Регулятор давления в тормозных цилиндрах для скоростных поездов

Регулятор давления в тормозных цилиндрах для скоростных поездов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

X 57704

Класс 20 i, 49

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Е АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при СНК СССР

Л. С. Файн и В. Ф. Казанцев.

Регулятор давления в тормозных цилиндрах для скоростных поездов.,1 -.;

Заявлено 2 июля 1938 года в НКПС за а 14бб., Опубликовано 31 августа 1940 года.

Известны авторегуляторы скоростного и грузового режимов нажатия колодок с применением для снижения давления в тормозных цилиндрах системы клапанов, управляемых с одной стороны маятником, а с другой стороны рычагом, находящимся под воздействием пружины, рассчитанной на макоимальное замедление поезда, соответствующее определенной скорости.

В предлагаемом регуляторе, с целью регулировки замедления от нуля до .допустимой наибольшей величины и приближения силы торможения к силе сцепления колеса с рельсом на всех скоростях движения поезда, взаимодействующая с рычагом пружинасвязана с диафрагмой, находящейся под давлением воздуха тормозной магистрали.

На чертеже схематически изобра.жен регулятор с присоединением его к частям оборудования тормоза Вестингауза.

Регулятор состоит из следующих основных частей: 1) резиновой диафрагмы 1, нагруженной с нижней стороны воздушным давлением камеры М, находящейся в постоянном сообщении с тормозной магистралью; 2) пружин 2 и 15, опирающихся своими верхними концами на регулировочные шайбы 4 и 16, а нижними — на упорные шайбы 8 и 14, при посредстве которых давление пружин передается на диафрагму 1; 3) груза 5, перекатывающе гося по горизонтальной плоскости в направлении, параллельном продольной оси вагона; 4) поршня 6 с осевымка налом О, выходящим в атмосферу и закрываемым сверху выпускным клапаном 7; 5) расположенной над порш нем 6 камеры Т, постоянно сообщаю .щейся с тормозным цилиндром Б по трубе Ц; 6) впускного клапана 8 с мягким седлом 9, управляющего впу, ском воздуха из кольцевой камеры А, ; находящейся в сообщении с тормоз, ным каналом тройного клапана, в ка меру Т и далее по трубе Ц в тормозной цилиндр; клапан 8 имеет осевой, канал, закрываемый малым разгрузоч ным клапаном 10 с пружиной 11; . 7) механизма для передачи инерционного усилия груза 5на поршень 6,,состоящего из двух угловых рычагов 12, вертикальные плечи которых с двух сторон охватывают груз 5, сила инерции которого, независимо от направдушного давления в тормозном цилиндре и инерционного давления груза 5 на поршень б, передаваемое рычагом 18, При данной ступени торможения, т. е. при данной величине снижения давления в магистрали, давление в ления движения поезда, при замедлений этого движения при посредстве одного из двух рычагов передается но направлению вниз на проушину поршня б; 8) рычага 13 для передачи на поршень б усилия от системы пружин 2 и 15 диафрагмы 1.

Работа предлагаемого регулятора в автономной тормозной единице заключается в следующем.

На схеме механизм регулятора изображен в положении, соответствующем заряженному состоянию тормоза.

Отдельные части механизма занимают при этом нижеследующее положение.

Пружина 15 прижимает шайбу 14 к внутренней закраине шайбы 3 и, таким образом, на шайбу 8 и через нее на диафрагму 1 передается суммарное давление обеих пружин 2 и 15. При помощи регулировочных винтов 4 и

lб величина этого суммарного давления устанавливается такая, что при нормальном давлении в маг|истрали она незначительно превышает велики ну воздушного давления на диафрагму 1 со сторонь| камеры иМ; поэтому шайба 8 отжимается пружинами в свое крайнее нижнее положение — до упора в закраину корпуса. При этом рычаг 18 удерживается центральным острием шайбы 14 и своим левым кон- цом приподнимает поршень б в его крайнее верхнее положение. Вследсвие этого атмосферное отверстие О закрывается клапаном 7, верхний же хвостовик клапана 7 приподнимает от седел и удерживает в открытом состоянии оба клапана 8 и 10.

При производстве торможения после орабатывания тройного клапана воздух имеет возмож ность проходить из запасного резервуара (а при экстренном торможении — также из магистрали) сначала обычным путем через тройной клапан В, а далее через трубу К, кольцевую камеру А регулятора и трубу Ц вЂ” в тормозной цилиндр, С появлением давления в тормозном цилиндре получается и некоторов замедление движения вагона; величина этого замедления зависит от величины давления в тормозном цилиндре и от величины -@оэфициента трения соответствующей скорости движения вагона.

Так как давле|ние в камере Т равно давлению в тормозном цилиндре, то с момента начала торможения поршень б нагружается сверху усилием, равным величине давления в. тормозном цилиндре, умноженной на площадь поршня. Одновременно с этим поршень б нагружается инерционным усилием груза 5, передаваемым на проушину поршня через посредство одного или другого, в зависимости от направления движения вагона, рычага 12.

Это усилие, очевидно, направлено также вниз. Таким образом, суммарное давление на поршень б состоит из двух составляющих — одной от действия воздушного давления в тормозном цилиндре и другой — от пропорционального величине замедления инерционного давления груза 5.

Это суммарное давление передается далее рычагом 18 на центральное острие шайбы 14.

В нормальных условиях работы, т. е. до тех пор, пока величина давления в тормозном цилиндре и соответствующая ей величина замедления не превосходят установленного для них предела, величинй давления рычага

13 на шайбу 14 остается меньше первоначального натяга пружины 15. Как видно будет из дальнейшего, величийа этого натяга пружины 15 определяет собой максимальную величину замедления при полном торможении.

До тех пор, пока этот предел не достигнут, шайба 14 остается прижатой к шайбе 3 с усилием, равным разности величины первоначального натяга пружины 15 и давления на шайбу 14 от рычага 13. Поэтому для простоты можно принять в этих условиях шайбы 14 и 8 составляющими как бы одно целое и считать, что на шайбу 8 действуют следующие силы. сверху — давление пружин 2 и 15„ а снизу — воздушное давление магистрали на площадь диафрагмы 1 плюс суммарное усилие от действия возтормозном цилиндре будет возрастать до того момента, пока не !наступит равновесие сил, действующих снизу и сверху на шайбу 8. После этого возрастающее суммарное давление на поршень 6 отпустит его вниз, причем шайба 3 поднимается на соответствующую величину, сжимая пружины 2 и

15. При опускании поршня 6 опустится и поддерживаемая им система клапанов 7, 8, 10. Клапан 8 сядет на свое седло 9 и прекратит впуск воздуха из запасного резервуара P в тормозной цилиндр. Этим заканчивается получение ступени торможения, соответствующей произведенному снижению давления в магистрали.

Необходимо отметить, что этот момент перекрыши в,регуляторе давления, вообще говоря, не совпадает с моментом перекрыши в тройном клапане; поэтому, если в момент закрытия .клапана 8 давление запасного резервуара еще не сравнялось с давлением магистрали, то поршень тройного клапана под действием перевеса давления со стороны запасного резервуара перейдет в положение экстренного торможения, но так как клапан 8 в это время перекрывает впуск воздуха в тормозной цилиндр, то на работе тормоза этот переход поршня тройного клапана в положение экстренного торможения никак не отразится.

Таким образом, данная ступень торможения, т. е. данная величина снижения давления,B магистрали определила собой не зависящую от последнего величину давления в тормозном цилиндре, как это имеет место в работе воздухораспределителей прямодействующих тормозов всех систем, а некоторую величину давления в тормозном цилиндре, обусловливаемую при данной скорости движения вагона величиной замедления.

Если бы коэфициент трения не изменялся в зависимости от скорости, то величина замедления автономной тормозной единицы была бы пропорциональна величине давления в тор- моэном цилиндре. В этом случае ра- бота описываемого регулятора давления была бы тождественна с работой возд ухорацпределителя прямодей-,. ствующего тормоза. Так как, однако, в действительности коэфициент трения не есть постоянная величина, то из только что сказанного ясно, что при од ном и том же снижении давления в магистрали в разных случаях получатся разные величины давления в тормозном цилиндре, а именно: при малой скорости и соответственно большой величине коэфициента трения величина давления в тормозном цилиндре получится меньше, а при большой скорости и соответственно малой величине коэфициента трения величина давления в тормозном цилиндре получится больше.

После сделанного торможения скорость движения вагона уменьшается; при этом коэфициент трения возрастает, а следовательно, возрастает соответственно и величина тормозного усилия и пропорциональная ей величина замедления. Пропорционально последней величине возрастает, следовательно, и величина инерционного давления от груза 5, передаваемого рычагом 12 на поршень 6. Поэтому достигнутое в момент перекрыши равновесие сил, действующих напоршень6 и шайбу 3, нарушится. Поршень 6 опустится ниже, а шайба 8 поднимется, увеличивая сжатие пружин 2 и 15.

При опускании поршня 6 ниже положения перекрыши клапана 8 клапан 7 своим буртиком упрется в то|рец втулки. Этот буртик клапана не сплошной круглый, а имеет широкие вырезы, так что и после этого сохраняется сообщение камеры Т с центральным каналом поршня 6, в котором помещается нижняя часть клапана 7 с направляющими ребрами. Поэтому при дальнейшем опускании поршня 6 клапан 7 остается опертым в торец втулки, но нижний конец его открывает атмосферное отверстие О, и воздух из тормозного цилиндра начинает уходит в атмосферу через трубу Ц и камеру Т. По мере падения давления в тормозном цилиндре и одновременного уменьшения величины замедле.ния уменьшается величина суммарного усилия, действующего на поршень б, по направлению вниз. Поэтому наступит момент, когда сила, действующая на поршень 6 по направлению вверх (со стороны рычага 18) получит перевес. В этот момент поршень б приподнимается, и клапан 7 перекроет выпуск воздуха из тормозного цилиндра в атмосферу.

При дальнейшем уменьшении скорости и возрастании коэфициента трения описанная здесь работа регулятора .должна повториться в том же порядке. В действительности, конечно, при непрерывном изменении скорости клапан 7 не будет производить перекрыши, а установит в соответствии с величиной скорости и произведенной ступени торможения необходимую величину открытия клапана 7 настолько, чтобы падение давления,в тормозном цилиндре через это сечение компенсировалось возрастанием замедления, так что силы, действующие на поршень б, будут оставаться все время в равновесии.

Из изложен ного видно, что, предполагая неизменную величину произведенного снижения давления в магистрали, мы по мере уменьшения скорости будем иметь постеленное падение давления в тормозном цилиндре, и, одновременно с этим, возрастание величины замедления. Это обстоятельство, вообще говоря, благоприятствует возможности получения наиболее короткого тормозного пути, так как известно, что величина коэфициента сцепления .колеса с рельсом, .которая и является ограничением величины замедления, с уменьшением скороспи увеличивается, а следовательно, может увеличиваться и замедление.

Необходимо только, чтобы кривая изменения замедления в зависимости от скорости была по возможности близка к кривой изменения в зависимости от скорости коэфициента сцепления.

Это достигается соответствующим расчетом и выбором основных размеров деталей регулятора.

До сих пор,рассматривалась работа регулятора при неизменной ступени торможения. Если после сделанной ступени торможения дается вторая ступень, то в момент понижения давления в магистрали и в камере М регулятора, равновесие сил, действующих на диафрагму I |и поршень б, нарушается. Диафрагма 1 прогибается под действием давления пружин 2 и

15 вниз, рычаг 18 поворачивается по часовой стрелке и толкает поршень б вверх. При поднятии поршня б прежде всего закрывается атмосферное отверстие О, которое, согласно вышеска занному, до этого момента было несколько приоткрыто. После этого поршень б поднимается вместе с клапаном 7. Последний своим верхним хвостовиком толкает и открывает сначала малый разгрузочный клапан 10, вследствие чего выравниваются величины давления под и над большим впускным клапаном 8. При дальнейшем поднятии поршня б верхний хвостовик,клапана 7 упирается в клапан 8 и легко приподнимает его от седла, вследствие чего происходит впуск воздуха в тормозной цилиндр до величины давления, соответствующей произведенному снижению давления в магистрали и данной скорости. После этого регулятор работает, как описано выше.

При полном торможении величина давления в тормозном цилиндре и величина замедления получатся максимальные, допустимые при данной скорости. Если после этого произвести дальнейшее снижение давления в магистрали, то равновесие сил, действующих в механизме регулятора, нарушится, в результате чего должно было бы получиться дальнейшее повышение давления в тормозном цилиндре и повышение замедления, что было бы недопустимо вследствие возможности заклинивания колес. Для предулреждения такой возможности пружинная нагрузка .на шайбу 3 разделена между двумя .пружинами 2 и 15.

Величина натяга отдельно взятой пружины 15 определяет собой величину максимальной допускаемой регулятором нагрузки на поршень б от действия воздушного давления в тормозном цилиндре и инерционного давле ния груза 5. Если в рассматриваемом сейчас случае для восстановления равновесия в механизме,регулятора потребовалось бы увеличение этих величин выше установленного предела, то это произойти не может, так как шайба 14 поднимется и поршень б опустится до перекрыши клапаном 8 впуска в тормозной цилиндр, а в дальнейшем (при уменьшении скорости) — до выпуска из него воздуха клапаном 7 согласно требуемой регулировке.

Работа регуляторов в поезде, составленном из многих тормозных единиц, будет происходить следующим образом. Часть приборов в поезде, в зависимости от их настройки и чувствительности при приближении величины замедления поезда к предельному ее значению данной ступени торможения, сработав первыми, перейдут на несколько пониженное по сравнению с остальными приборами давление в тормозном цилиндре и, следовательно, несколько повышенное замедление.

При дальнейшем падении скорости и возрастании замедления сработают уже какие-то другие, приборы, которые в свою очередь перейдут на более высокое замедлевие. Таким образом, по мере уменьшения скорости будет происходить как бы автоматическое нивеллирование работы всех регуляторов, и в результате падение давления во всех тормозных цилиндрах будет происходить равномерно.

Предмет изобретения;

Регулятор давления в тормозных цилиндрах для скоростных поездов

: с применением системы клапанов, служащиХ для снижения давления в тормозных цилиндрах и управляемых с одной стороны маятником, а с другой стороны рычагом, находящимся под воздействием пружины, отличающийся тем, что, с целью регулировки замедления от нуля до допустимой наибольшей величины и приближения силы торможения к силе. сцепления колеса с рельсом на всех скоростях движения поезда, взаимодействующая с одним концом рычага 13 пружина связана с диафрагмой, находящейся под давлением воздуха тормозной магистрали, создающего с противоположно направленным давлением пружины усилие, противодействующее приложенному к другому концу рычага усилию, создаваемому инерционным давлением маятника и давлением воздуха тормозного цилиндра на плунжер б. а 7ь

Госпланиздат

M 28338

Отв, редактор П. В, Никитин Техред А. И. Хрош

Тип. «Печатный Двор», зак. № 519/16 — 525

В авторскому свидетельству Л. С. Файна и

В. Ф. Казанцева М 57704