Автотормоза Все сложное состоит из очень простых вещей…
Краны машиниста усл.№394 и 395
Кран машиниста служит для управления тормозами поезда и считается универсальным. Применяется, в грузовых и пассажирских поездах не требуя дополнительных переключений.
Кран машиниста условный № 394-000-2 состоит из пяти частей:
верхней (золотниковой);
средней (промежуточной);
нижней (уравнительной);
стабилизатора (дросселирующего выпускного клапана);
редуктора (питательного клапана).
Кран машиниста условный № 395 дополнительно имеет электрический контроллер.
При наличии на локомотиве САУТ (на тепловозе 2ТЭ-116у КЛУБ-У), к крану машиниста добавляется приставка типа ПЛК-1, ПЭ-206 или ПЭКМ.
При наличии на локомотиве УСАВП к крану машиниста дополнительно добавляются два электропневматических вентиля, которые имитируют отпуск тормозов первым положением ручки крана.
В верхней части крана имеются золотник 12, крышка 11, стержень 17 и ручка 13 с фиксатором 14, которая надета на квадрат стержня и закреплена винтом 16 и гайкой 15.
Стержень 17 уплотнен в крышке манжетой, опирающейся на шайбу 19. Нижним концом стержень надет на выступ золотника 12, который прижимается к зеркалу пружиной 18.
На кранах машиниста старых выпусков для смазывания золотника в крышке 11 имеется отверстие, закрываемое пробкой. Смазка трущейся поверхности стержня 17 производится через просверленное в нем осевое отверстие. На кранах нового выпуска таких отверстий не предусмотрено и смазка производится только на ремонте.
Средняя часть 10 крана служит зеркалом для золотника,
а запрессованная в нее втулка 33 служит седлом для обратного клапана 34.
Нижняя часть крана машиниста состоит из корпуса 2, уравнительного поршня 7 с резиновой манжетой 8 и латунным кольцом 9 и выпускного клапана 5, который прижимается пружиной 4 к седлу втулки 6. Хвостовик выпускного клапана уплотнен резиновой манжетой 3, вставленной в цоколь 1.
Верхняя, средняя и нижняя части соединяются через резиновые прокладки на четырех шпильках 20 с гайками. Положение фланца крышки верхней части фиксируется на средней части штифтом 21.
Редуктор крана имеет корпус 26 верхней части с запрессованной втулкой 25 и корпус 29 нижней части. В верхней части находится питательный клапан 24, прижимаемый к седлу пружиной 23, которая вторым концом упирается в заглушку.
Фильтр 22 предохраняет питательный клапан от загрязнения.
На металлическую диафрагму 27 снизу через упорную шайбу 28 давит пружина 30, опирающаяся вторым концом через упор 32 на винт 31.
С трубами от питательной и тормозной магистралей кран машиниста соединяется с помощью накидных гаек.
Стабилизатор крана состоит из корпуса 7 с запрессованной в него втулкой 4, крышки 1 и клапана 3, прижимаемого к седлу пружиной 2. В корпус запрессован также ниппель 5 с калиброванным отверстием 0,45 мм. Между корпусом и втулкой 9 зажата металлическая диафрагма 6. Снизу на диафрагму через шайбу 8 давит пружина 10, сжатие которой регулируется винтом 11.
Работа крана машиниста
« Первое положение – зарядка и отпуск »
При переводе ручки крана машиниста КМ в первое положение, золотник на зеркале устанавливается так, что воздух из главных резервуаров Г.Р. проходит в золотниковую камеру ЗК, прижимая золотник к зеркалу повышая качество его притирки, и через 5 мм отверстие золотника, и 5 мм отверстие зеркала, проходит в уравнительную камеру УК, и через калиброванное отверстие 1,6 мм, проходит на зарядку уравнительного резервуара УР объёмом 20 литров.
УР – увеличивает объём УК и обеспечивает служебное торможение не по времени а по манометру УР.
Одновременно воздух из Г.Р., через трапециевидный канал зеркала проходит в выемку золотника и в ней раздваивается, часть воздуха 16 мм каналом зеркала, проходит на зарядку тормозной магистрали ТМ. Другая часть воздуха, через отверстие выемки, и выемку с 3 мм отверстием зеркала, через открытый питательный клапан редуктора, вторым путём проходит в УК.
Уравнительный поршень ( УП ) опускается, открывая впускной клапан и воздух из ГР вторым путём проходит на зарядку ТМ. Одновременно воздух из УК через стабилизатор выходит в атмосферу ( АТ ).
Первое положение обеспечивает ускоренную зарядку ТМ и отпуск тормоза, с завышением давления в ТМ по воле машиниста.
Калиброванное отверстие диаметром 1,6 мм совместно объемом 20 л УР позволяет выдерживать ручку крана в 1-м положении при отпуске тормозов не по времени, а по манометру УР.
Норматив: В I положении ручки крана машиниста время наполнения резервуара времени с 0 до 5,0 кгс/кв.см должно быть в пределах 20-30 с;
« Второе положение – поездное с автоматической ликвидацией сверх зарядного давления ТМ »
Режим ликвидации сверхзарядного давления
Задача: После завышения давления в УР и ТМ при отпуске тормозов, необходимо снизить его до зарядного давления темпом мягкости.
При переводе ручки крана машиниста из первого во второе положение, золотник на зеркале устанавливается так, что УР и УК через левое 3 мм отверстие зеркала, сообщается с камерой над диафрагмой редуктора. Ввиду того, что давление воздуха выше затяжки пружины редуктора, диафрагма прогибается вниз и питательный клапан закрывается (т.е. редуктор не работает). Давление из УР и УК выходит в атмосферу через калиброванное отверстие 0,45 мм стабилизатора. Стабилизатор задает темп ликвидации сверхзарядного давления в УР. В ТМ давление понижается точно таким же темпом за счет уравнительного поршня по одному из трёх вариантов, в зависимости от утечки в ТМ.
« Первый вариант »
Если темп разрядки УК равен темпу утечки ТМ, то перепад давления на УП отсутствует, и УП остаётся в среднем положении. Выпускной и впускной клапана закрыты, переход на зарядное давление идёт за счёт утечки ТМ.
« Второй вариант »
Если темп разрядки УК больше чем в ТМ, то УП поднимается и через открытый выпускной клапан, воздух из ТМ выходит в АТ. Темпом не вызывающим срабатывания тормоза.
« Третий вариант »
Если темп разрядки УК меньше чем в ТМ, то УП опускается, открывая впускной клапан, и воздух из Г.Р. идёт в ТМ, следовательно, ликвидация сверх зарядки идёт с подпиткой ТМ.
Норматив: Темп во всех трёх вариантах один и тот же. Нормальный темп автоматической ликвидации сверх зарядки ТМ считается с 6,0 до 5,8 Атм. за 80 ÷ 120 секунд (в грузовых поездах более 350 осей 100 ÷ 120 секунд. Этот темп регулируется стабилизатором.
« Работа стабилизатора »
Воздух из УК к стабилизатору подходит отверстиями диаметром 3 мм, а уходит в атмосферу диаметром 0,45 мм. Таким образом, воздух накапливается в полости над диафрагмой стабилизатора. При избытке давления диафрагма опускается и клапан закрывается. После выхода воздуха через отверстие 0,45 мм, диафрагма поднимается и клапан снова открывается. Таким образом, воздух из УР и УК выпускается порциями. Темп снижения давления регулируется затяжкой нижней пружины стабилизатора. Если темп ликвидации необходимо увеличить, то пружину нагружаем (затягиваем). В этом случае усилие закрытия клапана большое и он почти не закрывается. Если темп ликвидации необходимо уменьшить, то пружину разгружаем (ослабляем). В этом случае усилие закрытия клапана маленькое и клапан почти все время закрыт.
Ликвидация сверхзарядного давления заканчивается тогда, когда давление в УР и ТМ снизится до зарядного. В этом случае вступает в работу редуктор и кран начинает работать на поддержание зарядного давления.
« Поддержание зарядного давления в УР и ТМ »
УР и УК через стабилизатор калиброванным отверстием 0,45 мм постоянно разряжаются в АТ. Следовательно, понижается давление и в камере над диафрагмой редуктора. Диафрагма прогибается вверх, приоткрывая питательный клапан, и воздух из Г.Р., через трапециевидный канал зеркала, радиальную выемку золотника, выемку с 3 мм отверстием зеркала, через приоткрытый питательный клапан редуктора, проходит в УК.
Совместная работа стабилизатора и редуктора, поддерживает постоянное давление в УК. Если ТМ имеет утечку, то УП периодически опускается и через открытый впускной клапан, воздух из Г.Р. проходит в ТМ, пополняя тем самым утечки.
« Отпуск тормоза вторым положением » (используется при полном опробовании тормозов).
При торможении давление в УР и ТМ было понижено намного ниже зарядного. В момент перевода ручки крана во 2-е положение нижняя пружина редуктора поднимает диафрагму вверх и полностью открывает клапан. Воздух из ПМ всем сечением отверстия 3 мм устремляется в УК. Выходит воздух из УК через отверстие 1,6 мм в УР, а через отверстие 0,45 мм в атмосферу. Таким образом, количество приходящего воздуха в УК больше чем уходящего. В результате уравнительный поршень опускается и занимает крайнее нижнее положение. Открывается впускной клапан и с большим избытком подает воздух из ПМ в ТМ. По достижении зарядного давления, диафрагма редуктора опускается вниз и его клапан закрывается. Избыточное давление из УК моментально уходит в УР и атмосферу (резко понижается до зарядного). Избыточным давлением со стороны ТМ, уравнительный поршень поднимается вверх, открывается выпускной клапан и происходит выброс излишков воздуха из ТМ в атмосферу. При большой длине поезда выброса не наблюдается, так как весь воздух уходит в тормозную сеть. Чем короче поезд, тем сильнее и дольше выброс воздуха.
Такое свойство сигнализирует машинисту о перекрытии концевых кранов в поезде или о перемерзании ТМ (т.е. об уменьшении длины тормозной магистрали).
« Работа крана при переводе ручки из 1-го во 2-е положение»
При 1-м положении ручки крана давление в ТМ поднимается выше зарядного. При переводе ручки крана во 2-е положение происходит сброс излишков давления из УК и ТМ. В результате происходит выброс воздуха. Чем короче поезд, тем сильнее и длиннее выброс. Такое свойство сигнализирует машинисту о перекрытии концевых кранов в поезде или о перемерзании ТМ (т.е. об уменьшении длины тормозной магистрали).
Норматив: Во II положении ручки крана машиниста время наполнения тормозной магистрали от 0 до 5,0 кгс/кв.см должно быть не более 4 с, а время наполнения уравнительного резервуара в пределах 30-40 с.
« Третье положение – перекрыша без питания ТМ »
Для вызова служебного торможения в пассажирском поезде ручку КМ из поездного положения переводят в пятое, делают ступень торможения и переводят в четвёртое положение. После фиксации ступени (после прекращения разрядки ТМ через КМ) машинист переводит ручку КМ в третье положение.
Золотник на зеркале устанавливается так, что УК через обратный клапан сообщается с ТМ, и УП остаётся в среднем положении, выпускной и впускной клапана закрыты, осуществляется надёжная перекрыша без питания ТМ.
Машинист обязан переводить ручку КМ в третье положение в случаях:
при подходе к запрещающим сигналам;
при остановках на станциях.
Если ручка КМ останется в четвёртом положении, то при кратковременном открытии стоп крана, давление в ТМ упадет, а затем, после закрытия стоп-крана УП пойдёт в низ и откроет впускной клапан. Тормоза поезда сработают на отпуск. Обратный клапан защищает от ошибочных действий машиниста. Если машинист переведёт ручку КМ из пятого положения сразу в третье (не зафиксировав в четвертом до окончания выпуска воздуха), то воздух из хвостовой части поезда прибудет в головную часть и поднимет в ней давление. При отсутствии обратного клапана это приведет к самопроизвольному отпуску тормозов. Обратный клапан не позволяет повысить давление приходящим с хвоста поезда воздухом в УК (над поршнем), а в ТМ (под поршнем) давление увеличивается. Это приводит к подъему уравнительного поршня, открытию выпускного клапана и выпуска излишков воздуха в атмосферу (имитируется 4-е положение).
Примечание: При третьем положении давление в ТМ не поддерживается и скорость его падения зависит от плотности тормозной сети поезда. Кроме того, если в грузовом поезде перевести ручку крана из второго в третье положение, то давление в ТМ упадет примерно в 5 раз быстрее чем в пассажирских. Это связано не с плохой плотностью ТМ, а с разностью конструкцией воздухораспределителей. В пассажирском поезде при переводе ручки из 2-го в 3-е положение воздухораспределители своего состояния не меняют и остаются в положении отпуска и зарядки. Таким образом, объем тормозной сети оказывается равным объему трубы всей ТМ и объему всех запасных резервуаров (ЗР). Чем больше длина поезда, тем больше утечки, но и больше объем. В грузовом поезде, при постановке ручки крана в 3-е положение прекращается подпитка ТМ и на всех воздухораспределителях закрываются обратные клапаны к запасным резервуарам. Это приводит к резкому уменьшению объема тормозной сети (остается только труба ТМ поезда) и быстрому падению давления через те же утечки, что и в пассажирском поезде. Сам норматив содержания плотности в ТМ пассажирского и грузового поезда не отличается (падение давления в тормозной сети допускается не более 0,2 Ат в 1 мин).
« Четвёртое положение – перекрыша с питанием ТМ »
Золотник на зеркале устанавливается так, что перекрывает все каналы. Давление в УР и УК фиксируется. Разрядка ТМ после ступени торможения будет продолжаться через выпускной клапан до тех пор, пока давление во всем поезде не выровняется и станет таким, как в УР и УК. Далее уравнительный поршень станет в среднее положение и закроет выпускной клапан. Однако в поезде давление начинает падать из-за утечек. Уравнительный поршень опускается, открывает впускной клапан и воздух из ГР проходит в ТМ. Осуществляется перекрыша с питанием ТМ. Давление в ТМ при 4-м положении ручки крана зависит только от плотности УР и уплотнительных колец уравнительного поршня. Повышение давление в УР и УК через неплотности золотника или прокладок не допускаются, так как это приводит к самопроизвольному отпуску тормозов.
Норматив: При постановке ручки крана машиниста в 4-е положение давление в УР должно снижаться не более чем на 0,1 Ат за 3 минуты. Повышение давления в УР не допускается.
« Положение 5 А (в пассажирских поездах и на электропоездах - 5Э)»
Положение 5А применяется на грузовых поездах в следующих случаях:
В поездах повышенного веса и длины с целью равномерности снижения давления во всем поезде и тем самым обеспечения плавности торможения. Ступень торможения производится 5-м положением на минимальную величину, а доводится до требуемой величины положением 5А. Положение 5 обеспечивает надежное срабатывание тормозов во всем поезде и необходимую скорость распространения тормозной волны. Положение 5А обеспечивает плавное наращивание тормозной силы. Это исключает возникновение больших продольно-динамических реакций, как при обычной ступени торможения.
В грузовых поездах любого веса и длины при разрядки УР на 0,8 Атм. и более. При переводе ручки КМ в четвёртое положение, наблюдается некоторое повышение давления в УР и ТМ. такое явление объясняется законом Бойля-Мариота. При понижении давления в УР, температура воздуха в нем понижается (принцип работы холодильника). После фиксации ступени торможения 4-м положением, воздух не может оставаться с температурой ниже окружающей среды. Он нагревается от стенок УР и принимает прежнюю температуру. При нагреве воздух расширяется и на некоторую величину повышает давление в УР. Чем глубже разрядка УР при торможении, тем больше повысится давление в УР при 4-м положении. Для снятия этого явления (термодинамический недостаток КМ), применяется положение 5А. Пятым положении производим разрядку УР на 0,6 ÷ 0,7 Атм., а 5А замедленно усиливаем ее до требуемой величины и переводим ручку КМ в четвёртое положение. При медленном темпе разрядки ТМ термодинамический эффект не возникает, так как воздух при падении давления успевает одновременно упасть в температуре и одновременно нагреться на такую же величину.
В случае неисправности крана машиниста, если в 4-м положении самопроизвольно повышается давление и отпускают тормоза. Несанкционированное повышение давления в таком случае можно компенсировать постановкой ручки крана в 5А положение или в 3-е положение.
Положение 5Э применяется в пассажирских поездах:
Для управления ЭПТ без разрядки ТМ.
В случае неисправности крана машиниста, если в 4-м положении самопроизвольно повышается давление и отпускают тормоза. Несанкционированное повышение давления в таком случае можно компенсировать постановкой ручки крана в 5А положение или в 3-е положение.
При положении 5А, УР и УК разряжаются калиброванным отверстием 0,75 мм в золотнике - медленным темпом служебного торможения. Тормозная магистраль разряжается с такой же скоростью за счет поднятия уравнительного поршня и открытия выпускного клапана.
Примечание: Золотники пассажирских кранов машиниста 395 ранних выпусков не имели калиброванного отверстия 0,75мм для обеспечения торможения ЭПТ без разрядки ТМ. На кранах более позднего выпуска стали использовать те же золотники, что и на 394 кранах машиниста с отверстием 0,75мм. Это упростило подбор золотников под тип крана, а снижением давления при 5Э положении через отверстие 0,75 мм пренебрегли, так как выдержка ручки крана в этом положении при торможении по времени очень мала и падение давления в УР и ТМ незначительно.
Норматив: при зарядном давлении ТМ, переводим ручку КМ в 5А положение и снижаем давление по манометру УР, снижение должно быть с 5 до 4,5 Атм. за 15 ÷ 20 секунд.
« Пятое положение – служебное торможение »
Для вызова служебного торможения, ручку КМ переводим из второго положения в пятое, и золотник на зеркале устанавливается так, что воздух из УК, левым 3мм отверстием зеркала, проходит в выемку золотника, а из неё по внутреннему каналу с калиброванным отверстием 2,3 мм переходит в другую выемку, а из неё через 5 мм отверстие и трапециевидную выемку в зеркале выходит в АТ.
Давлением воздуха из ТМ, УП поднимается, и через открытый выпускной клапан, воздух из ТМ выходит в АТ. Тормоза срабатывают.
Калиброванное отверстие 2,3 мм обеспечивает темп служебной разрядки ТМ 0,1 – 0,4 Атм. в одну секунду. Машинист по манометру УР определяет величину ступени и переводит ручку КМ в четвёртое положение.
Норматив: при зарядном давлении ТМ, переводим ручку КМ в пятое положение и снижаем давление по манометру УР, снижение должно быть с 5 до 4 Атм., за 4 ÷ 6 секунд.
Шестое положение – экстренное торможение »
Для вызова экстренного торможения, ручку КМ из поездного положения переводим в шестое, золотник на зеркале устанавливается так, что воздух из ТМ центральным 16 мм каналом зеркала, через выемку золотника и 16 мм каналом зеркала выходит в АТ. Одновременно воздух из УК через 3 мм отверстие зеркала, проходит в выемку золотника, а из неё по внутреннему каналу в другую выемку с 5 мм каналом и далее в АТ. Одновременно воздух из УК 5 мм отверстием с выемкой в зеркале, через выемку золотника и 5 мм каналом зеркала выходит в АТ. УП переходит вверх и открывает максимально выпускной клапан, и воздух из ТМ вторым путём выходит в АТ. Такая работа КМ обеспечивает темп экстренной разрядки ТМ 0,8 и более Атм. за секунду, (выемки при отверстиях 3 и 5 мм, сделаны для того, чтобы не уменьшалось сечение прохода воздуха если машинист не доведёт ручку КМ в шестое положение).
« Недостатки КМ - № 394 »
Срабатывание тормоза на отпуск в четвёртом положении при кратковременном открытии стоп крана;
Из-за больших нагрузок в работе, часто выходят из строя диафрагмы стабилизатора и редуктора.
Большое количество притираемых частей из цветных металлов.
Норматив: Ручка крана из 2 положения переводится в 6 положение, давление должно понижаться с 5 до 1 кгс/см2 за 3 секунды.
