Выбор типа воздухораспределителя и объёма запасного резервуара

В воздушную часть входят: воздухораспределитель, запасный резервуар, воздухопровод с арматурой и другие приборы.

При разработке воздушной части тормозной системы выбирают тип воздухораспределителя (ВР), исходя из времени наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до 90% его максимального давления. Для пассажирского тормоза это время не должно превышать 8 с., а для грузового — 25 с. Такие величины времени наполнения ТЦ в пассажирском поезде обеспечиваются воздухораспределителем усл. № 292-001, а в грузовом — усл. № 483.

Затем, в зависимости от принятого диаметра ТЦ определяют объём запасного резервуара (ЗР). Этот объём должен обеспечивать максимальное давление в тормозных цилиндрах при экстренном (ЭТ) или полном служебном (ПСТ) торможении не ниже 3,8 кГс/см², и при ходе поршня ТЦ 180 мм. Исходя из этого, для пассажирских электровозов и вагонов электропоездов объём ЗР, приходящийся на один ТЦ, подсчитывают по формуле:

V_зр=78·F_тц, [см³] (5.1)

По найденной из формулы (4.5) величине диаметра ТЦ выбирают ближайший больший стандартный диаметр цилиндра из ряда: 203, 254, 305, 330, 356, 400 мм (не сантиметров!), и по формуле (5.1) определяют объём ЗР.

По найденному выше объёму принимают ближайший стандартный объём ЗР из следующего ряда: 30·10³, 55·10³, 78·10³, 100·10³, 110·10³, 135·10³, 170·10³ см³.

В пассажирском подвижном составе, предназначенном для движения со скоростью свыше 140 км/ч, воздушная часть дополняется противоюзными устройствами. В этом случае при недостаточности одного ЗР в схему вводят второй с питанием непосредственно из воздушной магистрали через обратный клапан, а для наполнения и опорожнения излишних объёмов ТЦ в схеме предусматривается воздушное реле давления, работающее в режиме ВР.

У грузовых локомотивов объём ЗР не зависит от диаметра и количества ТЦ. Это объясняется тем, что наполнение ТЦ у локомотивов при автоматическом торможении осуществляется непосредственно из питательной магистрали через кран машиниста усл. № 254 и реле давления № 304. В этом случае ВР воздействует только на межпоршневое пространство крана (усл. № 254) посредством импульсной магистрали. Нормальная работа ВР грузового типа (усл. № 483) обеспечивается при наличии объёма резервуара, равного объёму ТЦ грузового вагона, поэтому объём запасного резервуара для грузового локомотива принимается равным 20·10³ см³ (с учётом объёма импульсной магистрали).

Правильность выбора воздушной части тормозной системы для случая полного служебного торможения можно оценить по необходимой величине снижения давления воздуха в тормозной магистрали (ТМ) поезда и установившейся величине давления воздуха в ТЦ.

При пассажирском типе ВР:

, (5.2)

где ΔP_тм — необходимая величина снижения давления воздуха в тормозной магистрали поезда, кГс/см²;

P_з — зарядное (поездное) давление воздуха в ТМ поезда, кГс/см²;

V_зр — объём запасного резервуара, см³;

V_тц — объём тормозного цилиндра, см³, равный:

V_тц=F_тц·L_{доп ,} (5.3)

V_вп — объём вредного пространства ТЦ, см³ (для D_тц, равного 8, 10, 12, 14 и 16 см соответственно V_вп равен 0,7; 1,0; 1,7; 2,2; 2,5 литров (1 литр равен 10³ см³)).

Установившаяся величина давления воздуха в ТЦ определяется выражением:

, (5.4)

При грузовом типе ВР необходимая величина снижения давления определяется условием:

, (5.5)

где F_гп — площадь главного поршня ВР, см² (диаметр главного поршня D_гп равен 100 мм): , (5.6)

V_РК — объём рабочей камеры ВР, равный 6000 см³;

h_гп — полный ход главного поршня, равный 2,3 см;

P_гп — усилие предварительного сжатия пружины главного поршня ВР, равная 20 кГс;

Ж_гп — жёсткость пружины главного поршня ВР, равная 28 кГс/см;

F_шт — площадь поперечного сечения штока главного поршня ВР, см² (диаметр штока D_шт равен 24 мм)

η_м — механический КПД тормоза, равный 0,95.

Установившаяся величина давления воздуха в ТЦ определяется по условию:

, (5.7)

где h_уп — полный ход уравнительного поршня ВР, равный 1,65 см;

Ж_БП и Ж_МП — жёсткость большой и малой пружин уравнительного поршня, равная соответственно 32,7 и 8,7 кГс/см;

к — коэффициент, учитывающий режим работы ВР, для гружёного режима к=1, для среднего к=0,5 и для порожнего к=0;

P_уп — усилие предварительного сжатия большой пружины уравнительного поршня ВР, находящаяся в пределах 12…14 кГс;

F_уп — площадь уравнительного поршня ВР, см² (диаметр поршня D_уп равен 50 мм).