> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Тормоза воздушные
Тормоза воздушные
Тормоза воздушные. Воздушные Т. явились на смену ручных Т., и в 80-х годах прошлого столетия была признана безусловная необходимость оборудования пассажирских поездов автоматическими непрерывными Т. в целях большей безопасности перевозки пассажиров. Одновременно достигли возможности того, чтобы при разрыве поезда части его тормозились автоматически, а также чтобы в случае какой-либо опасности поезд можпо было остановить независимо от машиниста, из вагона. Большинством дорог были приняты Т. в., действующие сжатым воздухом в 5 атмосфер Карпентер, Вестин-гауз и Кнорр значительно усовершенствовали автоматические Т. в для пассажирских поездов. Выгоды от применения автоматического торможения стали настолько очевидны, что и в товарном железнодорожном транспорте стали заменять работу тормозильщи-ков механической, подчинив ее воле машиниста; по когда имевшимися конструкциями пожелали воспользоваться и для товарных поездов, то попытки в этом направлении в начале текущего столетия потерпели неудачу. При торможении получалось сильное набегание вагонов и частые разрывы поездов. Затруднения в разработке конструкции непрерывных Т. для товар-пых поездов состоят в том, что тов. поезда обыкновенно очень длинны, составляются из вагонов с тяжелым ие: — 1
легким грузом, из груженых и порожних вагонов, поставленных вперемежку и часто с ненатянутыми сцепными приборами. Поэтому требования для торможения сравнительно коротких пассажирских поездов с однотипными вагонами, с туго завинченными стяжками, резко отличаются от требований, предъявляемых к торможению товарных поездов. Проблема торможения длинных тов. поездов и по настоящее время привлекает интерес изобретателей; в частности у нас появились конструкции автоматических Т. Ф. П. Казанцевакоторыми в широком масштабе оборудуются ныне строящиеся товарные вагопы.
Простейшее устройство Т. в.—это неавтоматический однокамерный Т. (фигура 1). Здесь воздушна I магистраль непосредственно сообщается с рабочими камерами С тормозных цилиндров, поргани которых передают усилие сжатого воз-пуха на рычажпую передачу к колодкам. При впуске воэдуха в магистраль и цилиндры Т. приходят в действие, а при выпуске они опять отпускаются. Это—прямодействующий Т., а не автоматический, так как при разрыве поезда Т. перестает действовать. Все количество воздуха, необходимое для действия Т., должно пройти при торможении через кран машиниста вю магистраль, а при отпуске Т. совершается тот же путь в обратном направлении. Т. головных вагонов в этой системе приходят в действие значительно раньше, чем Т. хвостовых вагонов. А для того, чтобы полностью отпустить Т., необходимо весь воздух выпустить
Фаг. 1
из магистрали и тормозных цилиндров. Но так кпк этот Т. неисчерпаем, пока источник его энергии исправен, и возможность регулирования тормозного усилия обширна, то выгоды того Т. используются в соединении о автоматическим Т. Подобная комбинации Т., под названием добавочного Т., применяется в Германии на паровозах и тендерах. С. - Готардокая и Шварцвальдская дороги применяют ту же комбинацию для пассажирских поездов, вообще удобную для горных участков с крутыми и длинными спусками. Этот „двойной Т. Вестин-Гауза“, или Т. „Генри®, требует второй магистрали и двойного количества соединительных рукавов, что для товарных поездов совсем неудобно.
Разработанный Карпентером в 8Q-x годах автоматический двукамерный Т. был широко распространен и отличается простотой устройства (Фигура 2). В тормозпом цилиндре две камеры: А рабочая и камера В в виде мертвого пространства. При отправлении поезда магистраль и передняя камера В заряжаются сжатым воздухом в 5 атмосфер Отсюда воздух вокруг поршневого манжета попадает в рабочую камеру А, где тоже устанавливается давление в 5 атмосфер С понижением давления в магистрали, понижается давление и в камере В. Из камеры А воздух никуда не может уйти, избыточное да-
Фигура 2.
влеяие передвигает поршень и нажимает па тормозные колодки. Реализуемое тормозное усилие можно повышать ступенями. При полном удалении воздуха из магистрали и передней iv-амеры получается наибольшее торможение. То же самое” получается при разрыве поезда или торможении из вагона. Впуская воздух в магистраль и уменьшая разность давления по обе стороны поршня, уменьшают действие Т. Так. обр. тут возможен и ступенчатый отпуск. Расход воздуха в этой системе очень большой, и продолжительность его вытекания через кран машиниста тоже велика, в результате возрастают пути торможения — особенно при полном торможении.
Устранить этот недостаток можно было путем включения ускорительных клапанов между передней камерой и магистралью, но на смену этой конструкции появился автоматический однокамерный Т.Вестамгауза со скородействующими тройными клапанами (фаг. 3). В тройном клапапе одна сторона поршня k находится под давлением магистрали, а другая сторона нагружена давленпем в запасном резервуаре В. Одновременно с поршнем передвигаются два золотника: Sa малый и 5 большой, занимающие три положения — полного отпуска, полного торможения и постепенного торможения. Поступающий через кран машиниста в магистраль сжатый воздух передвигает поршень к в крайнее правое положение, то есть в положение зарядки, или полного отпуска Т. Перез виточку и воздух попадает на правую сторону поршня и в запасный резервуар В. Давление в нем устанавливается тоже в 5 атмосфер В это время тормозной цилиндр С через каналы с и о сообщен с атмосферой. При торможении воздух через кран машиниста выпускается из магистрали, поршень k передвигается влево, вместе с ним малый золотник Sa, открывающий вертикальное отверстие в большом золотнике, и оно сейчас же заполняется воздухом, а при дальнейшем передвижении поршня большой золотник 5 разобщает тормозной цилиндр С от атмосферы и сообщает его рабочую полость с запасным резервуаром В через вертикальное отверстие в большом золотнике. При движении тормозного поршня влево он действует на рычажпую передачу и сжимает пружину, которая при отпуске Т. ставит поршень на место. В своем крайнем нравом положении тормозной поршень приоткрывает на внутренней поверхности но образующей цилиндра коротенькую канавку для выпуска случайно попадающего в цилиндрвоздуха от возможных неплотностей в тройном клапане во избежание самоторможения. С другой стороны, при начальном торможении во избежание самооттормаживания при пробе Т. необходимо понижать давление в магистрали на 0,4—0,5 килограммр./см.“, смотря по длине поезда. В случае порчи тройного клапана и связанных с этим утечки воздуха и самоторможения, можно его при посредстве запорного крана разобщить с магистралью. Тем самым Т. данной единицы подвижного состава будут выключены. При служебных торможениях воздух выпускается из магистрали через кран машиниста по несколько раз о понижением давления на 0,4—0,5 килограммр./см.“; при это мдавленне в запасном резервуаре падает, а в цилиндре повышается до тех пор, пока давления в них не уравняются. Дальнейший выпуск воздуха из магистрали никакого значения для увеличения тормозного усилия не имеет и является только лишним расходом воздуха. Обыкновенно давление в за
пасном резервуаре — 3-5 атмосфер Для получения полного торможения и удержания поршня к в тормозном положении достаточно понизить давление в магистрали только до 3—5 атмосфер Расход воздуха при исправном состоянии Т. невелик, а передача действия от вагона к вагону происходит гораздо быстрее, чем в двукамерных Т. Пути торможения при этом Т. много короче по сравнению с двукамерным, но недостатком его является исчерпаемость тормозного усилия и затем невозможность ступенчатого отпуска. При прежних небольших составах это существенного значения не имело. При отпуске Т. небольшое увеличение давления в магистрали против запасного резервуара сразу же заставляет поршень к вместе с обоими золотниками перейти в крайне правое положение,— положение полного отпуска Т., при котором тормозной цилиндр соединяется с атмосферой, магистраль же через выточку и сообщается с запасным резервуаром.
Особым устройством на кране машиниста, т. н. питательным клапаном, давление воздуха во всей системе во время езды автоматически поддерживается в 6 атмосфер, пока не будет про- i
изведепо торможение. Воздух для торможения берется здесь из запасного резервуара, а не из магистрали, как в неавтоматическом Т. При действии ускорителя воздух магистрали тоже попадает и тормозной цилиндр. Благодаря тому, что торможение происходит при выпуске воздуха из магистрали, Т. будут действовать автоматически, как при разрыве поезда, либо в случае порчи резиновых рукавов, а в случав надобности поезд может быть остановлен и из вагона.
На фигуре 4 дап скородействующпй тройной клапап скородействующего Т. Вестингауза. Действие этого клапана отличается от обыкновенного тройного клапана тем, что при экстренных торможениях автоматически пропускает сжатый воздух в тормозные цилиндры как из вспомогательных резервуаров, так и из магистрали. Экстренное торможение распространяется благодаря этому почти моментально вдоль всего поезда, и нажатие колодок получается значительно сильнее, чем при полных служебных торможениях. Скородействуютий тройной клапап состоит из двух главных частей: верхняя часть — это горизонтально поставленный обыкновенный тройной клапан, а нижняя часть—ускоритель к нему. Верхняя часть состоит из поршня 5, золотника 6 и уравнительного стержня 7, вторая — из ускорительного поршня 13, среднего ускорительного клапана 18 и наружного ускорительного клапана 19. Нижняя часть скородействующего тройного клапана приходит в действие только при экстренном торможении. Части клапана могут занимать четыре различных положения: 1) поездное, или положение отпуска, 2) положение умеренного или служебного торможения, 8) положение перекрыши после служебного торможения и 4) положение экстренного торможения.
На черт, показано поездное положение частей клапана. Сжатый воздух из магистрали поступает в тройной клапан по отростку 23°, проходит через очистительную сетку 24, вертикальный канал 41 и отверстиями 42 проходит в порт» невую камеру: перетекает через канавку 43 в цилиндрической поверхности втулки и по канавке 44 в теле поршня в золотниковую камеру, а затем во вспомогательный резервуар, как показывает стрелка 45. Значит, по обеим сторонам поршня 5 устанавливается давление, равное давлению воздуха в магистрали. В ускорительной, нижней части тройного клапана в это время происходит следующее: сжатый воздух магистрали наполняет конденсационную камеру 46, слегка приподнимает клапан 19 и перетекает в пространство 47 под клапаном 18. В пространствах 46 и 47 устанавливается давление магистрали, и клапаны 18 и 19 плотно прижимаются пружинами к своим гнездам. Находящееся в постоянном сообщении о тормозным цилиндром пространство 48, между уоко-рптельным поршнем 13 и средним ускорительным клапаном 18, сообщается о атмосферою каналами 49 и 50, углублением 51 в лице золотника и отверстием 52 в теле тройного клапана. Пространство над поршнем 13 тоже соединено с атмосферою каналом 53, углублением 51 в лиде золотпика и отверстием 52 в тело тройного клапана.
Рассмотрим теперь положение умеренного, или служебного торможения. Допуская умеренное понижение давления в магистрали на 0,4—0,5 килограммр./см.“, смотря по длине поезда, поршень 5, благодаря перевесу давления со стороны вспомогательного или т. н. запасного резервуара, передвинется вправо, закроет канавку 43 и тем самым прекратит сообщение вспомогательного резервуара с магистралью. Вместе с поршнем 5 передвигается уравнительный стержепь 7, открывая канал 54, проделанный в теле золотника 6. При дальнейшем двнжепии поршня 5 за-плечиком на поршневом стержне будет увлечен и золотник 6, благодаря чему произойдет разобщение рабочей полости тормозного цилиндра
с атмосферою, и когда золотите продвинется настолько, что отверстие 54 станет против отверстия 50, сжатый воздух из вспомогательного резервуара пройдет в тормозной цилиндр. Момент сообщении каналов 50 и 54 и впуска воздуха в тормозной цилиндр совпадает с момен
Том упора стержня поргппя в стержень 21 В этот момент часть воздуха уже прошла из-вспомогательного резервуара в тормозной цилиндр, и, следовательно, давление на левую часть поршня 5 понизилось. Поэтому при упоре в стержень 21 поршень не в состоянии сжат“-
пружину 22 и тем самым останавливается. Что же происходит за это время в ускорительной части тройного клапанае Так же, как и в магистрали, давление в конденсационной коробке 46 понижается. Находящийся при 5 атмосфер сжатый воздух в пространстве 47 между клапанами 18 и 19 прижимает их к своим гнездам. В камере 4S, между ускорительным поршнем 13 и клапаном 18, находящейся в сообщении с тормозным цилиндром, устанавливается давление, величина которого зависит от степени понижения давления в магистрали. Пространство над поршнем 73 продолжает сообщаться с атмосферою окном 20, выемкою 51 и отверстием 52. Значит, все части ускорителя остаются неподвижными.
В положение перекрыши после служебного торможения части тройного клапана придут в тот момент, когда давление во вспомогательном резервуаре, вследствие перехода части воздуха в тормозной цилиндр, сделается несколько ниже давленпя в магистрали, поршень 5 передвинется немного влево, причем уравнительный стержень 7 закрывает канал 54 в теле золотника 6 и прекращает дальнейшее наполнение тормозного цилиндра. Значит, в положении перекрыши частей тройного клапана пи магистраль, ни вспомогательный (запасный) резервуар, пи тормозной цилиндр не сообщаются ни между собою, ни с атмосферою. При выпускании из магистрали новой порции сжатого воздуха с понижением давления в €—8 атмосфер, перевес давления со стороны вспомогательного резервуара передвинет поршень 5 вправо настолько,“ что уравнительный стержень 7 откроет окно 54, благодаря чему в тормозной пилиндр поступит новая порция воздуха из вспомогательного резервуара, а колодки к колесам прижмутся сильнее. Как только давление во вспомогательном (запасном) ре-вервуаре сделается меньше, чем в магистрали, поршень 5 опять передвинется влево, и уравнительный стержень 7 закроет окно 54. Процесс подтормаживания можем производить до тех пор, пока не получится полного служебного торможения. При полном служебном “торможении давление в тормозном цилиндре делается равным давлению воздуха в запасном резер-вгаре. Если же и теперь производить дальнейший выпуск воздуха из магистрали, то перовое дтления со стороны запасного резервуара передвинет поршень 5 до самой прокладки 10. 11 рн этом золотник 6 станет в такое положение, что боковой вырез 55 в его теле станет против канала 53, но протока воздуха пе будет, так как давление в запасном резервуаре и тормозном цилиндре еще раньше сравнялись. След., дальнейшего усиления торможения не произойдет.
Экстренное торможение получается при быстром понижении давления воздуха в магистрали. При таком понижении перевес давления со стороны вспомогательного резервуара быстро передвигает поршень 5 в крайнее правое положение и прижимает его к прокладке 10. Золотник 6 станет так, что вырез 55 в его теле придется против канала 53. Вследствие этого сжатый воздух из запасного резервуара большою струей пойдет в пространство над поршнем 13, в котором имеется отверстие 56. Отсюда часть воздуха попадает в пространство 48 и оттуда в тормозной цилиндр. Но так как сечение канала 53 значительно больше сечения отверстия 56, то воздух не успевает уходить в тормозной цилиндр и давит на поршень 13, вследствие чего поршень этот опускается, нажимает на стержень 17 и открывает клапан 18. Как только клапан 18 откроется, находящийся в пространстве 47 сжатый воздух уходит в тормозной цилиндр, причем давление па спинку клапана 19 значительно понижается. Тогда давление оставшегося в магистрали воздуха приподымает клапан 19, и воздух из магистрали поступает через камеры 47 и 48 в тормознойцилиндр, чем усиливается эффект торможения. Когда давление в тормозном цилиндре сделается равным давлепию в магистрали, пружинка 30 прижимает клапап 19 к его гнезду, и в тормозной цилиндр продолжает ‘поступать воздух только из запасного резервуара. Значит, в скородействующом Т. Вестннгауза выпуском воздуха из магистрали не только через кран машиниста, по и через ускорители тройных клапапов мы достигаем черезвычайно быстрого понижения давления по всей магистрали. В результате получаетоя быстрое и одновременное торможение всех тормозных вагонов поезда даже при значительной длине его. Однако, при экстренном торможении случаи разрыва поездов, даже на несколько частей, вовсе не исключены.
Впуская в магистраль сжатый воздух через край машиниста, произведем оттормажива-ние. Значит, из магистрали воздух попадет в тройной клапан по каналу 41 и отверстиями 42 и отодвинет поршепь 5, ас ним и золотник 6 в первоначальное их положение. При движении золотника 6 влево, углубление 51 сообщает отверотие капала 50 с выпускным клапаном 52, и воздух из тормозного цилиндра выходит наружу, то есть происходит оттормаживание. В это же время запасный резервуар наполняется сжатым воздухом через выемки 43 и 44.
Для того чтобы получить равномерный выпуск воздуха из тормозного цилиндра, в выпускной канал тройного клапана ввинчена пробка с отверстиями по оси и но радиусам. Площадь этих отверстий сообразована с размерами тормозного цилиндра. Помещающийся в нижней части тройпого клапана кран позволяет выключить из действия или весь тройной клапап или только ускоритель его. Когда ручка крана 26 находится в вертикаж.ном положении, все части тройного клапана действуют. При горизонтальном расположении ручки 26 выключается только ускоритель, так что весь прибор действует только как простой тройной клаиан, без участия воздуха магистрали в нажатии колодок. При расположении рукоятки 26 под углом в 45° Т. данного вагона будут выключены. Немцы называют тройной клапан — Funktionsventil. Лучше его называть распределительным клапаном. Итак, автоматический однокамерный Т. допускает усиление действия Т. вплоть до полного торможения, но не дает возможности ступенями же отпускать Т. В самом деле, если при отпуске Т. будет только немного повышено давление в магистрали против запасного резервуара, поршепь 5 вместе с золотником 6 и уравнительным стержнем 7 сразу же перейдет в крайнее левое, а на фигуре 8 поршень k—в правое положение, то есть в положение полного отпуска Т., при котором тормозной цилипдр соединяется с атмосферой, а магистраль через выточки 43 и 44 сообщается с запасным (вспомогательным) резервуаром. Воздух из магистрали постепенно переходит в запасный резервуар, а так как давлепие в нем не сможет подняться выше давления в магистрали, то нет и силы, которая бы передвипу-ла поршень 5 вправо или поршепь k на фигуре 8 влево и приостановила процесс отпуска Т. Поэтому и при слабом повышении давления в магистрали Т. отпускаются полностью. Если во время езды приходится несколько раз подтормаживать и отпускать Т., не успев зарядить в промежутке запасный резервуар до 5 атмосфер, то наступает постепенная разрядка Т. Многое, конечно, зависит от самого машиниста, от уменья обращаться с автоматическими Т. и степени навыков учета обстановки. На небольших уклопах и на равниппых участках опасность разрядки Т. будет невелика для поездов средней длины. Для длинных же поездов пе только разрядка Т. опасна, но и быстрое возрастание давления в скородействующих однокамерных Т. вредно вследствие возможных разрывов поездов. Сравнение диаграммдавлений, снятых с первого и с последнего вагонов, показывает, что в то время как первый вагон сильно тормозится, в последнем вагоне действие Т. еще только начинается, запаздывая до 5 секунд для товарных поездов. Поэтому задние вагоны набегают на передние, сильно сжимая буферные пружины. При отдаче буферных пружин и отжатии ими вагонов часто получались разрывы поездов. Вводя особый товаро-пассажирский переключатель, как показано на фаг. 5, для однокамерного Т. Кнор-ра, а также и Вестингауза, удалось, после первого не слишком сильного нажатия колодок, производить дальнейшее повышение постепенно. Этим самым значительно понижается разница в давлениях первого и последнего Т. Переключатель вставляется между тройным клапаном и укрепительным фланцем на тормозном цилиндре или запасном резервуаре. С помощью переключателя можно приспособитьследовательно, достигается более плавное торможение.
В товарных Т. систем Кнорра, Вестингауза и Купце-Кнорра в тройных клапанах целиком содержится приспособление, играющее роль товаро-пассажирского переключателя. Что касается паровозного Т., то таковой снабжается обыкновенным тройным клапаном, и для приспособления его для товарного торможения достаточно включить между тройным клапаном и тормозным цилиндром обыкновенный дроссельный кран, чем достигается постепенное повышение давления в тормозном цилиндре.
Расположение тормозных приборов на паровозах, тендерах и вагонах дано на фигуре 7 и 7а для скородействующего Т. Вестингауза. Вертикально расположенный воздушный насос двойного действия 2 приводится в движение поршнем парового пилипдра 3, тоже двойного действия, насыщенного варом из котла. Пар
Однокамерный тормоз Кнорра
Запасной put рву ар
Тройной клапан Кнорра
Т П-переключатель
7 ормазной цилиндр
Однокамерный тормоз Всстшпаузо
Тройной клапан Вестиншуза
Тормозной цилиндр перекугюнатель
|
р= |
Запасной Ь резервуар i; | ||||
|
уе ч V» ----------------- | |||||
