3.2. Принцип действия и устройство пневматических тормозов
Для обеспечения сжатым воздухом на локомотиве устанавливаются компрессоры, приводимые в движение от вала дизеля или от электродвигателя. Компрессор, сжимающий воздух до давления 0,75 - 0,9 мПа на электровозах, 0,75 - 0,85 мПа на тепловозах и 0,65 - 0,8 мПа в моторном подвижном составе, нагнетает его в систему главных резервуаров, где воздух аккумулируется и охлаждается. Из главных резервуаров сжатый воздух поступает в тормозную магистраль через кран машиниста, который в пассажирских поездах поддерживает зарядное давление 0,5 - 0,52 мПа и в грузовых поездах — 0,53 - 0,55 мПа.
Запас сжатого воздуха накапливается в главных резервуарах. В кабине машиниста размещаются: кран машиниста, предназначенный для управления тормозами поезда, и кран вспомогательного тормоза для управления только тормозом локомотива.
Компрессор с главным резервуаром сообщается нагнетательной магистралью, а главный резервуар соединен с краном машиниста питательной магистралью. От крана машиниста отходит тормозная магистраль. Она между локомотивом и вагоном и между вагонами состава соединяется гибкими (резиновыми) рукавами, снабженными соединительными головками. Приборы торможения (воздухораспределители, запасные резервуары, тормозные цилиндры), присоединенные к воздушной магистрали, и тормозные рычажные передачи смонтированы на каждом локомотиве и вагоне.
Пневматические тормоза имеют различные схемы (рис.3.4-3.6).
Прямодействующий неавтоматический тормоз
Рисунок 3.4 - Схема прямодействующего неавтоматического тормоза
При такой схеме компрессор (1) нагнетает воздух в главный резервуар (2), откуда воздух подводится к крану вспомогательного тормоза (4). С помощью этого крана может производить торможение, отпуск тормозов и перекрыша.
Торможение происходит при установке крана в положение «торможение», когда питательная магистраль (3) сообщается с тормозной магистралью (5), по которой сжатый воздух проходит в тормозной цилиндр (6) и перемещая поршень (7) приводит в движение тормозную рычажную передачу, прижимающую тормозную колодку (10) к ободу колеса. Процесс торможения происходит непрерывно, пока в тормозном цилиндре поддерживается давление воздуха.
Отпуск тормозов (прекращение нажатия колодок на обод колеса) происходит в том случае, когда кран вспомогательного тормоза будет приведен в положение «отпуск». Тогда воздух из тормозной магистрали и тормозного цилиндра выйдет в атмосферу, а пружина передвинет поршень цилиндра и соединенную с ним рычажную передачу и, следовательно, отведет тормозную колодку от колеса.
Регулирование торможения и отпуска происходит ступенчато, изменяя положение рукоятки крана вспомогательного тормоза.
Недостатком прямодействующих неавтоматических тормозов является неавтоматичность их действия, из-за чего в случае разрыва поезда, сжатый воздух выйдет в атмосферу, а тормоза немедленно отпустятся. Такая схема применяется на локомотивах (в качестве вспомогательного тормоза).
Непрямодействующий автоматический тормоз
В пассажирском поезде с неисправными электропневматическими тормозами (рис.3.5а) кран машиниста (4), переведенный в положение «зарядка-отпуск» (I), сообщает главный резервуар с магистралью, в которой устанавливается и поддерживается давление воздуха 5-5,5 кг/см2. При таком давлении воздухораспределитель (6) с помощью имеющегося в нем поршня с золотником соединяет тормозную магистраль (5) с запасным резервуаром (8), а тормозной цилиндр с атмосферой. Запасной резервуар заряжается воздухом, а тормоза остаются отпущенными, так как пружина тормозного цилиндра через рычажную передачу оттягивает колодки от колес.
Рисунок 3.5 - Схема непрямодействующего автоматического тормоза
При торможении поезда (рис.3.4б) кран машиниста отключает главный резервуар и соединяет тормозную магистраль с атмосферой. При уменьшении давления в магистрали поршень с золотником воздухораспределителя перемещается и сообщает запасной резервуар с тормозным цилиндром. В этом случае сжатый воздух, поступая в тормозной цилиндр, перемещает поршень и через связанную с ним рычажную передачу прижимает колодки к колесам - происходит торможение.
Тормоз является автоматическим, так как при разрыве поезда и разъединении соединительных рукавов, а также при открытии стоп-крана давление в тормозной магистрали резко падает и тормоз приходит в действие. Недостаток тормоза – его непрямодействие. В процессе торможения запасные резервуары не пополняются сжатым воздухом из магистрали, поэтому при длительном торможении давление воздуха в тормозном цилиндре и запасном резервуаре постепенно уменьшается, т.е. происходит в истощение тормоза.
Такой тормоз применяется на пассажирских вагонах и локомотивах с воздухораспределителем усл. № 292-001 обычно в сочетании с электровоздухораспределителем усл. № 305, что делает тормоз неистощимым.
Прямодействующий автоматический тормоз
Принципиальное отличие прямодействующего автоматического тормоза от непрямодействующего состоит в устройстве крана машиниста и воздухораспределителя, которые обеспечивают автоматическое пополнение из главного резервуара всех утечек воздуха из магистрали (рис.3.6). В случае длительного торможения на затяжных спусках тормоз не истощается, так как связь между главным резервуаром и тормозным цилиндром постоянно сохраняется через обратный клапан. Такой тормоз применяется на грузовых вагонах и локомотивах с воздухораспределителями усл.№ 270-002, 270-005, 483, а также на пассажирском подвижном составе западноевропейских железных дорог.
Рисунок 3.6 - Схема прямодействующего автоматического тормоза
На локомотиве установлены компрессор 1, главный резервуар 2, напорная (питательная) магистраль 3 и кран машиниста 4, имеющий устройство 5 для питания тормозной магистрали в положении перекрыши. Сжатый воздух, вырабатываемый компрессором, заполняет главный резервуар и далее по питательной магистрали поступает к крану машиниста. Если ручка крана машиниста установлена в положение I зарядки и отпуска, то воздух подается в тормозную магистраль 6, которая проходит вдоль локомотива и сцепленных с ним вагонов.
Соединение магистралей отдельных единиц подвижного состава осуществляется гибкими рукавами 7 с концевыми кранами 8. Из тормозной магистрали сжатый воздух через воздухораспределитель 12 поступает в запасный резервуар 11. В то же время тормозной цилиндр 13 через воздухораспределитель сообщается с атмосферой Ат. Таким образом происходит зарядка тормоза до определенного зарядного давления. При постановке ручки крана машиниста в положение II торможения происходит выпуск воздуха из магистрали 6 в атмосферу. Падение давления в магистрали вызывает срабатывание воздухораспределителя, который сообщает запасный резервуар с тормозным цилиндром. По мере повышения давления в цилиндре его поршень со штоком перемещает рычажную передачу 14, в результате чего тормозные колодки прижимаются к колесам.
Когда ручка крана машиниста находится в положении III перекрыши, колеса остаются заторможенными. Возможные утечки воздуха из тормозного цилиндра не вызывают падения давления и ослабления силы нажатия колодок, так как цилиндр питается сжатым воздухом из запасного резервуара III, который пополняется из магистрали через обратный питательпый клапан 10, встроенный в воздухораспределитель. В свою очередь тормозная магистраль связана с главным резервуаром 2 через питательное устройство 5 крана машиниста.