Устройство тормозного оборудования пассажирского вагона

Тормозное оборудование вагона необходимо для создания искусственных сил сопротивления движению, необходимых для снижения скорости движения поезда и его остановки.

На пассажирском вагоне размещено следующее тормозное оборудование:

- Тормозная магистраль, проходящая вдоль всего кузова вагона, на концах которой размещены разобщительные краны и резиновые соединительные рукава с металлическими головками для соединения воздушной и электрической цепей управления тормозами всех вагонов состава в единое целое.

- На тормозной магистрали имеется от 3-х до 5-ти ответвлений внутрь вагона тормозных труб с ручками стоп-кранов, предназначенными для приведения в действие тормозов в аварийных ситуациях.

- От тормозной магистрали отходит труба с разобщительным краном, соединяющая тормозную магистраль с воздухораспределителями, при помощи которого отключаются неисправные воздухораспределители.

- Пневматический воздухораспределитель усл. №292 – управляющий орган процессом отпуска и торможения на пассажирском вагоне при использовании пневматических тормозов, имеющий переключательную ручку режимов на три положения: К (короткосоставный, вагонов), Д (длинносоставный), УВ (ускоритель выключен, в поездах до 7-ми вагонов).

- Электровоздухораспределитель усл. №305 – управляющий орган процессом отпуска и торможения на пассажирском вагоне при использовании электропневматических тормозов

- Оба воздухораспределителя размещены на промежуточной части, имеющее переключающее устройство.

- Тормозной цилиндр – цилиндрическая емкость, внутри которой находиться поршень и пружина. В тормозном цилиндре создается давление воздуха, под воздействием которого шток приводит в действие тормозную рычажную передачу.

- Запасный резервуар объемом 78 литров, из которого при понижении давления в тормозной магистрали воздух поступает в тормозной цилиндр и приводит в действие тормозную рычажную передачу.

- Отпускной клапан, размещенный снизу запасного резервуара и предназначенный для принудительного отпуска тормозов в случае их неисправности.

- Авторегулятор, поддерживающий выход штока тормозного цилиндра в заданных пределах, независимо от степени износа тормозных колодок.

- Тормозная рычажная передача – это система тяг и рычагов, при помощи которых тормозные колодки прижимаются к колесам при торможении и отходят от них при отпуске тормозов.

- специальные подвески для подвешивания несоединенных рукавов у несцепленного или хвостового вагона и создания электрической цепи электропневматического тормоза.

- Тормозная рычажная передача состоит из:

1) 8 траверсов (по 4 шт. на каждой тележке), на которых укрепляются тормозные башмаки и при помощи подвесок крепятся к раме тележки;

2) 8 вертикальных рычагов (по 4 шт. на каждой тележке);

3) 4 горизонтальные тяги (по 2 шт. на каждой тележке);

4) горизонтальная тяга, проходящая под кузовом вагона и соединяющая горизонтальные тяги тележек вместе;

5) тормозные колодки шт. (по 2 шт. на каждое колесо вагона);

) предохранительные скобы от падения деталей тормозной рычажной передачи на путь;

7) привод ручного тормоза.

Тормозные колодки могут быть 3-х вариантов (но на один вагон устанавливаются колодки только одного типа):

- чугунные;

- композиционные с металлической сеткой;

- композиционные с сетчатым каркасом.

Рычажная передача пассажирских вагонов.

Основная часть цельнометаллических пассажирских вагонов обо­рудована рычажной передачей колодочного тормоза с цилиндром диаметром 35 мм и двусторонним нажатием колодок. Характеристика таких рычажных передач приведена в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Характеристика рычажных передач пассажирских вагонов

Масса тары четырехосного ЦМВ, т	Размеры плеч рычагов, мм	Передаточное число
а	б	в	г
5 - 53	390	20			5,3
52 - 48	350	300			9,3 4,4
47 - 42	330	3			8,2 3,

Примечание. В числителе значения при наличия чугунных колодок, в знаме­нателе — композиционных.

Рычажная передача пассажирского вагона отличается от передач грузовых вагонов тем, что вместо триангелей применены траверсы, на цапфы которых установлены башмаки с тормозными колодками. Вертикальные рычаги и затяжки подвешены к раме на подвесках.

Нажатие тормозных колодок двустороннее; вертикальные рычаги расположены в два ряда по бокам возле колес.

Траверсы с башмаками и колодками подвешены на одинарных подвесках, ушки которых проходят между бортами башмаков. Кроме горизонтальных рычагов, имеются промежуточные рычаги, соединенные с вертикальными рычагами тягами.

Тормозные башмаки снабжаются фиксирующим устройством, состоящим из поводка с пружиной, гаек и шплинта. С помощью этого устройства башмак с колодкой, при от­пущенном тормозе удержива­ется на определенном расстоя­нии от поверхности колеса

На случай разъединения тяг, рычагов и траверс или их излома предусмотрены предох­ранительные скобы, предуп­реждающие падение деталей на путь.

Регулировка рычажной передачи осуществляется автоматическим регулятором со стержневым приводом. Для ручной регулировки рычажной передачи предусмотрены отверстия в головках тяг и стяжные муфты.

В отличие от грузовых вагонов каждый пассажирский вагон оборудован ручным приводом тормоза, который размещен в там­буре со стороны купе проводника. Привод ручного тормоза состоит из рукоятки, которая помещается в тамбуре вагона, винта, пары конических шестерен и тяги, соединенной с рычагом, который сочленен тягой с рычагом и далее тягой с горизонтальным рычагом.

При постановке компози­ционных колодок ведущие плечи горизонтальных рычагов изменяются перестановкой валиков распорки в ближние к тормозному цилиндру отверстия. Для поддержания зазора между колесом и колодкой в установленных пределах рычажную передачу регулируют.

Ручную регулировку производят перестановкой валиков в запасные отверстия тормозных тяг у грузовых вагонов и с помощью стяжных муфт у пассажирских вагонов.

Полуавтоматическая регулировка осуществляется с помощью приспособлений в виде винта или зубчатой рейки с собачкой, устанавливаемых на тягах или около мертвых точек рычагов и позволяющих быстро компенсировать износ колодок. Такая регулировка используется на электровозах ЧС и тепловозах 2ТЭ1.

Автоматическая регулировка выполняется специальным регулятором по мере износа тормозных колодок.

Рычажная тормозная передача должна быть отрегулирована так, чтобы:

- в заторможенном состоянии горизонтальные рычаги занимали положение, близкое к перпендикулярному штоку тормозного цилиндра и тягам;

- вертикальные рычаги у каждой колесной пары имели примерно одинаковый наклон;

- подвески и колодки образовывали примерно прямой угол между осью подвески и направлением радиуса колеса, проходящего через центр нижнего шарнира подвески.

Этот трудоемкий процесс ручного регулирования исключается при оборудовании подвижного состава автоматическими регуляторами тормозной рычажной передачи. Регулятор обеспечивает постоянный средний зазор между колодкой и колесами, следовательно, более экономично расходуется сжатый воздух при торможении, более плавно протекает процесс торможения по всему поезду и исключаются потери эффективности тормозов (особенно при упоре поршня в крышку тормозного цилиндра).

В зависимости от привода регуляторы разделяются на механические и пневматические. Механические авторегуляторы оборудуются кулисными приводами, стержневыми или рычажными. Стержневой привод прост по конструкции и удобен в обслуживании, но потери на сжатие возвратной пружины авторегулятора вызывают значительное снижение тормозной эффективности, особенно при порожнем режиме и композиционных колодках.

Применение рычажного привода вызвано стремлением уменьшить влияние возвратной пружины авторегулятора. На пассажирских вагонах оно составляет небольшую долю от тормозной силы и практически не уменьшает тормозное нажатие. На грузовых вагонах с композиционными колодками на порожнем режиме это усилие уменьшает величину тормозного нажатия на 30-50%. Поэтому на грузовых вагонов используется только рычажный привод. Кулисный привод не получил широкого применения на железных дорогах России.

Пневматический привод стягивает рычажную передачу после того, как выход штока тормозного цилиндра превысит определенную величину, обусловленную конструкцией регулятора.

Пневматические регуляторы обычно одностороннего действия, а механические бывают одностороннего и двухстороннего действия.

Работа авторегулятора двухстороннего действия заключается в том, что он автоматически распускает рычажную передачу на необходимую величину в случае уменьшения зазоров между колодками и колесами и автоматически стягивает ее при увеличении зазоров.

Авторегулятор одностороннего действия только стягивает рычажную, если зазоры между колодками и колесами превысят установленную величину. Он имеет более простую конструкцию.

Авторегулятор усл. № 574Б состоит из: корпуса с головкой и крышкой; тягового стакана со стержнем, возвратной пружины и регулирующего винта.

Головка вворачивается в корпус и стопорится болтом. В головку вставляется защитная труба и крепится в ней запорным кольцом и резиновым кольцом. На конце защитной трубы устанавливается муфта с капроновым кольцом, предохраняющим авторегулятор от загрязнения. В корпусе авторегулятора расположен тяговый стакан, в котором устанавливается вспомогательная и регулирующая гайки с упорными подшипниками и пружинами.

В тяговый стакан ввернута крышка и втулка, которые стопорятся винтами. Конусная часть стержня входит в тяговый стакан, а на другом конце стержня навернуто ушк, которое стопорится заклепкой. Возвратная пружина опирается на коническую поверхность втулки тягового стакана и крышку корпуса. Регулировочная и вспомогательная гайки навернуты на регулировочный вит, имеющий трехзаходную несамотормозящуюся резьбу с шагом 30 мм. Регулировочный винт заканчивается предохранительной гайкой, закрепленной заклепкой, которая предохраняют винт от полного вывинчивания из механизма.

В собранном авторегуляторе все пружины находятся в сжатом состоянии и создают усилия: возвратная пружина - 150 кг, пружина вспомогательной гайки - 30 кг, пружина регулирующей гайки 80 кг.

Корпус авторегулятора усл. № 574Б не вращается. Это надежно защищает его механизм от попадания влаги и пыли, дает возможность установить предохранительные устройства, исключающие изгиб регулирующего винта и склонность к самороспуску при больших скоростях движения и вибрации, которые имели место у авторегулятора двухстороннего действия усл. № 53. При ручной регулировке выход штока тормозного цилиндра уменьшается простым вращением корпуса авторегулятора усл. № 574Б, без перенастройки привода.

Для нормальной работы авторегулятора необходимо соблюдать расстояние между упором привода и корпусом авторегулятора - размер А. Он определяет величину выхода штока тормозного цилиндра при торможении. Величина размера А зависит от типа привода авторегулятора, величины передаточного числа рычажной передачи, размеров плеч горизонтальных рычагов и зазора между колесом и колодкой, при отпущенном тормозе.

Величина размера А вычисляется по формулам:

- при рычажном приводе (рис. 8.25, а)

- при стержневом приводе (рис. 8.25, б)

где: А - это расстояние между упором привода и корпусом авторегулятора;

n – передаточное число рычажной передачи;

к – зазор между колесом и колодкой при отпущенном тормозе;

m – сумма зазоров в шарнирах рычагов;

а, б, с – размеры плеч рычагов.

Второй контролируемый размер – это запас рабочего винта (расстояние от контрольной риски на стержне регулирующего винта до торца защитной трубы). Пи запасе винта менее 150 мм у грузового и 250 мм у пассажирского вагона необходимо заменить тормозные колодки и отрегулировать рычажную передачу.

Размер А и запас винта для грузовых, рефрижераторных и пассажирских приведены в табл. 8.5.

Таблица 8.5

Справочные значения расстояния «А» между упором привода и корпусом авторегулятора на грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонах.

Тип вагона	Тип тормозных колодок	Расстояние «А», мм	Запас винта, мм
Привод рычажный	Привод стержневой
грузовые 4-осные	композиционные чугунные	35 – 50 40 - 0	- -	500 – 575 500 – 575
8-осные	композиционные	30 -50	-	500 – 575
Рефрижераторный подвижной состав: 5-, - и -вагонные секции постройки БМЗ и ГДР АРВ	композиционные чугунные композиционные чугунные	–0 40 –75 - -	55 –5 0 –0 0 – 0 130 - 150
Пасс. вагоны с тарой: 5 – 53 т 52 – 48 т 47 –42 т	композиционные чугунные композиционные чугунные композиционные чугунные	– 45 50 – 70 – 45 50 – 70 – 45 50 - 70	0 – 130 90 – – 0 5 – 135 0 – 0 130 – 150	400 – 545 400 – 545 400 – 545 400 – 545 400 – 545 400 - 545

Действие авторегулятора № 574Б. В исходном положении тормоз находится в отпущенном состоянии. Расстояние "А" между упором привода и торцом крышки корпуса регулятора соответствует нормальной величине зазоров между колесом и колодкой.

Возвратная пружина прижимает втулку к вспомогательной гайке. Между торцом тягового стержня и регулирующей гайкой имеется зазор "Г", между крышкой стакана и вспомогательной гайкой – зазор «В».

Торможение. При нормальных зазорах между колесом и колодкой (рис. 8.28) упор привода и корпус регулятора движутся навстречу друг другу, уменьшая размер "А". В момент появления на тяговом стержне тормозного усилия более 150 кгс возвратная пружина сжимается, уменьшая зазор "В", конус тягового стакана входит в зацепление с конусом регулирующей гайки. Свинчивания гаек и при этом не происходит.

Регулятор работает как жесткая тяга. Тормозное усилие передается через стержень на тяговый стакан, через регулирующую гайку на винт и далее на тормозную тягу. Если выход штока тормозного цилиндра уменьшенный, то при любом давлении в тормозном цилиндре сохраняется зазор между корпусом регулятора и упором привода. Регулятор работает как жесткая тяга.

При выходе штока тормозного цилиндра больше нормы соприкосновение крышки корпуса регулятора с упором привода происходит раньше,чем соприкосновение тормозных колодок с поверхностью катания колес. Под действием возрастающих усилий в тормозном цилиндре стержень вместе с тяговым стаканом перемещается вправо относительно корпуса, гаек, винта и сжимает пружину. При этом стакан перемещается вправо до соприкосновения с регулирующей гайкой и через нее начинает перемещать винт.

Вспомогательная гайка отходит вместе с винтом от корпуса регулятора и, вращаясь под действием пружины на своем подшипнике, навинчивается на винт до соприкосновения с крышкой тягового стакана. Максимальная величина навинчивания вспомогательной гайки за одно торможение 8 мм, что соответствует износу тормозных колодок на 1,0 - 1,5 мм для пассажирских и 0,5 - 0,7 мм для грузовых вагонов.

Если выход штока тормозного цилиндра превышает норму на величину более мм, то окончательная регулировка тормозной рычажной передачи производится при последующих торможениях.

Отпуск. Снижение давления воздуха в тормозном цилиндре приводит к уменьшению усилий в тягах. Упор привода с корпусом авторегулятора перемещается вправо относительно тягового стакана под действием пружины до соприкосновения головки корпуса и вспомогательной гайки. Затем упор привода отходит от крышки корпуса, образуя зазор "А", а тяговый стакан передвигается под действием возвратной пружины и размыкает фрикционное соединение с регулирующей гайкой, которая под давлением своей пружины навинчивается на винт.

Перемещение регулирующей гайки продолжается до тех пор, пока она не упрется во вспомогательную гайку. Тяговый стакан смещается до упора втулкой в конический наконечник стержня, после чего все детали авторегулятора возвращаются в исходное положение.

При регулировании рычажной передачи на вагонах, оборудованных авторегулятором, его привод регулируется на грузовых вагонах на поддержание выхода штока тормозного цилиндра на нижнем пределе установленных норм, а на пассажирских вагонах – на среднем значении установленных норм выхода штока.