Кран машиниста усл. „

Кран машиниста усл. № 394 предназначен для управления пневматическими тормозами. Вместе с электрическим контроллером кран применяется для управления пневматическими и электропневматическими тормозами пассажирских и грузовых поездов. Такому крану присвоен усл. № 395. На сегодняшний день данный тип крана в той или иной его модификации является основным для всех типов тягового подвижного состава.

Устройство крана. Кран состоит из пяти частей: верхней (золотниковой), средней (зеркала золотника), нижней (уравнительной), редуктора и стабилизатора, которые присоединены сбоку.

Верхняя, средняя и нижняя части связаны между собой четырьмя шпильками, ввернутыми в корпус нижней части с гайками. В местах разъема установлены резиновые прокладки. В крышке 23 размещен золотник 24, фигурный выступ которого только при определенном положении входит в паз нижнего конца стержня 21, что исключает ошибки при сборке. На квадратную часть стержня надета ручка 18 с разрезной головкой, закрепленная винтом 20 и гайкой 19. В ручке находится фиксатор 17, который пружиной прижимается к сектору крышки 23 с фиксирующими выемками. Стержень 21 в отверстии крышки уплотнен манжетой 22. Между стержнем и золотником установлена пружина, которая прижимает золотник к зеркалу26, а стержень к верхней крышке. Для смазывания золотника в процессе эксплуатации без разборки крана в крышке 23 выполнено отверстие, закрываемое пробкой (на рисунке не показано).

Средняя часть крана является зеркалом, к которому притирается золотник. На рабочую поверхность зеркала выходит 11 каналов, а в тело запрессовано седло для обратного клапана 16. В корпусе 15 нижней части расположен уравнительный поршень 13, уплотненный резиновой манжетой и латунным кольцом 14. Нижний клапан 11 под действием пружины 10 прижимается к седлу 12, запрессованному в корпус нижней части. Второй конец пружины через шайбу 9 опирается на гайку 7 с уплотнительной манжетой 8. В гайке 7 выполнена трубная резьба для вывода трубопровода под пол кабины или постановки шумоглушителя. На корпусе нижней части крана находятся шпилька с гайкой для закрепления его в кабине машиниста, штуцер с резьбой для присоединения уравнительного резервуара, а также шпильки для прикрепления стабилизатора и питательного клапана (редуктора). Для очистки от загрязнений воздуха, поступающего к питательному клапану, в корпусе 15размещен сеточный фильтр 27.

Положение крышки 23 относительно средней части фиксируется штифтом. Чтобы не уменьшались сечения отверстий при затягивании гаек в прокладках установлены ниппели.

Трубопроводы от главного резервуара и тормозной магистрали присоединяются соответственно к отросткам нижней части посредством накидных гаек с уплотнительными прокладками.

Редукционный клапан прикрепляется к этой же части крана посредством двух шпилек. Он состоит из корпуса 29 с запрессованной втулкой, которая служит седлом и направлением для питательного клапана 30. Сверху на последний действует пружина, опирающаяся на заглушку, ввернутую в корпус. Нижний торец питательного клапана 30 соприкасается с металлической диафрагмой 31, которая зажата в резьбовом соединении между корпусами 29 и 34. Снизу на диафрагму через грибок 32 и центрирующую шайбу 33 передается усилие регулировочной пружины. Второй конец этой пружины через вторую центрирующую шайбу опирается на регулировочный винт, имеющий насечку для вращения его вручную. На привалочном фланце редуктора сделано три канала: средний канал ПК ведет к верху питательного клапана, а правый Д — в полость, расположенную сверху диафрагмы редуктора. Левый канал УК предназначен для перетекания воздуха из-под питательного клапана в уравнительную камеру, расположенную сверху уравнительного поршня 13.

Стабилизатор состоит из корпуса 5 с запрессованным седлом клапана 6. Последний прижимается к седлу пружиной, второй конец которой опирается на заглушку. Нижним торцом клапан соприкасается с металлической диафрагмой, зажатой в резьбе между двумя половинами корпуса. Снизу на диафрагму через опорный грибок 3 передается усилие регулировочной пружины, второй конец которой затягивается регулировочным винтом 1. Этот винт ввертывается в нижнюю часть корпуса стабилизатора и законтривается гайкой 2. На привалочном фланце стабилизатора сделан один канал, через который воздух входит в полость, расположенную выше клапана. В полости, между клапаном и диафрагмой, имеется дроссельное отверстие для выпуска воздуха в атмосферу.

В кране машиниста усл. №394 на секторе крышки 23имеются шесть углублений для фиксации положения ручки крана, а в кране усл. №394-000-2 - семь, что соответствует семи положениям ручки крана. Все остальные детали в обеих кранах машиниста одинаковые, кроме золотника 24, где для крана усл. №394-000-2 добавляется отверстие диаметром 0,75 мм.

Регулирование крана (рис.1). Редукционный клапан крана регулируют вращением регулировочного винта 35. При его завертывании давление увеличивается. Для управления тормозами пассажирских поездов давление устанавливают в пределах 5—5,2 кгс/см², а грузовых 5,3—5,5 кгс/см². Стабилизатор регулируют после ослабления контргайки 2. Постановкой ручки крана в I положение повышают давление в уравнительном резервуаре до 6,1—6,3 кгс/см², затем ее переводят во II положение, по секундомеру проверяют время снижения давления от 6,0 до 5,8 кгс/см², которое должно быть в пределах 100-120 сек. Если это время больше нормы, то завертыванием регулировочного винта 1 затягивают пружину стабилизатора, а если меньше, то ослабляют нажатие пружины. По окончании регулирования затягивают контргайку стабилизатора.

Основным органом крана машиниста является золотник, который в зависимости от положения ручки крана имеет семь рабочих положений.

I - зарядка и отпуск для сообщения питательной магистрали с тормозной каналом сечением около 200 мм²;

II - поездное для поддержания в тормозной магистрали зарядного давления, установленного регулировкой редуктора. Сообщение питательной магистрали с тормозной происходит каналами минимальным сечением около 80 мм²;

III - перекрыша без питания тормозной магистрали, применяется при управлении непрямодействующими тормозами;

IV - перекрыша с питанием тормозной магистрали и поддержанием установившегося в магистрали давления;

VA - служебное торможение медленным темпом, применяется для торможения длинносоставных грузовых поездов для замедления наполнения тормозных цилиндров в головной части поезда, и как следствие, для уменьшения реакций в поезде;

V - служебное торможение с разрядкой тормозной магистрали темпом 1 атм. за 4-6 сек;

VI - экстренное торможение для быстрой разрядки тормозной магистрали при аварийной ситуации.

Отверстия и выемки в золотнике обозначены цифрами, а в зеркале золотника - буквами. Назначение каналов, отверстий и выемок приведено втаблице.

Золотник крана машиниста

Зеркало золотника

Назначение каналов, отверстий и выемок в золотнике и зеркале крана машиниста усл. №394

Обозначение	Назначение
1	Выемка для сообщения уравнительного резервуара с полостью над мембраной редуктора при II положении.
2	Отверстие диаметром 5 мм из питательной магистрали для зарядки полости над уравнительным поршнем при I положении.
3, 4	Выемка и отверстие диаметром 2,5 мм для сообщения уравнительного резервуара с атмосферой при V положении.
5	Отверстие диаметром 1,5 мм для сообщения уравнительного резервуара с атмосферой при переводе ручки из V в VI положение.
6	Отверстие диаметром 2,8 мм для сообщения уравнительного резервуара с атмосферой при V положении.
7, 8	Выемка и отверстие диаметром 2,3 мм, соединяющие уравнительный резервуар с атмосферой при V положении.
9	Отверстие диаметром 4 мм для сообщения полости над уравнительным поршнем через обратный клапан с тормозной магистралью при III положении.
12	Отверстие диаметром 3 мм, сообщающее уравнительный резервуар с атмосферой при V положении.
13	Выемка для сообщения полости над уравнительным поршнем с атмосферой при VI положении.
15	Отверстие диаметром 16 мм, постоянно сообщенное с тормозной магистралью.
16	Канал, сообщающий питательную магистраль с тормозной при I положении и тормозную магистраль с атмосферой при VI положении.
17	Выемка, соединяющая питательную магистраль с возбудительным клапаном редуктора при I положении.
18	Выемка для сообщения питательной магистрали с возбудительным клапаном редуктора при II положении.
19	Выемка, соединяющая полость над уравнительным поршнем со стабилизатором при I и II положении.
20	Выемка для смазки.
21	Отверстие диаметром 1 мм для смазки.
22	Отверстие диаметром 0,75 мм для медленной разрядки уравнительного резервуара при VA положении.
М	Отверстие диаметром 16 мм, постоянно сообщенное с тормозной магистралью.
Ат1	Канал, сообщающий тормозную магистраль с атмосферой при экстренном торможении.
Ат2	Отверстие диаметром 5 мм, соединяющее полость над уравнительным поршнем с атмосферой при экстренном торможении.
ГР	Канал с дугообразной выемкой, постоянно сообщенный с питательной магистралью.
УР1, УР2	Выемка и отверстие диаметром 5 мм из полости над уравнительным поршнем.
УР3, УР4	Отверстие диаметром 3 мм и выемка из уравнительного резервуара.
Р1	Отверстие диаметром 3 мм из полости над диафрагмой редуктора.
Р2, Р3	Выемка и отверстие диаметром 3 мм к возбудительному клапану редуктора.
К	Отверстие диаметром 3 мм к обратному клапану из полости над уравнительным поршнем.
РВ1, РВ2	Выемка и отверстие к стабилизатору.
УР5	Отверстие диаметром 3 мм из полости над уравнительным поршнем.
УР6	Отверстие диаметром 2 мм из полости над уравнительным поршнем.
С	Отверстие диаметром 3 мм к стабилизатору.
СМ	Смазочные канавки.

Действие крана. Рассмотрим действие крана при различных положениях его ручки.

I положение — зарядка и отпуск. Воздух из питательной магистрали широким каналом поступает в тормозную магистраль и одновременно в полость над уравнительным поршнем, а оттуда через калиброванное отверстие диаметром 1,6 мм — в уравнительный резервуар. В полости над уравнительным поршнем давление повышается быстрее, чем в тормозной магистрали. В результате поршень опускается, отжимает от седла выпускной клапан и открывает второй путь зарядки тормозной магистрали.

II положение — поездное. При рассмотрении действия крана машиниста во II-м положении ручки можно выделить три варианта: 1-отпуск вторым положением ручки крана, 2-ликвидация сверхзарядного давленияпосле зарядки и отпуска I-м положением; 3-поддержание постоянного зарядного давления.

Отпуск II-м положением ручки крана машиниста. Из питательной магистрали ГР через выемки в золотнике и зеркале золотника и открытый клапан редуктора воздух поступает в полость над уравнительным поршнем, а оттуда в уравнительный резервуар. Давление в полости над уравнительным поршнем становится больше давления в полости под уравнительным поршнем (тормозной магистрали). Уравнительный поршень опускается, отжимает выпускной клапан, и воздух из питательной магистрали ГР поступает в тормозную магистраль ТМ.

Особенности толчка высокого давления при отпуске вторым положением ручки крана. При постановке ручки крана машиниста во II-е положение после глубокой разрядки воздух широким каналом (диафрагма редуктора прогнута вверх) поступает в полость над уравнительным поршнем и не успевает перетекать в уравнительный резервуар и полость над диафрагмой редуктора через канал диаметром 1,6 мм. Поэтому в полости над уравнительным поршнем кратковременно создается давление больше зарядного, в результате чего уравнительный поршень резко перемещается вниз и пропускает воздух из питательной магистрали в тормозную широким каналом. При повышении давления в уравнительном резервуаре и полости над диафрагмой редуктора проходное сечение через клапан редуктора уменьшается, и воздух поступает в тормозную магистраль под зарядным давлением.

Ликвидация сверхзарядного давления после отпуска I-м положением ручки крана. Для ликвидации сверхзарядного давления постоянным темпом, не вызывающим срабатывания воздухораспределителей на торможение используется стабилизатор крана машиниста. Полость над уравнительным поршнем через отверстие диаметром 0,4—0,45 мм сообщается с атмосферой при постоянном давлении в полости в над диафрагмой (около 3-3,5 атм.), установленном пружиной стабилизатора. При этом происходит понижение давления в полости над уравнительным поршнем и уравнительном резервуаре темпом 0,1 кгс/см² за 90-120 сек. С другой стороны давление в тормозной магистрали и полости над уравнительным поршнем понижается из-за наличия утечек. Максимально допустимый темп утечек составляет 0,2 кгс/см² за 60 сек. Если снижение давления в полости над уравнительным поршнем будет происходить интенсивнее чем в полости под уравнительным поршнем, то уравнительный поршень переместится вверх и сообщит тормозную магистраль с атмосферой (сечение канала будет таким чтобы понижать давление в тормозной магистрали темпом 0,1 кгс/см² за 90-120 сек вместе с утечками). Если давление в полости над уравнительным поршнем будет снижаться медленнее, чем под уравнительным поршнем (тормозной магистрали), то уравнительный поршень переместится вниз и будет производить подпитку тормозной магистрали из питательной.Причем сечение канала подпитки будет таким, что давление в тормозной магистрали из-за утечек все равно будет понижаться, но не темпом утечек, а указанным выше 0,1 кгс/см² за 90-120 сек.

Поддержание постоянного зарядного давления.После того как стабилизатор понизит давление на 0,1 кгс/см² ниже зарядного в полости над уравнительным поршнем, уравнительном резервуаре и полости над диафрагмой редуктора, диафрагма редуктора под действием пружины прогнется вверх и воздух из питательной магистрали через клапан редуктора будет поступать в полость над уравнительным поршнем, уравнительный резервуар и полость над диафрагмой редуктора. В это же время выпуск воздуха через стабилизатор будет продолжаться. Таким образом поддерживается постоянное зарядное давление в полости над уравнительным поршнем. При наличии утечек в тормозной магистрали давление в полости под уравнительным поршнем станет ниже зарядного, уравнительный поршень переместится вниз и из питательной магистрали воздух будет поступать в тормозную.

III положение — перекрыша без питания тормозной магистрали. Полость над уравнительным поршнем и уравнительный резервуар через обратный клапан сообщаются с тормозной магистралью. Происходит выравнивание давлений в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали. При наличии утечек в тормозной магистрали воздух из полости над уравнительным поршнем и уравнительного резервуара будет перетекать в тормозную магистраль. Из-за того, что объем уравнительного резервуара значительно меньше объема тормозной магистрали поступления воздуха из уравнительного резервуара будет явно недостаточно, чтобы восполнить утечки из тормозной магистрали. Полости над и под уравнительным поршнем оказываются связанными через обратный клапан, и, следовательно, давление в них будет одинаково. При этом уравнительный поршень занимает среднее положение, при котором тормозная магистраль разобщена с питательной магистралью и с атмосферой.

IV положение — перекрыша, с питанием магистрали. Все отверстия и выемки на зеркале перекрыты золотником. При этом при утечках из тормозной магистрали давление в полости над уравнительным поршнем становится больше давления под уравнительным поршнем, и поршень перемещается вниз, сообщая питательную магистраль с тормозной каналом, достаточным для питания утечек. Плотность уравнительного резервуара допускает темп утечек из него не более 0,1 кгс/см² за 3 мин, что значительно меньше темпа утечек из тормозной магистрали.

V положение — служебное торможение. Воздух из уравнительного резервуара и полости над уравнительным поршнем через отверстия и каналы в золотнике и зеркале золотника, калиброванное отверстие в золотнике диаметром 2,3 мм выпускается в атмосферу темпом 1 кгс/см² за 4-6 сек. Так как давление над уравнительным поршнем становится меньше, чем под ним, то уравнительный поршень переместится вверх и сообщит тормозную магистраль с атмосферой через выпускной клапан. Положение VА отличается тем, что в нем происходит разрядка уравнительного резервуара через отверстие 0,75 мм.

Дотормаживание. Так как объем уравнительного резервуара значительно меньше объема тормозной магистрали, то после перевода ручки крана из положения V в перекрышу, давление в полости над уравнительным поршнем (уравнительном резервуаре) может оказаться больше давления в полости под уравнительным поршнем (тормозной магистрали). В этом случае поршень опущен вниз и процесс разрядки тормозной магистрали продолжается до тех пор, пока давления в полости над и под уравнительным поршнем не выровняются.

VI положение — экстренное торможение. Воздух из тормозной магистрали широкими каналами в золотнике и зеркале золотника уходит в атмосферу. Одновременно воздух из полости над уравнительным поршнем и из уравнительного резервуара также выходит в атмосферу. Так как объем уравнительного резервуара и полости над уравнительным поршнем значительно меньше объема тормозной магистрали, то уравнительный поршень перемещается вверх, и открывает второй путь разрядки тормозной магистрали.