Este timpul să vorbim despre dispozitivele menite să controleze frânele. Aceste dispozitive sunt numite „robinete”, deși o lungă cale de evoluție le-a dus destul de departe de robinete în sensul cotidian familiar, transformându-le în dispozitive de automatizare pneumatice destul de complexe.

Vechea supapă cu bobină 394 este încă folosită pe materialul rulant

1. Macarale pentru operator - o scurtă introducere

Prin definitie

Supapa trenului conducătorului auto - un dispozitiv (sau un set de dispozitive) conceput pentru a controla amploarea și rata modificării presiunii în linia de frână a trenului

Macaralele pentru trenuri mecanice utilizate în prezent pot fi împărțite în dispozitive de control direct și macarale cu control la distanță.

Dispozitivele de control direct sunt clasice ale genului, instalate pe marea majoritate a locomotivelor, a trenurilor cu unități multiple, precum și a materialului rulant cu destinații speciale (diverse vehicule rutiere, vagoane etc.) Nr. 394 și conv. nr. 395. Primul dintre ele, afișat pe KDPV, este instalat pe locomotive de marfă, al doilea - pe locomotive de pasageri.

În sens pneumatic, aceste macarale nu diferă deloc una de alta. Adică absolut identic. Supapa 395 din partea superioară are, turnată împreună cu aceasta, un boșaj cu două orificii filetate, unde este instalată „bidonul” controlerului de comandă electro-pneumatic a frânei.

A 395-a macara a operatorului în habitatul său natural


Aceste dispozitive sunt de cele mai multe ori vopsite în roșu aprins, ceea ce indică importanța lor excepțională și o atenție deosebită care ar trebui să le acorde atât echipajul locomotivei, cât și personalul tehnic care deservește locomotiva. Un alt memento că frânele de tren sunt totul.

Conducta de alimentare (PM) și conducta de frână (TM) sunt conectate direct la aceste dispozitive și, prin rotirea mânerului, debitul de aer este controlat direct.

La macaralele telecomandate, nu macaraua în sine este instalată pe consola șoferului, ci așa-numitul controler de control, care transmite comenzile printr-o interfață digitală către un panou pneumatic electric separat, care este instalat în camera mașinilor din locomotiva. Materialul rulant intern folosește macaraua îndelungată a șoferului. Nr. 130, care se îndreaptă spre materialul rulant de ceva timp.

Starea controlerului macaralei. Nr. 130 de pe panoul de comandă al locomotivei electrice EP20 (în dreapta, lângă panoul manometrului)


Panou pneumatic în sala mașinilor locomotivei electrice EP20


De ce s-a făcut așa? Pentru ca, pe lângă controlul manual al frânelor, există o posibilitate standard de control automat, de exemplu de la sistemul de direcție automat al trenului. La locomotivele echipate cu o macara 394/395, aceasta a necesitat instalarea unui atașament special pe macara. După cum a fost planificat, a 130-a macara este integrată în sistemul de control al trenului printr-un bus CAN, care este utilizat pe materialul rulant intern.

De ce am numit acest dispozitiv îndelung răbdător? Pentru că am fost martor direct la prima sa apariție pe materialul rulant. Astfel de dispozitive au fost instalate pe primele numere de noi locomotive electrice rusești: 2ES5K-001 Ermak, 2ES4K-001 Donchak și EP2K-001.

În 2007, am participat la testele de certificare a locomotivei electrice 2ES4K-001. Pe acest utilaj a fost instalată a 130-a macara. Cu toate acestea, chiar și atunci s-a vorbit despre fiabilitatea sa scăzută; în plus, acest miracol al tehnologiei ar putea elibera spontan frânele. Prin urmare, l-au abandonat foarte curând și „Ermaki”, „Donchak” și EP2K au intrat în producție cu 394 și 395 de macarale. Progresul a fost amânat până când noul dispozitiv a fost finalizat. Această macara a revenit la locomotivele Novocherkassk abia odată cu începerea producției locomotivei electrice EP20 în 2011. Dar „Ermaki”, „Donchak” și EP2K nu au primit o nouă versiune a acestei macarale. EP2K-001, apropo, cu a 130-a macara, acum putrezește la baza de rezervă, așa cum am aflat recent dintr-un videoclip cu un fan abandonat al căii ferate.

Cu toate acestea, feroviarii nu au încredere deplină într-un astfel de sistem, astfel încât toate locomotivele echipate cu supapă 130 sunt echipate și cu supape de control de rezervă, care permit, într-un mod simplificat, controlul direct al presiunii din conducta de frână.

Supapă de control al frânei de rezervă în cabina EP20


Un al doilea dispozitiv de control este de asemenea instalat pe locomotive - supapă de frână auxiliară (KVT), conceput pentru a controla frânele locomotivei, indiferent de frânele trenului. Iată-l, în stânga macaralei

Starea supapei de frână auxiliară. nr. 254


Fotografia prezintă o supapă de frână auxiliară clasică, stare. nr. 254. Este încă instalat în multe locuri, atât pe locomotivele de călători, cât și pe cele de marfă. Spre deosebire de frânele unui vagon, cilindrii de frână sunt pe o locomotivă niciodată nu sunt umplute direct din rezervorul de rezervă. Deși atât rezervorul de rezervă, cât și distribuitorul de aer sunt instalate pe locomotivă. In general, circuitul de frana al unei locomotive este mai complex, datorita faptului ca pe locomotiva sunt mai multi cilindri de frana. Volumul lor total este semnificativ mai mare de 8 litri, astfel încât nu va fi posibil să le umpleți dintr-un rezervor de rezervă la o presiune de 0,4 MPa - este necesar să creșteți volumul rezervorului de rezervă, iar acest lucru va crește timpul de încărcare a acestuia în comparație. la dispozitivele de umplere montate pe mașină.

La o locomotivă, TC-urile sunt umplute din rezervorul principal, fie prin supapa de frână auxiliară, fie printr-un presostat, care este acţionat de un distribuitor de aer acţionat de supapa trenului conducătorului auto.

Macara 254 are particularitatea că poate funcționa ca un presostat, permițând eliberarea (în etape!) a frânelor locomotivei atunci când trenul este frânat. Această schemă se numește circuit pentru pornirea KVT ca repetitor și este utilizată pe locomotivele de marfă.

Supapa de frână auxiliară este utilizată în timpul mișcărilor de manevră ale locomotivei, precum și pentru asigurarea trenului după oprire și în timpul parcării. Imediat după oprirea trenului, această supapă este plasată în ultima poziție de frânare, iar frânele trenului sunt eliberate. Frânele de locomotivă sunt capabile să țină atât locomotiva, cât și trenul pe o pantă destul de serioasă.

Pe locomotivele electrice moderne, precum EP20, sunt instalate alte KVT, de exemplu conv. nr. 224

Starea supapei de frână auxiliară. Nr. 224 (în dreapta pe un panou separat)

2. Proiectarea și principiul de funcționare al macaralei șoferului cond. nr 394/395

Așadar, eroul nostru este unul vechi, dovedit de timp și milioane de kilometri de parcurs, macaraua 394 (și 395, dar este similară, așa că voi vorbi despre unul dintre dispozitive, ținând cont de cel de-al doilea). De ce asta și nu modernul 130? În primul rând, robinetul 394 este mai comun astăzi. Și în al doilea rând, a 130-a macara, sau mai degrabă panoul său pneumatic, este similară în principiu cu cea veche 394.

Cond. macara șofer. Nr. 394: 1 — baza tijei supapei de evacuare; 2 — corp inferior; 3 - guler de etanșare; 4 - primăvară; 5 — supapa de evacuare; 6 — bucșă cu scaun supapă de evacuare; 7 - piston de egalizare; 8 — manșetă de cauciuc de etanșare; 9 — inel de etanșare din alamă; 10 — corpul părții mijlocii; 11 — corpul părții superioare; 12 — bobină; 13 — mâner de comandă; 14 — încuietoare mâner; 15 - nucă; 16 — șurub de strângere; 17 — tijă; 18 — arc bobină; 19 — mașină de spălat cu presiune; 20 — știfturi de montaj; 21 — știft de blocare; 22 - filtru; 23 — arc supapă de alimentare; 24 - robinet de alimentare; 25 — bucșă cu scaunul supapei de alimentare; 26 — diafragma cutiei de viteze; 30 — arc de reglare cutie de viteze; 31 — cupă de reglare a cutiei de viteze


Cum vă place? Dispozitiv serios. Acest dispozitiv constă dintr-o parte superioară (bobină), o parte mijlocie (intermediară), o parte inferioară (egalizator), un stabilizator și o cutie de viteze. Cutia de viteze este prezentată în dreapta jos în figură, voi arăta separat stabilizatorul

Starea stabilizatorului macaralei șoferului. nr 394: 1 - dop; 2 — arc supapă de accelerație 3 — supapă de accelerație; 4 — scaun clapetei de accelerație; 5 - orificiu calibrat cu diametrul de 0,45 mm; 6 - diafragma; 7 — corp stabilizator; 8 — accent; 10 — arc de reglare; 11 — sticla de reglare.

Modul de funcționare al robinetului este setat prin rotirea mânerului, care rotește bobina, care este strâns măcinată (și bine lubrifiată!) la oglinda din partea de mijloc a robinetului. Există șapte prevederi, de obicei sunt desemnate cu cifre romane

• I - vacanță și exerciții fizice
• II - tren
• III - suprapunere fără scurgeri de alimentare în conducta de frână
• IV - suprapunere cu alimentarea scurgerilor din conducta de frână
• Va - frânare lentă
• V - frânare în ritm de serviciu
• VI - franare de urgenta

În modurile de tracțiune, rulare și parcare, atunci când nu este necesară acționarea frânelor trenului, mânerul macaralei este setat pe a doua poziție. tren poziţie.

Bobina și oglinda bobinei conțin canale și găuri calibrate prin care, în funcție de poziția mânerului, curge aer dintr-o parte a dispozitivului în alta. Așa arată bobina și oglinda ei

În plus, macaraua șoferului 394 este conectată la așa-numitul rezervor de supratensiune (UR) cu un volum de 20 litri. Acest rezervor este un regulator de presiune în conducta de frână (TM). Presiunea care este instalată în rezervorul de egalizare va fi menținută de partea de egalizare a robinetului șoferului și în conducta de frână (cu excepția pozițiilor I, III și VI ale mânerului).

Presiunile din rezervorul de egalizare și conducta de frână sunt afișate pe manometrele de comandă montate pe panoul de bord, de obicei lângă supapa șoferului. Este adesea folosit un manometru cu două puncte, de exemplu acesta

Săgeata roșie arată presiunea din conducta de frână, săgeata neagră arată presiunea din rezervorul de supratensiune


Deci, atunci când macaraua este în poziția trenului, așa-numitul presiunea de încărcare. Pentru material rulant cu mai multe unități și trenuri de călători cu tracțiune locomotivă, valoarea acestuia este de obicei 0,48 - 0,50 MPa, pentru trenurile de marfă 0,50 - 0,52 MPa. Dar cel mai adesea este de 0,50 MPa, aceeași presiune este folosită pe Sapsan și Lastochka.

Dispozitivele care mențin presiunea de încărcare în UR sunt reductorul și stabilizatorul macaralei, care funcționează complet independent unul de celălalt. Ce face un stabilizator? Eliberează continuu aer din rezervorul de egalizare printr-un orificiu calibrat cu un diametru de 0,45 mm în corp. În mod constant, fără a întrerupe acest proces pentru o clipă. Eliberarea aerului prin stabilizator are loc la o rată strict constantă, care este menținută de supapa de accelerație din interiorul stabilizatorului - cu cât presiunea din rezervorul de egalizare este mai mică, cu atât supapa de accelerație se deschide ușor. Această rată este mult mai mică decât rata de frânare de serviciu și poate fi reglată prin rotirea cupei de reglare pe corpul stabilizatorului. Acest lucru se face pentru a elimina în rezervorul de supratensiune supraalimentator (adică depășirea încărcării) presiune.

Dacă aerul din rezervorul de egalizare pleacă constant prin stabilizator, atunci mai devreme sau mai târziu va pleca tot? Aș pleca, dar cutia de viteze nu m-a lăsat. Când presiunea din UR scade sub nivelul de încărcare, supapa de alimentare din reductor se deschide, conectând rezervorul de egalizare cu linia de alimentare, realizând alimentarea cu aer. Astfel, în rezervorul de egalizare, în a doua poziție a mânerului supapei, se menține constant o presiune de 0,5 MPa.

Acest proces este cel mai bine ilustrat de această diagramă

Acţiunea macaralei conducătorului auto în poziţia II (tren): GR - rezervor principal; TM - linie de frână; UR - rezervor de supratensiune; La - atmosferă


Dar linia de frână? Presiunea din acesta este menținută egală cu presiunea din rezervorul de egalizare folosind partea de egalizare a supapei, care constă dintr-un piston de egalizare (în centrul diagramei), o supapă de alimentare și de evacuare, antrenată de piston. Cavitatea de deasupra pistonului comunică cu rezervorul de supratensiune (zona galbenă) iar sub piston cu linia de frână (zona roșie). Când presiunea din UR crește, pistonul se mișcă în jos, conectând linia de frână cu conducta de alimentare, provocând o creștere a presiunii în acesta până când presiunea din TM și presiunea din UR devin egale.

Când presiunea din rezervorul de egalizare scade, pistonul se deplasează în sus, deschizând supapa de evacuare, prin care aerul din conducta de frână iese în atmosferă, până când, din nou, când presiunile deasupra și dedesubtul pistonului sunt egalizate.

Astfel, în poziția trenului, presiunea din conducta de frână este menținută egală cu presiunea de încărcare. În același timp, scurgerile din acesta sunt, de asemenea, alimentate, deoarece, și vorbesc constant despre asta, există cu siguranță și întotdeauna scurgeri în el. Aceeași presiune se stabilește și în rezervoarele de rezervă ale vagoanelor și locomotivei și se drenează și scurgerile.

Pentru a activa frânele, șoferul pune mânerul macaralei în poziția V - frânare în ritm de serviciu. În acest caz, aerul este eliberat din rezervorul de egalizare printr-un orificiu calibrat, asigurând o rată de cădere de presiune de 0,01 - 0,04 MPa pe secundă. Procesul este controlat de șofer folosind manometrul rezervorului de supratensiune. În timp ce mânerul supapei este în poziția V, aerul părăsește rezervorul de egalizare. Pistonul de egalizare este activat, ridicându-se și deschizând supapa de eliberare, eliberând presiunea din conducta de frână.

Pentru a opri procesul de eliberare a aerului din rezervorul de egalizare, operatorul plasează mânerul supapei în poziția de suprapunere - III sau IV. Procesul de eliberare a aerului din rezervorul de egalizare și, prin urmare, din conducta de frână, se oprește. Așa se realizează etapa de frânare de serviciu. Dacă frânele sunt insuficient de eficiente, se efectuează un alt pas; pentru aceasta, mânerul macaralei operatorului este din nou mutat în poziția V.

La normal oficial La frânare, adâncimea maximă de descărcare a liniei de frână nu trebuie să depășească 0,15 MPa. De ce? În primul rând, nu are rost să descărcați mai adânc - datorită raportului dintre volumele rezervorului de rezervă și cilindrul de frână (BC) pe mașini, o presiune mai mare de 0,4 MPa nu se va acumula în BC. Iar o descărcare de 0,15 MPa corespunde doar unei presiuni de 0,4 MPa în cilindrii de frână. În al doilea rând, este pur și simplu periculos să se descarce mai adânc - cu o presiune scăzută în conducta de frână, timpul de încărcare al rezervoarelor de rezervă va crește atunci când frâna este eliberată, deoarece acestea sunt încărcate precis de pe conducta de frână. Adică, astfel de acțiuni sunt pline de epuizarea frânei.

Un cititor curios va întreba - care este diferența dintre plafoanele din pozițiile III și IV?

În poziția IV, bobina supapei acoperă absolut toate găurile din oglindă. Reductorul nu alimentează rezervorul de egalizare și presiunea din acesta rămâne destul de stabilă, deoarece scurgerile din UR sunt extrem de mici. În același timp, pistonul de egalizare continuă să funcționeze, completând scurgerile din conducta de frână, menținând în el presiunea care a fost stabilită în rezervorul de egalizare după ultima frânare. Prin urmare, această prevedere se numește „suprapunere cu alimentarea scurgerilor din conducta de frână”

În poziția III, bobina supapei comunică între ele cavitățile de deasupra și dedesubtul pistonului de egalizare, ceea ce blochează funcționarea corpului de egalizare - presiunile din ambele cavități scad simultan la rata de scurgere. Această scurgere nu este reîncărcată de egalizator. Prin urmare, a treia poziție a supapei se numește „suprapunere fără a furniza scurgeri de la conducta de frână”

De ce există două astfel de poziții și ce fel de suprapunere folosește șoferul? Ambele, în funcție de situația și tipul de serviciu al locomotivei.

La acţionarea frânelor pentru pasageri, conform instrucţiunilor, şoferul trebuie să pună supapa în poziţia III (acoperiş fără putere) în următoarele cazuri:

• Când urmează un semnal de interzicere
• La controlul EPT după prima etapă a frânării de control
• Când coborâți o pantă abruptă sau într-o fundătură

În toate aceste situații, eliberarea spontană a frânelor este inacceptabilă. Cum se poate întâmpla? Da, este foarte simplu - distribuitoarele de aer pentru pasageri funcționează pe diferența dintre două presiuni - în conducta de frână și în rezervorul de rezervă. Când presiunea în conducta de frână crește, frânele sunt complet eliberate.

Acum să ne imaginăm că am frânat și am pus-o în poziția IV, când supapa alimentează scurgeri din conducta de frână. Și în acest moment un idiot din vestibul se deschide ușor și apoi închide supapa de oprire - ticălosul se joacă. Supapa șoferului absoarbe această scurgere, ceea ce duce la creșterea presiunii în conducta de frână, iar distribuitorul de aer al pasagerului, sensibil la aceasta, dă o eliberare completă.

Pe camioanele de marfă, poziția IV este utilizată în principal - încărcătura VR nu este atât de sensibilă la creșterea presiunii în TM și are o eliberare mai severă. Poziția III este setată numai dacă există suspiciunea unei scurgeri inacceptabile în conducta de frână.

Cum se eliberează frânele? Pentru eliberarea completă, mânerul de robinet al operatorului este plasat în poziția I - eliberare și încărcare. În acest caz, atât rezervorul de egalizare, cât și linia de frână sunt conectate direct la linia de alimentare. Doar umplerea rezervorului de egalizare are loc printr-un orificiu calibrat, într-un ritm rapid, dar destul de moderat, permițându-vă să controlați presiunea cu ajutorul unui manometru. Și linia de frână este umplută printr-un canal mai larg, astfel încât presiunea de acolo să sare imediat la 0,7 - 0,9 MPa (în funcție de lungimea trenului) și rămâne acolo până când mânerul supapei este plasat în a doua poziție. De ce este asta?

Acest lucru se face pentru a împinge o cantitate mare de aer în conducta de frână, crescând brusc presiunea din aceasta, ceea ce va permite garantarea valului de eliberare să ajungă la ultima mașină. Acest efect se numește supraalimentare cu puls. Vă permite atât să accelerați vacanța în sine, cât și să asigurați o încărcare mai rapidă a rezervoarelor de rezervă pe tot parcursul trenului.

Umplerea rezervorului de egalizare la o rată dată vă permite să controlați procesul de distribuire. Când presiunea din acesta atinge presiunea de încărcare (la trenurile de pasageri) sau cu o oarecare supraestimare, în funcție de lungimea trenului (la trenurile de marfă), mânerul de robinet al șoferului este plasat în a doua poziție a trenului. Stabilizatorul elimină supraîncărcarea rezervorului de egalizare, iar pistonul de egalizare face rapid ca presiunea din conducta de frână să fie egală cu presiunea din rezervorul de egalizare. Așa arată procesul de eliberare completă a frânelor la presiunea de încărcare din punctul de vedere al șoferului

Eliberarea în trepte, în cazul controlului EPT sau pe trenurile de marfă în timpul regimului de funcționare montan al distribuitorului de aer, se realizează prin plasarea mânerului supapei în poziția trenului 2, urmată de transfer pe tavan.

Cum se controlează frâna electropneumatică? EPT-ul este controlat de la aceeași macara operator, doar 395, care este echipată cu un controler EPT. În această „bidon”, plasată deasupra arborelui mânerului, există contacte care, prin unitatea de comandă, controlează alimentarea potențialului pozitiv sau negativ, raportat la șine, la firul EPT și, de asemenea, îndepărtează acest potențial de eliberare. frânele.

Când EPT-ul este pornit, frânarea se realizează prin plasarea macaralei șoferului în poziția Va - frânare lentă. În acest caz, cilindrii de frână sunt umpluți direct de la distribuitorul electric de aer cu o rată de 0,1 MPa pe secundă. Procesul este monitorizat cu ajutorul unui manometru în cilindrii de frână. Descărcarea rezervorului de egalizare are loc, dar mai degrabă încet.

EPT poate fi eliberat fie treptat, prin plasarea supapei în poziția II, fie complet, prin setarea lui în poziția I și creșterea presiunii în UR cu 0,02 MPa peste nivelul presiunii de încărcare. Cam așa arată din punctul de vedere al șoferului

Cum se efectuează frânarea de urgență? Când mânerul supapei operatorului este setat în poziția VI, bobina supapei deschide conducta de frână direct în atmosferă printr-un canal larg. Presiunea scade de la încărcare la zero în 3-4 secunde. De asemenea, presiunea din rezervorul de supratensiune scade, dar mai lent. În același timp, acceleratoarele de frână de urgență sunt activate pe distribuitoarele de aer - fiecare VR deschide conducta de frână în atmosferă. Scântei zboară de sub roți, roțile derapează, în ciuda faptului că adaugă nisip sub ele...

Pentru fiecare astfel de „aruncare în a șasea”, șoferul se va confrunta cu o analiză la depozit - dacă acțiunile sale au fost justificate de instrucțiunile din Instrucțiunile pentru controlul frânelor și Regulile pentru funcționarea tehnică a materialului rulant, precum și un număr a instrucțiunilor locale. Ca să nu mai vorbim de stresul pe care îl experimentează atunci când „aruncă al șaselea”.

Prin urmare, dacă ieșiți pe șine, vă strecurați sub bariera de închidere a trecerii într-o mașină, amintiți-vă că o persoană vie, mecanicul de tren, este în ultimă instanță responsabilă pentru greșeala, prostia, capriciul și bravada voastră. Și acei oameni care vor trebui apoi să desfășoare intestinele de pe axele seturilor de roți, să scoată capete tăiate din cutiile de viteze de tracțiune...

Nu vreau să sperii pe nimeni, dar acesta este adevărul - adevărul scris în sânge și daune materiale colosale. Prin urmare, frânele de tren nu sunt atât de simple pe cât ar părea.

Total

Nu voi lua în considerare funcționarea supapei de frână auxiliară în acest articol. Din două motive. În primul rând, acest articol este suprasaturat cu terminologie și inginerie uscată și abia se încadrează în cadrul științei populare. În al doilea rând, luarea în considerare a funcționării KVT necesită utilizarea unei descrieri a nuanțelor circuitului pneumatic al frânelor locomotivei, iar acesta este un subiect pentru o discuție separată.

Sper că cu acest articol am insuflat groază superstițioasă în cititorii mei... nu, nu, glumesc, desigur. Glume la o parte, cred că a devenit clar că sistemele de frânare a trenurilor sunt un întreg complex de dispozitive interconectate și extrem de complexe, al căror design vizează controlul prompt și sigur al materialului rulant. În plus, sper foarte mult că am descurajat dorința de a face mișto de echipajul locomotivei jucându-mă cu supapa de frână. Cel putin pentru cineva...

În comentarii mă roagă să vă povestesc despre Sapsan. Va fi „Șoimul Peregrine”, și va fi un articol separat, bun și mare, cu detalii foarte subtile. Acest tren electric mi-a oferit o perioadă scurtă, dar foarte creativă în viața mea, așa că îmi doresc foarte mult să vorbesc despre asta și cu siguranță îmi voi îndeplini promisiunea.

Aș dori să-mi exprim recunoștința următoarelor persoane și organizații:

1. Roman Biryukov (Romych Russian Railways) pentru material fotografic pe cabina EP20
2. Site www.pomogala.ru — pentru diagramele luate din resursa lor
3. Încă o dată lui Roma Biryukov și Serghei Avdonin pentru sfaturi cu privire la aspectele subtile ale funcționării frânelor

Ne vedem din nou, dragi prieteni!

Sursa: www.habr.com