Гальмівна система залізничного транспортного засобу

Реферат: Винахід належить до галузі залізничного транспорту, а саме пристрою гальмівних систем залізничних транспортних засобів, призначених для здійснення гальмівних і відпускних процесів транспортних засобів. Гальмівна система містить гальмівну магістраль із сполучними рукавами, з кінцевими і роз'єднувальними кранами. Гальмівна система містить щонайменше один повітророзподільник, щонайменше один запасний резервуар, щонайменше один автоматичний регулятор вантажних режимів гальмування (авторежим), щонайменше один гальмівний циліндр. Шток гальмівного циліндра через регулятор виходу штока гальмівного циліндра і важільну передачу сполучений з гальмівною колодкою. Повітророзподільник має головну і магістральну частини. Повітророзподільник пневматично зв'язаний через роз'єднувальний кран з гальмівною магістраллю, через підвідний повітропровід і авторежим - з гальмівним циліндром. Повітророзподільник має впускний живильний канал і випускний канал. Вхід впускного UA 103305 C2 (12) UA 103305 C2 живильного каналу сполучений із запасним резервуаром. Вихід впускного живильного каналу при гальмуванні сполучений з підвідним повітропроводом. Вихід випускного каналу сполучений з атмосферою. Вхід випускного каналу сполучений з підвідним повітропроводом при відпусканні. Співвідношення площ прохідних перерізів впускного живильного каналу і випускного каналу вибране відповідно до величини гальмівного натиснення на колесо одиниці залізничних транспортних засобів з різним навантаженням на вісь в межах 1,6÷2,5, при цьому величина діаметра прохідного перерізу випускного каналу встановлена не менше 5 мм. Технічний результат, що досягається, полягає в забезпеченні необхідної сили стисненого повітря в гальмівному циліндрі гальмівної системи залізничних транспортних засобів з різним навантаженням на вісь при гальмуванні із забезпеченням встановлених за технічними вимогами безпеки руху залізничних транспортних засобів тимчасових характеристик процесів гальмування і відпускання, величини гальмівного шляху. UA 103305 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі залізничного транспорту, а конкретніше пристрою гальмівних систем залізничних транспортних засобів, призначених для здійснення гальмівних і відпускних процесів транспортних засобів при подачі управляючих пневматичних сигналів шляхом створення відповідного тиску стисненого повітря в гальмівному циліндрі і перетворення сили стисненого повітря в гальмівному циліндрі через гальмівне натиснення між гальмівною колодкою і колесом транспортного засобу. Відомі гальмівні системи залізничних транспортних засобів, переважно вантажних вагонів (див. авт. св. № 1523435, МПК В 60Т 13/26; патент ФРН № 2029408, МПК В 60Т 13/26; патент США № 4653812, НКВ 303/33; патент РФ № 73297, МПК В 61Н 11/02). Вони містять гальмівну магістраль, повітророзподільник, запасний резервуар, гальмівний циліндр, шток якого сполучений з гальмівною колодкою. У цих гальмівних системах для забезпечення тимчасових характеристик процесів гальмування і відпускання, величин гальмівного натиснення згідно з встановленими за умовами безпеки руху залізничних транспортних засобів технічними нормативами застосовують ряд додаткових вузлів і приладів. Це ускладнює пристрій гальмівних систем залізничних транспортних засобів і може привести до зниження їх надійності дії. Найбільш близькою за сукупністю суттєвих ознак до гальмівної системи, що заявляється, є гальмівна система вантажного вагона (див.: 1) довідник "Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава", Москва, "Транспорт", 1989 р., стор. 53, 177, 194, 349. 2) альбом "Автоматические тормоза подвижного состава железнодорожного транспорта", В.Р. Асадченко, УМК МПС Росії, Москва 2002, стор. 50, 30, 71, 72, 74, 75). Вона містить гальмівну магістраль із заданою величиною зарядного тиску в ній. Гальмівна магістраль служить для постачання стисненим повітрям гальмівної системи і подачі управляючих пневматичних сигналів і має сполучні рукави, кінцеві і роз'єднувальні крани. Гальмівна система містить також щонайменше один повітророзподільник, який має головну і магістральну частини, щонайменше по одному гальмівному циліндру, запасному резервуару, регулятору вантажних режимів гальмування. Повітророзподільник має впускний живильний канал, входом сполучений із запасним резервуаром, і випускний канал, виходом сполучений з атмосферою. Повітророзподільник пневматично сполучений з гальмівною магістраллю через роз'єднувальний кран. З гальмівним циліндром повітророзподільник пневматично зв'язаний через підвідний повітропровід і автоматичний регулятор вантажних режимів гальмування. Підвідний повітропровід сполучений з виходом впускного живильного каналу (в процесі гальмування) або з входом випускного каналу (в процесі відпускання). Шток гальмівного циліндра через регулятор виходу штока гальмівного циліндра і важільну передачу сполучений з гальмівними колодками, які служать для передачі сили стисненого повітря в гальмівному циліндрі на колесо одиниці залізничного транспортного засобу і створення гальмівного натиснення при гальмуванні. При подачі управляючого пневматичного сигналу на гальмування в гальмівній системі здійснюється подача стисненого повітря із запасного резервуару в гальмівний циліндр через впускний живильний канал, який підводить повітропровід, автоматичний регулятор вантажних режимів гальмування. При повному службовому або екстреному гальмуванні в гальмівному циліндрі встановлюється максимально допустима за технічними вимогами, прийнятими на залізничному транспорті, величина тиску стисненого повітря. Сила цього стисненого повітря передається через регулятор виходу штока і важільну передачу на гальмівну колодку, перетворюючись в силу гальмівного натиснення між гальмівною колодкою і колесом, будучи її основною складовою. Зрештою, між колесом і рейкою виникає гальмівна сила, в яку перетворюється сила гальмівного натиснення. При цьому кінетична енергія рухомого залізничного транспортного засобу (вантажного вагона) перетворюється в теплову енергію між колесом і гальмівною колодкою, які нагріваються, розсіюючи тепло в атмосферу. Відбувається зупинка транспортного засобу. Для відпускання гальма подається відповідний управляючий пневматичний сигнал по гальмівній магістралі. Гальмівний циліндр сполучається через випускний канал з атмосферою. На залізничному транспорті існує постійна тенденція до збільшення маси вантажного вагона, пов'язана, насамперед, з необхідністю збільшення пропускної спроможності залізничного транспорту. При збільшенні маси одиниці залізничного транспортного засобу, наприклад маси вантажного вагона, і, відповідно, збільшенні навантаження на вісь, але при збереженні встановленої величини гальмівної сили, зменшується уповільнення вагона і, відповідно, збільшується гальмівний шлях. Тому, для збереження встановленої за технічними вимогами безпеки руху на залізничному транспорті величини гальмівного шляху потрібно зберегти необхідне уповільнення вагона, тобто збільшити гальмівну силу, силу гальмівного натиснення, а, відповідно, силу стисненого повітря в гальмівному циліндрі. Оскільки сила стисненого повітря в гальмівному циліндрі обмежується заданою встановленою величиною тиску стисненого повітря в гальмівному циліндрі при гальмуванні, це приводить до необхідності 1 UA 103305 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 збільшення кількості стисненого повітря в гальмівному циліндрі і збільшення об'єму запасного резервуара. Проте, встановлені значення прохідних перерізів впускного живильного каналу (не 2 2 більше 28 мм ) і випускного каналу (~6,15 мм ) з одного боку збільшують часові характеристики гальмівних процесів, збільшуючи гальмівні шляхи, з іншого боку, збільшують часові характеристики відпускних процесів, зменшуючи пропускну спроможність залізничного транспорту. Це може призвести до порушення безпеки руху на залізничному транспорті. Гальмівна система залізничного транспортного засобу, що заявляється, вирішує задачу підвищення безпеки руху залізничних транспортних засобів з різним навантаженням на вісь. Технічний результат, який буде одержаний при здійсненні запропонованого винаходу, полягає у забезпеченні необхідної сили стисненого повітря в гальмівному циліндрі гальмівної системи залізничних транспортних засобів з різним навантаженням на вісь при гальмуванні із забезпеченням встановлених за технічними вимогами безпеки руху залізничних транспортних засобів тимчасових характеристик процесів гальмування і відпускання, величини гальмівного шляху. Вказаний технічний результат досягається тим, що у відомій гальмівній системі залізничного транспортного засобу, яка містить гальмівну магістраль постачання стисненим повітрям системи і подачі управляючих пневматичних сигналів із заданою величиною зарядного тиску в ній, яка має сполучні рукави, кінцеві і роз'єднувальні крани, а також містить щонайменше один, повітророзподільник з головною і магістральною частинами,щонайменше по одному гальмівному циліндру, запасному резервуару, автоматичному регулятору вантажних режимів гальмування, при цьому повітророзподільник, який має впускний живильний канал, входом сполучений із запасним резервуаром, випускний канал, виходом сполучений з атмосферою, пневматично сполучений з гальмівною магістраллю через роз'єднувальні кран, з гальмівним циліндром через автоматичний регулятор вантажних режимів гальмування і підвідний повітропровід, сполучений з виходом впускного живильного каналу при гальмуванні або з входом випускного каналу при відпусканні, а шток гальмівного циліндра через регулятор виходу штока гальмівного циліндра і важільну передачу сполучений з гальмівними колодками передачі сили стисненого повітря в гальмівному циліндрі на колесо одиниці залізничного транспортного засобу і створення гальмівного натиснення при гальмуванні, згідно з винаходом, співвідношення площ прохідних перерізів впускного живильного каналу і випускного каналу вибрано відповідно до величини гальмівного натиснення на колесо одиниці залізничних транспортних засобів з різним навантаженням на вісь в межах 1,6÷2,5, при цьому величина діаметра прохідного перерізу випускного каналу встановлена не менше 5 мм. Таке виконання запропонованої гальмівної системи залізничного транспортного засобу забезпечує необхідну силу стисненого повітря в гальмівному циліндрі гальмівної системи залізничних транспортних засобів з різним навантаженням на вісь при гальмуванні із забезпеченням встановлених за технічними вимогами безпеки руху залізничних транспортних засобів тимчасових характеристик процесів гальмування і відпускання, величини гальмівного шляху. У гальмівній системі вантажних вагонів з навантаженням на вісь в 25 т і більше застосовують гальмівні циліндри розміром до 16" (або декілька гальмівних циліндрів) і запасних резервуарів збільшених об'ємів. Як видно зі встановленого співвідношення прохідних перерізів впускного живильного і випускного каналів і розміру прохідного перерізу випускного каналу 2 мінімальний прохідний переріз впускного живильного каналу встановлений не менше 40 мм , 2 прохідний переріз випускного каналу встановлений не менше 19,6 мм . При гальмуванні вантажні вагони з такими навантаженнями на вісь мають гальмівний шлях, встановлений технічними вимогами безпеки руху залізничних транспортних засобів. Це пояснюється тим, що кількість стисненого повітря, яке надійшло у гальмівний циліндр через впускний живильний канал при заданій встановленій величині тиску стисненого повітря в гальмівному циліндрі і заданому встановленому часі його надходження, створює силу стисненого повітря, а, значить, силу гальмівного натиснення і гальмівну силу, що визначає необхідне уповільнення вагона для зупинки на необхідному гальмівному шляху. При подачі управляючого пневматичного сигналу на відпускання гальма відбувається сполучення гальмівного циліндра з атмосферою через випускний канал. Вся кількість стисненого повітря з гальмівного циліндра перетікає в атмосферу за час відпускання гальма, встановлений за технічними вимогами безпеки руху залізничних транспортних засобів і їх пропускної спроможності. На приведеному кресленні схемно зображений загальний вид запропонованої гальмівної системи залізничного транспортного засобу (приклад виконання). Гальмівна система містить гальмівну магістраль 1, яка служить для постачання стисненим повітрям гальмівної системи і подачі управляючих пневматичних сигналів. Гальмівна магістраль 2 UA 103305 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1 пневматично сполучена з пристроєм подачі управляючих пневматичних сигналів, який сполучений з джерелом стисненого повітря (на кресленні не показано). У гальмівній магістралі 1 встановлюється зарядний тиск стисненого повітря заданої величини, прийнятої на залізничному рухомому складі. Гальмівна магістраль 1 має сполучні рукави 2, кінцеві крани 3, роз'єднувальний кран 4. Гальмівна система містить щонайменше один повітророзподільник 5, щонайменше один запасний резервуар 6, щонайменше один автоматичний регулятор 7 вантажних режимів гальмування (авторежим 7), щонайменше один гальмівний циліндр 8. Через регулятор 9 виходу штока гальмівного циліндра і важільну передачу (на кресленні не зображена) здійснюється зв'язок штока 10 гальмівного циліндра 8 з гальмівною колодкою 11, яка в процесі гальмування передає силу стисненого повітря в гальмівному циліндрі 8 на колесо одиниці залізничного транспортного засобу, наприклад, вантажного вагону, для створення сили гальмівного натиснення. Повітророзподільник 5 має головну частину 12, магістральну частину 13. Через роз'єднувальний кран 4 повітророзподільник 5 пневматично сполучений з гальмівною магістраллю 1. Через підвідний повітропровід 14 і авторежим 7 повітророзподільник 5 пневматично сполучений з гальмівним циліндром 8. Повітророзподільник 5 має впускний живильний канал 15 і випускний канал 16. Вхід впускного живильного каналу 15 сполучений із запасним резервуаром 6, а його вихід при гальмуванні сполучений з підвідним повітропроводом 14. Вихід випускного каналу 16 сполучений з атмосферою, а його вхід сполучений з підвідним повітропроводом 14 у відпускному положенні гальма. Співвідношення площ прохідних перерізів впускного живильного каналу 15 і випускного каналу 16 встановлено в межах 1,6÷2,5, а діаметр прохідного перерізу випускного каналу встановлений не менше 5 мм. Ці величини вибрані згідно з величиною гальмівного натиснення на колесо одиниці залізничних транспортних засобів з різним навантаженням на вісь, що забезпечує їх зупинку при гальмуванні на заданому, встановленому технічними вимогами безпеки руху залізничного транспорту, гальмівному шляху. При цьому забезпечується і встановлений за технічними вимогами час відпускання гальма. Гальмівна система залізничного транспортного засобу, наприклад вантажного вагона діє таким чином. При зарядці гальма здійснюється подача стисненого повітря в гальмівну магістраль 1 для створення запасу стисненого повітря в гальмівній системі і для забезпечення подачі по гальмівній магістралі управляючих пневматичних сигналів. Гальмівна магістраль 1 заряджається до встановленого за технічними вимогами зарядного тиску. Також до зарядного тиску заряджається запасний резервуар 6 і відповідні порожнини і камери (на кресленні не показані) повітророзподільника 5. Для здійснення процесу гальмування по гальмівній магістралі 1 подається відповідний управляючий пневматичний сигнал на розподільник повітря 5, який перекриває сполучення підвідного повітропроводу 14 з випускним каналом 16 і сполучає його з виходом впускного живильного каналу 15. Відбувається подача стисненого повітря із запасного резервуара 6 в гальмівний циліндр 8 через впускний живильний канал 15, підвідний повітропровід 14, авторежим 7. При повному службовому або екстреному гальмуванні в гальмівному циліндрі 8 встановлюється максимально допустима за технічними вимогами, прийнятими на залізничному транспорті, величина тиску стисненого повітря. Через впускний живильний канал 15 з площею прохідного перерізу, виконаною згідно вибраному співвідношенню площ прохідних перерізів каналів 15 і 16, у гальмівний циліндр 8 надійде така кількість стисненого повітря у встановлений за технічними вимогами час, яка при цьому тиску створить силу стисненого повітря, а, значить, силу гальмівного натиснення і гальмівну силу, достатню для зупинки залізничного транспортного засобу на заданому за технічними вимогами гальмівному шляху. При подачі управляючого пневматичного сигналу на відпускання гальма підвідний повітропровід 14 з'єднується з випускним каналом 16. Гальмівний циліндр 8 через випускний канал 16 з площею поперечного перерізу, виконаною згідно з вибраним значенням величини його діаметра і співвідношенням площ прохідних перерізів каналів 15 і 16, сполучається з атмосферою. Вся кількість стисненого повітря, що надійшла в гальмівний циліндр 8, перетікає в атмосферу за час відпускання гальма, встановлений за технічними вимогами безпеки руху залізничних транспортних засобів і їх пропускної спроможності. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Гальмівна система залізничного транспортного засобу, що містить гальмівну магістраль постачання стисненим повітрям системи і подачі управляючих пневматичних сигналів із заданою величиною зарядного тиску в ній, яка має сполучні рукави, кінцеві і роз'єднувальні крани, а також містить щонайменше один повітророзподільник з головною і магістральною 3 UA 103305 C2 5 10 15 частинами, щонайменше по одному гальмівному циліндру, запасному резервуару, автоматичному регулятору вантажних режимів гальмування, при цьому повітророзподільник, що має впускний живильний канал, входом сполучений із запасним резервуаром, випускний канал, виходом сполучений з атмосферою, пневматично сполучений з гальмівною магістраллю через роз'єднувальний кран, з гальмівним циліндром через автоматичний регулятор вантажних режимів гальмування і підвідний повітропровід сполучений з виходом впускного живильного каналу при гальмуванні або з входом випускного каналу при відпусканні, а шток гальмівного циліндра через регулятор виходу штока гальмівного циліндра і важільну передачу сполучений з гальмівними колодками передачі сили стисненого повітря в гальмівному циліндрі на колесо одиниці залізничного транспортного засобу і створення гальмівного натиснення при гальмуванні, яка відрізняється тим, що співвідношення площ прохідних перерізів впускного живильного каналу і випускного каналу вибране відповідно до величини гальмівного натиснення на колесо одиниці залізничних транспортних засобів з різним навантаженням на вісь в межах 1,6÷2,5, при цьому величина діаметра прохідного перерізу випускного каналу встановлена не менше 5 мм. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4