Наступного разу, опинившись на вокзалі, витратите хвилинку своєї уваги і зверніть його на напис, рівно посередині в самому низу вагона поїзда, на якому понесетеся в чергову довгоочікувану відпустку. Напис цей не випадково тут, він повідомляє нам той самий, загадковий, умовний номер гальмівного розподільника повітря, який встановлений на даний вагон.
Напис видно навіть якщо поїзд стоїть біля високої платформи, тож не пропустіть.
На цьому вагоні - "Аммендорф", що пройшов капітально відновлювальний ремонт (КВР) на Тверському вагонобудівному заводі встановлено повітророзподільник (ВР) ум. №242 пасажирського типу. Він тепер встановлюється на все нові та «відкавеєрені» вагони, натомість раніше 292-го ВР. Ось про ці прилади, які стосуються сімейства приладів гальмування, ми й поговоримо сьогодні.
1. Спадкоємці Вестінгауза
Повітророзподільники пасажирського типу, що експлуатуються на залізницях колії 1520 мм, - свого роду компроміс між простотою конструкції, успадкованою у потрійного клапана Вестингауза, та вимогами до безпеки руху. Вони пройшли не такий довгий і драматичний шлях розвитку, як їхні вантажні побратими.
В даний час використовується дві моделі: розподільник повітря ум. №292 і повітророзподільник ум. №242.
Обидва прилади працюють на різниці двох тисків - в гальмівній магістралі (ТМ) і запасному резервуарі (ЗР). Обидва забезпечують додаткову розрядку гальмівної магістралі при гальмуванні: 292 розряджає ТМ в спеціальну закриту камеру (камеру додаткової розрядки), об'ємом 1 літр, а 242-й безпосередньо в атмосферу. Обидва прилади оснащені прискорювачем екстреного гальмування. І той і інший прилад не мають ступінчастої відпустки — вони відпускають одразу при завищенні тиску в ТМ над тиском у ЗР, що встановився там після останнього гальмування, як кажуть — мають «м'яку» відпустку.
Відсутність ступінчастої відпустки компенсується тим, що обидва прилади не працюють на вагоні поодинці (хоча можуть), а спільно з електророзподільником ум. №305, який привносить електричне керування гальмами, та робочу камеру з пневматичним реле, що забезпечують можливість ступінчастої відпустки.
Як приклад розглянемо ВР 242 як більш сучасний, а так само ЕВР 305.
Новий ВР 242 на пневмопанелі в машинному відділенні електровоза ЕП20
Він же встановлений на пасажирському вагоні
Звернемося тепер до пристрою та принципу роботи цього приладу.
Схема, що пояснює пристрій ВР 242: 1, 3, 6, 16 калібровані отвори; 2,4 - фільтри; 5 - поршень обмежувача додаткової розрядки ТМ;
7, 10, 13, 21, 22 - пружини; 8 - випускний клапан; 9 - порожнистий стрижень; 11 - головний поршень; 12 - клапан додаткової розрядки; 14 - упорка перемикача режимів роботи; 15 - поршень перемикача режимів роботи; 17. 28 - штоки; 18 - гальмівний клапан; 19 - зривний клапан; 20 - упорка перемикача екстреного гальмування; 23, 26 - клапани; 24 - отвір; 25 - поршень прискорювача екстреного гальмування; 27 - клапан обмеження додаткової розрядки; КК - прискорювальна камера; ЗК - золотникова камера; МК – магістральна камера; ТМ – гальмівна магістраль, ЗР – запасний резервуар; ТЦ - гальмівний циліндр
З чого починається робота розподільника повітря? Починається вона із зарядки, тобто наповнення камер самого розподільника повітря та запасного резервуара стисненим повітрям з гальмівної магістралі. Відбуваються ці процеси під час запуску локомотива в депо, коли він стоїть без повітря, а також на всіх вагонах, коли їх причіплюють до локомотива, і відкривають кінцевий кран — беруть склад «на повітря». Розглянемо цей процес докладніше
Дія ВР 242 під час заряджання
Отже, повітря з гальмівної магістралі, під тиском 0,5 МПа, спрямовується в прилад, заповнюючи камеру У4 під прискорювальним поршнем, далі йде вгору каналом (показано червоним), через фільтр 4, каналу А в магістральну камеру (МК) підпираючи знизу головний поршень 11 він піднімається вгору, своїм порожнистим штоком 9 відкриває випускний клапан 8, що повідомляє порожнину гальмівного циліндра з атмосферою. Одночасно, повітря з фільтра, осьовим каналом штока 28, через калібрований отвір 3 йде в запасний резервуар (показано жовтим кольором), а звідти по каналу в золотникову камеру (ЗК) над головним поршнем 11.
Триває цей процес доти, доки тиск у запасному резервуарі, магістральній та золотниковій камері не встановиться рівним зарядним тиском у гальмівній магістралі. Головний поршень повернеться до нейтрального положення, прикривши випускний клапан. Розподільник повітря готовий до дії.
Напишу ще раз — тиск у ТМ нестабільний, у ньому є витоки, малі витоки, але вони завжди є. Тобто тиск у ТМ може знижуватися. Якщо зниження тиску йде темпом менше службового темпу, повітря з золотникової камери встигає перетікати в магістральну камеру через дросель 3, головний поршень залишається на місці і гальмування не відбувається.
При зниженні тиску в гальмівній магістралі темпом службового гальмування тиск МК знижується досить швидко, щоб головний поршень встиг переміститься вниз, під дією більшого тиску в золотниковій камері. Переміщаючись вниз, він відкриває клапан додаткової розрядки 12.
Дія ВР 242 при гальмуванні фаза додаткової розрядки ТМ
Повітря з магістральної камери, через клапан 12 по каналу, по осьовому каналу штока 28 виходить в атмосферу. Тиск у гальмівній магістралі та магістральній камері знижується ще веселіше та поршень 11 продовжує свій рух вниз.
Дія ВР 242 при гальмуванні: початкове наповнення гальмівного циліндра
Порожнистий шток головного поршня 9 відходить від ущільнення на випускному клапані, тим самим відкриваючи шлях повітря із запасного резервуара, який через канал Б спрямовується в золотникову камеру, осьовий канал штока 9, канал Г і перемикач режиму, проходить в гальмівний циліндр каналом Л. Одночасно це повітря по каналу Д проходить у камеру У2, тисне на поршень 6, який відрізає від атмосфери канал додаткової розрядки. Додаткове розрядження припиняється. Одночасно з цим шток поршня 28 6 опускається вниз, радіальні канали в ньому перекриваються гумовими манжетами, що призводить до роз'єднання магістральної і золотникової камери. Це підвищує чутливість повітророзподільника до гальмування - тепер зниження тиску в гальмівній магістралі будь-яким темпом призведе до опускання головного поршня і наповнення гальмівного циліндра.
Дія ВР 242 при гальмуванні: перемикання темпу наповнення ТЦ
На початку гальмівний циліндр наповнюються швидко, широким каналом, через відкритий гальмівний клапан 18. У міру того, як наповнюється гальмівний циліндр, через отвір 16, що калібрується, наповнюється і камера У1 перемикача режимів. Коли тиск стає достатнім, щоб стиснути пружину під поршнем 15, гальмівний клапан закривається і ТЦ наповнюється через калібрований отвір в гальмівному клапані уповільненим темпом. Так відбувається, якщо рукоятка режимного перемикача 14 повернена в положення Д (довгоскладовий). Цей режим застосовується, якщо кількість вагонів у поїзді перевищує 15. Робиться так для того, щоб уповільнити наповнення ТЦ на вагонах, забезпечивши більшу рівномірність спрацьовування гальм за складом.
У коротких поїздах ручку 14 ставлять у положення «К» (короткоскладний). При цьому вона механічно відкриває гальмівний клапан 18 і наповнення ТЦ швидким темпом відбувається весь час.
Коли машиніст ставить кран у положення перекриші, падіння тиску у гальмівній магістралі припиняється. Наповнення гальмівного циліндра відбуватиметься до тих пір, поки за рахунок витрати повітря, на наповнення, не впаде тиск у запасному резервуарі, а отже й у золотниковій камері, зрівнявшись із тиском у магістральній камері, а отже й у гальмівній магістралі. Головний поршень повернеться до нейтрального положення. Наповнення ТЦ припиняється, настає перекрівля.
Для відпустки гальм машиніст ставить рукоятку крана в I положення. Повітря з основних резервуарів прямує у гальмівну магістраль, значно підвищуючи тиск у ній (до 0,7 — 0,9 МПа, залежно від довжини поїзда). Тиск у магістральній камері ВР так само зростає, що призводить до переміщення головного поршня вгору, відкриття випускного клапана 8, через який повітря з гальмівних циліндрів, а також з камери У2 виходить в атмосферу. Падіння тиску в камері У2 викликає підйом поршня 6 і штока 28, гальмівна магістраль і резервний запас знову повідомляються через дросель 3 - відбувається зарядка запасного резервуара.
При досягненні зарядного тиску в зрівняльному резервуарі (УР) рівного зарядному машиніст ставить кран у II положення (поїздне). Тиск у ТМ швидко відновлюється до рівня тиску в УР. При цьому, за рахунок дроселя 3 тиск у запасному резервуарі ще не встигає дорости до зарядного, зарядка ЗР продовжується, але вже меншим темпом. Поступово тиск у запасному резервуарі, магістральній та золотниковій камерах встановлюється рівним зарядному. Тоді розподільник повітря знову готовий до нового гальмування.
З погляду машиніста, описані процеси виглядають приблизно так:
Окремим елементом ВР 242 є прискорювач екстреного гальмування, на схемі він розташований у лівій частині приладу. При зарядці разом з наповненням основної частини розподільника повітря, заряджається і прискорювач - повітрям наповнюється порожнину під поршнем 25, і порожнину над поршнем, через прискорювальну камеру (КК). Гальмівна магістраль та прискорювальна камера повідомляються через дросельний отвір 1, діаметр якого такий, що при службовому гальмуванні тиск прискорювальної камери встигає зрівнятися з тиском гальмівної магістралі і прискорювач не спрацьовує.
Робота прискорювача екстреного гальмування
Однак, при падінні тиску темпом екстреним - повітря вилітає з гальмівної магістралі за 3 - 4 секунди, тиску зрівняються не встигають, повітря з прискорювальної камери тисне на поршень 25, а той відкриває зривний клапан 19, відкриваючи широкий отвір у гальмівній магістралі, з якого повітря виходить у атмосферу, посилюючи процес. Таким чином, при екстреному гальмуванні, при роботі прискорювача на кожному вагоні відкривається вікно в гальмівній магістралі.
Для вимикання прискорювача (наприклад при його несправності) спеціальним ключем повертають упорку 20, блокує прискорювальний поршень у верхньому положенні.
Незважаючи на багато написаних слів та літер, насправді цей прилад має досить просту та надійну конструкцію. У порівнянні зі своїм попередником, ВР 292, цей не містить золотників, які таки досить примхливі в експлуатації, потребуючи притирання до дзеркала і мастила, а так само схильні до зносу.
Повітророзподільник 242 - автономний прилад, може працювати без помічників. Насправді ж, на пасажирських вагонах та локомотивах, він діє спільно з іншим приладом, який називається
2. Електроповітророзподільник (ЕВР) ум. №305
Цей прилад призначений для роботи в системі електропневматичного гальма на пасажирському рухомому складі. Встановлюється на вагони та локомотиви спільно з ВР 242 або ВР 292. Ось як виглядає блок гальмівного обладнання на пасажирському вагоні
На передньому плані – гальмівний циліндр. Трохи далі, прикручена до задньої стінки ТЦ робоча камера ЕВР 305. Зліва до неї приєднана електрична частина ЕВР замість реле тиску, а праворуч — розподільник повітря 292. До нього, через роз'єднувальний кран приєднаний відвід від гальмівної магістралі (пофарбовано в червоний колір)
Пристрій ЕВР 305: 1, 2, 3, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 18 - повітряні канали; 4 - клапан відпускного вентиля; 5 - клапан гальмівного вентиля; 7 - атмосферний клапан; 8 - поживний клапан; 11 - діафрагма; 13, 17 - порожнини перемикального клапана; 15 - перемикач клапан; 16 - ущільнювач перемикального клапана; ТЦ - гальмівний циліндр; РК – робоча камера; ВВ – відпускний вентиль; ТБ - гальмівний вентиль; ЗР - запасний резервуар; ВР - розподільник повітря
ЕВР 305 складається з трьох основних частин: робочої камери (РК), перемикального клапана (ПК) та реле тиску (РД). У корпусі реле тиску встановлені 4 відпускний і гальмівний клапани 5, керовані електромагнітами.
При зарядці живлення на вентилі не подається, клапан відпуску повідомляє порожнину робочої камери з атмосферою, гальмівний клапан закритий. Повітря з гальмівної магістралі, через розподільник повітря по каналах всередині ЕВР проходить в запасний резервуар, заряджаючи його, але більше нікуди не йде, так як шлях йому в порожнину над діафрагмою реле тиску перегороджує закритий гальмівний клапан.
Дія ЕВР 305 при зарядженні
При постановці крана машиніста в положення Va на провід ЕЛТ подається позитивний (щодо рейки) потенціал і обидва вентилі отримують живлення. Відпускний вентиль ізолює робочу камеру від атмосфери, гальмівний відкриває шлях повітря в порожнину над діафрагмою РД і далі в робочу камеру.
Дія ЕВР 305 при гальмуванні
Тиск у робочій камері і в порожнині над діафрагмою зростає, діафрагма прогинається вниз, відкриваючи поживний клапан 8, через який повітря запасного резервуара спочатку потрапляє в праву порожнину перемикального клапана. Пробка клапана зміщується вліво, відкриваючи повітрі шлях у гальмівний циліндр.
При постановці крана машиніста в перекриш, напруга, що подається на провід ЕЛТ змінює полярність, діод, через який живиться гальмівний вентиль, замикається, гальмівний вентиль втрачає живлення, закривається гальмівний клапан. Зростання тиску в робочій камері припиняється, а наповнення гальмівного циліндра відбувається доти, доки тиск у ньому не зрівняється з тиском у робочій камері. Після цього мембрана повертається у нейтральне положення, живильний клапан закривається. Настає перекрівля.
Дія ЕВР 305 при перекрівлі
Відпускний вентиль продовжує отримувати живлення, утримуючи клапан відпуску в закритому положенні, не допускаючи виходу повітря з робочої камери.
Для відпустки машиніст ставить рукоятку крана в I положення для повної відпустки, і в II - для ступінчастої. І в тому і в іншому випадку вентилі втрачають живлення, відкривається відпускний клапан, скидаючи повітря з робочої камери в атмосферу. Діафрагма, що підпирається знизу тиском у гальмівному циліндрі, переміщається вгору, відкриваючи випускний клапан, через який повітря виходить з гальмівного циліндра.
Дія ЕВР 305 при відпустці
Якщо при відпустці другим положенням знову поставити рукоятку в перекриш, повітря з робочої камери витікати перестане, а спорожнення ТЦ відбуватиметься доти, доки тиск у ньому не зрівняється з тиском, що залишився в робочій камері. Цим досягається можливість ступінчастої відпустки.
Таке електропневматичне гальмо має ряд особливостей. По-перше, при обриві лінії ЕЛТ відбудеться відпустка гальм. У цьому випадку машиніст, після виконання ряду обов'язкових, запропонованих інструкцією дій, переходить на використання пневматичного гальма. Тобто ЕЛТ не є автоматичним гальмом. Це недолік цієї системи.
По-друге, при роботі ЕЛТ звичайний розподільник повітря знаходиться у відпускному положенні, не перестаючи відживати витоку з запасного резервуара. Це плюс, оскільки забезпечує невичерпність електропневматичного гальма.
По-третє - дана конструкція зовсім не заважає дії звичайного розподільника повітря. Якщо ЕПТ вимкнений, то ВР, наповнюючи гальмівний циліндр, наповнить спочатку ліву порожнину перемикального клапана, зсунувши пробку в ньому праворуч, відкривши повітря із запасного резервуара шлях у гальмівний циліндр.
Так виглядає робота описаних систем із кабіни машиніста:
Висновок
Хотів у цю ж статтю втиснути і вантажні прилади гальмування, але ні, ця тема вимагає окремої розмови, оскільки вантажні ВР влаштовані набагато складніше, використовують набагато витонченіші технічні рішення та хитрощі, зумовлені специфікою експлуатації вантажного рухомого складу.
Що стосується пасажирського гальма, то його спорідненість із гальмом Вестингауза компенсується додатковими технічними рішеннями, що на вітчизняному рухомому складі дає прийнятні експлуатаційні показники, рівень безпеки та технологічність обслуговування та ремонту. Цікаво буде порівняти з тим, «а як там у них», за кордоном. Порівняємо, але трохи згодом. Дякую за увагу!
PS: Мої подяки Роману Бірюкову за фотоматеріал, а також сайту з якого взято ілюстративний матеріал.
Джерело: habr.com