Преимущества и недостатки ЭПТ.
На пассажирском подвижном составе Российских железных дорог применяется прямо действующий неавтоматический ЭПТ, обеспечивающий торможение с разрядкой и без разрядки ТМ и состоящий из одной тормозной магистрали, приборов питания и управления ЭПТ и электровоздухораспределителей, установленных на каждой единице подвижного состава и соединенных электрическими проводами с приборами питания и управления.
ЭПТ, по сравнению с пневматическими тормозами, обладают существенными преимуществами:
Ø сокращение тормозного пути и повышение плавности торможения за счет одновременности срабатывания тормозов в поезде и уменьшения времени наполнения ТЦ;
Ø гибкое регулирование тормозной силы, высокая точность остановки поезда - то есть лучшая управляемость тормозами за счет наличия ступенчатого отпуска;
Ø практическая неистощимость в действии, то есть возможность торможения без разрядки ТМ и пополнения запасных резервуаров из тормозной магистрали через воздухораспределители;
Ø при торможении ЭПТ давление в ТЦ не зависит от величины выхода штока.
Использующийся в настоящее время ЭПТ обладает также рядом недостатков:
Ø неавтоматичность действия (так, например, при потере питания ЭПТ при служебном торможении происходит самопроизвольный отпуск);
Ø относительно низкая надежность;
Ø отсутствие ограничения предельного давления в ТЦ при длительной выдержке ручки крана машиниста в положении VА.
Структурная схема двухпроводного ЭПТ представлена на рис. 7.2. В комплект схемы входит блок питания 3, подключенный к локомотивной аккумуляторной батарее 2; контроллер 1 крана машиниста, световой сигнализатор 4 с тремя сигнальными лампами, блок управления 5, линейные провода - рабочий №1 и контрольный №2, соединенные между собой с помощью клеммных коробок 6, междувагонных соединений 7 и изолированной подвески 8, электровоздухораспределители (ЭВР) усл. № 305-000, представленные на рисунке в виде катушек, отпускного 10 и тормозного 11 вентилей и включенного между ними диода 9.
Для контроля напряжения цепей управления ЭПТ используется вольтметр «V».
Структурная схема двухпроводного ЭПТ и назначение тормозных приборов.
Блок питания БП (статический преобразователь) является источником постоянного и переменного тока для питания и контроля цепей ЭПТ. Статические преобразователи рассчитаны на входное напряжение питания 50 пли 110 В и должны обеспечивать на выходе: для цепей управления ЭПТ – напряжение постоянного тока 50 В при величине тока 7 – 8 А; для цепей контроля – напряжение переменного тока 50 В при величине тока 0,5 – 0,6 А и частоте 625 Гц.
Блок управления БУ представляет собой прибор, в котором сосредоточена вся релейно-контактная часть ЭПТ. БУ включает в себя четыре реле: сильноточное «К» с силовым контактом К1, контрольное «КР» с контактами КР1 и КР2, тормозное «ТР» и отпускное «ОР» с соответствующими контактными группами ТР1 – ТР5 и ОР1 – ОР5.(см. рис. 7.8.). Все реле за исключением сильноточного имеют выдержку времени на отключение. Клок управления содержит также выпрямительный мост «ВК», конденсатор замедления «Сз», включенный параллельно катушке реле «КР», шунтирующий конденсатор «Сш», резисторы ограничения тока и предохранители.
Световой сигнализатор имеет три лампы: «О» - отпуск («линия»), которая горит при всех положениях ручки крана машиниста и свидетельствует о целостности линейных проводов; «П» - ерекрыша, горит при III и IV положениях ручки крана машиниста; «Т» - торможение, горит при VА, V и VI положениях ручки крана машиниста.
Контроллер крана машиниста – используется для непосредственного управления ЭПТ.
Междувагонные соединения – состоят из рукавов с универсальными соединительными головками усл. № 369 А.
Клеммные коробки – используются для крепления и соединения линейных проводов.
Изолированные подвески – служат для подвешивания соединительных рукавов на локомотиве и на хвостовом вагоне.
======================================================
Электровоздухораспределитель
Усл.№ 305-000
Электровоздухораспределитель (ЭВР) усл.№ 305-000 (рис. 7.3) состоит из четырех основных частей: электрической части 6, пневматического реле 28, рабочей каперы 30 и переключательного клапана 21.
Электрическая часть.
Состоит из корпуса 6, в котором на фланцах 2 и 17 установлены отпускной (ОБ) и тормозной (ТВ) вентили, закрытые кожухом 26 через резиновую прокладку. Катушки вентилей укреплены на сердечниках 18. Уплотнением фланцев 2 и 17 служат металлические диафрагмы 4 с паронитовыми прокладками. Величина тока отпадания якорей 3 и 16 регулируется винтами 1, вращением которых изменяется величина воздушного зазора между сердечником и якорем. Регулировочный винт ОВ имеет сквозной осевой канал диаметром 1,3 мм. Якоря ОВ и ТВ имеют направляющие хвостовики во втулках 5, запрессованных в корпус 6. В якоре 3 отпускного вентиля помещен отпускной клапан, а в якоре 16 тормозного вентиля - тормозной клапан 14. В седле 15 тормозного клапана имеется калиброванное отверстие диаметром 1,8 мм.
При невозбужденных катушках электромагнитов якоря 3 и 16 удерживаются в нижнем положении пружинами, расположенными между якорями и металлическими диафрагмами 4.
На ярме 27 закреплен диод 25. Провода от катушек и диода выведены на зажимы колодки 24, которая соединена с контактной колодкой 23, укрепленной на фланце корпуса электрической части. Колодка 22 крепится к фланцу рабочей камеры. Обе колодки имеют по три зажима и по три электрических контакта. В схеме двухпроводного ЭПТ используется только по одному зажиму и одному контакт.
Пневматическое реле.
Состоит из корпуса 28 и ввернутого в него цоколя 29 с уплотнительной манжетой и атмосферными отверстиями. Между корпусом электрической части и корпусом пневматического реле помещена резиновая диафрагма 13 с укрепленным на ней металлическим стаканом 12, на «дне» которого винтом закреплена резиновая шайба 7, выполняющая функции выпускного клапана. В корпусе реле расположен шток 8 со сквозным осевым каналом 10. На штоке 8 гайкой закреплен впускной (питательный) клапан 9, который пружиной прижимается к седлу (направляющей втулке) 11. Седлом клапана 7 является верхняя торцовая часть штока 8.
Переключательный клапан 21 с двумя резиновыми кольцами расположен в корпусе 20, закрытом с обеих сторон крышками 19, которые служат седлами переключательного клапана. Корпус клапана крепится шпильками к рабочей камере ЭВР.
Рабочая камера 30 имеет полость объемом 1.5л и четыре фланца для крепления электрической части ЭВР, воздухораспределителя усл.№ 292, переключательного клапана и для монтажа рабочей камеры на крышке тормозного цилиндра.
Электровоздухораспределитель усл.№ 305-001, используемый в схеме ЭПТ электро- и дизель-поездов, отличается от ЭВР усл.№ 305-000 диаметром осевого канала в регулировочном винте отпускного вентиля (2,0 мм вместо 1,3 мм), отсутствием диода и схемой включения в электрические цепи управления ЭПТ.
Действие электровоздухораспределителя.
Зарядка.
При I и II положениях ручки крана машиниста (Рис. 7.4)отпускной и тормозной вентили обесточены, их якоря своими пружинами отжаты в нижнее положение. При этом через открытый отпускной клапан и осевой канал диаметром 1,3 мм отпускного вентиля РК и полость над диафрагмой 13 сообщаются с атмосферой, а тормозной клапан 14 закрывает отверстие диаметром 1,8 мм, разобщая РК от ЗР. Зарядка запасного резервуара происходит из ТМ через воздухораспределитель усл.№ 292, который находится в отпускном положении. Одновременно сжатый воздух по каналам ЗР проходит к тормозному клапану 14 и под питательный клапан 9.
Торможение.
При постановке ручки крана машиниста в положения VА, V и VI оба вентиля ЭВР получают питание и их якоря притягиваются к сердечникам. При этом отпускной клапан закрывает осевой канал ОВ, разобщая РК от атмосферы, а тормозной клапан открывает отверстие диаметром 1,8 мм, сообщая полость над диафрагмой 13 и рабочую камеру с запасным резервуаром. Сжатый воздух из ЗР начинает перетекать в РК. Диафрагма 13 прогибается вниз, закрывает выпускным клапаном атмосферный канал в штоке 8 и открывает питательный клапан 9. Воздух из ЗР поступает в полость под диафрагмой и далее к переключательному клапану 21, перемещает последний до упора вправо и проходит в ТЦ.
Переключательный клапан, переместившись вправо, разобщает ТЦ от атмосферы со стороны воздухораспределителя.
Переключательный клапан, переместившись вправо, разобщает ТЦ от атмосферы со стороны воздухораспределителя.
Калиброванное отверстие диаметром 1,8 мм позволяет создать в РК, а следовательно, и в ТЦ давление 3,0 кгс/см2 за 2,5 – 3,5 с. Таким образом, темп наполнения ТЦ составляет приблизительно 1 кгс/см2 за 1 с. Величина давления в РК, а значит и в ТЦ, зависит от длительности возбуждения катушки тормозного вентиля и не зависит от величины объема и плотности ТЦ, поскольку объемы рабочих камер и диаметры отверстий в седлах тормозных клапанов одинаковые.
При торможении ЭПТ положением крана машиниста VА (VЭ) разрядки тормозной магистрали через кран машиниста не происходит, однако за счет пополнения запасных резервуаров через воздухораспределитель усл.№ 292. который находится при этом в отпускном положении, наблюдается незначительное понижение давления в ТМ (не более, чем на 0,2 – 0,3 кгс/см2, в зависимости от величины выполненной ступени торможения). При управлении ЭПТ без разрядки ТМ повышается их неистощимость и снижается расход воздуха на торможение.
При служебном торможении ЭПТ с разрядкой ТМ воздухораспределители усл.№ 292 также остаются в отпускном положении, поскольку снижение давления в ЗР (в ЗК) в процессе наполнения ТЦ происходит на большую величину, чем в тормозной магистрали (в МК).
Перекрыша.
При постановке ручки КМ в положение перекрыши ОВ остается под напряжением, а ТВ теряет питание и тормозной клапан 14 перекрывает калиброванное отверстие диаметром 1,8 мм. При этом РК оказывается разобщенной и от ЗР и от атмосферы и, следовательно, в РК устанавливается определенное стабильное давление. Питательный клапан 9 продолжает пропускать воздух из ЗР в ТЦ, повышая давление в полости под диафрагмой 13. При выравнивании давлений в полости под диафрагмой (то есть в ТЦ) и в РК, диафрагма 13 займет горизонтальное положение, при котором выпускной клапан будет закрыт, а питательный клапан 9 закроется под действием своей пружины, прекращая перетекание воздуха из ЗР в ТЦ.
Отпуск.
При постановке ручки КМ в отпускное или поездное положение ОВ и ТВ обесточены. При этом РК тормозным клапаном 14 разобщена от ЗР, а отпускной клапан открывает осевой канал диаметром 1,3 мм в отпускном вентиле. Воздух из РК через осевой канал отпускного вентиля начинает выходить в атмосферу. При этом нарушается равновесие давлений на диафрагме 13, и последняя под действием сжатого воздуха из ТЦ прогибается вверх, открывая выпускной клапан 7. Воздух из ТЦ начинает выходить в атмосферу через осевой канал в штоке 8 и атмосферные отверстия в цоколе 29.
Время отпуска с 3,0 кгс/см2 до 0,4 кгс/см2 составляет 8 - 10 с при диаметре осевого канала отпускного вентиля 1,3 мм или 3,5 - 4.5 с при диаметре 2,0 мм.
Ступенчатый отпуск тормоза возможен при переводе ручки КМ из перекрыши в поездное положение и опять в перекрышу. То есть величина ступени отпуска определяется
временем, в течение которого будет находиться без питания ОВ ЭВР. Минимальная ступень отпуска - снижение давление в ТЦ на 0,2 – 0,3 кгс/см2.
Если при служебном торможении ЭПТ происходит его отказ (например, нарушение целостности цепи линейных проводов), то электровоздухораспределители срабатывают на отпуск. С целью замещения электропневматического тормоза пневматическим необходимо добавочное снижение давления в ТМ краном машиниста для приведения в действие воздухораспределителей усл.№ 292, то есть необходимо понизить давление в МК воздухораспределителя на большую величину, чем в ЗК. При этом произойдет перемещение магистрального поршня в тормозное положение. Для сокращения времени перехода на пневматическое торможение в случае отказа ЭПТ, служебные торможения электропневматическим тормозом при подходе поезда к станциям, запрещающим сигналам и сигналам уменьшения скорости выполняются с разрядкой ТМ.
При экстренном торможении ЭПТ
Воздухораспределитель усл.№ 292 также срабатывает на экстренное торможение, но наполнение ТЦ будет осуществляться через ЭВР усл.№ 305, который имеет более высокое быстродействие. При этом переключательный клапан 21 (Рис. 7.4) будет находиться в крайнем правом положении. Давление сжатого воздуха из ЗР со стороны воздухораспределителя усл.№ 292 на переключательный клапан будет на 0,3 – 0,4 кгс/см2 меньше, чем со стороны ЭВР. В этом случае при отказе ЭПТэлектровоздухораспределитель усл.№ 305 сработает на отпуск. Однако, при понижении давления в ТЦ на 0,3 – 0,4 кгс/см2 переключательный клапан под действием давления со стороны воздухораспределителя усл.№ 292 переместится до упора влево, прекратив тем самым опорожнение ТЦ в атмосферу через ЭВР усл.№ 305. Таким образом, здесь имеет место автоматическое замещение ЭПТ пневматическим тормозом.
======================================================
Междувагонные соединения.
Междувагонные соединения представляют собой соединительные рукава с универсальными головками усл.№369А (рис. 7.5). Корпус головки имеет прилив, в котором помещен контактный палец 7со сферической контактной поверхностью, уплотненный резиновой манжетой и нагруженный пружиной 12. Контактный палец изолирован от корпуса головки с помощью пластмассовой втулки 6, которая закреплена крышкой 11. Крышка 11 также зажимает металлическое контактное кольцо 9, свободно расположенное на пальце. Внутренняя полость головки уплотнена резиновыми кольцами 8 и 10.
Рабочий провод №1 и контрольный провод №2 помещены в шланговую оплетку 4 и подводятся в головку через штуцер 3. Шланговая оплетка в штуцере закреплена резиновым кольцом 2, а на рукаве - металлическим хомутом 5. Рабочий провод на свободном конце имеет наконечник с отверстием под болт М8 и внутри головки припаивается к контактному пальцу, контрольный провод на свободном конце имеет наконечник с отверстием под болт М6 и внутри головки припаивается к контактному кольцу.
При несоединенных рукавах пружина 12 выдвигает контактный палец 7 из корпуса головки. При этом буртик контактного пальца оказывается прижатым к контактному кольцу 9, и электрическая цепь рабочего и контрольного провода замыкается внутри головки. При соединении рукавов контактные пальцы обеих головок, соприкасаясь сферическими поверхностями, утапливаются внутрь корпусов и буртик контактного пальца отжимается от контактного кольца. Таким образом, линия рабочего провода обеспечивается соединением между собой контактных пальцев, а линия контрольного провода - корпусами головок. Для повышения надежности контакта в цепи контрольного провода на гребнях головок установлена латунная заклепка 1.
Для подвешивания головки соединительного рукава на локомотиве или на вагоне используются подвески (рис. 7.6.). Головка усл. № 369А должна быть изолирована от корпуса подвижного состава и поэтому подвески, состоящие из стальных планок 1 и 3, снабжены изоляционными вставками 2 из резины (рис. 7.6 а) или пластмассы (рис. 7.6 б). При закреплении головки рукава на изолированной подвеске хвостового вагона (рис. 7.6 а,б) контактный палец выдвинут из корпуса головки, то есть электрическая цепь рабочего и контрольного провода внутри головки замкнута.
Локомотивные изолированные подвески (рис. 7.6 в) имеют поворотную ручку 4 с изоляционными накладками 5и 6. С помощью поворотной ручки контактный палец утапливается внутрь корпуса головки для того, чтобы соединение рабочего и контрольного проводов имело место только на хвостовом вагоне поезда.
======================================================
Клеммные коробки.
В электрических цепях ЭПТ применяются двухтрубные и трехтрубные клеммные коробки (рис. 7.7.).
Двухтрубные коробки устанавливаются по торцам вагона или локомотива. Они могут иметь чугунный (рис. 7.7. а) или пластмассовый (рис. 7.7. б) корпус, который закрывается соответственно откидной крышкой 1 или съемной крышкой 4. На нижней части корпуса коробки закреплен болт 2 с резьбой М6 и болт 3 с резьбой М8 для подсоединения контрольного и рабочего проводов.
Трехтрубные клеммные коробки (рис. 7.7. в, г) устанавливаются в средней части вагона вблизи электровоздухораспределителя и имеют один болт с резьбой М8, на котором закрепляются наконечники рабочего провода и отвода к электровоздухораспределителю. Контрольный провод проходит через такую коробку свободно, без электрических соединений.
======================================================