Następnym razem, będąc na dworcu, poświęć minutę uwagi i zwróć ją na napis, dokładnie pośrodku na samym dole wagonu pociągu, którym wyruszysz w kolejny wymarzony urlop. Ten napis nie jest przypadkowy, informuje nas o tajemniczym, warunkowym numerze rozdzielacza powietrza hamulcowego, który jest zainstalowany w tym wagonie.
Napis jest widoczny nawet wtedy, gdy pociąg stoi przy wysokim peronie, więc nie przegap go.
Na tym wagonie – „Ammendorf”, który przeszedł kapitalny remont (KVR) w Twerzkim Zakładzie Budowy Wagons, zainstalowano rozdzielacz powietrza (WR) o numerze 242, typu pasażerskiego. Teraz jest on instalowany we wszystkich nowych i „po KVR” wagonach, w miejsce wcześniejszego rozdzielacza 292. Dziś porozmawiamy o tych urządzeniach, które należą do rodziny urządzeń hamulcowych.
1. Spadkobiercy Westinghouse'a
Rozdzielacze powietrza typu pasażerskiego, stosowane na kolei o szerokości toru 1520 mm, są swoistym kompromisem między prostotą konstrukcji, odziedziczoną po potrójnym zaworze Westinghouse'a, a wymaganiami dotyczącymi bezpieczeństwa ruchu. Przeszły krótszą i mniej dramatyczną drogę rozwoju niż ich towarzysze dla ładunków.
Obecnie stosowane są dwa modele: rozdzielacz o numerze 292 oraz szybko zastępujący go (przynajmniej w taborze RŻD) rozdzielacz o numerze 242.
Urządzenia te różnią się konstrukcją, ale mają praktycznie podobne właściwości eksploatacyjne. Oba urządzenia działają na różnicy dwóch ciśnień – w magistrali hamulcowej (TM) i w zbiorniku zapasowym (ZR). Oba zapewniają dodatkowe odciążenie magistrali hamulcowej podczas hamowania: 292 obniża ciśnienie TM w specjalnej zamkniętej komorze (komora dodatkowego odciążenia) o objętości 1 litra, a 242 bezpośrednio do atmosfery. Oba urządzenia są wyposażone w akcelerator awaryjnego hamowania. Ani jedno, ani drugie urządzenie nie mają stopniowego zwolnienia – zwalniają natychmiast przy przekroczeniu ciśnienia w TM ponad ciśnienie w ZR, które ustabilizowało się tam po ostatnim hamowaniu, jak to się mówi – mają "miękkie" zwolnienie.
Brak stopniowego zwolnienia jest rekompensowany tym, że oba urządzenia nie pracują na wagonie samodzielnie (chociaż mogą), a wspólnie z rozdzielaczem powietrza elektrycznego o numerze 305, który wprowadza elektryczne sterowanie hamulcami, oraz komorą roboczą z przekaźnikiem pneumatycznym, zapewniając potrzebę stopniowego zwolnienia.
Jako przykład rozpatrzmy VR 242, bardziej nowoczesny, a także EVR 305.
Nowy VR 242 na panelu pneumatycznym w komorze maszyny lokomotywy EP20.
Jest on zainstalowany na wagonie pasażerskim.
Przyjrzyjmy się teraz budowie i zasadzie działania tego urządzenia.
Schemat ilustrujący budowę VR 242: 1, 3, 6, 16 — otwory kalibrowane; 2, 4 — filtry; 5 — tłok ogranicznika dodatkowego rozładowania TM;
7, 10, 13, 21, 22 — sprężyny; 8 — zawór wydechowy; 9 — pusty pręt; 11 — główny tłok; 12 — zawór dodatkowego rozładowania; 14 — blokada przełącznika trybów pracy; 15 — tłok przełącznika trybów pracy; 17, 28 — pręty; 18 — zawór hamulcowy; 19 — zawór upuszczający; 20 — blokada przełącznika awaryjnego hamowania; 23, 26 — zawory; 24 — otwór; 25 — tłok przyspieszacza awaryjnego hamowania; 27 — zawór ograniczenia dodatkowego rozładowania; UK — komora przyspieszająca; ZK — komora zaworowa; MK — komora magistralna; TM — magistrala hamulcowa, ZR — rezerwuar zapasowy; TC — cylinder hamulcowy.
Od czego zaczyna się praca rozdzielacza powietrza? Zaczyna się ona od ładowania, czyli napełniania komór samego rozdzielacza powietrza oraz zapasowego zbiornika sprężonym powietrzem z magistrali hamulcowej. Procesy te zachodzą podczas uruchamiania lokomotywy w depo, gdy stoi ona bez powietrza, a także we wszystkich wagonach, gdy są one podłączane do lokomotywy i otworzy się kran końcowy — biorą zestaw
Działanie VR 242 podczas ładowania.
Powietrze z układu hamulcowego, pod ciśnieniem 0,5 MPa, kieruje się do urządzenia, wypełniając komorę U4 pod tłokiem przyspieszającym, następnie przemieszcza się w górę przez kanał (zaznaczony na czerwono), przez filtr 4, w kanale A do komory magistralnej (MK), podpierając od dołu główny tłok 11, który podnosi się w górę, a jego pusty trzon 9 otwiera zawór upustowy 8, łączący komorę cylindra hamulcowego z atmosferą. Jednocześnie, powietrze z filtra, przez osiowy kanał trzonu 28, przez otwór kalibrowany 3 kieruje się do zbiornika zapasowego (zaznaczonego na żółto), a stamtąd przez kanał do komory rozdzielacza (ZK) nad głównym tłokiem 11.
Proces ten trwa, aż ciśnienie w zbiorniku zapasowym, komorze magistralnej oraz komorze rozdzielacza osiągnie równo ciśnienie ładowania w układzie hamulcowym. Główny tłok wraca do pozycji neutralnej, zamykając zawór upustowy. Rozdzielacz powietrza jest gotowy do działania.
Piszę jeszcze raz — ciśnienie w TM jest niestabilne, występują w nim przecieki, niewielkie przecieki, ale zawsze są. To znaczy, że ciśnienie w TM może się obniżać. Jeśli spadek ciśnienia zachodzi w tempie mniejszym niż robocze, to powietrze z komory rozdzielacza zdąża przelać się do komory magistralnej przez ogranicznik 3, główny tłok pozostaje na miejscu i hamowanie nie występuje.
Przy spadku ciśnienia w układzie hamulcowym w tempie roboczym ciśnienie w MK obniża się wystarczająco szybko, aby główny tłok zdążył przemieścić się w dół, pod wpływem wyższego ciśnienia w komorze rozdzielacza. Przemieszczając się w dół otwiera zawór dodatkowego rozładowania 12.
Działanie WR 242 przy hamowaniu: faza dodatkowego rozładowania TM
Powietrze z komory magistralnej, przez zawór 12 w kanale K, przez osiowy kanał trzonu 28 wychodzi na zewnątrz. Ciśnienie w układzie hamulcowym i komorze magistralnej obniża się jeszcze szybciej, a tłok 11 kontynuuje swoje ruchy w dół.
Działanie WR 242 przy hamowaniu: początkowe napełnienie cylindra hamulcowego
Pusty tłok głównego tłoka 9 odsuwa się od uszczelnienia na zaworze wydechowym, otwierając tym samym drogę dla powietrza z zapasowego zbiornika, które przez kanał B kieruje się do komory zaworowej, osiowy kanał tłoka 9, kanał G oraz przełącznik trybu, przechodzi do cylindra hamulcowego przez kanał L. Jednocześnie to samo powietrze przez kanał D wchodzi do komory U2, wywiera nacisk na tłok 6, który odcina kanał dodatkowego rozładowania od atmosfery. Dodatkowe rozładowanie ustaje. Równocześnie tłok 28 tłoka 6 opada w dół, a kanały promieniowe w nim są zamykane przez gumowe uszczelki, co prowadzi do rozdzielenia komory głównej i komory zaworowej. Zwiększa to czułość rozdzielacza powietrza na hamowanie — teraz spadek ciśnienia w głównym układzie hamulcowym w dowolnym tempie prowadzi do opadania głównego tłoka i napełniania cylindra hamulcowego.
Działanie VR 242 podczas hamowania: przełączanie tempa napełniania TC
Na początku cylinder hamulcowy napełnia się szybko, szerokim kanałem, przez otwarty zawór hamulcowy 18. W miarę jak cylinder hamulcowy się napełnia, komora U1 przełącznika trybów napełnia się przez korytkowane otwór 16. Gdy ciśnienie staje się wystarczające do sprężenia sprężyny pod tłokiem 15, zawór hamulcowy zamyka się, a TC napełnia się przez korytkowane otwór w zaworze hamulcowym w spowolnionym tempie. Tak się dzieje, jeśli uchwyt przełącznika trybu 14 jest obrócony w położenie „D” (długo skład). Ten tryb jest stosowany, jeśli liczba wagonów w pociągu przekracza 15. Robi się to, aby spowolnić napełnianie TC w wagonach, zapewniając większą równomierność działania hamulców w całym składzie.
W krótkich pociągach uchwyt 14 ustawia się w położenie „K” (krótki skład). W tym przypadku mechanicznie otwiera zawór hamulcowy 18, a napełnianie TC odbywa się w szybkim tempie przez cały czas.
Kiedy maszynista ustawia zawór w pozycji zablokowanej, spadek ciśnienia w przewodzie hamulcowym ustaje. Napełnianie cylindra hamulcowego trwa, aż ciśnienie w rezerwie zapasowej, spowodowane przepływem powietrza na napełnienie, nie zrówna się z ciśnieniem w komorze przewodowej, a tym samym w torze hamulcowym. Tłok główny wróci do pozycji neutralnej. Napełnianie cylindra hamulcowego ustaje, następuje zablokowanie.
Aby zwolnić hamulce, maszynista ustawia dźwignię zaworu w pozycję I. Powietrze z głównych zbiorników przepływa do przewodu hamulcowego, znacznie zwiększając ciśnienie w nim (do 0,7 — 0,9 MPa, w zależności od długości pociągu). Ciśnienie w komorze głównej również rośnie, co powoduje przesunięcie tłoka głównego w górę, otwierając zawór wydechowy 8, przez który powietrze z cylindrów hamulcowych, a także z komory U2, wydostaje się do atmosfery. Spadek ciśnienia w komorze U2 powoduje podniesienie tłoka 6 i pręta 28, przewód hamulcowy i zbiornik zapasowy ponownie łączą się przez dławik 3 — następuje napełnianie zbiornika zapasowego.
Po osiągnięciu ciśnienia ładowania w zbiorniku wyrównawczym (ZW) równego ciśnieniu ładowania, maszynista ustawia zawór w pozycji II (pociągowej). Ciśnienie w przewodzie hamulcowym szybko wraca do poziomu ciśnienia w ZW. Przy tym, z powodu dławika 3, ciśnienie w zbiorniku zapasowym jeszcze nie zdążyło wzrosnąć do ciśnienia ładowania, napełnianie ZW trwa, ale już wolniej. Stopniowo ciśnienie w zbiorniku zapasowym, w komorach przewodowej i zaworowej ustala się na poziomie ciśnienia ładowania. Wtedy rozdzielacz powietrza jest znowu gotowy do nowego hamowania.
Z punktu widzenia maszynisty, opisane procesy wyglądają mniej więcej tak:
Jednym z elementów VР 242 jest przyspieszacz awaryjnego hamowania, który na schemacie znajduje się po lewej stronie urządzenia. Podczas ładowania, razem z napełnianiem głównej części rozdzielacza powietrza, ładowany jest również przyspieszacz — powietrze wypełnia komorę pod tłokiem 25 oraz komorę nad tłokiem przez komorę przyspieszającą (УК). Układ hamulcowy i komora przyspieszająca są połączone przez otwór dławikowy 1, którego średnica jest taka, że w przypadku roboczego hamowania ciśnienie w komorze przyspieszającej zdąży zrównać się z ciśnieniem układu hamulcowego i przyspieszacz nie uruchamia się.
Działanie przyspieszacza awaryjnego hamowania
Jednak przy spadku ciśnienia w tempie awaryjnym — powietrze wydostaje się z układu hamulcowego w ciągu 3-4 sekund, ciśnienie się nie zrównuje, powietrze z komory przyspieszającej naciska na tłok 25, który otwiera zawór upustowy 19, tworząc szerokie otwarcie w układzie hamulcowym, z którego powietrze wydostaje się do atmosfery, pogarszając sytuację. W ten sposób podczas awaryjnego hamowania, przy pracy przyspieszacza, w każdym wagonie otwiera się okno w układzie hamulcowym.
Aby wyłączyć przyspieszacz (na przykład w przypadku jego awarii), specjalnym kluczem obraca się podparcie 20, blokujące tłok przyspieszający w górnej pozycji.
Pomimo wielu napisanych słów i liter, w rzeczywistości to urządzenie ma dość prostą i niezawodną konstrukcję. W porównaniu do swojego poprzednika, VР 292, nie zawiera zaworów, które są dość kapryśne w eksploatacji, wymagając szlifowania do lustra i smarowania, a także są podatne na zużycie.
Rozdzielacz powietrza 242 — to urządzenie autonomiczne, może działać i bez pomocników. W rzeczywistości jednak, w wagonach pasażerskich i lokomotywach, działa w połączeniu z innym urządzeniem, które nazywa się
2. Elektryczny rozdzielacz powietrza (ЭВР) nr 305
Urządzenie to jest przeznaczone do pracy w systemie elektropneumatycznego hamulca w pasażerskim taborze. Montowane jest na wagonach i lokomotywach w połączeniu z VР 242 lub VР 292. Oto jak wygląda blok sprzętu hamulcowego w wagonie pasażerskim.
Na pierwszym planie znajduje się cylinder hamulcowy. Nieco dalej, do tylnej ściany TCe przymocowana jest komora robocza EWR 305. Z lewej strony podłączona jest elektryczna część EWR wraz z przekaźnikiem ciśnienia, a z prawej strony — rozdzielacz powietrza 292. Do niego przez zawór rozdzielający podłączony jest odcinek hamulcowej magistrali (pomalowanej na czerwono).
Budowa EWR 305: 1, 2, 3, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 18 — kanały powietrzne; 4 — zawór zwalniający; 5 — zawór hamulcowy; 7 — zawór atmosferyczny; 8 — zawór zasilający; 11 — membrana; 13, 17 — komory zaworu przełączającego; 15 — zawór przełączający; 16 — uszczelniacz zaworu przełączającego; TC — cylinder hamulcowy; RK — komora robocza; OW — zawór zwalniający; TW — zawór hamulcowy; ZR — zbiornik zapasowy; WR — rozdzielacz powietrza.
EWR 305 składa się z trzech głównych części: komory roboczej (RK), zaworu przełączającego (PK) i przekaźnika ciśnienia (RD). W korpusie przekaźnika ciśnienia zamontowane są zawory zwalniający 4 i hamulcowy 5, sterowane elektromagnesami.
Podczas ładowania zasilanie nie jest podawane na zawory, zawór zwalniający łączy komorę roboczą z atmosferą, podczas gdy zawór hamulcowy jest zamknięty. Powietrze z hamulcowej magistrali, poprzez rozdzielacz powietrza, przechodzi do zbiornika zapasowego przez kanały wewnątrz EWR, napełniając go, ale nie idzie dalej, ponieważ drogę do komory nad membraną przekaźnika ciśnienia blokuje zamknięty zawór hamulcowy.
Działanie EWR 305 podczas ładowania
Gdy dźwignia maszynisty jest ustawiona w położenie Va, na przewód EPT podawany jest dodatni potencjał (względem szyn) i oba zawory otrzymują zasilanie. Zawór zwalniający izoluje komorę roboczą od atmosfery, a zawór hamulcowy otwiera drogę powietrza do komory nad membraną RD i dalej do komory roboczej.
Działanie EWR 305 podczas hamowania
Ciśnienie w komorze roboczej i w komorze nad membraną wzrasta, membrana wygina się w dół, otwierając zawór zasilający 8, przez który powietrze z zbiornika zapasowego najpierw dostaje się do prawej komory zaworu przełączającego. Zasuwa zaworu przesuwa się w lewo, otwierając drogę powietrzu do cylindra hamulcowego.
Podczas ustawiania dźwigni na górnym położeniu, napięcie dostarczane do przewodu EPT zmienia polaryzację, dioda, przez którą zasilany jest zawór hamulcowy, zamyka się, zawór hamulcowy traci zasilanie i zamyka się zawór hamulca. Wzrost ciśnienia w komorze roboczej ustaje, a napełnienie cylindra hamulcowego zachodzi, aż ciśnienie w nim zrówna się z ciśnieniem w komorze roboczej. Po tym membrana wraca do neutralnej pozycji, zawór zasilający się zamyka. Następuje zatarcie.
Działanie EWR 305 przy zatarciu
Zawór zwolnienia nadal otrzymuje zasilanie, utrzymując zawór zwolnienia w pozycji zamkniętej, zapobiegając ucieczce powietrza z komory roboczej.
Aby zwolnić, maszynista ustawia dźwignię w pozycję I dla pełnego zwolnienia i w pozycję II dla stopniowego. W obu przypadkach zawory tracą zasilanie, otwiera się zawór zwolnienia, wypuszczając powietrze z komory roboczej do atmosfery. Blaszka, wspierana od dołu ciśnieniem w cylindrze hamulcowym, przesuwa się w górę, otwierając zawór wypustowy, przez który powietrze uchodzi z cylindra hamulcowego.
Działanie EWR 305 przy zwolnieniu
Jeśli podczas zwolnienia w drugiej pozycji ponownie ustawić dźwignię w zatarcie, powietrze z komory roboczej przestanie uciekać, a opróżnienie TC będzie następować, aż ciśnienie w nim zrówna się z ciśnieniem pozostałym w komorze roboczej. Dzięki temu osiąga się możliwość stopniowego zwolnienia.
Taki elektropneumatyczny hamulec ma szereg cech charakterystycznych. Po pierwsze, w przypadku przerwania linii EPT nastąpi zwolnienie hamulców. W takim przypadku, po wykonaniu szeregu obowiązkowych działań zgodnie z instrukcją, maszynista przechodzi na użycie hamulca pneumatycznego. Oznacza to, że EPT nie jest automatycznym hamulcem. To wada tego systemu.
Po drugie, podczas pracy EPT zwykły rozdzielacz powietrza znajduje się w pozycji zwolnienia, nie przestając czerpać ubytków z zapasowego zbiornika. To plus, ponieważ zapewnia nieskończoność elektropneumatycznego hamulca.
Po trzecie, ta konstrukcja w żaden sposób nie przeszkadza w działaniu standardowego rozdzielacza powietrza. Jeśli EPT jest wyłączony, to WR, napełniając cylinder hamulcowy, najpierw napełni lewą komorę zaworu przełączającego, przesuwając wkładkę w prawo, co otworzy drogę dla powietrza z zapasowego zbiornika do cylindra hamulcowego.
Tak wygląda praca opisanych systemów z kabiny maszynisty:
Podsumowanie
Chciałem też wcisnąć w ten artykuł urządzenia hamowania towarów, ale nie, ten temat wymaga osobnej rozmowy, ponieważ towarowe WR są znacznie bardziej skomplikowane, wykorzystując bardziej wyrafinowane rozwiązania techniczne i sztuczki, wynikające ze specyfiki eksploatacji towarowego taboru.
Jeśli chodzi o hamulec pasażerski, to jego pokrewieństwo z hamulcem Westinga nie jest kompensowane dodatkowymi rozwiązaniami technicznymi, które w krajowym taborze zapewniają akceptowalne parametry eksploatacyjne, poziom bezpieczeństwa i łatwość serwisowania i naprawy. Interesujące będzie porównać z tym 'a jak tam u nich', za granicą. Porównamy, ale nieco później. Dziękuję za uwagę!
P.S.: Moje podziękowania dla Romana Biriukova za materiały zdjęciowe, a także dla strony , z której materiał ilustracyjny został zaczerpnięty.
Źródło: habr.com
