Какое давление установится в резервуаре пневматического тормоза

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ТОРМОЗОВ

По принципу действия пневматические тормоза делятся на три основные группы:

• неавтоматические прямодействующие;
• автоматические непрямодействующне;
• автоматические прямодействующие.

Неавтоматический прямодействующий тормоз применяется только для торможения локомотива и является вспомогательным.
Компрессор 1 нагнетает в главный резервуар 2 сжатый воздух, который по питательной магистрали 3 поступает к крану машиниста 4 .Кран машиниста условно изображен в виде переключательной пробки, в которой высверлен прямоугольный канал. При постановке ручки крана машиниста в положение отпуска III тормозная магистраль 5 с соединительными рукавами, концевыми кранами и тормозные цилиндры 6 сообщаются с атмосферой Ат. Рычажная передача 9 при этом удерживает башмаки с колодками 10 на определенном расстоянии от поверхности катания колес.

Прямодействующий неавтоматический тормоз

При переводе ручки крана в положение торможения I сжатый воздух из главного резервуара 2 по питательной магистрали 3 через кран машиниста 4, тормозную магистраль 5 поступает в цилиндр 6, передвигая поршень 7 со штоком 8 и связанную с ним рычажную передачу 9 и прижимая колодки к колесам.
Перемещение ручки крана в положение перекрыши II приводит к отключению главного резервуара от магистрали 5 и цилиндра 6. Вся система остается в заторможенном состоянии, причем утечки воздуха из тормозного цилиндра не восполняются.
Этот тормоз называется неавтоматическим потому, что при разрыве поезда (разъединении рукавов) торможения не происходит, сжатый воздух уходит из системы в атмосферу. Тормоз является прямодействующим и неистощимым, так как торможение происходит за счет подачи сжатого воздуха непосредственно из главного резервуара и имеется возможность восполнить утечки воздуха из цилиндров.

Автоматический непрямодействующий тормоз применяется на российских железных дорогах для пассажирских локомотивов и вагонов.

Автоматический непрямодействующий тормоз

По сравнению с первой схемой на каждом вагоне размещены два дополнительных прибора — воздухораспределитель 6 и запасной резервуар 8. Кран машиниста в положении зарядки и отпуска (оно теперь обозначено I) соединяет главные резервуары 2 и питательную магистраль 3 с тормозной магистралью 5, а из неё воздух поступает в воздухораспределитель 6 и запасной резервуар 8. Тормозной цилиндр 7 через канал в воздухораспределителе соединен с атмосферой. При торможении (рисунок б) кран машиниста соединяет тормозную магистраль с атмосферой. Слева от поршня воздухораспределителя падает давление, а справа на него действует давления воздуха запасного резервуара. Поршень сдвигается влево и увлекает за собой золотник, который разобщает тормозной цилиндр с атмосферой, но соединяет его с запасным резервуаром. ТЦ наполняется, тормозные колодки прижимаются к колесам. Тормоз является автоматическим, так как при любом падении давления в тормозной магистрали (открытии стоп-крана 9, разрыве магистрали — разъединении рукавов) происходит торможение без участия машиниста. Но в такой схеме тормоза нет прямодействия , поскольку во время торможения и при перекрыше главный резервуар не сообщается с тормозным цилиндром. Таким образом, этот тормоз является истощимым.

Автоматический п р я м о д е й с т в у ю щ и й тормоз применяется на всех грузовых локомотивах и вагонах, а также на пассажирском подвижном составе западноевропейских железных дорог.

Автоматический прямодействующий тормоз

На локомотиве установлены компрессор 1, главный резервуар 2, напорная (питательная) магистраль 3 и кран машиниста 4, имеющий устройство 5 для питания тормозной магистрали в положении перекрыши. Сжатый воздух, вырабатываемый компрессором, заполняет главный резервуар и далее по питательной магистрали поступает к крану машиниста.
Если ручка крана машиниста установлена в положение I зарядки и отпуска, то воздух подается в тормозную магистраль 6, которая проходит вдоль локомотива и сцепленных с ним вагонов. Соединение магистралей отдельных единиц подвижного состава осуществляется гибкими рукавами 7 с концевыми кранами 8. Из тормозной магистрали сжатый воздух через воздухораспределитель 12 поступает в запасный резервуар 11. В то лес время тормозной цилиндр 13 через воздухораспределитель сообщается с атмосферой Ат. Таким образом происходит зарядка тормоза до определенного зарядного давления.
При постановке ручки крана машиниста в положение II торможения происходит выпуск воздуха из магистрали 6 в атмосферу. Падение давления в магистрали вызывает срабатывание воздухораспределителя, который сообщает запасный резервуар с тормозным цилиндром. По мере повышения давления в цилиндре его поршень со штоком перемещает рычажную передачу 14, в результате чего тормозные колодки прижимаются к колесам.
Когда ручка крана машиниста находится в положении III перекрыши, колеса остаются заторможенными. Возможные утечки воздуха из тормозного цилиндра не вызывают падения давления и ослабления силы нажатия колодок, так как цилиндр питается сжатым воздухом из запасного резервуара III, который пополняется из магистрали через обратный питательпый клапан 10, встроенный в воздухораспределитель. В свою очередь тормозная магистраль связана с главным резервуаром 2 через питательное устройство 5 крана машиниста.
Отпуск тормоза производится переводом ручки крана машиниста в I положение. При этом происходит наполнение сжатым воздухом тормозной магистрали и запасных резервуаров, а цилиндр 13 сообщается с атмосферой, как при зарядке.
Такой тормоз называется автоматическим потому, что при понижении давления сжатого воздуха в магистрали из-за открытия крана экстренного торможения (стоп-крана) 9 или разрыве поезда (разъединении рукавов 7) происходит торможение независимо от действий машиниста. Тормоз является прямодействующим, поскольку в заторможенном состоянии в положении перекрыши происходит питание всей системы сжатым воздухом прямо из главного резервуара, а также и неистощимым, так как утечки воздуха из тормозных цилиндров постоянно восполняются.

Электропневматическими называются тормоза, управляемые при помощи электрического тока, а для создания тормозной силы используется энергия сжатого воздуха.
Электропневматический тормоз прямодействующего типа с разрядкой и без разрядки тормозной магистрали применяется на пассажирских, электро- и дизель-поездах.В этом тормозе наполнение цилиндров при торможении и выпуск воздуха из них при отпуске осуществляется независимо от изменения давления в магистрали, т. е. аналогично прямодействующему пневматическому тормозу . Автоматичность тормоза обеспечивается наличием воздухораспределителя 9.

Зарядка запасного резервуара 2 происходит через воздухораспределитель 9 из тормозной магистрали 10. При торможении контроллер крана машиниста 1 замыкает соответствующие контакты, и электрический ток воздействует на электромагнитные катушки вентилей 4 и 5 . Якорь 6 закрывает атмосферное отверстие А, а якорь 3 сообщает запасной резервуар 2 через клапан 8 с тормозным цилиндром 7. Давление в тормозной магистрали 10 краном машиниста 1 не понижается, однако он имеет положение, при котором может происходить и разрядка магистрали в атмосферу.
При отпуске тормоза в контроллере крана машиниста 1 размыкаются контакты, катушки тормозного вентиля 4 и вентиля перекрыши 5 обесточиваются и воздух из тормозного цилиндра 7 выпускается в атмосферу А. При перекрыше после ступени торможения вентиль 4 обесточивается, а вентиль 5 находится под напряжением, при этом якорь 3 отсоединяет запасный резервуар 2 от тормозного цилиндра 7 и давление в нем не повышается.
В случае прекращения действия электрического управления тормозом воздухораспределитель 9 работает на пневматическом управлении, как показано на схеме непрямодействующего тормоза.
Электропневматические тормоза обеспечивают плавное торможение поездов и более короткие тормозные пути, что повышает безопасное движение и управляемость тормозами.
Электропневматический тормоз автоматического типа с двумя магистралями (питательной и тормозной) и с разрядкой тормозной магистрали при торможении применяется на некоторых дорогах Западной Европы и США. В этих тормозах торможение осуществляется разрядкой тормозной магистрали каждого вагона через электровентили в атмосферу, а отпуск — сообщением ее через другие электровентили с дополнительной питательной магистралью. Процессами изменения давления в тормозном цилиндре при торможении и отпуске управляет обычный воздухораспределитель, как и при автоматическом пневматическом тормозе.

По характеру действия различают пневматические тормоза нежесткие, полужесткие и жесткие.

• Нежесткие тормоза — такие, которые работают нормально при любом зарядном давлении в магистрали. При медленном снижении давления в магистрали темпом 0,03— 0,04 МПа (0,3—0,4 кгс/см2) в 1 мин и менее такие тормоза в действие не приходят , а при темпе снижения 0,01 МПа (0,1 кгс/см2) в 1 с и более срабатывают на торможение. При повышении давления в магистрали после торможения на 0,02— 0,03 МПа (0,2—0,3 кгс/см2) происходит полный отпуск без ступеней.
• Полужесткие тормоза отличаются от нежестких только тем, что для полного отпуска требуется восстановить первоначальное зарядное предтормозное давление в магистрали или на 0,01—0,02 МПа (0,1—0,2 кгс/см2) ниже зарядного. Этот тормоз обладает свойством не только ступенчатого торможения, но и ступенчатого отпуска (горный режим отпуска).
• Жесткие тормоза — такие, которые работают только при определенном зарядном давлении в тормозной магистрали. Эти тормоза приходят в действие при любом темпе снижения давления в магистрали и на любую величину и остаются заторможенными до тех пор, пока в магистрали сохраняется давление ниже установленного зарядного.

На железных дорогах России и СНГ тормоза жесткого типа применяют в грузовом подвижном составе, эксплуатирующемся на небольших участках, имеющих особо крутые уклоны (0,045 и более). Такие тормоза применяются с переключающим устройством, которое на равнинном профиле пути придаст тормозу свойства нежесткого, на горном профиле — полужесткого.

Анимация (мультик) по схемам прямодействующего, нпрямодействующего
тормоза и ЭПТ

Отличное пособие по новому воздухораспределителю пассажирских вагонов № 242.
С анимацией и дикторским сопровождением

Источник

Пневматический привод тормозов автомобиля

Пневматический привод колесных тормозов состоит из компрессора 1, воздушного баллона 7, манометра 6, тормозного крана 21, приводимого в действие педалью 26, тормозных камер 11, регулятора давления 28, предохранительного клапана 5 и трубопроводов 4, 27 и 9 с гибкими шлангами 10.

Привод тормозов колес осуществляется непосредственно тормозными камерами с помощью сжатого воздуха, запас которого содержится в воздушных баллонах.

Тормозная камера 11 состоит из корпуса с крышкой, между которыми зажата гибкая резино-тканевая диафрагма 17. Диафрагма опирается на шайбу, закрепленную на штоке 13. Шайба вместе с диафрагмой отжимается в исходное левое положение пружинами 12.

Шток диафрагмы соединен с рычагом 16 разжимного кулака. Тормозная камера через отверстие в крышке камеры, гибкий шланг 10 и трубопровод 9 соединяется с тормозным краном.

Тормозной кран служит для управления тормозами. В корпусе тормозного крана установлена гибкая металлическая диафрагма 20. Под диафрагмой размещается коромысло 19, посредством которого диафрагма воздействует своим штоком на впускной 25 и атмосферный 18 клапаны. Корпус крана закрыт крышкой, в которой установлен свободно толкатель 23, опирающийся через пружину 22 на диафрагму. Рычаг 24 установлен на оси. Рычаг коротким концом через регулировочный болт может воздействовать на толкатель 23.

Пневматический привод тормозов работает следующим образом.

При нажатии на педаль 26 ножного тормоза рычаг 24 поворачивается вокруг оси и через регулировочный болт нажимает на толкатель 23. Толкатель воздействует через пружину 22 на диафрагму 20 и прогибает ее вниз.

Коромысло 19 под воздействием диафрагмы перемещается вниз и приводит в действие клапаны. Атмосферный клапан 18 закрывается, а впускной 25 открывается и сообщает внутреннюю полость крана под диафрагмой с воздушным баллоном.

При этом сжатый воздух из баллона поступает через кран в тормозную камеру 11. В тормозной камере создается давление, под воздействием которого диафрагма 17, сжимая пружины 12, смещается вправо и через шток 13 и соединенный, с ним рычаг 16 поворачивает разжимной кулак. Разжимной кулак, поворачиваясь, раздвигает колодки, которые прижимаются к тормозному барабану, происходит торможение колеса.

Рис. Схема пневматического привода тормозов: 1 — компрессор; 2 — поршни компрессора; 3 — воздушный фильтр; 4, 9 и 27- трубопроводы; 5 — предохранительный клапан; 6 — манометр; 7 — воздушный баллон; 8 — кран для выпуска конденсатора; 10 — гибкий соединительный шланг; 11 — тормозная камера; 12 — пружина; 13 — шток диафрагмы; 14 — тормозные колодки; 15 — разжимной кулак; 16 — рычаг разжимного кулака; 17 — диафрагма; 18 — атмосферный клапан; 19 — коромысло; 20 — диафрагма тормозного крана; 21 — тормозной кран; 22 — пружина; 23 — толкатель; 24 — рычаг; 25 — впускной клапан; 26 — педаль ножного тормоза; 28 — регулятор давления

Тормозной кран является одновременно редуктором, поддерживающим определенное давление воздуха в тормозных камерах при торможении. Когда давление воздуха в полости под диафрагмой станет больше необходимой для нормального торможения величины, диафрагма, сжимая пружину. 22, приподнимется и впускной клапан прикроется, поступление воздуха из баллона прекратится.

Когда педаль тормоза отпущена, диафрагма тормозного крана поднимается и прекращается воздействие коромысла 19 на клапаны.

Под действием пружин впускной клапан 25 закроется, а атмосферный 18 — откроется. Полость тормозного крана разобщится с воздушным баллоном и сообщится с атмосферой.

Находящийся в тормозной камере сжатый воздух начнет выходить через тормозной кран в атмосферу.

Давление в тормозной камере резко снижается и диафрагма, возвращаясь под действием пружин 12 в первоначальное положение, повернет разжимной кулак в обратном направлении. Тормозные колодки под действием стяжной пружины отойдут от тормозного барабана, и торможение колес прекратится.

Необходимый для работы тормозного привода сжатый воздух нагнетается в баллоны пневматической системы автомобиля компрессором.

Компрессор представляет собой двухцилиндровый поршневой насос, устанавливаемый на кронштейне, прикрепленном к головке блока цилиндров двигателя.

Поршни 12, установленные в цилиндрах компрессора, через шатуны 15 соединены с коленчатым валом 17. Коленчатый вал компрессора приводится во вращение от коленчатого вала двигателя ременной передачей.

При вращении коленчатого вала поршни поочередно перемещаются вниз, создавая в цилиндрах разрежение. Когда поршень подойдет к нижней мертвой точке, он откроет впускные окна 13 в стенке цилиндра, соединив тем самым полость цилиндра с атмосферой, через воздушный фильтр 3 атмосферный воздух заполнит цилиндр.

При движении вверх поршень перекрывает впускные окна и сжимает воздух.

Рис. Компрессор: 1 — головка блока цилиндров компрессора; 2 — диафрагма; 3 — грибок; 4 — коромысло; 5 — спиральная пружина; 6 — разгрузочная камера; 7 — перепускная камера; 5 — регулировочный болт перепускного клапана; 9 — перепускной клапан; 10 — регулировочный болт нагнетательного клапана; 11 — нагнетательный клапан; 12— поршень; 13 — впускное окно; 14 — палец поршня; 15 — шатун; 16 — шарикоподшипник; 17 — коленчатый вал; 18 — блок цилиндров компрессора

Сжатый в цилиндрах воздух через нагнетательные клапаны 11 поступает по трубопроводу в воздушный баллон. Детали компрессора смазываются маслом, подаваемым из системы смазки двигателя по трубопроводу в торец коленчатого вала компрессора.

К шатунным подшипникам масло подводится по каналам, просверленным в коленчатом валу, а к поршневым пальцам — через каналы в шатунах.

Стенки цилиндров и коренные подшипники смазываются разбрызгиванием. Стекающее с деталей масло собирается в нижней части картера компрессора и по трубопроводу стекает в картер двигателя.

Головка 1 блока цилиндров компрессора охлаждается жидкостью, поступающей по трубопроводу из системы охлаждения двигателя.

Компрессор снабжен разгрузочным устройством, размещенным в головке блока его цилиндров, которое обеспечивает холостой ход компрессора при повышении давления в пневматической системе выше необходимого и регулирует количество и давление нагнетаемого в систему воздуха. В разгрузочной камере 6 помещена диафрагма 2, на которую опирается грибок 3. На стержень грибка в свою очередь опирается коромысло 4, которое своим вильчатым концом может воздействовать на два перепускных клапана, открывая их. При этом цилиндры компрессора сообщаются между собой.

Полость разгрузочной камеры под диафрагмой соединена трубопроводом с регулятором давления. Регулятор давления состоит из корпуса 9, шариковых клапанов 8 и пружины 3. Совместная работа разгрузочного устройства и регулятора давления заключается в следующем. Для обеспечения нормальной работы тормозов давление воздуха в системе пневматического привода должно поддержираться в пределах 6—7 кг/см2, что осуществляется с помощью регулятора давления и разгрузочного устройства компрессора.

Когда давление в пневматической системе станет выше 7 кг/см2, шариковые клапаны 8 регулятора давления, сжимая через шток 5 пружину 3, приподнимутся, открывая отверстие в нижнем гнезде и перекрывая отверстие в верхнем гнезде клапанов.

При этом воздух из баллона направится к компрессору, поступая в полость под диафрагмой 2 разгрузочного устройства. В разгрузочной камере 6 создается давление, под действием которого диафрагма 2 прогибается вверх и приподнимает грибок 3. Грибок своим стержнем воздействует через коромысло 4 на стержни перепускных клапанов. Клапаны открываются и сообщают между собой цилиндры. Воздух при сжатии переходит из одного цилиндра в другой. В результате давление в цилиндре оказывается недостаточным, чтобы открыть нагнетательный клапан, и воздух не подается в пневматическую систему автомобиля.

Рис. Регулятор давления: 1 — кожух; 2 — регулировочный колпак; 3 — пружина регулятора; 4 — упорный шарик пружины; 5 — шток клапана; 6 — гайка регулировочного колпака; 7 — седло регулятора; 8 — шариковые клапаны; 9 — корпус; 10 — фильтр; 11 — штуцер; 12 — канал

Когда давление в системе станет меньше 6 кг/см2, под действием пружины 3 регулятора давления шариковые клапаны 8 опустятся вниз, перекроют отверстие в нижнем гнезде и откроют — в верхнем. Поступление воздуха из баллона к компрессору прекратится, а находящийся в разгрузочной камере воздух через канал 12 в регуляторе давления выйдет в атмосферу.

Давление в разгрузочной камере снизится до атмосферного, и перепускные клапаны под действием пружин закроются. Компрессор начнет нагнетать воздух в баллоны.

Для предохранения от чрезмерного давления воздуха в случае неисправности регулятора давления в пневматической системе имеется предохранительный клапан. Он отрегулирован так, что при достижении давления воздуха в системе 9—10 кг/см2 шарик 6 приподнимается, сжимая пружину 4, и воздух из пневматической системы через отверстие в корпусе клапана выходит в атмосферу.

Рис. Предохранительный клапан: 1 — регулировочный винт; 2 — контргайка; 3 — стержень клапана; 4 — пружина; 5 — корпус; 6 — шарик клапана

Давление в пневматической системе контролируется манометром, установленным на приборном щитке в кабине автомобиля.

Источник