Воздухораспределитель усл.
Устройство ВР.
Рис. 1 (соответствует зарядке).
В комплект ВР входят: главная часть, магистральная часть и двухкамерный резервуар. (см. рисунок 1)
Двухкамерный резервуар содержит фильтр (34), рабочую (РК) и золотниковую (ЗК) камеры, к нему подведены воздухопроводы от (ТМ) через разобщительный кран, запасного резервуара (ЗР) и тормозного цилиндра (ТЦ). На корпусе (36) двухкамерного резервуара расположена рукоятка переключателя режимов торможения: порожнего, среднего и груженого. На двухкамерный резервуар крепятся главная и магистральная части, в которых установлены все рабочие узлы прибора.
Магистральная частьсостоит из корпуса (28) и крышки (25), в которой расположен узел переключения режимов работы (отпуска): равнинного и горного. Этот узел включает в себя рукоятку (22) с подвижной упоркой (23) и диафрагму (24), прижатую двумя пружинами к седлу (20) с калиброванным отверстием диаметром 0,6 мм. На равнинном режиме работы (ВР) усилие пружин на диафрагму (24) составляет 2,5 – 3,5 кгс/см², на горном режиме – 7,5 кгс/см².
В корпусе магистральной части расположены: магистральный орган, узел дополнительной разрядки и клапан мягкости.
Магистральный орган включает в себя большую резиновую диафрагму (18) зажатую между двумя алюминиевыми дисками (19) и (27) и нагруженную возвратной пружиной.
В хвостовике левого диска (27) расположены два отверстия диаметром по 1 мм и толкатель (30), а в торцовой части правого диска (19) – три отверстия диаметром
по 1,2 мм. ( или два отверстия диаметром по 2 мм). Большая диафрагма делит магистральную часть на две камеры: магистральную (МК) и золотниковую (ЗК). В полости дисков расположен нагруженный пружиной плунжер (21), который имеет несквозной осевой канал (26) диаметром 2 мм. и три радиальных канала диаметром по
0,7 мм. каждый. Седлом плунжера является левый диск большой диафрагмы.
Узел дополнительной разрядки содержит: атмосферный клапан (14) с седлом (33),
клапан дополнительной разрядки (32) с седлом (31) и клапан-манжету (17) с седлом (29).
Клапан-манжета выполняет функции обратного клапана и дополнительную разрядку.
Все клапаны прижаты пружинами к своим седлам. В заглушке (13) атмосферного клапана расположено отверстие диаметром 0,9 мм, в седле (31) клапана дополнительной разрядки имеется шесть отверстий, через которые полость за клапаном сообщена с каналом дополнительной разрядки (КДР), в седле (29) клапана-манжеты расположены шесть отверстий диаметром по 2 мм каждое.
Клапан мягкости (16) нагружен пружиной и имеет в средней части резиновую диафрагму (15). В канале клапана мягкости (между торцовой частью клапана и МК) расположен ниппель с калиброванным отверстием диаметром 0,9 мм. Полость под диафрагмой клапана мягкости постоянно сообщена с атмосферой.
Главная частьсостоит из корпуса (37) и крышки (1). В крышке расположен отпускной клапан (39) с поводком (38). В корпусе расположены главный и уравнительный органы, обратный клапан (7) и калиброванное отверстие диаметром 0,5 мм.
Главный орган включает в себя нагруженный пружиной (4) главный поршень (2) с полым штоком (3). Внутри полого штока расположен нагруженный пружиной тормозной клапан (8), седлом которого является торцовая часть полого штока. В полом штоке имеется также одно отверстие диаметром 1,7 мм и восемь отверстий диаметром по 1,6 мм каждое (или четыре отверстия по 3 мм). Шток уплотнен шестью резиновыми манжетами (5) и (6).
Уравнительный поршень (9), нагружен большой (10) и малой (11) пружинами. Затяжка большой пружины регулируется резьбовой втулкой (35) с атмосферными отверстиями. Воздействие малой пружины на уравнительный поршень изменяется с помощью подвижной упорки (12), связанной с рукояткой переключения режимов торможения. Уравнительный поршень имеет в диске два отверстия для сообщения тормозной камеры (ТК) с каналом (ТЦ) и сквозной осевой атмосферный канал диаметром 2,8 мм. Между главной частью и двухкамерным резервуаром расположен ниппель с отверстием диаметром 1,3 мм.
Действие ВР.
Зарядка на равнинном режиме. (см. рис. 1)
Сжатый воздух из (ТМ) поступает в двухкамерный резервуар. Часть воздуха через фильтр (34), отверстие 1,3 мм. и обратный клапан (7) проходит в (ЗР). Время зарядки (ЗР) с 0 до 5,0 атм. составляет 4-4,5 мин.
Часть воздуха поступает в (МК), вызывая прогиб большой диафрагмы (18) вправо до упора торцовой частью диска (19) в седло (20) малой диафрагмы. При этом два отверстия диаметром по 1 мм в хвостовике левого диска (27) совпадают по сечению с шестью отверстиями диаметром по 2 мм в седле (29) клапана-манжеты. Через эти отверстия воздух из (МК) поступает в полость П1 (слева от клапана-манжеты) и далее через осевой и верхний радиальный каналы плунжера – в полость П (слева от малой диафрагмы), откуда через нижние радиальные каналы плунжера – в (ЗК).
Воздух из (ЗК) подходит под манжету, жестко закрепленную на стержне клапана мягкости (16), а воздух из (МК) через калиброванное отверстие диаметром 0,9 мм в канале клапана мягкости – под торцовую часть клапана. При давлении воздуха в (ЗК) около
3,0-3,5 атм. клапан мягкости поднимается, преодолевая усилие своей пружины, и открывает проход воздуха из (МК) в (ЗК) вторым путем, ускоряя зарядку последней.
Под действием воздуха из (ЗК) и усилия отпускной пружины (4) главный поршень (2) занимает крайнее левое (отпускное) положение, при котором воздух из (ЗК) начнет перетекать в (РК) через отверстие диаметром 0,5 мм в корпусе (37) главной части. По каналу (РК) воздух проходит в магистральную часть и через отверстие диаметром 0,6 мм в седле (20) подходит к диафрагме (24) переключателя режимов отпуска, воздействуя на нее по кольцевой площади, большей, чем площадь, на которую воздействует воздух из полости (П). При давлении со стороны (РК) на диафрагму (24) больше 2,5-3,5 атм, последняя отжимается от седла (20) вправо, открывая тем самым второй путь зарядки (РК) из полости П (т.е. из МК) через отверстие диаметром 0,6 мм.
Зарядка (РК) с 0 до 5,0 атм. на равнинном режиме происходит за 3-3,5 мин.
Зарядка на горном режиме.
На горном режиме воздух (РК) не может отжать диафрагму (24), так как усилие режимных пружин на нее составляет 7,5 кгс/см².
Поэтому зарядка (РК) на горном режиме осуществляется только одним путем – через отверстие диаметром 0,5 мм в корпусе главной части.
Время зарядки (РК) с 0 до 5,0 атм. на горном режиме составляет 4-4,5 мин.
При выравнивании давлений в (МК), (ЗК) и (РК) большая диафрагма (18) под действием возвратной пружины выпрямляется в среднее положение, при котором толкатель (30) упирается в плунжер (21) и клапан дополнительной разрядки (32). Два отверстия в хвостовике левого диска заходят за клапан-манжету (17), крайние правые радиальные каналы плунжера выходят из полости «П» (см. рис 2).
Среднее (поездное) положение большой диафрагмы является положением готовности к торможению. При этом (МК) и (ЗК) сообщены между собой через калиброванное отверстие диаметром 0,9 мм в канале клапана мягкости, (РК) и (ЗК) – через отверстие диаметром 0,5 мм в главной части, полость «П» и (РК) – через отверстие диаметром 0,6 мм в седле диафрагмы переключателя режимов отпуска. (на горном режиме сообщения полости «П» и (РК) нет).
Одновременно с зарядкой происходит и отпуск тормоза, то есть, тормозной цилиндр (ТЦ) через уравнительный поршень (9) сообщается с атмосферой.
Рис. 3 (соответствует тормозному положению).
Торможение (см. рис.3).
При снижении давления в ТМ (и, следовательно, в МК) темпом служебного или экстренного торможения (при служебном торможении на величину не менее 0,5 атм.) большая диафрагма прогибается влево, и толкатель полностью открывает клапан дополнительной разрядки.
При этом воздушная полость (П1) за клапаном-манжетой резко разряжается в (КДР) и далее в атмосферу и (ТЦ) через уравнительный поршень (9). Давлением (МК)
клапан-манжета отжимается от седла (29) влево, и воздух из (МК) резко устремляется в (КДР), в (ТЦ) и в атмосферу через уравнительный поршень. (дополнительная разрядка ТМ). Давлением воздуха из (КДР) опускается на седло клапан мягкости, разобщая (МК)
и (ЗК).
Резкое падение давления в (МК) вызывает дальнейший прогиб большой диафрагмы влево, в результате чего хвостовиком клапана дополнительной разрядки отжимается от седла (33) атмосферный клапан (14), который открывает дополнительный выход воздуха из (МК) в атмосферу через отверстие диаметром 0,9 мм в заглушке (13). Темп падения давления в (МК) увеличивается и большая диафрагма вновь прогибается влево до упора диском (27) в седло клапана-манжеты. Так как к этому моменту все свободные зазоры клапана-манжеты (17) и клапанов (32) и (14) уже выбраны, то толкатель и плунжер перемещаться не будут и, следовательно, между плунжером и левым диском 27 (седлом плунжера) возникает кольцевой зазор. Это обеспечивает начало интенсивной разрядки (ЗК) в атмосферу (и частично в ТЦ): через торцевые отверстия диска (19), кольцевой зазор плунжера, клапан (32) дополнительной разрядки, (КДР) и уравнительный поршень, и параллельным путем – через атмосферный клапан (14).
Одновременно с падением давления в (ЗК) начинает понижаться давление в (РК) за счет перетекания воздуха из (РК) в (ЗК) через отверстие диаметром 0,5 мм корпусе главной части. При падении давления в (ЗК) на 0,4-0,5 атм. главный поршень под действием давления (РК) начинает перемещаться вправо, преодолевая усилие пружины (4). Когда главный поршень пройдет приблизительно 7 мм, он своим диском разобщит (РК) и (ЗК), тормозной клапан (8) сядет на хвостовик уравнительного поршня, перекрывая его атмосферный канал, восемь отверстий по 1,6 мм в полом штоке (3) главного поршня совпадут с каналом (ЗР), а манжета (6) полого штока перекроет (КДР). При этом воздушные давления на клапан-манжету выравниваются, (за счет интенсивного роста давления в КДР) и она своей пружиной прижимается к седлу, разобщая (ЗК) от (МК) и прекращая дополнительную разрядку (ТМ). (ЗК) продолжает разряжаться в атмосферу через торцевые отверстия правого диска большой диафрагмы, кольцевой зазор между плунжером и левым диском и атмосферный канал.
При продолжающемся понижении давления в (ЗК) через атмосферный клапан (14) главный поршень продолжает перемещаться вправо. Так как уравнительный поршень при этом остается неподвижным, то между тормозным клапаном (8) и его седлом (торцовой частью полого штока) возникает кольцевой зазор, через который воздух из (ЗР) начинает интенсивно переткать в тормозную камеру (ТК) и из нее – в (ТЦ). Повышение давления в (ТЦ) быстрым темпом, будет происходить до тех пор, пока давление воздуха из (ТК) на уравнительный поршень не станет выше, давления на него режимных пружин (10) и (11).
При глубокой разрядке (ТМ) (например, при полном служебном или экстренном торможении), когда главный поршень перемещается вправо на полный свой ход (23-24 мм), и с каналом (ЗР) совпадает одно отверстие полого штока диаметром 1,7 мм. Это отверстие вместе с манжетой (5) на полом штоке называют замедлителем наполнения (ТЦ) или замедлителем торможения. Замедлитель торможения увеличивает время наполнения (ТЦ) в головной части поезда, чем обеспечивается плавность торможения.Действие (ВР) одинаково при служебном и экстренном торможении, разница лишь в том, что при экстренном разрядка (МК) и (ЗК) происходит до нуля.
Перекрыша.
После прекращения разрядки (ТМ) через кран машиниста, разрядка (ЗК) в атмосферу продолжается через атмосферный клапан (14) до тех пор, пока давление в ней не уравняется с давлением (ТМ). Большая диафрагма при этом занимает среднее положение
(положение перекрыши) и атмосферный клапан закрывается. Клапан дополнительной разрядки при этом остается приоткрытым.
При перетекании воздуха из (ЗР) в (ТЦ) растет давление и в (ТК). Когда давление в ней станет выше, чем усилие режимных пружин на уравнительный поршень, последний начинает перемещаться вправо, сжимая пружины. При этом начинает уменьшаться кольцевой зазор между тормозным клапаном и его седлом в полом штоке. Следовательно, уменьшается и темп перетекания воздуха из (ЗР) в (ТЦ). При посадке тормозного клапана на седло, (ТК) оказывается изолированной от (ЗР), и в (ТЦ) устанавливается определенное давление, которое зависит от величины снижения давления в (ТМ) и установленного на (ВР) режима торможения.
Чем сильнее давление режимных пружин (10) и (11) на уравнительный поршень, тем при большем давлении воздуха в (ТК) он начнет движение в положение перекрыши. Поэтому для получения различных режимов торможения («П» «С» «Г»), изменяют усилие режимных пружин (10) и (11) на уравнительный поршень, это достигается изменением положения рукоятки переключателя, режимов торможения.
Зависимость давления в ТЦ на различных режимах
от ступени торможения.
Уравнительный поршень в положении перекрыши поддерживает в (ТЦ) определенное установленное давление. Так, например, при утечках сжатого воздуха из (ТЦ), понижается давление и в (ТК).
Под действием режимных пружин уравнительный поршень перемещается влево, отжимая от седла тормозной клапан (8), что приведет к появлению кольцевого зазора между тормозным клапаном и торцовой частью полого штока. При этом воздух из (ЗР) через открывшийся тормозной клапан начнет перетекать в (ТК), а из нее в (ТЦ). При превышении давления воздуха в (ТК) усилия режимных пружин, уравнительный поршень переместится вправо и тормозной клапан закроется. Запасный резервуар через обратный клапан (7) пополняется из (ТМ).
Воздухораспределитель усл. №483 в положении перекрыши защищен от самопроизвольного отпуска на равнинном режиме при незначительном
(не более 0,3 кгс/см²) самопроизвольном повышении давления в (ТМ). При этом большая диафрагма прогнется в сторону крышки и нижний правый радиальный канал плунжера выдвинется в полость (П). Воздух из (РК) начнет перетекать в (ЗК), перемещая большую диафрагму в среднее положение.
При этом возможно незначительное понижение давления в (ТЦ), однако полного отпуска не произойдет.
Режимы включения ВР усл. №483 на вагонах
(не оборудованных авторежимами)
Примечание. Груженый режим на вагонах с композиционными колодками, в соответствии с требованиями Инструкции по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог № ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ-277 устанавливается в следующих случаях:
- в груженом состоянии вагонов-хопперов для перевозки цемента;
- на других вагонах по приказу начальника дороги на основании опытных поездок
на конкретных участках дороги при осевой нагрузке не менее 20 тс;
- в зимний период по указанию начальника дороги на участках с затяжными спусками,
подверженных снежным заносам при загрузке вагона более 10 тс на ось.
Отпуск на горном режиме.
Особенностью этого режима является возможность получения ступенчатого отпуска. На горном режиме малая диафрагма (24) практически всегда прижата пружинами к своему седлу (20), поскольку усилие пружин составляет 7,5 кг/см² поэтому сообщения (РК) и полости (П) нет.
При повышении давления в (ТМ) (см. рис. зарядка) большая диафрагма прогибается из положения перекрыши в сторону крышки и крайние радиальные каналы плунжера выходят в полость (П). Клапан дополнительной разрядки (32) закрывается. При этом устанавливается сообщение между (МК) и (ЗК). Давление в (ЗК) будет повышаться за счет поступления воздуха из (ТМ). Под действием давления (ЗК) главный поршень (2) начнет перемещаться влево, уменьшая объем (РК) и, следовательно, повышая в ней давление. При этом, тормозной клапан (8) отходит от хвостовика уравнительного поршня и через соевой канал последнего воздух из (ТЦ) начнет выходить в атмосферу.
ля получения полного отпуска на горном режиме необходимо, чтобы главный поршень переместился влево до упора в крышку (1). С этой целью давление в (ЗК) должно быть увеличено до давления в (РК), то есть на 0,2-0,3 кгс,см² ниже первоначального зарядного. Если же давление в (ЗК) будет повышено на меньшую величину, то при выравнивании давлений в (ЗК) и (РК) главный поршень остановится в промежуточном положении, не дойдя до крышки. Так как при открытом осевом канале уравнительного поршня давление в (ТК) и в (ТЦ) понижается, то под действием режимных пружин (10) и (11) уравнительный поршень начнет перемещаться влево и своим хвостовиком упрется в тормозной клапан, прекращая разрядку (ТЦ) в атмосферу.
При последующем частичном повышении давления в (ТМ) на соответствующую величину понизится давление в (ТЦ).
Таким образом, на горном режиме отпуск получается в результате восстановления давления в (ТМ). При ступенчатом повышении давления в (ТМ) имеет место ступенчатый отпуск.
Так как темп повышения давления (ТМ) в голове состава выше, чем в хвосте, то и отпуск головной части получается раньше.
Отпуск на равнинном режиме.
Характер отпуска на равнинном режиме определяется темпом повышения давления в (ТМ). В зависимости от этого возможно ускорение и замедление протекания процесса отпуска.
При медленном повышении давления в (ТМ) в хвосте поездабольшая диафрагма прогибается в сторону крышки до тех пор, пока нижний правый радиальный канал плунжера (21) не выдвинется в полость (П). Клапан дополнительной разрядки закрывается. Так как при этом отверстия в хвостовике левого диска (27) еще перекрыты клапаном-манжетой, то сообщения (МК) и (ЗК) не устанавливаются. Воздух из (РК) начинает перетекать в (ЗК). При этом главный поршень начинает перемещаться влево и тормозной клапан отходит от хвостовика уравнительного поршня. Воздух из (ТЦ) начинает выходить в атмосферу через осевой канал диаметром 2,8 мм уравнительного поршня.
Главный поршень, перемещаясь в отпускное положение вытесняет воздух из (РК) в полость (П), а из нее – в (ЗК), то есть давление в (ЗК) повышается, а в (РК) уменьшается. Следовательно, главный поршень двигается до упора в крышку (1) без остановки, а значит, и (ТЦ) непрерывно разряжается в атмосферу от максимального давления до нуля.
Таким образом, в хвосте состава происходит ускоренный отпуск, при котором главный поршень перемещается в отпускное положение за счет одновременного повышения давления в (ЗК) и уменьшения его в (РК).
При быстром темпе повышения давления в (ТМ) в голове поезда большая диафрагма прогибается вправо до упора диском (19) в седло (20). Клапан дополнительной разрядки закрывается. Воздух из (МК) через два отверстия диаметром по 1 мм в хвостовике левого диска (27), осевой и радиальный каналы плунжера (21) перетекает в полость (П), а из нее в (ЗК). Рост давления в (ЗК) вызывает перемещение главного поршня в отпускное положение и, следовательно, опорожнение (ТЦ) в атмосферу.
В полости (П) устанавливается повышенное магистральное давление, которое препятствует поступлению в нее воздуха из (РК), поэтому в головной части поезда давление в (РК) практически не падает, а отпуск происходит замедленно только за счет роста давления в (ЗК) из (МК).
Таким образом отпуск в голове состава начинается раньше, но протекает он медленно, а в хвосте состава начинается позже, но протекать он будет быстрее. За счет этого на равнинном режиме происходит выравнивание времени отпуска по всей длине поезда.
Следовательно, на равнинном режиме возможен только полный отпуск, для получения которого достаточно повысить давление в (ТМ) на 0,2-0,3 кгс/см² и более в зависимости от величины снижения давления в (ТМ) при торможении.
Отпуск на равнинном режиме после экстренного торможения протекает почти аналогично, но дольше, так как при этом была произведена полная разрядка (ТМ),(МК) и (ЗК).