Det är dags att prata om enheter utformade för att styra bromsar. Dessa enheter kallas "kranar", även om en lång väg av evolution har tagit dem ganska långt från kranar i den bekanta vardagliga bemärkelsen, och förvandlat dem till ganska komplexa pneumatiska automationsenheter.

Den gamla goda spolventilen 394 används fortfarande på rullande materiel

1. Operatörens kranar - en kort introduktion

Per definition

Förarens tågventil - en anordning (eller en uppsättning enheter) utformad för att kontrollera storleken och hastigheten för tryckändringen i tågets bromsledning

Kranar för förartåg som för närvarande används kan delas in i direktstyrningsanordningar och fjärrstyrda kranar.

Direktstyrenheter är klassiker av genren, installerade på de allra flesta lok, tåg med flera enheter, såväl som rullande materiel för specialändamål (olika vägfordon, järnvägsvagnar, etc.) nr 394 och konv. nr 395. Den första av dem, som visas på KDPV, är installerad på godslokomotiv, den andra - på passagerarlok.

I en pneumatisk mening skiljer sig dessa kranar inte alls från varandra. Det vill säga helt identiska. 395-ventilen på den övre delen har, tillsammans med sig, en klack med två gängade hål, där "burken" för den elektropneumatiska bromsstyrenheten är installerad

Förarens 395:e kran i sin naturliga livsmiljö


Dessa anordningar är oftast klarröda, vilket indikerar deras exceptionella betydelse och speciell uppmärksamhet som bör ges till dem av både lokbesättningen och den tekniska personalen som servar loket. Ytterligare en påminnelse om att tågbromsar är allt.

Tillförselledningen (PM) och bromsledningen (TM) är direkt anslutna till dessa enheter och genom att vrida på handtaget styrs luftflödet direkt.

I fjärrstyrda kranar är det inte själva kranen som är installerad på förarkonsolen, utan den så kallade styrenheten, som överför kommandon via ett digitalt gränssnitt till en separat elektrisk pneumatisk panel, som installeras i maskinrummet på loket. Inrikes rullande materiel använder förarens tålmodiga kran. Nr 130, som har tagit sig in på rullande materiel ganska länge.

Kranregulatorns skick. Nr 130 på manöverpanelen på elloket EP20 (till höger, bredvid manometerpanelen)


Pneumatisk panel i maskinrummet på elloket EP20


Varför gjordes det på detta sätt? För att det, förutom manuell styrning av bromsarna, som standard finns möjlighet till automatisk styrning, till exempel från ett tågs automatiska styrsystem. På lok utrustade med en 394/395 kran krävde detta installation av ett speciellt fäste på kranen. Som planerat är den 130:e kranen integrerad i tågstyrsystemet via en CAN-buss, som används på inhemsk rullande materiel.

Varför kallade jag den här enheten långmodig? För jag var ett direkt vittne till dess första framträdande på rullande materiel. Sådana enheter installerades på de första numren av nya ryska elektriska lok: 2ES5K-001 Ermak, 2ES4K-001 Donchak och EP2K-001.

2007 deltog jag i certifieringstest av elloket 2ES4K-001. Den 130:e kranen installerades på denna maskin. Men redan då talades det om dess låga tillförlitlighet, dessutom kunde detta teknikmirakel spontant släppa bromsarna. Därför övergav de det mycket snart och "Ermaki", "Donchak" och EP2K gick i produktion med 394 och 395 kranar. Framstegen försenades tills den nya enheten slutfördes. Denna kran återvände till Novocherkassk-lok först när tillverkningen av elloket EP20 startade 2011. Men "Ermaki", "Donchak" och EP2K fick inte en ny version av denna kran. EP2K-001, förresten, med den 130:e kranen, ruttnar nu vid reservbasen, som jag nyligen fick veta från en video av en övergiven järnvägsfläkt.

Järnvägsarbetare har dock inte fullständigt förtroende för ett sådant system, så alla lok utrustade med ventil 130 är också utrustade med reservstyrventiler, som gör det möjligt att i ett förenklat läge direkt styra trycket i bromsledningen.

Reservbromsstyrventil i EP20-hytten


En andra styrenhet är också installerad på lokomotiv - hjälpbromsventil (KVT), utformad för att styra lokets bromsar, oavsett tågets bromsar. Här är den, till vänster om tågkranen

Hjälpbromsventilens skick. nr 254


Bilden visar en klassisk hjälpbromsventil, skick. nr 254. Den är fortfarande installerad på många ställen, både på passagerar- och godslok. Till skillnad från bromsarna på en vagn, bromscylindrarna på ett lok aldrig fylls inte direkt från reservtanken. Även om både reservtanken och luftfördelaren är installerade på loket. I allmänhet är bromskretsen för ett lok mer komplex, på grund av att det finns fler bromscylindrar på loket. Deras totala volym är betydligt högre än 8 liter, så det kommer inte att vara möjligt att fylla dem från en reservtank till ett tryck på 0,4 MPa - det är nödvändigt att öka volymen på reservtanken, och detta kommer att öka dess laddningstid jämfört med till bilmonterade påfyllningsanordningar.

På ett lok fylls TC från huvudbehållaren, antingen genom hjälpbromsventilen eller genom en tryckvakt, som manövreras av en luftfördelare som manövreras av förarens tågventil.

Crane 254 har den egenheten att den själv kan fungera som en tryckbrytare, vilket möjliggör lossning (i etapper!) av lokbromsarna när tåget bromsas. Detta schema kallas kretsen för att slå på KVT som en repeater och används på godslokomotiv.

Hjälpbromsventilen används vid växlingsrörelser av loket, samt för att säkra tåget efter stopp och under parkering. Omedelbart efter att tåget stannat placeras denna ventil i det allra sista bromsläget, och bromsarna på tåget lossas. Lokbromsar klarar av att hålla både loket och tåget i en ganska allvarlig sluttning.

På moderna ellok, som EP20, installeras andra KVT, till exempel konv. nr 224

Hjälpbromsventilens skick. nr 224 (till höger på en separat panel)

2. Konstruktionen och funktionsprincipen för förarens krankond. nr 394/395

Så vår hjälte är en gammal, bevisad av tid och miljontals kilometers resor, kran 394 (och 395, men den är liknande, så jag kommer att prata om en av enheterna, med tanke på den andra). Varför detta och inte den moderna 130? För det första är 394-kranen vanligare idag. Och för det andra liknar den 130:e kranen, eller snarare dess pneumatiska panel, i princip den gamla 394.

Förarkran kond. nr 394: 1 — basen på avgasventilskaftet; 2 — underkropp; 3 - tätningskrage; 4 - fjäder; 5 — avgasventil; 6 — bussning med avgasventilsäte; 7 - utjämningskolv; 8 — tätande gummimanschett; 9 — tätande mässingsring; 10 — mittdelens kropp; 11 — överdelens kropp; 12 — spole; 13 — kontrollhandtag; 14 — handtagslås; 15 - mutter; 16 — klämskruv; 17 — spö; 18 — spolfjäder; 19 — högtryckstvätt; 20 — monteringsbultar; 21 — låsstift; 22 - filter; 23 — matningsventilfjäder; 24 - matningsventil; 25 — bussning med tillförselventilens säte; 26 — växellådans membran; 30 — växellådans justeringsfjäder; 31 — växellådans justeringskopp


Hur vill du ha det? Allvarlig enhet. Denna enhet består av en övre (spol) del, en mitten (mellanliggande) del, en nedre (equalizer) del, en stabilisator och en växellåda. Växellådan visas längst ner till höger i figuren, jag visar stabilisatorn separat

Förarens kranstabilisator tillstånd. nr 394: 1 - plugg; 2 — gasspjällsfjäder, 3 — strypventil; 4 — trottelventilsäte; 5 - kalibrerat hål med en diameter på 0,45 mm; 6 - diafragma; 7 — stabilisatorkropp; 8 — betoning; 10 — justeringsfjäder; 11 — justerglas.

Kranens driftläge ställs in genom att vrida handtaget, som roterar spolen, som är hårt slipad (och ordentligt smord!) till spegeln i kranens mittdel. Det finns sju bestämmelser, de betecknas vanligtvis med romerska siffror

• Jag - semester och träning
• II - tåg
• III - överlappning utan att tillföra läckor i bromsledningen
• IV - överlappning med tillförsel av läckage från bromsledningen
• Va - långsam inbromsning
• V - bromsning i servicetakt
• VI - nödbromsning

I drag-, utrullnings- och parkeringslägen, när det inte finns något behov av att aktivera tågets bromsar, ställs kranhandtaget till det andra läget. tåg placera.

Spolen och spolspegeln innehåller kanaler och kalibrerade hål genom vilka, beroende på handtagets läge, luft strömmar från en del av enheten till en annan. Så här ser spolen och dess spegel ut

Dessutom är förarkranen 394 kopplad till den sk överspänningstank (UR) med en volym på 20 liter. Denna behållare är en tryckregulator i bromsledningen (TM). Trycket som är installerat i utjämningstanken kommer att upprätthållas av utjämningsdelen av förarkranen och i bromsledningen (förutom positionerna I, III och VI i handtaget).

Trycken i utjämningsbehållaren och bromsledningen visas på kontrolltryckmätare monterade på instrumentpanelen, vanligtvis nära förarens ventil. Ofta används en tvåpunktstryckmätare, till exempel denna

Den röda pilen visar trycket i bromsledningen, den svarta pilen visar trycket i överspänningstanken


Så, när kranen är i tågläge, den sk laddningstryck. För rullande materiel med flera enheter och passagerartåg med lokomotiv är dess värde vanligtvis 0,48 - 0,50 MPa, för godståg 0,50 - 0,52 MPa. Men oftast är det 0,50 MPa, samma tryck används på Sapsan och Lastochka.

De enheter som upprätthåller laddningstrycket i UR är reduceraren och kranstabilisatorn, som fungerar helt oberoende av varandra. Vad gör en stabilisator? Den släpper kontinuerligt ut luft från utjämningstanken genom ett kalibrerat hål med en diameter på 0,45 mm i kroppen. Ständigt, utan att avbryta denna process för ett ögonblick. Utsläppet av luft genom stabilisatorn sker med en strikt konstant hastighet, som upprätthålls av gasspjällsventilen inuti stabilisatorn - ju lägre tryck i utjämningstanken, desto mer öppnar gasspjället något. Denna hastighet är mycket lägre än färdbromshastigheten, och den kan justeras genom att vrida justeringskoppen på stabilisatorkroppen. Detta görs för att eliminera i överspänningstanken kompressor (det vill säga att överskrida laddningstrycket).

Om luften från utjämningstanken hela tiden går genom stabilisatorn, kommer allt förr eller senare att lämna? Jag skulle gå, men växellådan lät mig inte. När trycket i UR sjunker under laddningsnivån öppnas matningsventilen i reduceraren, ansluter utjämningstanken med matningsledningen och fyller på lufttillförseln. Således, i utjämningstanken, i det andra läget av ventilhandtaget, upprätthålls konstant ett tryck på 0,5 MPa.

Denna process illustreras bäst av detta diagram

Åtgärd av förarkranen i II (tåg) position: GR - huvudtank; TM - bromsledning; UR - överspänningstank; At - atmosfär


Hur är det med bromsledningen? Trycket i den hålls lika med trycket i utjämningstanken med hjälp av utjämningsdelen av ventilen, som består av en utjämningskolv (i mitten av diagrammet), en tillförsel- och utloppsventil, som drivs av kolven. Kaviteten ovanför kolven kommunicerar med överspänningstanken (gult område) och under kolven med bromsledningen (rött område). När trycket i UR ökar, rör sig kolven nedåt och förbinder bromsledningen med matningsledningen, vilket orsakar en ökning av trycket i den tills trycket i TM och trycket i UR blir lika.

När trycket i utjämningsbehållaren minskar, rör sig kolven uppåt och öppnar avgasventilen, genom vilken luft från bromsledningen strömmar ut i atmosfären, tills återigen trycken över och under kolven utjämnas.

I tågläget hålls således trycket i bromsledningen lika med laddtrycket. Samtidigt matas läckor från det också, eftersom, och jag pratar ständigt om detta, det finns definitivt och alltid läckor i det. Samma tryck etableras i reservtankarna till vagnarna och loket, och läckor dräneras också.

För att aktivera bromsarna placerar föraren kranhandtaget i läge V - bromsar i servicetakt. I detta fall släpps luft ut från utjämningstanken genom ett kalibrerat hål, vilket säkerställer ett tryckfall på 0,01 - 0,04 MPa per sekund. Processen styrs av föraren med hjälp av överspänningstankens tryckmätare. Medan ventilhandtaget är i läge V lämnar luft utjämningstanken. Utjämningskolven aktiveras, stiger upp och öppnar utlösningsventilen, vilket avlastar bromsledningen.

För att stoppa processen att släppa ut luft från utjämningstanken placerar operatören ventilhandtaget i överlappsläget - III eller IV. Processen att släppa ut luft från utjämningstanken, och därför från bromsledningen, stoppas. Så här utförs färdbromssteget. Om bromsarna är otillräckligt effektiva utförs ytterligare ett steg, för detta flyttas förarens kranhandtag igen till läge V.

Som vanligt officiell Vid bromsning bör bromsledningens maximala urladdningsdjup inte överstiga 0,15 MPa. Varför? För det första är det ingen mening att tömma djupare - på grund av förhållandet mellan volymerna i reservtanken och bromscylindern (BC) på bilar kommer ett tryck på mer än 0,4 MPa inte att byggas upp i BC. Och en urladdning på 0,15 MPa motsvarar precis ett tryck på 0,4 MPa i bromscylindrarna. För det andra är det helt enkelt farligt att tömma djupare - med lågt tryck i bromsledningen kommer laddningstiden för reservbehållarna att öka när bromsen släpps, eftersom de laddas exakt från bromsledningen. Det vill säga sådana åtgärder är fyllda med utmattning av bromsen.

En nyfiken läsare kommer att fråga - vad är skillnaden mellan taken i position III och IV?

I läge IV täcker ventilspolen absolut alla hål i spegeln. Reduceraren matar inte utjämningstanken och trycket i den förblir ganska stabilt, eftersom läckage från UR är extremt små. Samtidigt fortsätter utjämningskolven att arbeta, fyller på läckor från bromsledningen och bibehåller det tryck som etablerades i utjämningsbehållaren efter den senaste bromsningen. Därför kallas denna bestämmelse "överlappning med tillförsel av läckor från bromsledningen"

I läge III kommunicerar ventilspolen med varandra hålrummen ovanför och under utjämningskolven, vilket blockerar driften av utjämningskroppen - trycken i båda hålrummen sjunker samtidigt med läckagehastigheten. Denna läcka laddas inte upp av equalizern. Därför kallas det tredje läget för ventilen "överlappande utan att tillföra läckor från bromsledningen"

Varför finns det två sådana positioner och vilken typ av överlappning använder föraren? Båda, beroende på lokomotivets situation och typ av service.

Vid manövrering av passagerarbromsar, enligt instruktionerna, måste föraren sätta ventilen i läge III (tak utan kraft) i följande fall:

• När du följer en förbjudande signal
• Vid styrning av EPT efter det första steget av kontrollbromsning
• När du går nerför en brant sluttning eller till en återvändsgränd

I alla dessa situationer är spontan lossning av bromsarna oacceptabelt. Hur kan det hända? Ja, det är väldigt enkelt - passagerarluftfördelare fungerar på skillnaden mellan två tryck - i bromsledningen och i reservbehållaren. När trycket i bromsledningen ökar frigörs bromsarna helt.

Låt oss nu föreställa oss att vi bromsade och satte den i läge IV, när ventilen matar läckor från bromsledningen. Och vid den här tiden öppnar någon idiot i vestibulen något och stänger sedan stoppventilen - skurken leker. Förarens ventil absorberar detta läckage, vilket leder till en ökning av trycket i bromsledningen, och passagerarluftfördelaren, känslig för detta, ger en fullständig utlösning.

På lastbilar används huvudsakligen IV-positionen - last-VR är inte så känslig för en tryckökning i TM och har en kraftigare frisättning. Position III ställs endast in om det finns misstanke om ett oacceptabelt läckage i bromsledningen.

Hur lossas bromsarna? För fullständig frigöring placeras operatörens kranhandtag i läge I - frigöring och laddning. I detta fall är både utjämningstanken och bromsledningen anslutna direkt till matningsledningen. Endast fyllningen av utjämningstanken sker genom ett kalibrerat hål, i en snabb men ganska måttlig takt, vilket gör att du kan kontrollera trycket med hjälp av en tryckmätare. Och bromsledningen fylls genom en bredare kanal, så att trycket där omedelbart hoppar till 0,7 - 0,9 MPa (beroende på tågets längd) och förblir där tills ventilhandtaget placeras i det andra läget. Varför är det så?

Detta görs för att trycka in en stor mängd luft i bromsledningen, vilket kraftigt ökar trycket i den, vilket gör att utlösningsvågen garanteras nå den sista bilen. Denna effekt kallas pulsöverladdning. Det låter dig både påskynda själva semestern och säkerställa snabbare laddning av reservtankar genom hela tåget.

Genom att fylla utjämningstanken med en given hastighet kan du styra dispenseringsprocessen. När trycket i den når laddtrycket (på passagerartåg) eller med viss överskattning, beroende på tågets längd (på godståg), placeras förarens kranhandtag i det andra tågläget. Stabilisatorn eliminerar överladdning av utjämningstanken och utjämningskolven gör snabbt trycket i bromsledningen lika med trycket i utjämningstanken. Så här ser processen att helt lossa bromsarna till laddningstrycket ut ur förarens synvinkel

Stegfrikoppling, vid EPT-kontroll eller på godståg under luftfördelarens bergdriftsläge, utförs genom att placera ventilhandtaget i XNUMX:a tågläget, följt av förflyttning till taket.

Hur styrs den elektropneumatiska bromsen? EPT styrs från samma förarkran, endast 395, som är utrustad med en EPT-styrenhet. I denna "burk", placerad ovanpå handtagsaxeln, finns det kontakter som genom styrenheten styr tillförseln av positiv eller negativ potential, i förhållande till skenorna, till EPT-tråden, och även tar bort denna potential för att frigöras bromsarna.

När EPT är påslagen utförs bromsning genom att placera förarkranen i läge Va - långsam bromsning. I detta fall fylls bromscylindrarna direkt från den elektriska luftfördelaren med en hastighet av 0,1 MPa per sekund. Processen övervakas med hjälp av en tryckmätare i bromscylindrarna. Tömning av utjämningstanken sker, men ganska långsamt.

EPT kan frigöras antingen stegvis, genom att placera ventilen i läge II, eller helt, genom att ställa den i läge I och öka trycket i UR med 0,02 MPa över laddningstrycknivån. Ungefär så här ser det ut ur förarens synvinkel

Hur utförs nödbromsning? När operatörens ventilhandtag är inställt i läge VI, öppnar ventilspolen bromsledningen direkt ut i atmosfären genom en bred kanal. Trycket sjunker från laddning till noll på 3-4 sekunder. Trycket i överspänningstanken minskar också, men långsammare. Samtidigt aktiveras nödbromsacceleratorer på luftfördelarna - varje VR öppnar bromsledningen till atmosfären. Gnistor flyger från under hjulen, hjulen sladdar, trots att de lägger till sand under dem...

För varje sådan "inkastning av den sjätte" kommer föraren att möta en analys vid depån - om hans handlingar var motiverade av instruktionerna i instruktionerna för kontroll av bromsar och reglerna för den tekniska driften av rullande materiel, samt ett antal lokala instruktioner. För att inte tala om stressen han upplever när han "slänger in den sjätte".

Därför, om du går ut på rälsen, glider under stängningsbarriären till korsningen i en bil, kom ihåg att en levande person, lokföraren, är ytterst ansvarig för ditt misstag, dumhet, infall och bravader. Och de människor som sedan måste varva ner tarmarna från hjuluppsättningarnas axlar, ta bort avhuggna huvuden från drivväxellådor...

Jag vill egentligen inte skrämma någon, men detta är sanningen - sanningen skriven i blod och kolossala materiella skador. Därför är tågbromsar inte så enkla som de kan verka.

Totalt

Jag kommer inte att överväga driften av hjälpbromsventilen i den här artikeln. Av två anledningar. För det första är den här artikeln övermättad med terminologi och torrteknik och passar knappt in i populärvetenskaplig ram. För det andra kräver övervägande av driften av KVT användningen av en beskrivning av nyanserna i lokbromsarnas pneumatiska krets, och detta är ett ämne för en separat diskussion.

Jag hoppas att jag med den här artikeln ingjutit vidskeplig fasa hos mina läsare... nej, nej, jag skojar förstås. Bortsett från skämt tror jag att det har blivit tydligt att tågbromssystem är ett helt komplex av sammankopplade och extremt komplexa enheter, vars utformning syftar till snabb och säker kontroll av rullande materiel. Dessutom hoppas jag verkligen att jag har avskräckt lusten att göra narr av lokbesättningen genom att leka med bromsventilen. Åtminstone för någon...

I kommentarerna ber de mig berätta om Sapsan. Det blir ”Peregrine Falcon”, och det blir en separat, bra och stor artikel, med mycket subtila detaljer. Det här elektriska tåget gav mig en kort, men väldigt kreativ period i mitt liv, så jag vill verkligen prata om det, och jag kommer definitivt att uppfylla mitt löfte.

Jag vill uttrycka min tacksamhet till följande personer och organisationer:

1. Roman Biryukov (Romych Russian Railways) för fotografiskt material på EP20-kabinen
2. Webbplats www.pomogala.ru — för diagram tagna från deras resurs
3. Än en gång till Roma Biryukov och Sergei Avdonin för råd om de subtila aspekterna av bromsmanövrering

Vi ses igen, kära vänner!

Källa: will.com