Давление и единицы его измерения

Введение

Пневматикой называется раздел техники, объединяющий устройства, работающие на сжатых газах.

Рабочим телом, которое используется в пневматическом оборудовании вагонов метрополитена, является сжатый воздух. Он является смесью газов: азота (около 78%), кислорода (около 21%), инертных газов, углекислого газа, метана. Также в воздухе присутствует водяной пар.

В основе работы всех пневматических систем лежат фундаментальные законы термодинамики и гидродинамики, описывающие поведение реального газа. Однако многие свойства реальных газов с большой точностью описываются моделью идеального газа, в которой предполагается, что все частицы (молекулы) бесконечно малы (то есть размер молекул много меньше расстояний между ними) и взаимодействием частиц друг с другом можно пренебречь (то есть силы притяжения между молекулами не учитываются, а силы отталкивания возникают только при соударениях). Модель очень хорошо описывает большинство задач термодинамики газов, кроме экстремальных температур или давлений. Воздух при давлениях, близких к атмосферному, и температурах, близких к комнатной, с большой точностью является идеальным газом.

Свойства воздуха

Знание основных свойств воздуха необходимо для понимания работы устройств и приборов, относящихся к пневматическому оборудованию вагонов Московского метрополитена.

Основным свойством воздуха, которое используется в работе пневматического оборудования, является его способность к сжатию при увеличении давления и последующему расширению с совершением полезной работы. Жидкости, в отличие от газов, практически несжимаемы, и принципы работы устройств гидравлики несколько иные. Именно энергия аккумулированного сжатого воздуха и выполняет ту или иную работу в пневматических устройствах, что обеспечивает функционирование различных узлов как на отдельно взятом вагоне, так и на составе в целом.

Принцип работы всех пневматических устройств основан на создании разности давлений воздуха в рабочих камерах или полостях определенного узла или устройства, которая вызывает механическое воздействие на другой узел или на все пневматическое устройство в целом.

Закон Бойля-Мариотта

Параметры вещества в любом состоянии связаны друг с другом уравнением состояния, вид которого в большинстве случаев неизвестен. Лишь для газов, частицы которых достаточно далеки друг от друга и почти не взаимодействуют, такое уравнение известно сравнительно точно.

Рассмотрим газ, находящийся в некотором замкнутом объеме (рис. 1.1), т.е. параметры которого (температура, давление, плотность) одинаковы по всему объему и неизменны. Такая система называется равновесной. Если медленно уменьшать объем системы, поддерживая при этом постоянной ее температуру, можно увидеть, что давление газа в системе растет, причем если обозначить первоначальные значения давления и объема как P₀ и V₀, а конечные — как P₁ и V₁, то можно сделать вывод, что произведение давления и объема газа есть постоянная величина для любой точки процесса. То есть P₀V₀ = P₁V₁ = const при T=const.

Рис. 1.1. Изотермическое сжатие

Это соотношение носит название закона Бойля-Мариотта и формулируется так: произведение объема данной массы газа на его давление есть величина постоянная при неизменной температуре.

Примечания:

Процесс, протекающий при постоянной температуре, называется изотермическим. Реальный процесс сжатия газа, например, в компрессоре, не является изотермическим — уменьшение объема и увеличение давления сопровождается ростом температуры. Однако, если сжатый газ охладить до температуры, которую он имел до сжатия, можно будет увидеть, что для начальных и конечных значений объема и давления закона Бойля-Мариотта соблюдается.

Если изобразить изотермический процесс сжатия газа в виде графика, на одной оси которого будет отсчитываться объем, а на другой — давление (так называемая pV-диаграмма - рис. 1.2), то проявление закона Бойля-Мариотта состоит в том, что точки этого графика представляют собой множество вершин прямоугольников равной площади:

Рис. 1.2. PV-диаграмма

Напорная и общая пневматика

Под словами "общая пневматика" следует понимать пневматические устройства, относящиеся одновременно к нескольким пневматикам вагона (разобщительные краны, редукторы, электромагнитные вентили и т.д.)

Напорная пневматика предназначена для создания сжатого воздуха, его охлаждения, очистки от механических примесей, масла и влаги, его накопления и хранения с целью обеспечения работы всех пневматических устройств вагона.

В напорной магистрали поддерживается давление 6,3 – 8,2 Атм.

Змеевик

Змеевик предназначен для охлаждения сжатого в компрессоре воздуха, а также для частичной амортизации трубопровода напорной магистрали от вибрации, возникающей при работе мотор-компрессора.

Рис. 2.4. Змеевик-охладитель. Общий вид

Змеевик установлен под вагоном вертикально и поперек движения для лучшего обдува и охлаждения и крепится с помощью хомутов к кронштейнам рамы кузова.

Рис. 2.5. Змеевик-охладитель. Габариты

Змеевик представляет собой пять отрезков труб (3) с наружным диаметром 38 мм, сваренных между собой угольниками (1). На внешней поверхности труб приварены 245 стальных шайб (2) для увеличения площади змеевика и повышения эффективности теплоотдачи. Таким образом, температура сжатого воздуха снижается со 180⁰ С на входе в змеевик до примерно 50⁰ ÷ 60⁰ С на выходе.

Маслоотделитель

Маслоотделитель (рис. 2.6) Э-120Т предназначен для очистки сжатого в компрессоре воздуха от влаги и маслянистых включений.

Рис. 2.6. Маслоотделитель. Общий вид

На каждом вагоне установлены последовательно друг за другом два маслоотделителя. Они расположены между змеевиком и обратным клапаном Э-155 и крепятся при помощи кронштейнов (6) к раме кузова вагона.

Рис. 2.7. Маслоотделитель. Составные элементы

1 - крышка
2 - наполнитель
3 - крепежные болты
4 - сетчатые перегородки
5 - корпус
6 - кронштейны
7 - штуцер выходной
8 - штуцер входной
9 - штуцер сливного крана

Работа маслоотделителя. После змеевика сжатый воздух через входной штуцер (8) попадает внутрь корпуса (5) и, поднимаясь вверх, проходит через наполнитель (2), состоящий из множества тонкостенных латунных или стальных цилиндров общим весом около 800 гр, уложенных навалом в полости, образованной двумя сетчатыми перегородками (4). На поверхности этого наполнителя происходит процесс конденсации паров влаги и масла, и далее в капельном виде этот конденсат стекает вниз к штуцеру (9) сливного краника. Очищенный сжатый воздух проходит через выходной штуцер (7) в съемной крышке (1) в следующий маслоотделитель, где снова происходит процесс очистки и осушения воздуха, хотя его интенсивность ниже, чем в первом устройстве. Съемная крышка маслоотделителя крепится к корпусу шестью болтами (3) через резиновую прокладку.

Рис. 2.8. Маслоотделитель. Габаритные и посадочные размеры

Слив конденсата из каждого маслоотделителя производится в ТО-1 при помощи сливного краника.

Примечания:

Кроме описанного выше устройства для более качественной очистки воздуха перед пневматическими и электропневматическими приборами, а также в начале ответвления магистралей от напорного трубопровода установлены дополнительные сетчатые контактные фильтры, состоящие из корпуса (1), фильтра (2) и заглушки (3). Фильтр представляет собой две латунные гильзы, между которыми расположен фильтрующий элемент, состоящий из тонкошерстного войлока или фетра.

Рис. 2.9. Фильтр вторичной очистки

Мотор-компрессор ЭК-4Б

Мотор-компрессор ЭК-4Б предназначен для производства сжатого воздуха на вагоне и его нагнетания в главный резервуар с целью накопления.

Установлен под вагоном в его хвостовой части в районе второй тележки и крепится к специальным кронштейнам рамы кузова при помощи трех болтов с использованием резинометаллических втулок-амортизаторов.

Рис. 2.10. Компрессор. Общий вид и базовые составные части

Состоит из трех основных узлов — электродвигателя (1), компрессора (3) и редуктора (2). Осевая линия валов мотор-компрессора располагается поперек кузова вагона, а электродвигатель крепится к корпусу (картеру) компрессора при помощи шести болтов М16. Картер компрессора, отливаемый из серого чугуна, является деталью, на которой монтируются все остальные узлы. Доступ в корпус осуществляется через окна, закрываемые крышками. Связующим звеном между электродвигателем и компрессором является двухступенчатый редуктор.

Рис. 2.11. Работа компрессора

Электродвигатель

Предназначен для создания крутящего момента на коленчатом валу компрессора.

Рис. 2.12. Двигатель мотор-компрессора. Составные части

Узел двигателя состоит из следующих элементов: электродвигателя (1), прессшпановой прокладки (2), малой (ведущей) шестерни (3), которая фиксируется на валу электродвигателя с помощью шпонки (7), упорной шайбы (4) и пластинчатой шайбы (5), а также двух болтов (6).

Электродвигатель ДК-408В представляет собой четырёхполюсную коллекторную машину постоянного тока с напряжением питания 750 В мощностью 4,5 кВт и частотой вращения якоря (вала двигателя) 1500 об/мин.

Редуктор

Предназначен для уменьшения частоты вращения коленчатого вала компрессора при передаче на него крутящего момента с вала электродвигателя при одновременном увеличении крутящего момента на коленчатом валу.

Рис. 2.13. Редуктор мотор-компрессора

Редуктор выполнен в виде четырех косозубых цилиндрических шестерен. Шестерня (3) находится на валу электродвигателя и является ведущей, а шестерня (4) — на коленчатом валу компрессора и является ведомой. Шестерни (1) и (2) служат в качестве промежуточного звена и располагаются на отдельном эксцентриковом валу, ось которого находится ниже осей двух основных валов — электродвигателя и коленчатого вала компрессора. При этом с шестерней (3) входит в зацепление шестерня (2), а с шестерней (4) — шестерня (1).

Общее передаточное число редуктора — 3,9.

Примечания:

Передаточным числом редуктора называется отношение частоты ведущего вала к частоте ведомого, т.е. отношение частоты вращения вала электродвигателя к частоте вращения коленчатого вала компрессора.

Компрессор

Предназначен для непосредственного сжатия поступающего воздуха.

По устройству и принципу работы мотор-компрессор:

• поршневой, с кривошипно-шатунным механизмом
  
• с горизонтальным расположением цилиндров
  
• двухцилиндровый
  
• однорядный
  
• воздушного (естественного) охлаждения
  
• простого действия
  
• одноступенчатого сжатия
  
• низкого давления
  
• малой производительности

Режим работы — повторно-кратковременный с продолжительностью включения до 50 %.

Примечания:

Производительностью называется количество сжатого до давления нагнетания воздуха, которое создает компрессор за единицу времени (л/мин).

Основные технические характеристики:

• Давление нагнетания — не более 8,2 АТ
• Производительность расчетная — 700 л/мин
• Производительность (эффективная) — не менее 420 л/мин
• Частота вращения коленчатого вала (номинальная) — 385 об/мин
• Потребляемая мощность (мощность, затрачиваемая на вращение коленчатого вала компрессора) — 3,7 кВт
• Диаметр цилиндра — 112 мм
• Ход поршня — 92 мм
• Направление вращения коленчатого вала (если смотреть со стороны электродвигателя) — по часовой стрелке
• Масса мотор-компрессора в сборе — 313 кг, из них компрессор вместе с редуктором — 104 кг.

Устройство компрессора

Компрессор представляет собой картер (корпус) (рис. 2.14), в котором в двух шариковых подшипниках вращается двухколенный коленчатый вал (1). Подшипник (2) вмонтирован в кольцевую расточку торцевой стенки внутри картера, а подшипник (12) — в съемную крышку (8), которая крепится к картеру с торца через прессшпановую прокладку (10) четырьмя болтами и имеет прилив в виде втулки под болт подвески, а также штуцер, закрываемый пробкой (11), необходимый для вентиляции картера. Внутренние кольца подшипников (вместе с ведомой шестерней (4)) поджимаются упорными шайбами (5), а их болты (7) контрятся пластинчатыми шайбами (6). Внешнее кольцо подшипника (12) фиксируется в крышке (8) с помощью стопорного кольца (9).

Рис. 2.14. Коленчатый вал и опорные подшипники

К каждой шейке коленчатого вала крепится (рис. 2.15) шатун (21), имеющий разъемную головку (18), скрепляющуюся двумя шатунными болтами (15) через прокладки (16) и разбрызгиватель (17). Болты завинчиваются гайками (19) и стопорятся шплинтами (20). При сборке нижней головки используются направляющие штифты (22). Нижняя головка в сборе с заливкой (23) представляет собой нижний шатунный подшипник. В верхнюю головку шатуна (14) запрессовывается бронзовая втулка (13), являющаяся верхним шатунным подшипником для поршневого пальца, при помощи которого поршень соединяется с шатуном.

Рис. 2.15. Составные части шатуна

Каждый поршень (1) (рис. 2.16) с внешней стороны имеет четыре кольцевых канавки (ручья) для четырех поршневых колец. Из них ближайшие к днищу поршня предназначены для компрессионных колец (2), изготовленных из чугуна, а две других канавки используются для маслосъемных колец (3), выполненных из капрона или алюминиевого сплава. Одно из этих колец устанавливается сразу за двумя компрессионными, а второе маслосъемное кольцо размещается на юбке поршня. Требуемая упругость маслосъемных колец обеспечивается волновыми пружинными эспандерами (6), которые закладываются в канавки поршня под кольца. Подвижное соединение шатуна с поршнем обеспечивается установкой поршневого пальца (4), который фиксируется двумя стопорными кольцами (5).

Рис. 2.16. Поршень компрессора

Оба поршня размещаются в блоке цилиндров (4) (рис. 2.17), который крепится к картеру шестью шпильками М14 (1) через прессшпановую прокладку (2) с использованием двух направляющих штифтов (3). На шпильки навинчиваются гайки (6) с пружинными шайбами (5).

Рис. 2.17. Блок цилиндров

Блок цилиндров завершается крышкой клапанной коробки (17), между нею и блоком цилиндров размещается сама клапанная коробка (9). Крепление крышки и клапанной коробки к блоку цилиндров производится шестью шпильками М16 (7) через уплотнительные прокладки (8) и (15), изготовленные из прессшпана или паронита с использованием направляющего штифта (16). На шпильки навинчиваются гайки (19) с пружинными шайбами (18).

Крышка клапанной коробки изнутри разделена на две обособленных полости — всасывающую, находящуюся снизу и заканчивающуюся снаружи входным штуцером (А) и нагнетательную, находящуюся сверху и заканчивающуюся снаружи выходным штуцером (В). Крышка и блок цилиндров с внешней стороны снабжены ребрами для усиления теплоотдачи.

Примечание:

При вращении коленчатого вала шатунная шейка совершает круговое движение, так же, как и нижняя головка шатуна. При этом верхняя головка шатуна и поршни совершают возвратно-поступательное движение. Движение, которое совершает шатун в целом, называется плоским.

Клапанная коробка

Клапанная коробка представляет собой две стальных плиты (1), между которыми в углублениях размещаются двенадцать стальных упругих пластин (3). Каждый клапан образует группа из трех пластин — таким образом, каждый цилиндр компрессора снабжен одним блоком из трех всасывающих клапанов (снизу) и одним блоком из трех нагнетательных клапанов (сверху). Фиксация пластины между плитами осуществляется при помощи шпонок (2). Сами плиты соединяются между собой посредством двух винтов (4) с гайками (5)

Рис. 2.18. Узел клапанов

Работу клапанной коробки иллюстрирует схема.

Рис. 2.19. Работа клапанов

При неработающем компрессоре (рис. 2.19) его поршни (3) неподвижны, пластины всасывающего (1) и нагнетательного (2) клапанов занимают свободное (вертикальное) положение. При работе компрессора работу каждого цилиндра можно разделить на два такта — всасывания и нагнетания.

При всасывании воздуха в цилиндр объем под поршнем увеличивается (при этом поршень на рис. 2.19 движется влево), и пластины всасывающего клапана, прижимаясь к упорному бурту, прогибаются и пропускают воздух в цилиндр. В это же время пластины нагнетательного клапана, также прогибаясь, еще более плотно прижимается к седлу, тем самым исключая попадание воздуха из нагнетательного патрубка обратно в компрессор.

При нагнетании воздуха объем под поршнем уменьшается — происходит сжатие — на рис. 2.19 это соответствует движению поршня вправо. Упругое усилие пластины нагнетательного клапана рассчитано так, что она начинает отгибаться от седла, когда давление в цилиндре становится равным расчетному давлению нагнетания — при этом уже пластины всасывающих клапанов оказываются плотно прижаты к своим седлам. Таким образом, действие пластин нагнетательного клапана аналогично действию пластин всасывающего клапана.

Смазка компрессора

Для смазки компрессора применяется компрессорное масло К-12 (для зимы) или К-19 (для лета). Масло объемом 2,5 л заливается в картер через горловину в его верхней части. Уровень масла определяется по маслоуказателю, который представляет собой щуп, вмонтированный в винтовую пробку. Она вкручивается в резьбовое отверстие, расположенное на задней стенке картера (с противоположной от блока цилиндров стороны) и использующееся для подлива масла в картер.

Рис. 2.20. Маслоуказатель компрессора

Смазка трущихся частей компрессора — барботажная, осуществляется с помощью двух разбрызгивателей (2) (рис. 2.21), установленных в разъемах нижних шатунных головок. При вращении коленчатого вала эти части шатунов совершают круговое движение, при этом ребристая поверхность разбрызгивателя, погружаясь в масло, разбрызгивает его при последующем перемещении вверх. Таким образом, внутри картера создается масляный туман. Этой масляной взвесью и смазываются нижние шатунные подшипники (1) и все остальные трущиеся части компрессора. Смазка зубчатой передачи редуктора происходит за счет двух нижних шестерен промежуточного звена, погруженных в масляную ванну.

Рис. 2.21. Разбрызгиватель компрессора

Примечание:

При постановке состава в депо машинист обязан проверить на ощупь степень нагрева картера компрессора — он должен быть тёплым или горячим, но не обжигающим руку. Следует проверить надежность крепления мотор-компрессора и состояние всех его узлов. Также необходимо обратить внимание на целостность двух предохранительных тросов, опоясывающих мотор-компрессор снизу и служащих для предотвращения его падения на путь в случае излома элементов подвески.

Двухступенчатый компрессор

На локомотивах железнодорожного транспорта применяются двухступенчатые компрессоры типа КТ6-Эл. Они имеют две ступени сжатия. Первая ступень имеет два цилиндра, вторая — один. Между первой и второй ступенью воздух проходит через радиатор промежуточного охлаждения. Рабочее давление сжатого воздуха составляет 9,0 кгс/см².

Рис. 2.24. Схема работы двухступенчатого компрессора

Воздушные резервуары

Воздушные резервуары (емкости) предназначены для создания необходимого запаса сжатого воздуха определенного давления для обеспечения действия пневматических приборов и электрических аппаратов после остановки компрессоров.

Рис. 2.25. Воздушный резервуар

Резервуары наполняются сжатым воздухом давлением 5÷8 АТ и относятся к наиболее ответственному оборудованию вагонов метрополитена.

В зависимости от типа, на вагоне может быть установлено несколько воздушных резервуаров: от двух на номерных вагонах с краном машиниста № 013 до четырех на вагонах "Е" с краном машиниста № 334.

Все резервуары размещаются под вагоном и крепятся к раме кузова посредством двух хомутов с использованием деревянных подкладок ― между рамой кузова и резервуаром.

Примечания:

Применение деревянных подкладок обусловлено, прежде всего, хорошей изоляционной способностью дерева. В случае непреднамеренного переброса низковольтного напряжения на трубопроводы магистрали управления, а через них на все трубопроводы, воздушные резервуары также окажутся под напряжением. Резервуары, благодаря своему большому объему, начнут выступать в роли конденсаторов электрической энергии, что может вызвать пробой, т.е. появление дугового искрообразования между резервуаром и заземленной рамой кузова. Структура металла стенки резервуара будет нарушена.

Переброс напряжения может возникнуть из-за неисправности электромагнитных вентилей цепи управления и разрушения орешковых изоляторов.

Обратные клапаны

Обратные клапаны предназначены для пропуска сжатого воздуха в одном направлении — в направлении соответствующего воздушного резервуара и предотвращении его пропуска в противоположном направлении. На каждом вагоне установлены минимум два обратных клапана.

Рис. 2.27. Обратный клапан. Общий вид

Обратный клапан типа Э-155 имеет трубную резьбу диаметром 1¹/₄" и устанавливается перед главным резервуаром. Предназначен для предотвращения выхода сжатого воздуха из главного резервуара в обратную сторону после остановки мотор-компрессора. После остановки компрессора обеспечивает сохранение воздуха в главном резервуаре, чем облегчает последующий пуск компрессора.

Обратный клапан типа Э-175 имеет трубную резьбу диаметром 1/2" и устанавливается перед запасным резервуаром. Предназначен для предотвращения выхода сжатого воздуха из запасного резервуара в обратную сторону при разрыве главного резервуара или трубопроводов напорной магистрали, проходящих под кузовом вагона и заканчивающихся до обратного клапана Э-175.

Для правильного монтажа клапанов в соответствующем трубопроводе напорной магистрали на корпусе каждого из них отлита стрелка, указывающая направление движения сжатого воздуха при открытом клапане.

Примечания:

Отличие обратных клапанов друг от друга заключается в следующем. Клапан Э - 155 в три раза больше Э - 175, имеет снизу латунного стакана резиновое кольцо для уплотнения посадочной поверхности, посадочная поверхность Э - 175 просто притерта к своему седлу. При этом оба стакана и выполняют роль клапанов при пропуске сжатого воздуха.

Работа обратного клапана

При включении мотор-компрессора усилием давления сжатого воздуха снизу стакан плавно отрывается от своего седла, поднимается вверх до упора в резиновую прокладку и в течении всего времени работы мотор-компрессора остается в верхнем положении, пропуская сжатый воздух в направлении к соответствующему воздушному резервуару. При отключении мотор-компрессора стакан под действием собственного веса плавно опускается вниз и, прижимаясь к своему седлу, отсекает соответствующий воздушный резервуар от нагнетательного тракта остановившегося мотор-компрессора.

Рис. 2.31. Обратный клапан Э-155. Стакан клапана

Плавность хода стакана вверх и вниз обеспечивается наличием неплотности с его внешней стороны. При ходе стакана вверх воздух, находящийся под ним в камере "В" (рис. 2.31) начинает сжиматься и перетекать по неплотности стакана вниз, предоставляя ему возможность подняться на максимальную высоту. При ходе стакана вниз в камере "В" создается разрежение и воздух начинает перетекать по неплотности стакана вверх, обеспечивая наполнение камеры "В" и предоставляя возможность стакану плавно опуститься на свое седло.

Рис. 2.32. Работа обратного клапана

Предохранительный клапаны

Предохранительный клапан типа Э-216 предназначен для выпуска избыточного воздуха в случае повышения давления в напорной магистрали свыше 9,0 ÷ 9,2 АТ. Это может происходить из-за неисправности регулятора давления, в том случае если мотор-компрессор работает без остановки.

Рис. 2.33. Предохранительный клапан. Общий вид

Предохранительный клапан устанавливается после главного резервуара на отводе от трубопровода напорной магистрали.

• Рабочее давление, кгс/см² (МПа) 6 ÷ 10 (0,6 ÷ 1,0)
• Присоединительные размеры резьбы G ¹/₂ — B
• Габаритные размеры, мм 202 Х 72
• Масса, кг 2

Регулятор давления

Регулятор давления АК-11Б предназначен для автоматического поддержания давления сжатого воздуха в напорной магистрали в диапазоне от 6,3 АТ до 8,2 АТ путем включения и отключения мотор-компрессора. Установлен на вагонах типа "Е" в кабине машиниста за его креслом, а на вагонах типа "Еж-3" и на номерных вагонах находится в салоне под первым левым шестиместным сидением головного вагона.

Примечание:

На вагонах типа "Е" постоянно работает регулятор давления, соответствующий включенному тумблеру мотор-компрессора. На вагонах типа "Еж-3" и номерных вагонах оба регулятора работают параллельно и независимо друг от друга.

Рис. 2.39. Регулятор давления. Общий вид

Технические данные регулятора давления следующие:

• Раствор контактов, мм 5 ÷ 15
• Нажатие контактов, Н (кгс) 2 ÷ 5 (0,2 ÷ 0,5)
• Ток продолжительного режима, А 20
• Номинальное напряжение, В 70
• Давление воздуха, МПа (кгс/см²):
• для включения 0,63 ÷ 0,68 (6,3 ÷ 6,8)
• для отключения 0,77 ÷ 0,82 (7,7 ÷ 8,2)

Регулятор давления подключен к напорной магистрали через расположе

Работа регулятора давления

В начальный момент подвижный и неподвижный контакты замкнуты, и мотор-компрессор работает. В этом случае давление воздуха в напорной магистрали, а, следовательно, и под диафрагмой регулятора, растет. Под действием давления воздуха диафрагма прогибается вверх, перемещая вверх упорный поршень (16) и преодолевая действие регулировочной пружины (10). При этом, изогнутый рычаг (14) поворачивается на оси (13А) против часовой стрелки и его левое плечо будет опускаться вниз, а правое плечо — подниматься вверх. Когда рычаг пройдет мертвую точку, то есть левое плечо рычага станет в одну плоскость с подвижным контактом (3) и контактной пружиной (6), последняя перебросит подвижный контакт на упорный винт (4). Произойдет размыкание подвижного и неподвижного (2) контактов, и, как следствие, остановка мотор-компрессора на составе.

При снижении давления воздуха в напорной магистрали происходит уменьшение давления воздуха под диафрагмой регулятора. Под действием усилия регулировочной пружины будет происходить обратный процесс: упорный поршень начнет перемещаться вниз, а изогнутый рычаг поворачиваться по часовой стрелке. После того, как рычаг пройдет мертвую точку (но уже при несколько большем угле левого плеча рычага к горизонтальной плоскости), контактная пружина снова перебросит подвижный контакт на неподвижный. Произойдет их замыкание и включение мотор-компрессора на составе.

Рис. 2.41. Работа регулятора давления.

Разобщительные краны

Разобщительные краны служат для включения и выключения пневматических магистралей, систем и приборов и устанавливаются на трубопроводах, идущих к ним. При всем многообразии все разобщительные краны делятся на три группы:

• двухходовые
  
• трехходовые
  
• четырехходовые

Четырехходовые краны применяются только в пневмоприводе ЭКК и будут рассмотрены в соответствующей главе.

Стоп-краны

Стоп-краны предназначены для экстренного пневматического торможения состава из любого вагона путем разрядки ТМ экстренным темпом. Рукоятки со штангами от этих кранов размещаются на головных вагонах — в кабине машиниста слева и под спинкой последнего правого дивана в салоне вагона (с укороченной штангой). На всех промежуточных вагонах без кабины машиниста рукоятки с укороченными штангами от этих кранов находятся в салоне вагона под спинками первого левого и последнего правого диванов (по диагонали) (рис. 2.48).

Рис. 2.48. Установка стоп-крана на вагоне

По принципу действия стоп-кран является обычным двухходовым краном. При нормальном движении состава этот кран должен быть перекрыт, а для производства экстренного торможения кран при помощи рукоятки следует перевести в открытое положение, т.е. повернуть рукоятку на себя — в этом случае начнется экстренная разрядка ТМ в атмосферу.

Пневмопривод ЭКК

Пневмопривод электроконтактной коробки предназначен для соединения низковольтных электрических цепей смежных вагонов после их сцепления.

Он установлен на номерных вагонах, размещается на автосцепках и снабжается сжатым воздухом НМ.

Рис. 2.49. Пневмопривод ЭКК. Размещение на вагоне

Рис. 2.50. Пневмопривод ЭКК. Составные элементы

Рис. 2.51. Пневмоцилиндр. Общий вид

Рис. 2.52. Пневмоцилиндр. Разрез

Пневмопривод состоит из следующих элементов:

• Двухходовой разобщительный кран (1).
• Четырехходовой кран управления пневмоцилиндром (2).
• Две резинотканевые трубки (3).
• Пневмоцилиндр (4) с поршнем и штоком (5).
  

Рис. 2.53. Управление пневмоцилиндром пневмопривода ЭКК

Работа пневмопривода ЭКК. Управление пневмоцилиндром по выдвиганию или задвиганию электрических пальцев (штепсельных разъемов) в ЭКК производится при помощи четырехходового крана, приводимого в действие реверсивной рукояткой, которая вставляется для этого в наконечник, находящейся на квадратном хвостовике пробки крана. Из рис. 2.53 видно, что при таком положении пробки четырехходового крана воздух из НМ проходит в полость 2 пневмоцилиндра, а полость 1 пневмоцилиндра сообщается с атмосферой. При этом в данный момент электрические пальцы выдвинуты. Если пробку четырехходового крана повернуть на 90⁰ по часовой стрелке, то уже полость 1 пневмоцилиндра будет сообщаться с НМ, а полость 2 — с атмосферой, и электрические пальцы в ЭКК вдвинутся внутрь ЭКК.

Управление четырехходовым краном осуществляют при помощи реверсивной ручки (рис. 2.54).

Рис. 2.54. Реверсивная ручка

Примечания:

А) Принимая состав в депо, машинист обязан убедиться, что двухходовые краны на всех промежуточных автосцепках находятся в открытом положении, на концевых автосцепках — в закрытом положении.

Б) Для надежного соединения электрических пальцев одной ЭКК со втулками на смежной ЭКК выдвигать электрические пальцы для соединения низковольтных электрических цепей следует при давлении воздуха в НМ не менее 6,0 АТ. Если вместо электрических пальцев применяются штепсельные разъемы, такого ограничения нет.

Соединительные рукава

Соединительный резинотканевый рукав предназначен для обеспечения гибкого неразъемного соединения воздухопроводов на вагоне. В частности, такие рукава установлены между пневматическими магистралями кузова, тележки и автосцепки, а также при подключении магистрали к срывному клапану

Рис. 2.55. Соединительный рукав. Составные элементы

Составные элементы любого соединительного резинотканевого рукава:

• Резинотканевая трубка (5)
  
• Два наконечника (4), вставленные в трубку с обеих сторон с применением специального клея
  
• Два хомута (3) с болтами и гайками, дополнительно фиксирующие наконечники в трубке
  
• Две накидные гайки (2)
  
• Два штуцера (1) с уплотнительными прокладками. Каждый штуцер имеет внутреннюю резьбу для соединения с трубопроводами и внешнюю для движения накидных гаек

1 - штуцер
2 - гайка
3 - хомут
4 - наконечник
5 - резинотканевая трубка

На головных вагонах типа "Е" и "Еж-3" семь соединительных рукавов, а на головных номерных вагонах ― девять (из-за наличия стояночного тормоза):

1. К пневмоклапанам напорной и тормозной магистрали ― две штуки на каждую автосцепку
2. К тормозным цилиндрам ― по одной штуке на тележку
3. К стояночным тормозам ― по одной штуке на тележку
4. К срывному клапану ― одна штука

Все рукава конструктивно абсолютно одинаковы и отличаются лишь размерами внутренней и внешней резьбы штуцеров. Для пневмоклапанов автосцепок внутренняя резьба штуцеров составляет 1 ¹/₄ дюйма, а для всех остальных рукавов ― 3/4 дюйма.

Для соединения рукава вначале на резьбовую часть трубы наворачивают штуцер, а затем плотно затягивают накидную гайку на штуцере.

При сборке нового рукава под головку одного из болтов на хомутах устанавливают металлическую бирку с клеймом ОТК. При этом по нормам эксплуатации зазор между ушками хомутов должен быть 7 ÷ 16 мм (рис. 2.55). Такое же расстояние должно быть между хомутом и торцом резинотканевой трубки. Далее рукав подвергается испытанию на воздухопроницаемость в водяной ванне при давлении воздуха 10 АТ в течение 1 минуты, появление пузырьков воздуха не допускается. Затем белой краской на рукав наносят дату испытания. Максимальный срок службы рукава ― 12 лет.

До установки на вагон рукава хранят в защищенном от света месте, вдали от смазочных материалов и отопительных приборов при температуре наружного воздуха от 0° до 25° С.

К эксплуатации не допускается рукав:

• с трещинами или с расслоением резины
  
• при несоответствии зазоров (7÷16 мм)
  
• без бирки ОТК
  
• дата испытания на воздухопроницаемость которого не указана
  
• с истекшим сроком службы
  

При осмотре подвагонного оборудования следует обращать внимание на отсутствие дутья воздуха из рукава, а также на то, чтобы рукав висел свободно и не касался другого подвагонного оборудования.

Пневмоклапан автосцепки

Предназначен для автоматического соединения воздушных магистралей (напорной и тормозной) смежных вагоно