La prossima volta che ti trovi in stazione, prendi un momento per prestare attenzione alla scritta al centro, proprio in basso del vagone del treno su cui ti allontanerai per una tanto attesa vacanza. Questa scritta non è lì per caso, informa su quel misterioso numero condizionale del distributore dell'aria dei freni, installato su questo vagone.
La scritta è visibile anche se il treno è fermo su una piattaforma alta, quindi non perdertela.
Su questo vagone — "Amendorff", che ha subito una riparazione approfondita (KVR) presso la fabbrica di vagoni di Tver, è installato un distributore d'aria (VR) n. 242 di tipo passeggeri. Questo ora è installato su tutti i nuovi e "ristrutturati" vagoni, in sostituzione del più vecchio distributore 292. Oggi parleremo di questi dispositivi appartenenti alla famiglia dei dispositivi di frenatura.
1. Eredi di Westinghouse
I distributori d'aria di tipo passeggeri, utilizzati nelle ferrovie a scartamento di 1520 mm, rappresentano una sorta di compromesso tra la semplicità costruttiva ereditata dalla valvola tripla di Westinghouse e le esigenze di sicurezza del traffico. Hanno avuto un percorso di sviluppo meno lungo e drammatico rispetto ai loro simili per il carico.
Attualmente sono in uso due modelli: il distributore d'aria n. 292 e il distributore d'aria n. 242, che sta rapidamente sostituendolo (almeno nel parco vagoni delle ferrovie russe).
Questi dispositivi si differenziano per la loro costruzione, ma sono praticamente analoghi per quanto riguarda le loro caratteristiche operative. Entrambi funzionano sulla base della differenza di due pressioni - nella linea freni (LF) e nel serbatoio di riserva (SR). Entrambi garantiscono una scarica aggiuntiva della linea freni durante la frenata: il 292 scarica la LF in una camera chiusa speciale (camera di scarica aggiuntiva), di un litro di volume, mentre il 242 direttamente nell'atmosfera. Entrambi i dispositivi sono dotati di un acceleratore di emergenza per la frenata. Entrambi i dispositivi non hanno rilascio graduale - rilasciano immediatamente quando la pressione nella LF supera quella nel SR, stabilitasi dopo l'ultima frenata, e si dice che abbiano un rilascio "morbido".
L'assenza di un rilascio graduale è compensata dal fatto che entrambi i dispositivi non operano da soli sul carro (sebbene possano farlo), ma insieme al distributore di aria elettrica modello n. 305, che introduce il controllo elettrico dei freni e la camera di lavoro con un relè pneumatico, garantendo la possibilità di un rilascio graduale.
Prendiamo come esempio il VR 242, considerato più moderno, e l'EVR 305.
Nuovo VR 242 su pannello pneumatico nella sala macchine del locomotore EP20
Stesso, installato su un vagone passeggeri
Esaminiamo ora la struttura e il principio di funzionamento di questo dispositivo.
Schema che illustra la struttura del VR 242: 1, 3, 6, 16 - fori calibrati; 2, 4 - filtri; 5 - pistone del limitatore di scarico aggiuntivo TM;
7, 10, 13, 21, 22 - molle; 8 - valvola di uscita; 9 - stelo cavo; 11 - pistone principale; 12 - valvola di scarico aggiuntivo; 14 - supporto dell'interruttore della modalità di funzionamento; 15 - pistone dell'interruttore della modalità di funzionamento; 17, 28 - steli; 18 - valvola freno; 19 - valvola di bypass; 20 - supporto dell'interruttore di emergenza; 23, 26 - valvole; 24 - foro; 25 - pistone dell'acceleratore di emergenza; 27 - valvola di limitazione dello scarico aggiuntivo; UK - camera di accelerazione; ZK - camera del distributore; MK - camera principale; TM - condotta del freno; ZR - serbatoio di riserva; TC - cilindro del freno
Da dove inizia il funzionamento del distributore d'aria? Inizia con la carica, ovvero il riempimento delle camere del distributore d'aria stesso e del serbatoio di riserva con aria compressa dalla linea dei freni. Questi processi avvengono all'avvio della locomotiva in deposito, quando è priva di aria, e su tutti i vagoni, quando vengono accoppiati alla locomotiva e si apre la valvola finale — si prende il treno "in aria". Esaminiamo questo processo in dettaglio.
Funzionamento della VR 242 durante la carica.
Pertanto, l'aria dalla linea dei freni, sotto una pressione di 0,5 MPa, viene convogliata nell'apparecchio, riempiendo la camera U4 sotto il pistone acceleratore, quindi risale attraverso il canale (mostrato in rosso), passando attraverso il filtro 4, verso la camera principale (MK) sostenendo dal basso il pistone principale 11, che si solleva, aprendo con il suo stelo cavo 9 la valvola di uscita 8, che collega la cavità del cilindro freni con l'atmosfera. Contemporaneamente, l'aria dal filtro, attraverso il canale assiale dello stelo 28, passa attraverso l'apertura calibrata 3 verso il serbatoio di riserva (mostrato in giallo), e da lì attraverso il canale nella camera del selettore (ZK) sopra il pistone principale 11.
Questo processo continua finché la pressione nel serbatoio secondario, nel condotto principale e nella camera del valvola non si stabilizza a un valore pari alla pressione di carica nel circuito freni. Il pistone principale torna in posizione neutra, chiudendo la valvola di scarico. Il distributore d'aria è pronto all'azione.
Ribadisco: la pressione nel TM è instabile, ci sono perdite, piccole perdite, ma ci sono sempre. Ciò significa che la pressione nel TM può diminuire. Se la diminuzione della pressione avviene a un ritmo inferiore al ritmo operativo, l'aria dalla camera del valvola riesce a defluire nella camera principale attraverso il restringimento 3, il pistone principale rimane in posizione e non si verifica alcun freno.
Con una diminuzione della pressione nel circuito freni a un ritmo di frenata operativa, la pressione nel MK diminuisce abbastanza rapidamente perché il pistone principale riesca a spostarsi verso il basso, sotto l'azione di una maggiore pressione nella camera del valvola. Spostandosi verso il basso, apre la valvola di scarico aggiuntivo 12.
Funzionamento della VР 242 durante la frenata: fase di scarico supplementare del TM.
L'aria dalla camera principale, attraverso la valvola 12, esce nel canale K e passa lungo il canale assiale dello stelo 28 nell'atmosfera. La pressione nella linea del freno e nella camera principale diminuisce ulteriormente, e il pistone 11 continua il suo movimento verso il basso.
Azione del VR 242 durante la frenata: riempimento iniziale del cilindro del freno.
Il pistone cavo principale 9 si stacca dalla guarnizione sulla valvola di scarico, aprendo così il passaggio per l'aria dal serbatoio di riserva, che attraverso il condotto B scorre nella camera del distributore, nel canale assiale del pistone 9, nel canale G e nell'interruttore di modalità, passando nel cilindro del freno attraverso il canale L. Allo stesso tempo, quest'aria attraversa il canale D nella camera U2, premendo sul pistone 6, che isola dall'atmosfera il canale di scarico supplementare. La scarica supplementare si interrompe. Contemporaneamente, il pistone 28 del pistone 6 scende, i canali radiali in esso vengono chiusi da guarnizioni in gomma, il che porta alla separazione tra la camera principale e quella del distributore. Questo aumenta la sensibilità del distributore d'aria alla frenata: ora una diminuzione della pressione nel circuito frenante a qualsiasi ritmo porterà all'abbassamento del pistone principale e al riempimento del cilindro del freno.
L'azione VR 242 durante la frenata: cambio di ritmo di riempimento del cilindro del freno
All'inizio, il cilindro freno si riempie rapidamente attraverso un ampio canale, tramite la valvola freno 18 aperta. Man mano che il cilindro freno si riempie, anche la camera U1 dell'interruttore modalità si riempie attraverso il foro calibrato 16. Quando la pressione diventa sufficiente per comprimere la molla sotto il pistone 15, la valvola freno si chiude e il cilindro freno si riempie attraverso il foro calibrato nella valvola freno a un ritmo rallentato. Questo accade se la manopola dell'interruttore modalità 14 è ruotata nella posizione «D» (lungo convoglio). Questa modalità è utilizzata se il numero di vagoni nel treno supera 15. Si fa così per rallentare il riempimento del cilindro freno sui vagoni, assicurando una maggiore uniformità nell'azionamento dei freni su tutto il convoglio.
Nei treni brevi, la manopola 14 viene posizionata su «K» (corto convoglio). In questo caso, apre meccanicamente la valvola freno 18 e il riempimento del cilindro freno avviene rapidamente in ogni momento.
Quando l'operatore posiziona la gru in modalità di chiusura, il calo di pressione nel circuito dei freni si interrompe. L'impianto del cilindro freno continuerà fino a quando, a causa del consumo d'aria, la pressione nel serbatoio di riserva non scenderà, e quindi anche nella camera del selettore, riducendosi fino a eguagliare la pressione nella camera principale e quindi nel circuito dei freni. Il pistone principale tornerà in posizione neutra. L'alimentazione del TC si interrompe, si verifica la chiusura.
Per l'attivazione dei freni, il macchinista posiziona la manopola della valvola in posizione I. L'aria dei serbatoi principali fluisce nella linea dei freni, aumentando significativamente la pressione in essa (fino a 0,7 - 0,9 MPa, a seconda della lunghezza del treno). Anche la pressione nella camera di linea BCR aumenta, il che porta al movimento del pistone principale verso l'alto, aprendo la valvola di scarico 8, attraverso la quale l'aria dai cilindri dei freni e dalla camera U2 esce nell'atmosfera. La diminuzione della pressione nella camera U2 provoca l'innalzamento del pistone 6 e dell'astina 28, la linea dei freni e il serbatoio di riserva vengono nuovamente collegati tramite il restrittore 3 — si verifica la ricarica del serbatoio di riserva.
Quando la pressione di carica nel serbatoio compensativo (SC) raggiunge quella di carica, l'autista posiziona la valvola in II posizione (treno). La pressione nel TM si ripristina rapidamente al livello di pressione nell'SC. In questo momento, a causa del riduttore 3, la pressione nel serbatoio di riserva non raggiunge ancora quella di carica, quindi il caricamento dello SR continua, ma a un ritmo più lento. Gradualmente, la pressione nel serbatoio di riserva, nelle camere della condotta e del distributore si stabilizza a quella di carica. Allora, il distributore d’aria è nuovamente pronto per una nuova frenata.
Dal punto di vista dell'autista, i processi descritti appaiono circa così:
Un elemento distintivo del BR 242 è l'acceleratore di emergenza, che si trova nella parte sinistra del dispositivo. Durante la carica, insieme al riempimento della parte principale del distributore d'aria, si carica anche l'acceleratore: l'aria riempie la cavità sotto il pistone 25 e la cavità sopra il pistone, attraverso la camera di accelerazione (К). La linea dei freni e la camera di accelerazione sono collegate tramite un foro di smorzamento 1, il cui diametro è tale da permettere che durante la frenata di servizio la pressione nella camera di accelerazione si equipari a quella della linea dei freni, in modo che l'acceleratore non si attivi.
Funzionamento dell'acceleratore di emergenza
Tuttavia, con un crollo della pressione in modo rapido — l'aria esce dalla linea dei freni in 3 — 4 secondi, le pressioni non si equiparano, l'aria nella camera di accelerazione preme sul pistone 25, che apre la valvola di sfogo 19, creando un'apertura ampia nella linea dei freni, da cui l'aria fuoriesce nell'atmosfera, aggravando il processo. Così, durante la frenata di emergenza, quando l'acceleratore è in funzione, si apre una finestra nella linea dei freni in ogni carro.
Per disattivare l'acceleratore (ad esempio in caso di malfunzionamento), si utilizza una chiave speciale per ruotare il supporto 20, che blocca il pistone dell'acceleratore in posizione alta.
Nonostante le molte parole e lettere scritte, questo dispositivo ha una costruzione piuttosto semplice e affidabile. Rispetto al suo predecessore, il VR 292, questo non contiene valvole, che sono abbastanza capricciose in fase di utilizzo, necessitando di un adattamento allo specchio e di lubrificazione, e sono anche soggette ad usura.
Il distributore d'aria 242 è un dispositivo autonomo, può funzionare anche senza aiuti. In realtà, su carrozze passeggeri e locomotive, opera in sinergia con un altro dispositivo chiamato
2. Distributore d'aria elettrico (DVE) n. di modello 305
Questo dispositivo è progettato per operare nel sistema di freno elettropneumatico sui veicoli ferroviari passeggeri. Viene installato su carrozze e locomotive insieme al VR 242 o al VR 292. Ecco come appare il blocco dell'attrezzatura frenante su una carrozza passeggeri.
In primo piano c'è il cilindro freno. Più avanti, è fissata al retro del TCC la camera di lavoro EVR 305. A sinistra è collegnata la parte elettrica dell'EVR insieme al relè di pressione, mentre a destra c'è il distribuitore d'aria 292. A questo, tramite una valvola di disconnessione, è collegato il tubo della linea di freno (verniciato di rosso).
Struttura dell'EVR 305: 1, 2, 3, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 18 — canali d'aria; 4 — valvola di rilascio; 5 — valvola freno; 7 — valvola atmosferica; 8 — valvola di alimentazione; 11 — diaframma; 13, 17 — cavità della valvola di commutazione; 15 — valvola di commutazione; 16 — guarnizione della valvola di commutazione; TC — cilindro freno; RK — camera di lavoro; OV — valvola di rilascio; TV — valvola freno; ZR — serbatoio di riserva; VR — distribuitore d'aria.
L'EVR 305 è composto da tre parti principali: la camera di lavoro (RK), la valvola di commutazione (PK) e il relè di pressione (RD). Nel corpo del relè di pressione sono installate le valvole di rilascio 4 e freno 5, controllate da elettromagneti.
Durante la carica, l'alimentazione non è fornita alle valvole, la valvola di rilascio connette la camera di lavoro con l'atmosfera, mentre la valvola frenante è chiusa. L'aria dalla linea di frenatura passa tramite il distributore attraverso i canali interni dell'EVR al serbatoio di riserva, caricandolo, ma non va oltre poiché il percorso nella cavità sopra il diaframma del relè di pressione è bloccato dalla valvola frenante chiusa.
Funzionamento dell'EVR 305 durante la carica
Quando il rubinetto dell'autista è impostato sulla posizione Va, viene fornito un potenziale positivo (rispetto ai binari) al cavo EPT e entrambe le valvole ricevono alimentazione. La valvola di rilascio isola la camera di lavoro dall'atmosfera, mentre quella frenante apre il percorso dell'aria nella cavità sopra il diaframma del RD e quindi nella camera di lavoro.
Funzionamento dell'EVR 305 durante la frenata
La pressione nella camera di lavoro e nella cavità sopra il diaframma aumenta, il diaframma si piega verso il basso, aprendo la valvola di alimentazione 8, attraverso la quale l'aria dal serbatoio di riserva arriva prima alla cavità destra della valvola selettiva. Il tappo della valvola si sposta a sinistra, aprendo il percorso per l'aria nel cilindro del freno.
Quando il rubinetto del macchinista è posizionato in sovrapposizione, la tensione fornita al conduttore EPT cambia polarità, il diodo attraverso il quale viene alimentata la valvola freno si chiude, la valvola freno perde alimentazione, chiudendo la valvola freno. L'aumento della pressione nella camera di lavoro si arresta, mentre il riempimento del cilindro freno avviene finché la pressione in esso non si eguaglia a quella nella camera di lavoro. Dopo di che, il diaframma ritorna in posizione neutra, la valvola di alimentazione si chiude. Si verifica la sovrapposizione.
Funzionamento dell'EVR 305 in sovrapposizione
La valvola di rilascio continua a ricevere alimentazione, mantenendo la valvola di rilascio in posizione chiusa, impedendo l'uscita dell'aria dalla camera di lavoro.
Per il rilascio, il macchinista posiziona la manopola del rubinetto in posizione I per il rilascio completo, e in II per il rilascio graduale. In entrambi i casi, le valvole perdono alimentazione, la valvola di rilascio si apre, liberando l'aria dalla camera di lavoro nell'atmosfera. Il diaframma, sostenuto dalla pressione nel cilindro freno, si muove verso l'alto, aprendo la valvola di scarico, attraverso la quale l'aria esce dal cilindro freno.
Funzione EWR 305 durante il rilascio
Se si riposiziona la maniglia nella sovrastruttura alla seconda posizione durante il rilascio, l'aria smetterà di fuoriuscire dalla camera di lavoro e lo svuotamento della TC continuerà fino a quando la pressione in essa non si sarà uguagliata con quella rimasta nella camera di lavoro. Questo consente un rilascio graduale.
Questo freno elettropneumatico ha diverse caratteristiche. In primo luogo, se c'è un'interruzione della linea EPT, i freni si rilasceranno. In questo caso, il macchinista, dopo aver eseguito una serie di azioni obbligatorie previste dalle istruzioni, passerà all'uso del freno pneumatico. Ciò significa che l'EPT non è un freno automatico. Questo è un difetto di questo sistema.
In secondo luogo, durante il funzionamento dell'EPT, il distributore d'aria normale rimane in posizione di rilascio, continuando a aspirare le perdite dal serbatoio di riserva. Questo è un vantaggio, poiché garantisce che il freno elettropneumatico non si esaurisca.
In terzo luogo, questa configurazione non interferisce affatto con il funzionamento del normale distributore d'aria. Se l'EPT è spento, il distributore, riempiendo il cilindro dei freni, riempirà prima la cavità sinistra della valvola di commutazione, spostando il tappo verso destra e aprendo il passaggio dell'aria dal serbatoio di riserva al cilindro dei freni.
Ecco come funzionano i sistemi descritti dalla cabina del macchinista:
Conclusione
Volevo includere in questo stesso articolo anche i dispositivi di frenata per il trasporto merci, ma no, questo argomento richiede una discussione separata, poiché i distributori per il trasporto merci sono molto più complessi, utilizzano soluzioni tecniche e astuzie molto più sofisticate, a causa della specificità dell'operazione del materiale rotabile merci.
Per quanto riguarda il freno passeggeri, la sua parentela con il freno Westinghouse è compensata da soluzioni tecniche aggiuntive, che sul materiale rotabile nazionale forniscono indicatori operativi accettabili, un livello di sicurezza e una tecnologia di manutenzione e riparazione. Sarà interessante fare un confronto con "come sono là da loro", all'estero. Compareremo, ma un po' più tardi. Grazie per l'attenzione!
P.S.: I miei ringraziamenti a Roman Biryukov per il materiale fotografico, così come al sito , da cui è stato tratto il materiale illustrativo.
Fonte: habr.com
