Авторежим железнодорожного подвижного состава
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тормозам железнодорожного подвижного состава, преимущественно к устройствам для регулирования давления в тормозном цилиндре железнодорожного подвижного состава в зависимости от загрузки вагона. Авторежим содержит в корпусе демпферную часть, реле давления, пневматически связанное с тормозным цилиндром и воздухораспределителем, и механизм восприятия нагрузки. В качестве реле давления на месте расположения механизма восприятия нагрузки использовано устройство в виде подвижного поршня с подпружиненным клапаном, перекрывающим отверстие на седле на корпусе поршня, и диафрагмой, установленной (закрепленной) между корпусом авторежима и наружной поверхностью поршня и опирающейся в нерабочем состоянии на вставку из ребер. Ребра выполнены со стороны диафрагмы в виде плавной кривой, между которыми в рабочем состоянии перемещаются симметрично с ребрами вставки вида ребра, установленными на наружной поверхности поршня, и на которые опирается часть площади диафрагмы при движении поршня, создавая давлением сверху силу, противодействующую движению поршня. Подпружиненный клапан поршня при перемещении поршня взаимодействует с толкателем механизма восприятия нагрузки, выполненного в виде рычага и удлиненной шаровой опоры, воздействующей на демпферный шток с толкателем. Достигается упрощение конструкции авторежима и повышение надежности. 1 ил.
Изобретение относится к тормозам железнодорожного подвижного состава, преимущественно к устройствам для регулирования давления в тормозном цилиндре железнодорожного подвижного состава в зависимости от загрузки вагона - авторежимам (автоматическим регуляторам грузового режима).
Известен авторегулятор давления воздуха в тормозном цилиндре железнодорожного транспортного средства, содержащий управляющую часть в виде корпуса с размещенными в нем подпружиненным задающим поршнем, взаимодействующим с передающим рычагом и со стаканом, подпружиненным поршнем зажима, ползуном, несущим опорный сухарь рычага реле давления, и выполненным в виде диска с хвостовиком, перемещающимся под действием стержня задающего поршня. Механизм передачи нагрузки вагона выполнен в виде передающего рычага, контактирующим с опорой, и жестко связанным с задающим поршнем. Фиксация этого положения осуществляется в процессе отпуска тормоза при полном служебном торможении. Полости над задающим поршнем и стаканам сообщаются с воздухораспределителем, как и реле давления. Колебания передающего рычага могут приводить к перемещению сухаря из-за ненадежной фиксации поршнем зажима. Установка реле давления относительно управляющей части сбоку приводит к существенному увеличению габаритных размеров и значительно усложняет всю конструкцию авторежима (А.с. 510401, B60T 8/18, от 03.07.1973).
Известен авторегулятор давления воздуха в тормозном цилиндре, состоящий из управляющей части, содержащей корпус, демпферный поршень с дроссельным отверстием, шток демпферного поршня, ползун, сухарь, стакан, вилку, пружину, стержень и воздушное реле давления, содержащее рычаг, подпружиненный силовой поршень с хвостовиком, подпружиненный разобщительный поршень с хвостовиком. Недостатками этого авторегулятора давления являются также увеличенные габаритные размеры и сложность конструкции. При отпуске тормоза выпуск воздуха из тормозного цилиндра осуществляется через осевое отверстие в хвостовике разобщительного поршня. А для этого дополнительно устанавливается двухседельчатый клапан и клапан на разобщительном поршне (пат. RU №2222444, В60Т 8/18, от 2002.04.05). Это связано с рычажным механизмом задания режимов работы реле давления, когда переключение осуществляется после выполнения условий равенства моментов сил, воздействующих на рычаг, опирающегося на опорное ребро сухаря.
В то же время для передачи пропорциональности между загрузкой вагона и давлением в тормозном цилиндре имеются другие методы реализации, и среди них часто используется изменение эффективной площади диафрагмы. Это достигается тем, что на подвижном поршне с диафрагмой, воспринимающем давление тормозной системы и передающем его в тормозной цилиндр, располагаются жестко связанные с ним ребра, которые опираются на часть площади диафрагмы при перемещении указанного поршня. Давление под диафрагмой при этом воздействует на эту площадь, создавая силу, направленную против хода движения поршня. После достижения под диафрагмой некоторого давления возникшие в этом процессе силы сравниваются, и поршень движется в противоположном направлении, закрывая доступ воздуха из тормозной системы. Выбором профиля ребер определяется характер изменения эффективной площади при движении поршня.
Утверждается о возможности передаточного отношения входного давления к выходному как 1:6 (пат. DE 1929891 U, 23.12.1965) и более (пат. GB 1596967, В60Т 8/18 В2; В60Т 11/34, 1981.09.03). При этом ребра в области соприкосновения обычно имеют прямолинейный вид, создавая угол перегиба с неподвижной вставкой, что уменьшает их эффективную площадь. А расположение ребер сверху приводит к постоянному дополнительному воздействию на диафрагму веса поршня, подвергая ее растяжению. А это может привести к ее преждевременной потере свойств необходимости досрочной замены.
В то же время такое регулирование давления торможения, введенного источником давления тормозной системы, может быть неадекватным, чтобы отвечать различным требованиям, свойственным для железнодорожного подвижного состава, например, срабатыванию, начиная с первой ступени торможения для различной загрузки вагона.
Наиболее близким к предлагаемому является авторегулятор режимов торможения транспортного средства, содержащий демпферную часть с подпружиненным демпферным поршнем с дроссельным отверстием, на штоке которого закреплен ползун с сухарем, взаимодействующий с рычагом реле давления, образующими механизм пропорционального деления, и механизмом восприятия нагрузки. Вертикальные колебания подрессоренных частей воспринимаются здесь пружинами. ("Тормозное и пневматическое оборудование подвижного состава", В.Г.Иноземцев, И.В.Абашкин, Москва, Транспорт, 1984 г., стр.128-132). Устанавливается указанный авторежим в тормозной системе между воздухораспределителем и тормозным цилиндром.
Механизмом восприятия нагрузки для передачи загрузки вагона является хвостовик подпружиненной вилки, направляющая которой связана с демпферным поршнем посредством прикрепленного к штоку поршня ползуна с сухарем. Сухарь, взаимодействующий с рычагом реле давления, перемещается на расстояние до 40 мм, что определяется максимальным перемещением демпферного поршня и хвостовика. К недостаткам данного авторежима можно отнести возможность перекосов в части, соприкасающейся с опорной плитой, и их заклинивание. Это приводит к нарушениям режима торможения при передаче давления от воздухораспределителя к тормозным цилиндрам. Установка реле давления относительно управляющей части сбоку и применение пропорционального изменения давления посредством рычага приводит к существенному увеличению габаритных размеров и значительно усложняет всю конструкцию авторежима.
Поэтому технической задачей предложенного решения является упрощение конструкции авторежимов вагонов и повышение надежности последних при сохранении заданных параметров работы тормозной системы.
Техническим результатом настоящего изобретения является получение более компактной конструкции и, следовательно, надежного авторежима.
Для этого в предлагаемом авторежиме железнодорожного подвижного состава, содержащем в корпусе демпферную часть, реле давления, пневматически связанное с тормозным цилиндром и воздухораспределителем, механизмом восприятия нагрузки, в качестве реле давления на месте расположения механизма восприятия нагрузки использовано устройство в виде подвижного поршня с подпружиненным клапаном, перекрывающим отверстие на седле на корпусе поршня, и диафрагмой, установленной (закрепленной) между корпусом авторежима и наружной поверхности поршня и опирающейся в нерабочем состоянии на вставку из ребер, выполненными со стороны диафрагмы в виде плавной кривой, между которыми в рабочем состоянии перемещаются симметричного с ребрами вставки вида ребра, установленные на наружной поверхности поршня, и на которые опирается часть площади диафрагмы при движении поршня, создавая давлением сверху силу, противодействующую движению поршня, а подпружиненный клапан поршня при перемещении последнего взаимодействует с толкателем механизма восприятия нагрузки, выполненного в виде рычага и удлиненной шаровой опоры, воздействующей на демпферный шток с толкателем, при этом сохраняются прежние характеристики заданного режима работы авторежима.
Возможность достижения положительного эффекта при использовании предлагаемого изобретения может быть объяснена следующим образом. Выполнение авторежима в виде корпуса с расположенным вверху демпферным поршнем, под штоком которого располагается механизм восприятия нагрузки, и расположенным снизу механизмом регулирования давления позволяет существенно уменьшить габариты авторежима и в определенной мере упростить.
Расположение вставки с ребрами снизу диафрагмы позволяет уменьшить ее нерабочие колебания при движении, а выполнение опорной для диафрагмы поверхности ребер в виде плавной кривой увеличивает эффективную площадь диафрагмы для данного положения, за счет более плотного прилегания к ребрам.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где показан схематично авторежим железнодорожного подвижного состава.
Авторежим состоит из демпферной части 1 и «реле давления» 2. Канал 3 реле давления соединен с выходом воздухораспределителя, а вывод 4 - с тормозным цилиндром. Внутри корпуса демпферной части расположен шток 5, на котором сверху по чертежу закреплен демпферный поршень 6. В паз на штоке входит удлиненная часть 7 шаровой опоры 8, в которую входит подпружиненный рычаг 9 механизма восприятия загрузки. Конец рычага опирается на опору на неподрессоренной части тележки. Нижняя часть штока 5 заканчивается толкателем 10, внутри которого находится отверстие 11, сообщающееся с атмосферным выводом 12. Толкатель 10 расположен над подпружиненным клапаном 13, размещенным внутри поршня 14. На части наружной поверхности поршня, расположенной в полости 15, поставлены ребра 16. Над ними крепится внутренний диаметр диафрагмы 17, внешний же закреплен на корпусе полости 15. Под диафрагмой расположена также неподвижная вставка 18 с пазами для прохода ребер поршня. Движение поршня задается направляющей 19.
Авторежим железнодорожного подвижного состава, выполненный в заявляемом виде, работает следующим образом.
При загрузке вагона авторежим, закрепленный на подрессоренной части вагона, опускается, и рычаг 9 занимает некоторое равновесное положение, зависящее от величины нагрузки на ось тележки. При этом удлиненная часть шаровой опоры 7, находящаяся в пазу штока 5, воздействует на него и перемещает шток вместе с демпферным поршнем 6 и толкателем в соответствующее положение.
При торможении сжатый воздух от воздухораспределителя (на чертеже не показан) подводится по каналу 3 авторегулятора и воздействует на верхнюю часть поршня 14, заставляя его перемещаться вверх. При перемещении поршня 14 вверх клапан 13 прижимается к выпускному седлу толкателя 10, перекрывая сообщение с атмосферой. При дальнейшем перемещении поршня 14 клапан 13 открывается от седла в поршне, и сжатый воздух из канала 3 поступает через кольцевой зазор между поршнем 14 и направляющей 19 в полость 15 и далее к тормозному цилиндру вагона.
Одновременно сжатый воздух поступает в пространство над диафрагмой 17 и часть площади последней, опирающейся на ребра поршня 16, начинает давить на поршень сверху. При достижении на выводе 4 давления, отношение которого к давлению на канале 3 соответствует соотношению активных площадей верхней и нижней сторон поршня 14, последний опускается вниз до момента посадки клапана 13 на впускное седло поршня 14. Поступление сжатого воздуха из канала 3 к выводу 4 прекращается. Активная площадь нижней стороны поршня, на которую воздействует сжатый воздух, подведенный от воздухораспределителя, в силу конструкции остается всегда постоянной. Площадь же над диафрагмой меняется, в связи с тем, что определяется величиной хода поршня до открытия клапана на поршне.
В настоящее время разработаны рабочие чертежи авторежима с заявляемой конструкцией для изготовления опытных образцов и проведения всесторонних испытаний.
Авторежим железнодорожного подвижного состава, содержащий в корпусе демпферную часть, реле давления, пневматически связанное с тормозным цилиндром и воздухораспределителем, и механизм восприятия нагрузки, отличающийся тем, что в качестве реле давления на месте расположения механизма восприятия нагрузки использовано устройство в виде подвижного поршня с подпружиненным клапаном, перекрывающим отверстие на седле на корпусе поршня, и диафрагмой, установленной (закрепленной) между корпусом авторежима и наружной поверхностью поршня и опирающейся в нерабочем состоянии на вставку из ребер, выполненных со стороны диафрагмы в виде плавной кривой, между которыми в рабочем состоянии перемещаются симметрично с ребрами вставки вида ребра, установленными на наружной поверхности поршня, и на которые опирается часть площади диафрагмы при движении поршня, создавая давлением сверху силу, противодействующую движению поршня, а подпружиненный клапан поршня при перемещении последнего взаимодействует с толкателем механизма восприятия нагрузки, выполненного в виде рычага и удлиненной шаровой опоры, воздействующей на демпферный шток с толкателем, при этом сохраняются заданные характеристики режима работы авторежима.
