmente en uso pódense dividir en dispositivos de control directo e guindastres de control remoto.

Os dispositivos de control directo son clásicos do xénero, instalados na gran maioría de locomotoras, trens de unidades múltiples, así como material rodante de propósitos especiais (varios vehículos de estrada, vagóns, etc.) No 394 e conv. número 395. O primeiro deles, mostrado no KDPV, está instalado en locomotoras de carga, o segundo - en locomotoras de pasaxeiros.

Nun sentido pneumático, estes guindastres non se diferencian en absoluto entre si. É dicir, absolutamente idénticos. A válvula 395 na parte superior ten, fundida xunto con ela, unha protuberancia con dous orificios roscados, onde se instala a "bidón" do controlador de control de freo electro-pneumático.

Guindastre número 395 do operador no seu hábitat natural


Estes aparellos están pintados na maioría das veces de cor vermella brillante, o que indica a súa excepcional importancia e especial atención que deben prestarlles tanto a tripulación da locomotora como o persoal técnico que atende a locomotora. Outro recordatorio de que os freos do tren o son todo.

A condución de subministración (PM) e a liña de freo (TM) están directamente conectadas a estes dispositivos e, xirando a empuñadura, o fluxo de aire contrólase directamente.

Nas grúas teledirixidas, non é a propia grúa a que se instala na consola do condutor, senón o chamado controlador de control, que transmite os comandos a través dunha interface dixital a un panel pneumático eléctrico separado, que se instala na sala de máquinas de a locomotora. O material rodante doméstico utiliza o guindastre de longa duración do condutor. No 130, que leva bastante tempo entrando no material rodante.

Estado do controlador da grúa. No 130 no cadro de mando da locomotora eléctrica EP20 (á dereita, xunto ao panel do manómetro)


Panel pneumático na sala de máquinas da locomotora eléctrica EP20


Por que se fixo deste xeito? Para que, ademais do control manual dos freos, existe unha posibilidade estándar de control automático, por exemplo desde o sistema de dirección automática dun tren. Nas locomotoras equipadas cun guindastre 394/395, isto requiriu a instalación dun accesorio especial no guindastre. Tal e como estaba previsto, a grúa número 130 está integrada no sistema de control do tren mediante un bus CAN, que se utiliza no material rodante doméstico.

Por que chamei a este dispositivo de longa paciencia? Porque fun testemuña directa da súa primeira aparición no material rodante. Tales dispositivos instaláronse nos primeiros números de novas locomotoras eléctricas rusas: 2ES5K-001 Ermak, 2ES4K-001 Donchak e EP2K-001.

En 2007, participei nas probas de certificación da locomotora eléctrica 2ES4K-001. Nesta máquina instalouse o guindastre número 130. Non obstante, xa daquela falábase da súa baixa fiabilidade; ademais, este milagre da tecnoloxía podía soltar espontaneamente os freos. Polo tanto, moi pronto o abandonaron e "Ermaki", "Donchak" e EP2K entraron en produción con 394 e 395 guindastres. O progreso atrasouse ata que se finalizou o novo dispositivo. Esta grúa volveu ás locomotoras de Novocherkassk só co inicio da produción da locomotora eléctrica EP20 en 2011. Pero "Ermaki", "Donchak" e EP2K non recibiron unha nova versión desta grúa. EP2K-001, por certo, coa grúa número 130, agora está a podrecer na base de reserva, como souben recentemente cun vídeo dun afeccionado do ferrocarril abandonado.

Non obstante, os traballadores do ferrocarril non confían completamente nun sistema deste tipo, polo que todas as locomotoras equipadas coa válvula 130 tamén están equipadas con válvulas de control de respaldo, que permiten, de xeito simplificado, controlar directamente a presión na liña de freo.

Válvula de control do freo de respaldo na cabina EP20


Un segundo dispositivo de control tamén está instalado nas locomotoras - válvula de freo auxiliar (KVT), deseñado para controlar os freos da locomotora, independentemente dos freos do tren. Aquí está, á esquerda do guindastre do tren

Estado da válvula de freo auxiliar. número 254


A foto mostra unha clásica válvula de freo auxiliar, estado. número 254. Aínda está instalado en moitos lugares, tanto en locomotoras de pasaxeiros como de mercadorías. A diferenza dos freos dun vagón, os cilindros de freo dunha locomotora nunca non se enchen directamente desde o depósito de reserva. Aínda que tanto o depósito de reposto como o distribuidor de aire están instalados na locomotora. En xeral, o circuíto de freo dunha locomotora é máis complexo, debido a que hai máis cilindros de freo na locomotora. O seu volume total é significativamente superior aos 8 litros, polo que non será posible enchelos desde un tanque de reposto ata unha presión de 0,4 MPa; é necesario aumentar o volume do tanque de reposto, e isto aumentará o seu tempo de carga en comparación. aos dispositivos de recheo montados no coche.

Nunha locomotora, os TC enchen dende o depósito principal, ben a través da válvula de freo auxiliar, ou ben a través dun interruptor de presión, que é accionado por un distribuidor de aire accionado pola válvula do tren do maquinista.

O guindastre 254 ten a particularidade de que el mesmo pode funcionar como interruptor de presión, permitindo a liberación (por etapas!) dos freos da locomotora cando se frea o tren. Este esquema chámase circuíto para conectar o KVT como repetidor e úsase nas locomotoras de carga.

A válvula de freo auxiliar utilízase durante os movementos de maniobra da locomotora, así como para asegurar o tren despois da parada e durante o estacionamento. Inmediatamente despois de que o tren se detenga, esta válvula colócase na última posición de freada e solta os freos do tren. Os freos das locomotoras son capaces de manter tanto a locomotora como o tren nunha pendente bastante grave.

Nas locomotoras eléctricas modernas, como a EP20, instálanse outros KVT, por exemplo conv. número 224

Estado da válvula de freo auxiliar. No 224 (á dereita nun panel separado)

2. O deseño e principio de funcionamento do guindastre do condutor cond. No 394/395

Entón, o noso heroe é un vello, probado polo tempo e millóns de quilómetros de percorrido, a grúa 394 (e 395, pero é semellante, así que falarei dun dos aparellos, tendo en conta o segundo). Por que isto e non o 130 moderno? En primeiro lugar, a billa 394 é máis común hoxe en día. E en segundo lugar, o guindastre número 130, ou máis ben o seu panel pneumático, é similar en principio ao antigo 394.

Conv. grúa do condutor No 394: 1 - base do vástago da válvula de escape; 2 - parte inferior do corpo; 3 - colar de selado; 4 - primavera; 5 - válvula de escape; 6 - buje con asento da válvula de escape; 7 - pistón de ecualización; 8 - manguito de goma de selado; 9 - anel de latón de selado; 10 - corpo da parte media; 11 - corpo da parte superior; 12 - carrete; 13 - mango de control; 14 - pechadura da manilla; 15 - noces; 16 - parafuso de suxeición; 17 — vara; 18 - primavera de carrete; 19 - lavadora a presión; 20 - cravos de montaxe; 21 - pasador de bloqueo; 22 - filtro; 23 - resorte da válvula de subministración; 24 - chave de subministración; 25 - casco co asento da chave de subministración; 26 - diafragma da caixa de cambios; 30 - resorte de axuste da caixa de cambios; 31 — copa de axuste da caixa de cambios


Como che gusta? Dispositivo serio. Este dispositivo consta dunha parte superior (bobina), unha parte media (intermedia), unha parte inferior (ecualizador), un estabilizador e unha caixa de cambios. A caixa de cambios móstrase na parte inferior dereita da figura, mostrarei o estabilizador por separado

Estado do estabilizador do guindastre do condutor. No 394: 1 - enchufe; 2 - resorte da válvula de aceleración 3 - válvula de aceleración; 4 - asento da válvula de aceleración; 5 - orificio calibrado cun diámetro de 0,45 mm; 6 - diafragma; 7 - corpo estabilizador; 8 - énfase; 10 - resorte de axuste; 11 - vidro de axuste.

O modo de funcionamento da billa establécese xirando o mango, que xira a bobina, que está ben moída (e lubricada a fondo!) Ata o espello na parte media da billa. Hai sete disposicións, normalmente designadas con números romanos

• I - vacacións e exercicio
• II - tren
• III - solapamento sen abastecemento de fugas na liña de freo
• IV - solapamento coa subministración de fugas da liña de freo
• Va - freada lenta
• V - freada a un ritmo de servizo
• VI - freada de emerxencia

Nos modos de tracción, inercia e estacionamento, cando non hai que accionar os freos do tren, a empuñadura da guindastre está situada na segunda posición. tren posición.

O carrete e o espello do carrete conteñen canles e orificios calibrados polos que, dependendo da posición do mango, o aire flúe dunha parte a outra do dispositivo. Así se ven a bobina e o seu espello

Ademais, o guindastre do condutor 394 está conectado ao chamado tanque de sobretensión (UR) cun volume de 20 litros. Este depósito é un regulador de presión na liña de freo (TM). A presión que se instala no depósito de igualación manterase pola parte de igualación da billa do condutor e na liña do freo (excepto nas posicións I, III e VI da empuñadura).

As presións no depósito de ecualización e na liña de freo móstranse nos manómetros de control montados no panel de instrumentos, normalmente preto da válvula do condutor. A miúdo úsase un manómetro de dúas puntas, por exemplo este

A frecha vermella mostra a presión na liña de freo, a frecha negra a presión no tanque de sobretensión


Entón, cando o guindastre está na posición do tren, o chamado presión de carga. Para o material rodante de varias unidades e os trens de pasaxeiros con tracción de locomotora, o seu valor adoita ser de 0,48 - 0,50 MPa, para os trens de mercadorías de 0,50 - 0,52 MPa. Pero a maioría das veces é de 0,50 MPa, a mesma presión úsase no Sapsan e Lastochka.

Os dispositivos que manteñen a presión de carga na UR son o redutor e o estabilizador de guindastre, que funcionan de forma totalmente independente entre si. Que fai un estabilizador? Libera continuamente o aire do tanque de ecualización a través dun orificio calibrado cun diámetro de 0,45 mm no seu corpo. Constantemente, sen interromper este proceso por un momento. A liberación de aire a través do estabilizador prodúcese a un ritmo estritamente constante, que se mantén pola válvula do acelerador dentro do estabilizador: canto menor sexa a presión no tanque de ecualización, máis se abre lixeiramente a válvula do acelerador. Esta taxa é moito menor que a taxa de freado de servizo e pódese axustar xirando a copa de axuste no corpo estabilizador. Isto faise para eliminar no tanque de sobretensión sobrealimentador (é dicir, exceso de carga) presión.

Se o aire do tanque de ecualización sae constantemente polo estabilizador, tarde ou cedo sairá todo? Sairía, pero a caixa de cambios non mo deixaba. Cando a presión no UR cae por debaixo do nivel de carga, ábrese a válvula de alimentación do redutor, conectando o tanque de ecualización coa liña de subministración, repoñendo o subministro de aire. Así, no tanque de ecualización, na segunda posición do mango da chave, mantense constantemente unha presión de 0,5 MPa.

Este proceso é mellor ilustrado neste diagrama

Acción do guindastre do condutor na posición II (tren): GR - depósito principal; TM - liña de freo; UR - tanque de sobretensión; Á atmosfera


E a liña de freo? A presión nel mantense igual á presión no tanque de igualación usando a parte de igualación da válvula, que consiste nun pistón de igualación (no centro do diagrama), unha válvula de alimentación e saída, accionada polo pistón. A cavidade por riba do pistón comunica co tanque de sobretensión (zona amarela) e debaixo do pistón coa liña de freo (zona vermella). Cando a presión no UR aumenta, o pistón móvese cara abaixo, conectando a liña de freo coa liña de alimentación, provocando un aumento da presión nel ata que a presión no TM e a presión no UR se igualen.

Cando a presión no depósito de igualación diminúe, o pistón móvese cara arriba, abrindo a válvula de escape, pola cal o aire da liña de freo escapa á atmosfera, ata que, de novo, se igualan as presións por riba e por debaixo do pistón.

Así, na posición do tren, a presión na liña de freo mantense igual á presión de carga. Ao mesmo tempo, tamén se alimentan as filtracións, xa que, e falo constantemente diso, hai filtracións nel definitivamente e sempre. Establécese a mesma presión nos depósitos de reposto dos vagóns e locomotoras e tamén se drenan as fugas.

Para activar os freos, o condutor coloca o mango da grúa en posición V - freando a ritmo de servizo. Neste caso, o aire é liberado do tanque de ecualización a través dun orificio calibrado, garantindo unha taxa de caída de presión de 0,01 - 0,04 MPa por segundo. O proceso é controlado polo condutor mediante o manómetro do tanque de sobretensión. Mentres o mango da válvula está na posición V, o aire sae do tanque de compensación. Actívase o pistón de compensación, subindo e abrindo a válvula de liberación, aliviando a presión da liña de freo.

Para deter o proceso de liberación de aire do tanque de ecualización, o operador coloca o mango da chave na posición de superposición - III ou IV. O proceso de liberación de aire do tanque de compensación e, polo tanto, da liña de freo, detense. Así se realiza a fase de freada de servizo. Se os freos non son suficientemente eficaces, lévase a cabo outro paso; para iso, o mango do guindastre do operador volve moverse á posición V.

En normal Oficial Ao frear, a profundidade máxima de descarga da liña de freo non debe exceder 0,15 MPa. Por que? En primeiro lugar, non ten sentido descargar máis profundamente: debido á relación entre os volumes do tanque de reserva e o cilindro de freo (BC) dos coches, non se acumulará unha presión de máis de 0,4 MPa no BC. E unha descarga de 0,15 MPa só corresponde a unha presión de 0,4 MPa nos cilindros de freo. En segundo lugar, é simplemente perigoso descargar máis profundamente: con baixa presión na liña de freo, o tempo de carga dos depósitos de reposición aumentará cando se solta o freo, porque se cargan precisamente dende a liña de freo. É dicir, tales accións están cheas de esgotamento do freo.

Un lector curioso preguntará: cal é a diferenza entre os teitos das posicións III e IV?

Na posición IV, o carrete da válvula cobre absolutamente todos os orificios do espello. O reductor non alimenta o tanque de ecualización e a presión nel permanece bastante estable, porque as fugas do UR son extremadamente pequenas. Ao mesmo tempo, o pistón de compensación segue a funcionar, repoñendo as fugas da liña de freo, mantendo nela a presión que se estableceu no depósito de compensación despois da última freada. Polo tanto, esta disposición denomínase "superposición coa subministración de fugas da liña de freo".

Na posición III, o carrete da válvula comunica entre si as cavidades por riba e por debaixo do pistón de ecualización, o que bloquea o funcionamento do corpo de igualación: as presións en ambas cavidades caen simultáneamente ao ritmo de fuga. Esta fuga non é recargada polo ecualizador. Polo tanto, a terceira posición da válvula chámase "superposición sen que se produzan fugas da liña de freo".

Por que hai dúas posicións deste tipo e que tipo de superposición utiliza o condutor? Ambos, segundo a situación e o tipo de servizo da locomotora.

Cando accione os freos dos pasaxeiros, segundo as instrucións, o condutor debe poñer a válvula na posición III (teito sen enerxía) nos seguintes casos:

• Ao seguir un sinal de prohibición
• Ao controlar o EPT despois da primeira etapa de freada de control
• Ao baixar por unha forte pendente ou a un camiño sen saída

En todas estas situacións, a liberación espontánea dos freos é inaceptable. Como pode ocorrer? Si, é moi sinxelo: os distribuidores de aire de pasaxeiros funcionan coa diferenza entre dúas presións: na liña de freo e no depósito de reserva. Cando a presión na liña de freo aumenta, os freos están completamente soltados.

Agora imaxinemos que freamos e poñémolo na posición IV, cando a válvula alimenta fugas da liña de freo. E neste momento algún idiota no vestíbulo ábrese lixeiramente e despois pecha a chave de paso: o canalla está xogando. A válvula do condutor absorbe esta fuga, o que leva a un aumento da presión na liña de freo, e o distribuidor de aire do pasaxeiro, sensible a iso, dá unha liberación completa.

Nos camións de carga, utilízase principalmente a posición IV: a carga VR non é tan sensible a un aumento da presión no TM e ten unha liberación máis severa. A posición III só se establece se existe a sospeita dunha fuga inaceptable na liña de freo.

Como se soltan os freos? Para a liberación completa, o mango do toque do operador colócase na posición I: liberación e carga. Neste caso, tanto o tanque de ecualización como a liña de freo están conectados directamente á liña de alimentación. Só o enchido do depósito de compensación se realiza a través dun orificio calibrado, a un ritmo rápido pero bastante moderado, o que permite controlar a presión mediante un manómetro. E a liña de freo énchese a través dunha canle máis ampla, de xeito que a presión alí salta inmediatamente a 0,7 - 0,9 MPa (dependendo da lonxitude do tren) e permanece alí ata que o mango da válvula se coloque na segunda posición. Por que é iso?

Isto faise para empurrar unha gran cantidade de aire na liña do freo, aumentando drasticamente a presión nela, o que permitirá garantir que a onda de liberación chegue ao último coche. Este efecto chámase sobrecarga de pulso. Permítelle acelerar as vacacións en si e garantir unha carga máis rápida dos tanques de reposto en todo o tren.

Encher o depósito de compensación a un ritmo determinado permítelle controlar o proceso de dispensación. Cando a presión no mesmo alcanza a presión de carga (en trens de pasaxeiros) ou con algunha sobreestimación, dependendo da lonxitude do tren (en trens de mercadorías), a manilla do maquinista colócase na segunda posición do tren. O estabilizador elimina a sobrecarga do tanque de ecualización e o pistón de ecualización fai rapidamente que a presión na liña de freo sexa igual á presión do tanque de igualación. Así se ve desde o punto de vista do condutor o proceso de liberación total dos freos á presión de carga

A liberación escalonada, no caso do control EPT ou en trens de mercadorías durante o modo de funcionamento de montaña do distribuidor de aire, realízase colocando a empuñadura da válvula na posición do 2º tren, seguido da transferencia ao teito.

Como se controla o freo electropneumático? O EPT é controlado dende o mesmo guindastre operador, só 395, que está equipado cun controlador EPT. Nesta "lata", situada enriba do eixe da empuñadura, hai contactos que, a través da unidade de control, controlan a subministración de potencial positivo ou negativo, relativo aos raíles, ao cable EPT, e tamén eliminan este potencial de liberación. os freos.

Cando se acende o EPT, a freada realízase colocando o guindastre do condutor na posición Va - freada lenta. Neste caso, os cilindros de freo enchen directamente desde o distribuidor de aire eléctrico a unha velocidade de 0,1 MPa por segundo. O proceso monitorízase mediante un manómetro nos cilindros de freo. A descarga do tanque de compensación prodúcese, pero bastante lentamente.

O EPT pódese liberar por pasos, colocando a válvula na posición II, ou completamente, colocándoa na posición I e aumentando a presión na UR en 0,02 MPa por riba do nivel de presión de carga. Isto é aproximadamente o que parece desde o punto de vista do condutor

Como se realiza a freada de emerxencia? Cando o mango da válvula do operador está configurado na posición VI, o carrete da válvula abre a liña de freo directamente á atmosfera a través dunha canle ampla. A presión cae de carga a cero en 3-4 segundos. A presión no tanque de sobretensión tamén diminúe, pero máis lentamente. Ao mesmo tempo, os aceleradores de freo de emerxencia actívanse nos distribuidores de aire: cada VR abre a liña de freo á atmosfera. Debaixo das rodas saen chispas, as rodas derrapan, a pesar de engadir area debaixo delas...

Para cada "lanzamento no sexto", o condutor enfrontarase a unha análise no depósito: se as súas accións estaban xustificadas polas instrucións das Instrucións para o control dos freos e as Normas para o funcionamento técnico do material rodante, así como un número de instrucións locais. Sen esquecer o estrés que experimenta ao "tirar o sexto".

Polo tanto, se saes aos carrís, deslízase baixo a barreira de peche do cruce nun coche, lembra que unha persoa viva, o maquinista, é o responsable final do teu erro, estupidez, capricho e bravura. E aquelas persoas que despois terán que desenrolar os intestinos dos eixes dos xogos de rodas, sacar cabezas cortadas das caixas de cambios de tracción...

Realmente non quero asustar a ninguén, pero esta é a verdade: a verdade escrita en sangue e colosal dano material. Polo tanto, os freos do tren non son tan sinxelos como poderían parecer.

Total

Non vou considerar o funcionamento da válvula de freo auxiliar neste artigo. Por dúas razóns. En primeiro lugar, este artigo está sobresaturado de terminoloxía e enxeñaría en seco e apenas encaixa no marco da ciencia popular. En segundo lugar, a consideración do funcionamento do KVT require o uso dunha descrición dos matices do circuíto pneumático dos freos da locomotora, e este é un tema para unha discusión separada.

Espero que con este artigo inculque un horror supersticioso nos meus lectores... non, non, estou de broma, claro. Bromas aparte, creo que quedou claro que os sistemas de freada dos trens son todo un complexo de dispositivos interconectados e extremadamente complexos, cuxo deseño ten como obxectivo un control rápido e seguro do material rodante. Ademais, espero de verdade desanimar as ganas de mofarse da tripulación da locomotora xogando coa válvula do freo. Polo menos para alguén...

Nos comentarios pídenme que vos fale de Sapsan. Haberá “Falcón peregrino”, e será un artigo separado, bo e grande, con detalles moi sutís. Este tren eléctrico deume un período curto, pero moi creativo, na miña vida, polo que teño moitas ganas de falar diso e, sen dúbida, cumprirei a miña promesa.

Quero expresar o meu agradecemento ás seguintes persoas e organizacións:

1. Roman Biryukov (Romych Russian Railways) para material fotográfico na cabina EP20
2. Sitio web www.pomogala.ru — para diagramas tomados do seu recurso
3. Unha vez máis a Roma Biryukov e Sergei Avdonin para obter consellos sobre os aspectos sutís do funcionamento dos freos

Vémonos de novo, queridos amigos!

Fonte: www.habr.com