Справжня лекція буде присвячена приладу управління автоматиче-ськими гальмами рухомого складу.
Прилад, за допомогою якого машиніст керує гальмами, називається краном машиніста. Ми розглянемо пристрій крана машиніста, розберемо його основні функції та вивчимо схему його роботи.
Спочатку давайте згадаємо, як працюють автоматичні гальма рухомого складу і чому вони називаються автоматичними?
Автоматичні - це означає самостійно спрацьовують, тобто самостійно загальмовують поїзд.
Як це відбувається?
На локомотиві за допомогою компресорів створюється запас стисненого повітря, який закачується в головні резервуари. Стисненим повітрям через кран машиніста заряджається гальмівна магістраль всього поїзда. Ця магістраль є трубопровід, прокладений під кожним вагоном. Міжвагонні з'єднання виконані за допомогою кінцевих ре-Зіновій рукавів. Під кожним вагоном є прилад - воздухораспре-дільник, який реагує на зміну тиску в гальмівній магіст-рали. При зарядці магістралі, тобто при підвищенні в ній тиску, він пропускає повітря в запасний резервуар, створюючи також запас стисненого повітря і під кожним вагоном. Після зарядки магістралі в ній повинно постійно підтримуватися певний тиск. У вантажних поїздах воно дорівнює 5,5 кгс / см.
При зниженні тиску в гальмівній магістралі відбувається сле-ший. Воздухораспределитель, реагуючи на таке зниження, з'єднує запасний резервуар з гальмівним циліндром. При підвищенні тиску в гальмівному циліндрі висувається його шток. Рух штока через сис-тему важелів передається до гальмівних колодок і, в підсумку, гальма при-ходять в дію.
Стає зрозумілим, як машиніст повинен управляти гальмами поїзда. Якщо знадобиться загальмувати поїзд, машиніст повинен знизити на необхідну величину тиск в гальмівній магістралі, а для того, щоб гальма відпустили, тобто гальмівні колодки відійшли від коліс, ма-шініст повинен підвищити тиск в магістралі.
Відзначимо також, що тиск в магістралі може знижуватися не толь-ко в результаті відповідних дій машиніста, але і з інших причин: розрив потяга, роз'єднання рукавів, відкриття стоп-крана і ін. У всіх цих випадках гальмівна магістраль розряджається, тиск у ній падає , а гальма спрацьовують і загальмовують поїзд самостійно, без участі машиніста. Саме тому вони і називаються автомати-тичними.
Мал. 1. Спрощена схема гальмівної магістралі поїзда:
1.Кран; 2. Манометр гальмівної магістралі; 3. Гальмівна магістральлокомотіва; 4. Гумові кінцеві рукава: 5. Гальмівна магістральпервого вагона і далі всього складу.
Але давайте розглянемо, як же буде протікати в такому випадку про-процес гальмування, коли машиніст на локомотиві, керуючись мано-метром 2 (рис. 1) відкриє кран 1 і з'єднає ГМ з ат-мосферой. Перш за все в атмосферу стане виходити повітря з магістралі локомотива і тиск в ній виявиться нижче, ніж в магістралі поїздку-да. В область знижується тиску кинеться повітря, що знаходиться під великим тиском. В магістраль локомотива спочатку надійде воз-дух з першого вагона. Зниження тиску в першому вагоні викличе пе-ретеканіе повітря з другого вагона і так далі по ланцюжку по всій довжині поїзда. Хвиля знижується тиску буде рухатися від локомотива до хвоста поїзда. Знизивши на певну величину тиск в магістралі, машиніст перекриє кран, припинивши випуск повітря. Навіть в короткому поїзді в момент перекриття крана тиск в гальмівній магістралі ло-локомотивів буде трохи нижче, ніж тиск в магістралі останнього ва-гону. А якщо поїзд складається з великої кількості вагонів, то його тор-мозная магістраль - трубопровід довший, і коли машиніст на локомотиві, знизивши тиск, перекриє кран, припинивши випуск повітря, в хвості поїзда тиск тільки почне знижуватися. Різниця тисків у голові і в хвості поїзда виявиться тим більше, чим довше буде склад.
Після перекриття машиністом крана 1 через виниклу різницю тиску в магістралі почнеться його вирівнювання по всій довжині поїзда, буде відбуватися перетікання повітря від хвоста поїзда до голови. У ре-док чого відбудеться зворотний процес - тиск в головних ваго-нах підвищиться. А ми знаємо, що при підвищенні тиску в гальмівній магістралі гальма відпускають. Якщо уявити собі в цей момент ра-боту гальмівного обладнання по всій довжині поїзда, то ситуація виявиться абсолютно неприпустима, можливо аварійна: в головних вагонах буде відбуватися відпустку гальм, а ближче до хвоста поїзда ва-гони будуть загальмовані. Це може привести до тяжких наслідків: розриву поїзда або проїзду заборонного сигналу через нестачу тор-мозной сили і т.д. а сам процес гальмування до того ж вийде з-вершенно некерованим. Такий спосіб управління, коли машиніст за допомогою крана 1 безпосередньо з'єднує гальмівну магістраль з атмо-сферою, з подальшою перекришу явно непридатний.
Щоб подібного не сталося, машиніст повинен мати можли-ність знижувати тиск на певну величину по всьому поїзд не-залежно від його довжини. Але ж чим довше поїзд, тим більше обсяг його гальмової магістралі і, отже, тим більша кількість повітря необхідно випустити з неї, щоб домогтися строго певної ве-личини зниження тиску. Чи можна зробити так, щоб машиніст не замислювався кожен раз, скільки повітря йому необхідно ви-пустити з магістралі? І як уникнути виникнення тієї аварійної си-туації, про яку ми вже говорили, а саме, підвищення тиску в ма-гістралі після зниження тиску в ній на певну величину? Маючи звичайний кран, що з'єднує гальмівну магістраль з атмосферою, виконати ці вимоги неможливо. Потрібен кран машиніста особливої конструкції, до розгляду якої ми тепер і приступимо.
У циліндр 4 (рис. 2) поміщений поршень 5. Нижня частина циліндра, так зване підпоршневу простір, пов'язане з гальмівної ма-гістралью, а надпоршневу порожнину повідомляється з резервуаром 3, який називається зрівняльним. Хвостовик поршня впирається в верхнє атмо-сферними сідло двухседельчатого клапана 7. До нижнього сідла клапана підводиться повітря з головних резервуарів. Знизу на двухседельчатий клапан діє зусилля пружини 8. Сам поршень теж називається зрівняльним. Надалі при вивченні конструкції цього пристрою і його роботи ми зрозуміємо, чому поршень і резервуар так названі. У нашій схемі знизу зрівняльного резервуара поміщений випускний краник £. Слід зазначити, що схема, показана на рис. 2, є спрощеною неповної і може служити тільки для вивчення конструкції крана і розуміння принципу управління гальмами. Реаль-ве пристрій сучасного крана машиніста набагато складніше.
На рис. 2 зображено усталене положення поршня, коли давши-лення над поршнем і під ним однакові. Розглянемо роботу цього вуст-ройства при переміщенні поршня.
При русі поршня вгору, його хвостовик відкриє атмосферний від-верст верхнього сідла клапана 7, що призведе до випуску повітря з гальмівної магістралі і зниження в ній тиску. А при русі поршня вниз, хвостовик, подолавши зусилля пружини 5, отожмёт нижнє сідло клапана 7 і повітря з головних резервуарів стане надходити в тор-мозную магістраль, а значить, тиск в ній буде збільшуватися.
Тепер перейдемо до розгляду процесу управління гальмами, керуючись спрощеної схемою показаної на рис. 2.
Для приведення гальм в дію машиніст повинен добитися зниження тиску в гальмівній магістралі на певну величину. Для цього він за допомогою випускного краника 1 починає випускати воз-дух, тобто знижувати тиск в ЗрР. Тиск в по-лости над зрівняльним поршнем також почне знижуватися. Від того, що тиск під поршнем в даний момент більше, ніж над ним, пор-шень піднімається вгору і відкриває своїм хвостовиком атмосфер-ве отвір, при цьому гальмівна магістраль повідомляється з атмосферою.
Знизивши тиск в ЗрР на необхідну вели-чину, машиніст перекриває краник 1 Тиск в ЗрР і порожнини над зрівняльним поршнем залишається незмінним, а процеси, які будуть відбуватися в гальмівній магістралі необ-обхідно розглянути більш докладно.
Після припинення випуску повітря з зрівняльного резервуара і встановлення нового тиску в порожнині над зрівняльним поршнем випуск повітря з гальмівної магістралі через атмосферний отвір двухседельчатого клапана припиниться не відразу, він буде відбуватися до тих пір, поки не зрівняються тиску в порожнинах над поршнем і під ним. І тільки після цього поршень, опустившись вниз, закриє атмосферний отвір своїм хвостовиком. Чим довше буде склад поїзда, тим довше буде відкритий атмосферне клапан, тим більший об'єм повітря вийде з гальмівної магістралі. В результаті тиск в ній знизиться
Коли вище розглядався процес гальмування при наявності у ма-шініста простого крана, який пов'язував ГМ непо-безпосередніх з атмосферою, то ми говорили, що при перекритті крана виникає зворотна хвиля тиску, що підвищується, яка рухається від хвоста поїзда до голови, викликаючи відпустку гальм в головних вагонах. Кран машиніста особливої конструкції, що має зрівняльний орган, такого не допустить. Відповідний повітря від хвостових вагонів буде утримувати зрівняльний поршень в піднесеному стані до тих пір, поки тиск над зрівняльним поршнем і під ним не зрівняють.
Зрівняльний резервуар і зрівняльний поршень тому і називаються вають зрівняльними, що виконують функції вирівнювання тисків - заданого машиністом за допомогою зрівняльного резервуара з тим, яке буде виконано за допомогою зрівняльного органу.
При вивченні принципової схеми роботи крана необхідно по-п'ять і запам'ятати, що при службовому гальмуванні машиніст випускає повітря тільки з зрівняльного резервуара, керуючись його мано-метром, при цьому відповідний пристрій крана - зрівняльний орган, забезпечує випуск повітря з гальмівної магістралі до знижені-ня тиску в ній на таку ж величину, як і в зрівняльний резервуар-Вуару. Машиніст, знижуючи тиск в ЗрР, як би дає команду, а все інше за нього виконує зрівняльний орган. При такому способі управління гальмами завищення тиску в голові поїзда після зробленого гальмування вже не відбувається. Тиск в магістралі знижується по всій її довжині і на необхідну величину. Процес гальмування виходить керованим і контрольованим.
Необхідно відзначити, що сучасні поїзди складаються з великої кількості вагонів, обсяг гальмівної магістралі таких поїздів відпо-відно теж великий. Якщо виробляти розрядку гальмівної магістралі тільки через кран машиніста, такий процес гальмування вже не буде відповідати сучасним вимогам по параметрах поширення гальмівний хвилі, умов водіння довгосоставних поїздів і т.п. по-цьому сучасні розподільників повітря в цьому плані допомагають Крапов машиніста розряджати ГМ. Вони в початковий момент гальмування виробляють додаткову розрядку магістралі, способст-вуя тим самим одночасного спрацьовування гальм по всій довжині поїзда.
За допомогою спрощеної схеми пристрою для управління гальма-ми, показаної на рис. 2, ми ознайомилися з основним принципом управління гальмами. Для спрацьовування гальм в поїзді машиніст знижує на певну величину тиск в зрівняльний резервуа-ре, або, як прийнято говорити, виконує ступінь гальмування. Величина першого ступеня в вантажному поїзді дорівнює 0,7 кгс / см 2. Зрівняльний ор-ган на таку ж величину зобов'язаний знизити тиск в гальмівній магіст-рали. Такий вид гальмування називається службовим гальмуванням. Одне з положень РКМ (мається на увазі вже реальний кран) так і називається - положення службового гальмування.
Після зниження тиску машиніст ставить ручку крана в положення перекриші. Назва його походить від дієслова «перекривати»: для пре-кращения подальшого зниження тиску в гальмівній магістралі ма-шініст перекриває кран. У реальному крані є два стану не-рекриші: перекриша без харчування гальмівної магістралі і перекриша з харчуванням гальмівної магістралі. Що ж означають слова харчування тор-мозной магістралі?
У гальмівній магістралі через нещільності в її з'єднаннях, в при-борах гальмівного обладнання можливі витоку повітря. Ці витоку необхідно заповнювати для підтримки постійної величини тиску-ня. У режимі перекриші кран заповнює витоку в гальмівній магістра-ли наступним чином.
У ЗрР і в порожнині над зрівняльним порш-ньому встановилося заданий машиністом тиск. У положенні пере-даху з харчуванням цей тиск має залишатися незмінним. А в по-лости під зрівняльним поршнем через витоки в гальмівній магістралі тиск буде знижуватися. Коли під поршнем (тобто в гальмівній магіст-рали) тиск стане менше ніж над ним, поршень, опускаючись вниз, відкриє живильний клапан, від цього гальмівна магістраль і по-лость під зрівняльним поршнем стануть поповняться повітрям з глав-них резервуарів до зрівнювання тиску над поршнем і під ним. Як і стоянно реагуючи на зниження тиску через витоки в гальмівній магіст-рали, зрівняльний поршень буде відкривати живильний клапан, через що гальмівна магістраль стане поповнюватися повітрям, тобто отримувати харчування.
Перейдемо до подальшого вивчення роботи крана машиніста. В на-варте час на локомотивах для управління гальмами поїзда викорис-товують кран золотникових-поршневий конструкції. Машиніст, повертаючи ручку крана і встановлюючи її в фіксовані декілька позицій, по-повертається золотник щодо його дзеркала. Золотник є рухливий елемент крана, призначений для управління про-процесом розподілу повітря. При зміщенні золотника по його дзеркала відбуваються з'єднання потрібних каналів і отворів. Від цього збирають-ся необхідні схеми робочих положень крана.
Дамо коротку характеристику всіх робочих положень крана машиніста.
Машиніст знижує тиск в ЗрР, а зрівняні-вальний орган, в свою чергу, починає випускати повітря з гальмівної магістралі через верхнє сідло двухседельчатого клапана.