Пневматика

Пневматическое оборудование
вагонов метро (Е, Еж, 81-714, 81-717)

Введение

Пневматикой называется раздел техники, объединяющий устройства, работающие на сжатых газах.

Рабочим телом, которое используется в пневматическом оборудовании вагонов метрополитена, является сжатый воздух. Он является смесью газов: азота (около 78%), кислорода (около 21%), инертных газов, углекислого газа, метана. Также в воздухе присутствует водяной пар.

В основе работы всех пневматических систем лежат фундаментальные законы термодинамики и гидродинамики, описывающие поведение реального газа. Однако многие свойства реальных газов с большой точностью описываются моделью идеального газа, в которой предполагается, что все частицы (молекулы) бесконечно малы (то есть размер молекул много меньше расстояний между ними) и взаимодействием частиц друг с другом можно пренебречь (то есть силы притяжения между молекулами не учитываются, а силы отталкивания возникают только при соударениях). Модель очень хорошо описывает большинство задач термодинамики газов, кроме экстремальных температур или давлений. Воздух при давлениях, близких к атмосферному, и температурах, близких к комнатной, с большой точностью является идеальным газом.

Свойства воздуха

Знание основных свойств воздуха необходимо для понимания работы устройств и приборов, относящихся к пневматическому оборудованию вагонов Московского метрополитена.

Основным свойством воздуха, которое используется в работе пневматического оборудования, является его способность к сжатию при увеличении давления и последующему расширению с совершением полезной работы. Жидкости, в отличие от газов, практически несжимаемы, и принципы работы устройств гидравлики несколько иные. Именно энергия аккумулированного сжатого воздуха и выполняет ту или иную работу в пневматических устройствах, что обеспечивает функционирование различных узлов как на отдельно взятом вагоне, так и на составе в целом.

Принцип работы всех пневматических устройств основан на создании разности давлений воздуха в рабочих камерах или полостях определенного узла или устройства, которая вызывает механическое воздействие на другой узел или на все пневматическое устройство в целом.

Давление и единицы его измерения

Давление представляет собой физическую величину, измеряемую отношением силы, действующей перпендикулярно поверхности взаимодействия между телами, к площади этой поверхности (если по данной поверхности сила распределена равномерно), или в виде формулы: P=F/S.

Единицей измерения давления в системе СИ является Паскаль (Па). 1 Паскаль равен давлению, которое оказывает сила в 1 Ньютон (Н) на площадь в 1 м2, или 1 кг.м/(с2.м2) = 1 кг/(м.с2)

Для работы пневматических устройств важным свойством газа как рабочего тела является то, что газ передает производимое на него поверхностными силами внешнее давление по всем направлениям без изменения (закон Паскаля).

Единица давления Паскаль применяется, главным образом, в научной среде. В технике и быту принятыми единицами измерения являются физическая атмосфера (АТМ), техническая атмосфера (АТ) и миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.)

Физическая атмосфера (АТМ) — единица измерения давления, равная нормальному атмосферному давлению на высоте уровня моря, т.е. давлению, уравновешиваемому столбом ртути высотой 760 мм при температуре 0°С, плотности ртути 13595,1 кг/м3 и нормальном ускорении свободного падения 9,80665 м/сек2. Иногда физическую атмосферу называют также нормальной атмосферой. Причиной атмосферного давления является гидростатическое давление воздуха на поверхность Земли и все находящиеся на ней предметы, создаваемое притяжением атмосферы к Земле. Численно атмосферное давление равно отношению веса столба воздуха над предметом к вертикальной проекции площади этого предмета. 1 АТМ=1,033 кгс/см2. Следует помнить, что 1 килограмм-сила (кгс) равен приблизительно 9,81 Н, таким образом нормальное атмосферное давление 101325 Па равно 1,0332 кгс/см2.

Техническая атмосфера (АТ) — физическая величина, относящаяся к системе единиц измерений МКГСС и равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределенной по плоской поверхности площадью в 1см2.

Примечания: Для справки приведем соотношения между различными единицами давления:
1 атм = 1,033 кгс/см2 = 760 мм рт. ст. = 101325 Па
1 ат = 1 кгс/см2 = 735,66 мм рт.ст. = 98066
В инженерной пневматике наиболее распространенной единицей измерения давления является именно техническая атмосфера.

Закон Бойля-Мариотта

Параметры вещества в любом состоянии связаны друг с другом уравнением состояния, вид которого в большинстве случаев неизвестен. Лишь для газов, частицы которых достаточно далеки друг от друга и почти не взаимодействуют, такое уравнение известно сравнительно точно.

Рис 1.1. Изотермическое сжатие

PV0 = P1V1 = const

T=const

Рассмотрим газ, находящийся в некотором замкнутом объеме (рис. 1.1), т.е. параметры которого (температура, давление, плотность) одинаковы по всему объему и неизменны. Такая система называется равновесной. Если медленно уменьшать объем системы, поддерживая при этом постоянной ее температуру, можно увидеть, что давление газа в системе растет, причем если обозначить первоначальные значения давления и объема как P0 и V0, а конечные — как P1 и V1, то можно сделать вывод, что произведение давления и объема газа есть постоянная величина для любой точки процесса. То есть P0*V0 = P1*V1 = const при T=const.

Это соотношение носит название закона Бойля-Мариотта и формулируется так: произведение объема данной массы газа на его давление есть величина постоянная при неизменной температуре.

Примечания: Процесс, протекающий при постоянной температуре, называется изотермическим. Реальный процесс сжатия газа, например, в компрессоре, не является изотермическим — уменьшение объема и увеличение давления сопровождается ростом температуры. Однако, если сжатый газ охладить до температуры, которую он имел до сжатия, можно будет увидеть, что для начальных и конечных значений объема и давления закона Бойля-Мариотта соблюдается.

Рис. 1.2. PV-диаграмма

Если изобразить изотермический процесс сжатия газа в виде графика, на одной оси которого будет отсчитываться объем, а на другой — давление (так называемая pV-диаграмма - рис. 1.2), то проявление закона Бойля-Мариотта состоит в том, что точки этого графика представляют собой множество вершин прямоугольников равной площади:

Магистрали вагона и их назначение

Магистралью называется совокупность пневматических устройств и приборов, объединенных в одну группу по назначению, типу выполняемой ими работы, а также по функциональной зависимости друг от друга. На каждом вагоне метро существует пять самостоятельных магистралей.

Рис. 1.3. Функциональная схема магистралей

Напорная магистраль (НМ) предназначена для обеспечения очищенным и охлажденным сжатым воздухом всех остальных воздушных магистралей, обеспечивая, таким образом, работу всех пневматических устройств вагона. Общий объем напорной магистрали около 420 л, рабочее давление воздуха 6,3 ÷ 8,2 АТ.
Тормозная магистраль (ТМ) руководит работой пневматического тормоза — от интенсивности и глубины ее разрядки или зарядки зависит тот или иной вид пневматического торможения или отпуска тормозов. Рабочее давление воздуха в тормозной магистрали 5,0 ÷ 5,2 АТ (кран машиниста № 334) и 4,8 ÷ 5,2 АТ (кран машиниста № 013). Объем тормозной магистрали составляет 29 л (номерные вагоны) или 38 л (вагоны Е и их модификации).
Дверная магистраль (ДМ) обеспечивает работу дверных цилиндров, с помощью которых происходит открытие и закрытие дверных проемов. Рабочее давление воздуха в дверной магистрали 3,4 ÷ 3,6 АТ, объем — 8 л.
магистраль управления (МУ) обеспечивает работу пневматических приводов силовой электрической цепи. К электрической аппаратуре, приводимой в действие этими устройствами, относятся: линейные контакторы (ЛК), реверсор (ПР) и кулачковый групповой переключатель положений. Рабочее давление воздуха в магистрали управления 5,0 ÷ 5,2 АТ.
Магистраль тормозных цилиндров (ТЦ) обеспечивает работу тормозных цилиндров, с участием которых создается тормозная сила при пневматическом торможении. В зависимости от типа вагона, его загрузки, а также режима работы тормозного воздухораспределителя, рабочее давление воздуха в магистрали тормозных цилиндров может быть различным — от 0 АТ при отпущенном тормозе до 4,0 АТ при полном служебном или экстренном торможении с полной загрузкой (вагон номерной, головной).

Примечания: Каждая из перечисленных выше магистралей работает совместно с одной или несколькими воздушными магистралями вагона

Рис. 1.4. Общая схема пневматики вагона серии 81-717

Воздушный фильтр компрессора

Рис. 2.2 Воздушный фильтр. Составные части

- патрубок входной
- патрубок выходной
- набивка
- корпус
- масло

Фильтр установлен на компрессоре и крепится к его картеру при помощи хомута. Также фильтр снабжен защитной цепочкой для предотвращения его падения на путь в случае поломки хомута.

Рис. 2.3 Принцип действия воздушного фильтра

Работа фильтра (рис. 2.3). При включении компрессора в магистрали всасывания давление становится ниже атмосферного, и атмосферный воздух начинает всасываться внутрь корпуса (4) через входной патрубок (1) и попадает в поддон, в который предварительно залито 400 гр компрессорного масла (5). Воздух, приходя в контакт с поверхностью масла, очищается от относительно крупных примесей, а затем через отверстия поступает вверх и проходит через фильтрующий элемент, которым является набивка из промасленных капроновых нитей (3). В этой набивке оседают более мелкие механические включения, и очищенный воздух через выходной патрубок (2) поступает в клапанную коробку компрессора для сжатия.

Змеевик-охладитель

Рис. 2.4. Змеевик-охладитель. Общий вид

Змеевик предназначен для охлаждения сжатого в компрессоре воздуха, а также для частичной амортизации трубопровода напорной магистрали от вибрации, возникающей при работе мотор-компрессора. Змеевик установлен под вагоном вертикально и поперек движения для лучшего обдува и охлаждения и крепится с помощью хомутов к кронштейнам рамы кузова. Змеевик представляет собой пять отрезков труб с наружным диаметром 38 мм, сваренных между собой угольниками. На внешней поверхности труб приварены 245 стальных шайб для увеличения площади змеевика и повышения эффективности теплоотдачи. Таким образом, температура сжатого воздуха снижается со 1800 С на входе в змеевик до примерно 500 ÷ 600 С на выходе.

Маслоотделитель

Маслоотделитель (рис. 2.7) Э-120Т предназначен для очистки сжатого в компрессоре воздуха от влаги и маслянистых включений. На каждом вагоне установлены последовательно друг за другом два маслоотделителя. Они расположены между змеевиком и обратным клапаном Э-155 и крепятся при помощи кронштейнов (6) к раме кузова вагона.

Рис. 2.7. Маслоотделитель. Составные элементы

- крышка
- наполнитель
- крепежные болты
- сетчатые перегородки
- корпус
- кронштейны
- штуцер выходной
- штуцер входной
- штуцер сливного крана

Работа маслоотделителя. После змеевика сжатый воздух через входной штуцер (8) попадает внутрь корпуса (5) и, поднимаясь вверх, проходит через наполнитель (2), состоящий из множества тонкостенных латунных или стальных цилиндров общим весом около 800 гр, уложенных навалом в полости, образованной двумя сетчатыми перегородками (4). На поверхности этого наполнителя происходит процесс конденсации паров влаги и масла, и далее в капельном виде этот конденсат стекает вниз к штуцеру (9) сливного краника. Очищенный сжатый воздух проходит через выходной штуцер (7) в съемной крышке (1) в следующий маслоотделитель, где снова происходит процесс очистки и осушения воздуха, хотя его интенсивность ниже, чем в первом устройстве. Съемная крышка маслоотделителя крепится к корпусу шестью болтами (3) через резиновую прокладку.

Рис. 2.9. Фильтр вторичной очистки

Примечания: Кроме описанного выше устройства для более качественной очистки воздуха перед пневматическими и электропневматическими приборами, а также в начале ответвления магистралей от напорного трубопровода установлены дополнительные сетчатые контактные фильтры, состоящие из корпуса (1), фильтра (2) и заглушки (3). Фильтр представляет собой две латунные гильзы, между которыми расположен фильтрующий элемент, состоящий из тонкошерстного войлока или фетра.

Мотор-компрессор ЭК-4Б вагонов метро

Мотор-компрессор ЭК-4Б предназначен для производства сжатого воздуха на вагоне и его нагнетания в главный резервуар с целью накопления.
Установлен под вагоном в его хвостовой части в районе второй тележки и крепится к специальным кронштейнам рамы кузова при помощи трех болтов с использованием резинометаллических втулок-амортизаторов.
Состоит из трех основных узлов — электродвигателя , компрессора и редуктора. Осевая линия валов мотор-компрессора располагается поперек кузова вагона, а электродвигатель крепится к корпусу (картеру) компрессора при помощи шести болтов М16. Картер компрессора, отливаемый из серого чугуна, является деталью, на которой монтируются все остальные узлы. Доступ в корпус осуществляется через окна, закрываемые крышками. Связующим звеном между электродвигателем и компрессором является двухступенчатый редуктор.

Электродвигатель

Предназначен для создания крутящего момента на коленчатом валу компрессора.

Рис. 2.12. Двигатель мотор-компрессора.

Узел двигателя состоит из следующих элементов: электродвигателя (1), прессшпановой прокладки (2), малой (ведущей) шестерни (3), которая фиксируется на валу электродвигателя с помощью шпонки (7), упорной шайбы (4) и пластинчатой шайбы (5), а также двух болтов (6). Электродвигатель ДК-408В представляет собой четырёхполюсную коллекторную машину постоянного тока с напряжением питания 750 В мощностью 4,5 кВт и частотой вращения якоря (вала двигателя) 1500 об/мин.

Редуктор

Предназначен для уменьшения частоты вращения коленчатого вала компрессора при передаче на него крутящего момента с вала электродвигателя при одновременном увеличении крутящего момента на коленчатом валу.

Рис. 2.13. Редуктор мотор-компрессора

Редуктор выполнен в виде четырех косозубых цилиндрических шестерен. Шестерня (3) находится на валу электродвигателя и является ведущей, а шестерня (4) — на коленчатом валу компрессора и является ведомой. Шестерни (1) и (2) служат в качестве промежуточного звена и располагаются на отдельном эксцентриковом валу, ось которого находится ниже осей двух основных валов — электродвигателя и коленчатого вала компрессора. При этом с шестерней (3) входит в зацепление шестерня (2), а с шестерней (4) — шестерня (1).
Общее передаточное число редуктора — 3,9.

Примечания: Передаточным числом редуктора называется отношение частоты вращения вала электродвигателя к частоте вращения коленчатого вала компрессора.

Компрессор вагонов метро
Предназначен для непосредственного сжатия поступающего воздуха.
По устройству и принципу работы мотор-компрессор:

поршневой, с кривошипно-шатунным механизмом
с горизонтальным расположением цилиндров
двухцилиндровый
однорядный
воздушного (естественного) охлаждения
простого действия
одноступенчатого сжатия
низкого давления
малой производительности

Режим работы — повторно-кратковременный с продолжительностью включения до 50 %.

Примечания: Производительностью называется количество сжатого до давления нагнетания воздуха, которое создает компрессор за единицу времени (л/мин).

Основные технические характеристики:

Давление нагнетания — не более 8,2 АТ
Производительность расчетная — 700 л/мин
Производительность (эффективная) — не менее 420 л/мин
Частота вращения коленчатого вала (номинальная) — 385 об/мин
Потребляемая мощность (мощность, затрачиваемая на вращение коленчатого вала компрессора) — 3,7 кВт
Диаметр цилиндра — 112 мм
Ход поршня — 92 мм
Направление вращения коленчатого вала (если смотреть со стороны электродвигателя) — по часовой стрелке
Масса мотор-компрессора в сборе — 313 кг, из них компрессор вместе с редуктором — 104 кг.

Устройство компрессора вагонов метро

Компрессор представляет собой картер (корпус) (рис. 2.14), в котором в двух шариковых подшипниках вращается двухколенный коленчатый вал (1). Подшипник (2) вмонтирован в кольцевую расточку торцевой стенки внутри картера, а подшипник (12) — в съемную крышку (8), которая крепится к картеру с торца через прессшпановую прокладку (10) четырьмя болтами и имеет прилив в виде втулки под болт подвески, а также штуцер, закрываемый пробкой (11), необходимый для вентиляции картера. Внутренние кольца подшипников (вместе с ведомой шестерней (4)) поджимаются упорными шайбами (5), а их болты (7) контрятся пластинчатыми шайбами (6). Внешнее кольцо подшипника (12) фиксируется в крышке (8) с помощью стопорного кольца (9).

Рис. 2.14. Коленчатый вал и опорные подшипники

К каждой шейке коленчатого вала крепится (рис. 2.15) шатун (21), имеющий разъемную головку (18), скрепляющуюся двумя шатунными болтами (15) через прокладки (16) и разбрызгиватель (17). Болты завинчиваются гайками (19) и стопорятся шплинтами (20). При сборке нижней головки используются направляющие штифты (22). Нижняя головка в сборе с заливкой (23) представляет собой нижний шатунный подшипник. В верхнюю головку шатуна (14) запрессовывается бронзовая втулка (13), являющаяся верхним шатунным подшипником для поршневого пальца, при помощи которого поршень соединяется с шатуном.

Рис. 2.15. Составные части шатуна

Каждый поршень (1) (рис. 2.16) с внешней стороны имеет четыре кольцевых канавки (ручья) для четырех поршневых колец. Из них ближайшие к днищу поршня предназначены для компрессионных колец (2), изготовленных из чугуна, а две других канавки используются для маслосъемных колец (3), выполненных из капрона или алюминиевого сплава. Одно из этих колец устанавливается сразу за двумя компрессионными, а второе маслосъемное кольцо размещается на юбке поршня. Требуемая упругость маслосъемных колец обеспечивается волновыми пружинными эспандерами (6), которые закладываются в канавки поршня под кольца. Подвижное соединение шатуна с поршнем обеспечивается установкой поршневого пальца (4), который фиксируется двумя стопорными кольцами (5).

Рис. 2.16. Поршень компрессора

Оба поршня размещаются в блоке цилиндров (4) (рис. 2.17), который крепится к картеру шестью шпильками М14 (1) через прессшпановую прокладку (2) с использованием двух направляющих штифтов (3). На шпильки навинчиваются гайки (6) с пружинными шайбами (5).

Рис. 2.17. Блок цилиндров

Блок цилиндров завершается крышкой клапанной коробки (17), между нею и блоком цилиндров размещается сама клапанная коробка (9). Крепление крышки и клапанной коробки к блоку цилиндров производится шестью шпильками М16 (7) через уплотнительные прокладки (8) и (15), изготовленные из прессшпана или паронита с использованием направляющего штифта (16). На шпильки навинчиваются гайки (19) с пружинными шайбами (18).

Крышка клапанной коробки изнутри разделена на две обособленных полости — всасывающую, находящуюся снизу и заканчивающуюся снаружи входным штуцером (А) и нагнетательную, находящуюся сверху и заканчивающуюся снаружи выходным штуцером (В). Крышка и блок цилиндров с внешней стороны снабжены ребрами для усиления теплоотдачи.

Примечание: При вращении коленчатого вала шатунная шейка совершает круговое движение, так же, как и нижняя головка шатуна. При этом верхняя головка шатуна и поршни совершают возвратно-поступательное движение. Движение, которое совершает шатун в целом, называется плоским.

Клапанная коробка вагонов метро

Клапанная коробка представляет собой две стальных плиты (1), между которыми в углублениях размещаются двенадцать стальных упругих пластин (3). Каждый клапан образует группа из трех пластин — таким образом, каждый цилиндр компрессора снабжен одним блоком из трех всасывающих клапанов (снизу) и одним блоком из трех нагнетательных клапанов (сверху). Фиксация пластины между плитами осуществляется при помощи шпонок (2). Сами плиты соединяются между собой посредством двух винтов (4) с гайками (5)

Рис. 2.18. Узел клапанов

Работу клапанной коробки иллюстрирует следующая анимация.

Рис. 2.19. Работа клапанов

При всасывании воздуха в цилиндр объем под поршнем увеличивается (при этом поршень на рис. 2.19 движется влево), и пластины всасывающего клапана, прижимаясь к упорному бурту, прогибаются и пропускают воздух в цилиндр. В это же время пластины нагнетательного клапана, также прогибаясь, еще более плотно прижимается к седлу, тем самым исключая попадание воздуха из нагнетательного патрубка обратно в компрессор.

При нагнетании воздуха объем под поршнем уменьшается — происходит сжатие — на рис. 2.19 это соответствует движению поршня вправо. Упругое усилие пластины нагнетательного клапана рассчитано так, что она начинает отгибаться от седла, когда давление в цилиндре становится равным расчетному давлению нагнетания — при этом уже пластины всасывающих клапанов оказываются плотно прижаты к своим седлам. Таким образом, действие пластин нагнетательного клапана аналогично действию пластин всасывающего клапана.

Смазка компрессора вагонов метро

Для смазки компрессора применяется компрессорное масло К-12 (для зимы) или К-19 (для лета). Масло объемом 2,5 л заливается в картер через горловину в его верхней части. Уровень масла определяется по маслоуказателю, который представляет собой щуп, вмонтированный в винтовую пробку. Она вкручивается в резьбовое отверстие, расположенное на задней стенке картера (с противоположной от блока цилиндров стороны) и использующееся для подлива масла в картер.

Рис. 2.20. Маслоуказатель компрессора

Смазка трущихся частей компрессора — барботажная, осуществляется с помощью двух разбрызгивателей (2) (рис. 2.21), установленных в разъемах нижних шатунных головок. При вращении коленчатого вала эти части шатунов совершают круговое движение, при этом ребристая поверхность разбрызгивателя, погружаясь в масло, разбрызгивает его при последующем перемещении вверх. Таким образом, внутри картера создается масляный туман. Этой масляной взвесью и смазываются нижние шатунные подшипники (1) и все остальные трущиеся части компрессора. Смазка зубчатой передачи редуктора происходит за счет двух нижних шестерен промежуточного звена, погруженных в масляную ванну.

Рис. 2.21. Маслоуказатель компрессора

Причины снижения эффективной производительности:

Засорение воздушного фильтра компрессора
Неплотная посадка пластин клапанов на свои седла
Излом пластин клапанов или их подгар
Износ компрессионных колец поршней
Пробой уплотнительных прокладок клапанной коробки
Неплотность в соединении выходного штуцера крышки с накидной гайкой трубопровода напорной магистрали.

Воздушные резервуары

Воздушные резервуары (емкости) предназначены для создания необходимого запаса сжатого воздуха определенного давления для обеспечения действия пневматических приборов и электрических аппаратов после остановки компрессоров.

Рис. 2.25. Воздушный резервуар

Резервуары наполняются сжатым воздухом давлением 5÷8 АТ и относятся к наиболее ответственному оборудованию вагонов метрополитена.

В зависимости от типа, на вагоне может быть установлено несколько воздушных резервуаров: от двух на номерных вагонах с краном машиниста № 013 до четырех на вагонах "Е" с краном машиниста № 334

Все резервуары размещаются под вагоном и крепятся к раме кузова посредством двух хомутов с использованием деревянных подкладок ― между рамой кузова и резервуаром.

Примечания: Применение деревянных подкладок обусловлено, прежде всего, хорошей изоляционной способностью дерева. В случае непреднамеренного переброса низковольтного напряжения на трубопроводы магистрали управления, а через них на все трубопроводы, воздушные резервуары также окажутся под напряжением. Резервуары, благодаря своему большому объему, начнут выступать в роли конденсаторов электрической энергии, что может вызвать пробой, т.е. появление дугового искрообразования между резервуаром и заземленной рамой кузова. Структура металла стенки резервуара будет нарушена. Переброс напряжения может возникнуть из-за неисправности электромагнитных вентилей цепи управления и разрушения орешковых изоляторов.

Назначение и характеристики резервуаров вагонов метро

Главный резервуар объемом 300 литров. Предназначен для питания сжатым воздухом всех пневматических устройств вагона после остановки мотор-компрессора. Располагается вдоль вагона справа перед второй тележкой рядом с мотор-компрессором.

Один запасной резервуар объемом 100 литров (вагоны типа "Еж-3" и номерные) или два объемом по 55 литров каждый (вагоны типа "Е"). Предназначены для обеспечения сжатым воздухом напорной магистрали тормозных цилиндров и магистрали управления в случае разрушения главного резервуара или разрыва трубопроводов напорной магистрали до обратного клапана Э-175. Запасные резервуары размещаются поперек вагона слева перед второй тележкой рядом с тормозным воздухораспределителем.

Уравнительный резервуар объемом 9,5 литров является обособленным видом воздушных резервуаров. Предназначен для искусственного увеличения объема надпоршневой камеры крана машиниста № 334 с целью получения наибольшего числа ступеней служебного пневматического торможения. Уравнительный резервуар расположен вдоль кузова вагона в головной части вагона справа.

Устройство воздушных резервуаров вагонов метро

Все воздушные резервуары (рис. 2.26) состоят из обечайки ― стального цилиндра (5), к которой с двух сторон приварены сферические днища (1). Сваривание днищ заодно с обечайкой производится с применением центрирующих колец ― обручей, которые вначале привариваются изнутри к днищам таким образом, что часть центрирующего кольца выступает по окружности за торец днища на 15÷18 мм. Далее, этими кольцами днища вставляются в обечайку и после этого наружным швом (6) свариваются друг с другом.

На одном из сферических днищ размещается входной штуцер (2), а также приварена табличка (3), на которой клеймами выбивают основные данные:

Наименование завода-изготовителя
Дата изготовления
Номер воздушного резервуара
Объем и рабочее давление воздуха

На обечайке находится выходной штуцер (2А), а также штуцер для сливного краника (4).

Рис. 2.26. Воздушный резервуар. Устройство

сферические днища
штуцер
паспортная табличка
сливной краник
обечайка
сварной шов

Примечания:
А) Толщина стенок днищ и обечайки у главного резервуара составляет 5,5 мм и 4,0 мм соответственно.
Б) Толщина стенок всего запасного резервуара, а также уравнительного составляет соответственно 3,0 мм и 1,9 мм.

Технические освидетельствования воздушных резервуаров

Каждый воздушный резервуар за время своей службы проходит следующие виды осмотров и освидетельствований.

1. Наружный осмотр. При этом резервуар осматривается на предмет отсутствия видимых трещин и вмятин, дутья воздуха со стороны штуцеров. Проверяется качество подвески и покраски резервуара, а также в некоторых случаях (при проведении гидравлического испытания) ― на срез резьбы штуцеров, который не должен превышать 20% от общего числа витков.

2. Наружный и внутренний осмотр с проведением гидравлического испытания. Проводится один раз в 4 - 4,5 года. В этом случае после проведения наружного осмотра согласно п.1, а также внутреннего осмотра стенок резервуара через открытые штуцеры приступают к наполнению резервуара теплой водой с созданием избыточного давления, превышающего рабочее давление воздуха на 5 АТ. На номерных вагонах главный и запасной резервуар испытывают с поднятием избыточного давления воды до 15 АТ. После того, как это давление будет выдержано в течении 5 мин., его сбрасывают, а воду сливают. Далее приступают к остукиванию киянкой стенок резервуара и сварных швов. При этом звук должен быть чистым и звонким, указывающим на отсутствие внутренних трещин в структуре металла и на монолитность всей конструкции.

Примечания: Использование воды при таких испытаниях продиктовано опасностью разлета осколков стенок резервуара в случае его разрыва. Это может произойти из-за резкого расширения воздуха после его сжатия, а вода ― несжимаема, и поэтому травмирование обслуживающего персонала в случае разрыва резервуара не произойдет. Теплая вода нужна для исключения отложения конденсата на стенках резервуара.

После проведения гидравлического испытания на каждом резервуаре белой краской через трафарет наносят надпись со следующими данными: место и дата испытания, номер резервуара, давление при испытании и объем.

3. Рентген сварных швов. Выполняется при изготовлении нового воздушного резервуара, а также один раз в 15 лет.

На каждый резервуар заводится технический паспорт, в который заносятся все его эксплуатационные характеристики, а также данные о проведенных технических освидетельствованиях.

К обслуживанию резервуаров допускаются лица, успешно сдавшие специальный технический минимум.

Обратные клапаны

Обратные клапаны предназначены для пропуска сжатого воздуха в одном направлении — в направлении соответствующего воздушного резервуара и предотвращении его пропуска в противоположном направлении. На каждом вагоне установлены минимум два обратных клапана.

Рис. 2.27. Обратный клапан. Общий вид

Обратный клапан типа Э-155 имеет трубную резьбу диаметром 11/4" и устанавливается перед главным резервуаром. Предназначен для предотвращения выхода сжатого воздуха из главного резервуара в обратную сторону после остановки мотор-компрессора. После остановки компрессора обеспечивает сохранение воздуха в главном резервуаре, чем облегчает последующий пуск компрессора.

Обратный клапан типа Э-175 имеет трубную резьбу диаметром 1/2" и устанавливается перед запасным резервуаром. Предназначен для предотвращения выхода сжатого воздуха из запасного резервуара в обратную сторону при разрыве главного резервуара или трубопроводов напорной магистрали, проходящих под кузовом вагона и заканчивающихся до обратного клапана Э-175.

Для правильного монтажа клапанов в соответствующем трубопроводе напорной магистрали на корпусе каждого из них отлита стрелка, указывающая направление движения сжатого воздуха при открытом клапане.

Примечания: Отличие обратных клапанов друг от друга заключается в следующем. Клапан Э - 155 в три раза больше Э - 175, имеет снизу латунного стакана резиновое кольцо для уплотнения посадочной поверхности, посадочная поверхность Э - 175 просто притерта к своему седлу. При этом оба стакана и выполняют роль клапанов при пропуске сжатого воздуха.

Устройство обратного клапана

Каждый обратный клапан включает в себя следующие составные элементы.

Рис. 2.28. Обратный клапан Э-155. Составные части

крышка
прокладка
стакан
корпус
седло
заглушка

Корпус (4) с горловиной, входным и выходным штуцерами, а также седлом (5) для стакана, которое может быть выполнено из стали для Э-155 или латуни для Э-175. Седло изнутри запрессовано в корпус.
Латунный стакан (клапан) (3) находится на скользящей притирке внутри горловины корпуса и имеет в верхней части резьбовую заглушку (7), изготовленную из стали или капрона, а в нижней части резиновое уплотнительное кольцо (6) для Э-155, которое крепится к стакану при помощи болта, пружинной и упорной шайб. Каждый стакан с внешней стороны имеет неплотость в виде продольной проточки - лыски (рис. 2.30), необходимой для устойчивой работы клапана. При этом у стакана Э-155 глубина такой неплотности составляет 0,7 ÷ 0,9 мм, а у стакана Э-175 0,3 ÷ 0,4 мм.
Резьбовая крышка (1) с резиновой уплотнительной прокладкой (2).

Рис. 2.30. Обратный клапан Э-175. Разрез

Работа обратного клапана

При включении мотор-компрессора усилием давления сжатого воздуха снизу стакан плавно отрывается от своего седла, поднимается вверх до упора в резиновую прокладку и в течении всего времени работы мотор-компрессора остается в верхнем положении, пропуская сжатый воздух в направлении к соответствующему воздушному резервуару. При отключении мотор-компрессора стакан под действием собственного веса плавно опускается вниз и, прижимаясь к своему седлу, отсекает соответствующий воздушный резервуар от нагнетательного тракта остановившегося мотор-компрессора.

Плавность хода стакана вверх и вниз обеспечивается наличием неплотности с его внешней стороны. При ходе стакана вверх воздух, находящийся под ним в камере "В" (рис. 2.30) начинает сжиматься и перетекать по неплотности стакана вниз, предоставляя ему возможность подняться на максимальную высоту. При ходе стакана вниз в камере "В" создается разрежение и воздух начинает перетекать по неплотности стакана вверх, обеспечивая наполнение камеры "В" и предоставляя возможность стакану плавно опуститься на свое седло.

Рис. 2.32. Работа обратного клапана

Неисправности обратного клапана

При эксплуатации подвижного состава могут встречаться следующие сбои в работе обратного клапана

1. Стакан стучит во время работы мотор-компрессора. Это может происходить в одном из двух случаев: увеличенной глубины неплотности на стакане или по причине отсутствия на нем верхней резьбовой заглушки. Обе эти причины приводят к возникновению излишней подвижности стакана в вертикальной плоскости, и как следствие - резонансу в движении от хода поршней компрессора.

2. Слишком медленное поднятие стакана при открытии обратного клапана и также слишком медленное опускание стакана на седло (возможно зависание его в верхнем положении) при закрытии обратного клапана. Эта неисправность может наблюдаться также в одном из двух случаев: излишне плотной притирке внешней поверхности стакана к внутренней поверхности горловины корпуса или из-за чрезмерно уменьшенной глубины неплотности на стакане.

3. Неплотная посадка стакана на свое седло при отключении мотор-компрессора возможно из-за попадания окалины под посадочную поверхность стакана или из-за разрыва резинового уплотнительного кольца (Э-155).

Примечания: Последние две неисправности можно легко определить в депо при неработающем мотор-компрессоре путем открытия сливного краника на маслоотделителе, находящемся перед обратным клапаном Э-155 (см. общую схему пневматики вагона). В случае исправного клапана из маслоотделителя должен слиться только отстой и никакого дополнительно выхода воздуха быть не должно. Все вышеизложенное относится только к обратному клапану типа Э-155.

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан типа Э-216 предназначен для выпуска избыточного воздуха в случае повышения давления в напорной магистрали свыше 9,0 ÷ 9,2 АТ. Это может происходить из-за неисправности регулятора давления, в том случае если мотор-компрессор работает без остановки.

Рис. 2.33. Предохранительный клапан. Общий вид

Предохранительный клапан устанавливается после главного резервуара на отводе от трубопровода напорной магистрали.

Рабочее давление, кгс/см2 (МПа): 6 ÷ 10 (0,6 ÷ 1,0)
Присоединительные размеры резьбы: G 1/2 — B
Габаритные размеры, мм: 202 Х 72
Масса, кг: 2

Устройство предохранительного клапана

Рис. 2.34. Предохранительный клапан. Составные элементы

- колпак
- регулировочный винт
- стакан
- регулировочная пружина
- шайба
- тарельчатый клапан
- корпус
- пломба

Предохранительный клапан Э-216 включает в себя следующие составные элементы:

Корпус (7) с резьбовым штуцером и направляющей втулкой, запрессованной в корпус, верхний торец которой является седлом для тарельчатого клапана.
Стакан (3), ввинченный в корпус, имеет по окружности восемь сквозных атмосферных отверстий по 8 мм диаметром каждое, расположенных в два ряда в шахматном порядке.
Латунный тарельчатый клапан (6) (ступенчатой формы) с направляющей крестовиной (перьями). Снизу у клапана имеются две поверхности, на которые действует давление воздуха напорной магистрали ― рабочая "А", на которую воздействует сжатый воздух в штатном режиме, и срывная "В", на которую будет воздействовать сжатый воздух напорной магистрали снизу при поднятии тарельчатого клапана со своего седла. Площадь срывной поверхности существенно больше площади рабочей.
Регулировочная пружина (4), с верхней и нижней центрирующими шайбами (5), расположена внутри стакана и нагружает тарельчатый клапан сверху.
Регулировочный винт (2) ввернут в стакан сверху, необходим для изменения усилия регулировочной пружины и, следовательно, давления, при котором срабатывает клапан.
Резьбовой колпак (1) навинчен на регулировочный винт и является для него контргайкой. Колпак и стакан опломбированы общей пломбой (8).

Рис. 2.35. Предохранительный клапан. Разрез

Рис. 2.36. Элементы предохранительного клапана

Работа предохранительного клапана

При своевременно отключающемся мотор-компрессоре давление воздуха в напорной магистрали не превышает 8,2 АТ, и усилие регулировочной пружины в стакане, действующей на тарельчатый клапан (рис. 2.37) сверху, превышает усилие, создаваемое давлением воздуха напорной магистрали, действующее снизу на рабочую площадь "А" (синюю) тарельчатого клапана.

Рис. 2.37. Клапан с направляющей крестовиной (перьями)

В том случае, если мотор-компрессор не отключается вовремя (как правило, это бывает при неисправностях регулятора давления), давление воздуха в напорной магистрали растет и начинает приближаться к 9,0 ÷ 9,2 АТ, при этом усилие, создаваемое давлением воздуха и действующее снизу на рабочую площадь "А" (синюю) тарельчатого клапана, начинает увеличиваться. Когда это усилие превысит силу предварительного сжатия регулирующей пружины, тарельчатый клапан начинает отходить от своего седла и сжатый воздух начинает действовать на всю срывную площадь "В" (красную) клапана. Вследствие этого усилие на клапан возрастает и он резко поднимается вверх по направляющей втулке. Сжатый воздух, обтекая клапан, выходит в атмосферные отверстия стакана до тех пор, пока усилие предварительного сжатия пружины не превысит давление воздуха на клапан снизу (сбрасывая избыточное давление напорной магистрали).

В случае срабатывания предохранительного клапана в кабине машиниста будет заметна пополняемая утечка воздуха из напорной магистрали с постепенным снижением давления по манометру до 6,5 ÷ 6,8 АТ без дальнейшего падения, сопровождающаяся сильным шумом выходящего из-под вагона воздуха. Мотор-компрессор при этом продолжает непрерывно работать.

Примечания: Увеличение давления воздуха в напорной магистрали свыше 9,0-9,2 АТ чревато не только опасностью разрушения трубопроводов и резервуаров, но и тем, что компрессор при своей работе не рассчитан на такую величину противодавления сжатого воздуха и, в этом случае, он начинает идти "в разнос" , процесс вызывает перегрев компрессора и может привести к возникновению пожара.

При срабатывании предохранительного клапана машинист должен отключить мотор-компрессор тумблером на пульте. Затем следует дождаться самостоятельного закрытия сработавшего предохранительного клапана, которое произойдет при снижении давления воздуха напорной магистрали до 5,5 ÷ 5,7 АТ. После чего усилие регулировочной пружины начнет пересиливать действие давления воздуха на срывную площадь тарельчатого клапана и клапан должен сесть на седло. После закрытия предохранительного клапана необходимо включить мотор-компрессор тумблером на пульте и продолжить работу на линии, не допуская повышения давления воздуха в напорной магистрали (по манометру свыше 7 АТ) из-за опасности повторного срабатывания данного предохранительного клапана. В случае если при достижении давления воздуха в напорной магистрали 5,0 ÷ 5,2 АТ предохранительный клапан не закрылся, следует включить мотор-компрессор и, по указанию ДЦХ, убрать состав с линии на ближайшую станцию с путевым развитием или в электродепо.

Примечания:
А) Незакрытие предохранительного клапана при давлении воздуха в напорной магистрали 5,5-5,7 АТ может произойти из-за излома регулировочной пружины в момент срабатывания и, как следствие, выхода направляющей крестовины за пределы направляющей втулки с дальнейшим перекосом тарельчатого клапана.
Б) Если предохранительный клапан при давлении воздуха в напорной магистрали 5,0 АТ не закрывается самостоятельно, не следует ждать или далее понижать давление. В противном случае, через кран машиниста произойдет перетекание воздуха из тормозной магистрали в напорную, что приведет к срабатыванию воздухораспределителей на тормоз и к усложнению выхода из аварийной ситуации.
В) Сработавший предохранительный клапан будет легко выявлен после заезда состава в депо по чистоте атмосферных отверстий стакана и всего клапана в целом.
Г) Предохранительный клапан ― наиболее часто снимаемый с вагона для проверки прибор. Ревизия производится а автоматном отделении электродепо каждые 3 месяца. На корпусе белой краской наносится дата следующей проверки.

Рис. 2.38. Срабатывание предохранительного клапана

Неисправность предохранительного клапана

Характерная неисправность предохранительного клапана ― плохая притирка посадочной поверхности тарельчатого клапана к своему седлу (направляющей втулке). В этом случае через неплотность воздух стравливается из напорной магистрали в атмосферу при давлении, меньшем штатного давления срабатывания предохранительного клапана.

Также возможен излом регулировочной пружины в момент срабатывания и, как следствие, выхода направляющей крестовины за пределы направляющей втулки с дальнейшим перекосом тарельчатого клапана.

Регулятор давления

Регулятор давления АК-11Б предназначен для автоматического поддержания давления сжатого воздуха в напорной магистрали в диапазоне от 6,3 АТ до 8,2 АТ путем включения и отключения мотор-компрессора. Установлен на вагонах типа "Еж-3" в кабине машиниста, а на номерных вагонах находится в салоне под первым левым шестиместным сидением головного вагона.

Рис. 2.39. Регулятор давления. Общий вид

Технические данные регулятора давления следующие:

Раствор контактов, мм 5 ÷ 15
Нажатие контактов, Н (кгс) 2 ÷ 5 (0,2 ÷ 0,5)
Ток продолжительного режима, А 20
Номинальное напряжение, В 70
Давление воздуха, МПа (кгс/см2):
для включения 0,63 ÷ 0,68 (6,3 ÷ 6,8)
для отключения 0,77 ÷ 0,82 (7,7 ÷ 8,2)

Устройство регулятора давления

Между чугунным фланцем (12) с входным штуцером и пластмассовым основанием (1) установлена резиновая диафрагма (17), нагруженная сверху через упорный поршень (16) регулировочной пружиной (10). Регулировка ее усилия на диафрагму осуществляется с помощью регулировочного винта (8), по резьбе которого перемещается гайка, запрессованная в пластмассовую рейку (9). Если вращать регулировочный винт против часовой стрелки рейка начнет движение вниз по резьбе винта, тем самым усиливая действие регулировочной пружины на диафрагму сверху. Упорный поршень имеет возможность двигаться вверх и вниз по пластмассовой направляющей (11), с поршнем при помощи оси (13) связан изогнутый рычаг (14), который поворачивается на оси (13А)

В левое плечо рычага с помощью контактной пружины (6) упирается подвижный контакт (3), а сама контактная пружина соединяется с осью поворота изогнутого рычага. Под подвижным контактом размещается неподвижный (2) с зажимом (15), а наличие медного шунта (7) обеспечивает электрический контакт изогнутого рычага с изолированной стойкой (5), в которую сверху ввернут упорный винт (4) с контргайкой. Вся конструкция закрыта сверху крышкой с двумя накидными замками.

Рис. 2.40. Регулятор давления. Составные части

- пластмассовое основание
- неподвижный контакт
- подвижный контакт
- упорный винт
- стойка
- контактная пружина
- шунт
- регулировочный винт
- рейка (траверса)
- пружина
- направляющая
- чугунный фланец
- 13а - ось
- рычаг
- зажим
- поршень
- диафрагма

Примечания: Медный шунт используется для подключения минусовой клеммы к неподвижному элементу конструкции ― стойке, так как изогнутый рычаг при работе регулятора поворачивается в одну или другую сторону, а к оси поворота рычага клемму подвести сложно. При этом плюсовая клемма всегда находится на неподвижном контакте из-за опасности возникновения электрической дуги в случае излома подвижных элементов с их смещением вниз.

Работа регулятора давления вагонов метро

В начальный момент подвижный и неподвижный контакты замкнуты, и мотор-компрессор работает. В этом случае давление воздуха в напорной магистрали, а, следовательно, и под диафрагмой регулятора, растет. Под действием давления воздуха диафрагма прогибается вверх, перемещая вверх упорный поршень (16) и преодолевая действие регулировочной пружины (10). При этом, изогнутый рычаг (14) поворачивается на оси (13А) против часовой стрелки и его левое плечо будет опускаться вниз, а правое плечо — подниматься вверх. Когда рычаг пройдет мертвую точку, то есть левое плечо рычага станет в одну плоскость с подвижным контактом (3) и контактной пружиной (6), последняя перебросит подвижный контакт на упорный винт (4). Произойдет размыкание подвижного и неподвижного (2) контактов, и, как следствие, остановка мотор-компрессора на составе.

Рис. 2.41. Анимированная работа регулятора давления.

При снижении давления воздуха в напорной магистрали происходит уменьшение давления воздуха под диафрагмой регулятора. Под действием усилия регулировочной пружины будет происходить обратный процесс: упорный поршень начнет перемещаться вниз, а изогнутый рычаг поворачиваться по часовой стрелке. После того, как рычаг пройдет мертвую точку (но уже при несколько большем угле левого плеча рычага к горизонтальной плоскости), контактная пружина снова перебросит подвижный контакт на неподвижный. Произойдет их замыкание и включение мотор-компрессора на составе.

Регулировка регулятора давления вагонов метро

Момент размыкания контактов (8,2 АТ) регулируется путем вращения винта регулировочной пружины. Чем сильнее затянуть винт, усиливая действие регулировочной пружины, тем при большем давлении разомкнутся контакты.

Момент замыкания контактов (6,3 АТ) зависит от расстояния между неподвижным контактом и упорным винтом на стойке. Регулировка производится вращением упорного винта. Очевидно, что чем выше выкрутить упорный винт, создав тем самым больший угол перекинутого подвижного контакта к горизонтальной плоскости, тем на больший угол должен повернуться изогнутый рычаг по часовой стрелке для прохождения мертвой точки. Следовательно, при меньшем давлении воздуха в напорной магистрали произойдет замыкание контактов и включение мотор-компрессора.

Неисправности регулятора давления

При эксплуатации подвижного состава могут встречаться следующие сбои в работе регулятора давления:

1. Разрыв диафрагмы с дутьем воздуха. В этом случае не будет происходить размыкания контактов и автоматического отключения мотор-компрессора. Следует отключать и включать мотор-компрессор вручную, перекрыв разобщительный кран к неисправному регулятору.

2. Излом регулировочной или контактной пружины. Оба случая ведут к незамыканию контактов, при этом следует руководствоваться работой смежного регулятора давления.

3. Обрыв медного шунта. При данной неисправности прохождение тока между контактами нарушается, и регулятор давления работать не будет. Следует руководствоваться работой смежного регулятора давления.

4. Подгар контактов. Данный случай приводит к повышению сопротивления проходящему току в зоне соприкосновения контактов, и как следствие, к увеличению температуры и появлению запаха гари в месте установки данного регулятора давления.

5. Приварка контактов. Данная неисправность возникает из-за того, что начавшийся подгар не был своевременно обнаружен. Следует отключать и включать мотор-компрессор вручную, перекрыв разобщительный кран к неисправному регулятору.

Разобщительные краны вагонов метро

Разобщительные краны служат для включения и выключения пневматических магистралей, систем и приборов и устанавливаются на трубопроводах, идущих к ним. При всем многообразии все разобщительные краны делятся на три группы:

двухходовые
трехходовые
четырехходовые

Четырехходовые краны применяются только в пневмоприводе ЭКК и будут рассмотрены в соответствующей главе.

Устройство разобщительного крана

Рис. 2.43. Кран разобщительный. Общий вид

Рис. 2.44. Разобщительный кран. Составные элементы

Составные элементы любого разобщительного крана (рис. 2.44).

Корпус со штуцерами подвода трубопроводов (2).
Коническая латунная пробка (3), на квадратный хвостовик которой надевается ручка (1) или штанга. Пробка имеет сквозные каналы для прохода воздуха.
Резьбовая крышка (5) с упорной пружиной (4). Роль последней сводится к плотному прижатию внешнего конуса пробки к внутреннему конусу корпуса с целью снизить до минимума негерметичность прилегающих поверхностей.

ручка
корпус
латунная пробка
пружина
крышка

Трехходовые краны (рис. 2.45) отличаются от двухходовых наличием в пробке третьего хода, а также третьего штуцера на корпусе, в который вворачивается заглушка с атмосферным отверстием диаметром 3 мм или 5 мм Трехходовых кранов на вагоне несколько:

Рис. 2.45. Кран разобщительный трехходовой

Работа разобщительного крана

Рис. 2.46. Схема работы двухходового разобщительного крана

Рис. 2.47. Схема работы трехходового разобщительного крана

При перекрытии двухходового крана сообщавшиеся между собой каналы прохождения воздуха просто отсекаются друг от друга (рис. 2.46), а при перекрытии трехходового крана один из каналов (на рисунке — правый) сообщается с атмосферой (рис. 2.47).

Примечания:
А) При перекрытии концевого крана напорной или тормозной магистрали на одном из вагонов состава начнется разрядка в атмосферу соответствующей воздушной магистрали со стороны головной или хвостовой части состава, в зависимости от места расположения перекрытого концевого крана. Так, если кран перекрыт в хвосте вагона (например, пятого по ходу движения), то разрядка воздушной магистрали будет происходить из шестого, седьмого и восьмого вагонов. А если кран перекрыт в головной части вагона по ходу движения, то разрядка воздушной магистрали начнется из первых четырех вагонов.

Б) При разрыве трубопровода напорной или тормозной магистрали на одном из вагонов состава для продолжения движения необходимо этот вагон отделить ("высечь") от остальных вагонов состава. Для этого необходимо перекрыть концевые краны на автосцепках вагонов, смежных с автосцепками неисправного вагона. Так, если разрыв произошел на пятом вагоне по ходу движения, то краны следует перекрыть в хвостовой части четвертого вагона и в головной части шестого. Если, по ошибке, перекрыть концевые краны на автосцепках неисправного вагона, весь воздух из соответствующей воздушной магистрали со стороны головной и хвостовой части состава выйдет в атмосферу через эти перекрытые краны, что, в свою очередь, затруднит выход из подобной неисправности.

В) В случае разрыва резинотканевого рукава, ведущего к пневмоклапанам напорной или тормозной магистрали на одной из автосцепок, для прекращения утечки воздуха следует перекрыть концевые краны на смежных автосцепках двух сцепленных вагонов и далее действовать согласно инструкции по выходу из случаев неисправностей на составе.

Стоп-краны вагонов метро

Стоп-краны предназначены для экстренного пневматического торможения состава из любого вагона путем разрядки ТМ экстренным темпом. Рукоятки со штангами от этих кранов размещаются на головных вагонах — в кабине машиниста слева и под спинкой последнего правого дивана в салоне вагона (с укороченной штангой). На всех промежуточных вагонах без кабины машиниста рукоятки с укороченными штангами от этих кранов находятся в салоне вагона под спинками первого левого и последнего правого диванов (по диагонали) (рис. 2.48).

Рис. 2.48. Установка стоп-крана на вагоне

По принципу действия стоп-кран является обычным двухходовым краном. При нормальном движении состава этот кран должен быть перекрыт, а для производства экстренного торможения кран при помощи рукоятки следует перевести в открытое положение, т.е. повернуть рукоятку на себя — в этом случае начнется экстренная разрядка ТМ в атмосферу.

Пневмопривод ЭКК вагонов метро

Пневмопривод электроконтактной коробки предназначен для соединения низковольтных электрических цепей смежных вагонов после их сцепления.
Он установлен на вагонах Еж-3, размещается на автосцепках и снабжается сжатым воздухом НМ.

Рис. 2.49. Пневмопривод ЭКК. Размещение на вагоне

Рис. 2.50. Пневмопривод ЭКК. Составные элементы

Рис. 2.51. Пневмоцилиндр. Общий вид

Рис. 2.52. Пневмоцилиндр. Разрез

Пневмопривод состоит из следующих элементов:

Двухходовой разобщительный кран (1).
Четырехходовой кран управления пневмоцилиндром (2).
Две резинотканевые трубки (3).
Пневмоцилиндр (4) с поршнем и штоком (5).

Рис. 2.53. Управление пневмоцилиндром пневмопривода ЭКК

Работа пневмопривода ЭКК.

Управление пневмоцилиндром по выдвиганию или задвиганию электрических пальцев (штепсельных разъемов) в ЭКК производится при помощи четырехходового крана, приводимого в действие реверсивной рукояткой, которая вставляется для этого в наконечник, находящейся на квадратном хвостовике пробки крана. Из рис. 2.53 видно, что при таком положении пробки четырехходового крана воздух из НМ проходит в полость 2 пневмоцилиндра, а полость 1 пневмоцилиндра сообщается с атмосферой. При этом в данный момент электрические пальцы выдвинуты. Если пробку четырехходового крана повернуть на 90° по часовой стрелке, то уже полость 1 пневмоцилиндра будет сообщаться с НМ, а полость 2 — с атмосферой, и электрические пальцы в ЭКК вдвинутся внутрь ЭКК.
Управление четырехходовым краном осуществляют при помощи реверсивной рукоятки

Примечания:
А) Принимая состав в депо, машинист обязан убедиться, что двухходовые краны на всех промежуточных автосцепках находятся в открытом положении, на концевых автосцепках — в закрытом положении.
Б) Для надежного соединения электрических пальцев одной ЭКК со втулками на смежной ЭКК выдвигать электрические пальцы для соединения низковольтных электрических цепей следует при давлении воздуха в НМ не менее 6,0 АТ. Если вместо электрических пальцев применяются штепсельные разъемы, такого ограничения нет.

Соединительные рукава вагонов метро

Соединительный резинотканевый рукав предназначен для обеспечения гибкого неразъемного соединения воздухопроводов на вагоне. В частности, такие рукава установлены между пневматическими магистралями кузова, тележки и автосцепки, а также при подключении магистрали к срывному клапану

Рис. 2.55. Соединительный рукав. Составные элементы

Составные элементы любого соединительного резинотканевого рукава:

Резинотканевая трубка (5)
Два наконечника (4), вставленные в трубку с обеих сторон с применением специального клея
Два хомута (3) с болтами и гайками, дополнительно фиксирующие наконечники в трубке
Две накидные гайки (2)
Два штуцера (1) с уплотнительными прокладками. Каждый штуцер имеет внутреннюю резьбу для соединения с трубопроводами и внешнюю для движения накидных гаек

- штуцер
- гайка
- хомут
- наконечник
- резинотканевая трубка

Для соединения рукава вначале на резьбовую часть трубы наворачивают штуцер, а затем плотно затягивают накидную гайку на штуцере.
При сборке нового рукава под головку одного из болтов на хомутах устанавливают металлическую бирку с клеймом ОТК. При этом по нормам эксплуатации зазор между ушками хомутов должен быть 7 ÷ 16 мм (рис. 2.55). Такое же расстояние должно быть между хомутом и торцом резинотканевой трубки. Далее рукав подвергается испытанию на воздухопроницаемость в водяной ванне при давлении воздуха 10 АТ в течение 1 минуты, появление пузырьков воздуха не допускается. Затем белой краской на рукав наносят дату испытания. Максимальный срок службы рукава ― 12 лет.
До установки на вагон рукава хранят в защищенном от света месте, вдали от смазочных материалов и отопительных приборов при температуре наружного воздуха от 0° до 25° С.

К эксплуатации не допускается рукав:

с трещинами или с расслоением резины
при несоответствии зазоров (7÷16 мм)
без бирки ОТК
дата испытания на воздухопроницаемость которого не указана
с истекшим сроком службы

При осмотре подвагонного оборудования следует обращать внимание на отсутствие дутья воздуха из рукава, а также на то, чтобы рукав висел свободно и не касался другого подвагонного оборудования.

Пневмоклапан автосцепки вагонов метро

Предназначен для автоматического соединения воздушных магистралей (напорной и тормозной) смежных вагонов после их сцепления.

Клапаны междувагонных воздухопроводов расположены на переднем фланце корпуса головы автосцепки: верхний клапан ― для тормозной магистрали, нижний ― для напорной.

Рис. 2.56. Пневмоклапан автосцепки. Общий вид

Устройство пневмоклапана автосцепки

Рис. 2.57. Пневмоклапан автосцепки. Разрез

По своей конструкции оба клапана воздухопровода одинаковы и состоят из следующих частей.

Корпус (1), запрессованный в торец автосцепки
металлическое (латунное или стальное) кольцо (4), размещенное внутри корпуса
Резиновое уплотнительное кольцо (3), вставленное в кольцевую расточку металлического кольца
Упорная пружина (2)
Резиновая центрирующая трубка (6)
Задний фланец (5) с угольником, штуцером и двумя стяжными болтами (7)

По нормам эксплуатации металлическое кольцо должно выступать за торец автосцепки на 3÷6,5 мм, а резиновое уплотнительное кольцо должно выступать за торец металлического не менее, чем на 0,5 мм.

Рис. 2.58. Пневмоклапан автосцепки. Составные элементы

Рис. 2.59. Пневмоклапан автосцепки. Составные элементы

Работа пневмоклапана автосцепки вагонов метро

При сближении двух автосцепок выступающие вперед резиновые кольца соприкасаются и вместе с металлическими кольцами уходят внутрь своих головок автосцепок, тем самым еще больше сжимая упорные пружины.

Плотность соединения двух смежных пневмоклапанов обеспечивается наличием:

упорной пружины
резинового уплотнительного кольца
внутренней кольцевой проточкой (канавкой), которая после открытия концевых кранов и наполнения пневмоклапана воздухом расширяется, тем самым обеспечивая более плотное прилегание двух смежных резиновых колец клапанов друг к другу

Примечания: У резиновой центрирующей трубки также есть кольцевая проточка, обеспечивающая более плотное соединение трубки с резиновым кольцом.

При приемке состава в депо машинист обязан проверять наличие резиновых уплотнительных колец на пневмоклапанах концевых автосцепок.

Примечания:
А) После отсоединения деповской воздушной магистрали перед выездом из депо работник, выполнявший отсоединение переходника от автосцепки головного вагона, несет ответственность за наличие резинового уплотнительного кольца пневмоклапана напорной магистрали
Б) При отсутствии резинового уплотнительного кольца пневмоклапана напорной или тормозной магистрали невозможно будет осуществить сцепление двух составов на линии (если на одном из них произошла потеря управления и второй состав назначен ДЦХ в качестве вспомогательного поезда), так как после открытия концевых кранов для соединения воздушных магистралей составов начнется интенсивная утечка воздуха из соответствующей воздушной магистрали, что особенно опасно для тормозной магистрали.

Неисправность пневмоклапана автосцепки

Характерная неисправность пневмоклапанов ― дутье воздуха из-за неплотного прилегания резиновых колец друг к другу. Это происходит при изломе упорной пружины на одном из клапанов или вследствие разрыва резинового уплотнительного кольца.

Тормозная пневматика

Тормозная пневматика – совокупность приборов, предназначенных для выполнения всех видов пневматического торможения и отпуска тормозов. Тормозная магистраль (5,0 – 5,2 Атм) содержит следующие приборы: кран машиниста (как командный орган), тормозной воздухораспределитель, авторежим, тормозные цилиндры, автоматический выключатель торможения, сигнализатор отпуска тормозов и т.д.

Редуктор №348

Пневматический редуктор №348 предназначен для понижения давления в питаемой магистрали и автоматического поддержания этого давления на должном уровне, соответствующем его регулировке.

Рис. 3.1. Редуктор №348

Как известно, некоторые магистрали на вагоне имеют давление, отличное от давления напорной магистрали, и поэтому для понижения давления сжатого воздуха в магистралях установлен редуктор.

Таких магистралей на вагоне три:

тормозная магистраль (P = 5,0 – 5,2 АТ)
магистраль управления (P = 5,0 – 5,2 АТ)
дверная магистраль (P = 3,4 – 3,6 АТ)

Примечание: Исключение составляют вагоны, где эксплуатируется кран машиниста №013. На таких вагонах редуктор в тормозной магистрали отсутствует, и его функцию в этом случае выполняет реле давления крана машиниста №013.

Установка на вагоне редуктора №348

Редуктор тормозной магистрали установлен на фланце крана машиниста №334 и находится в кабине управления или в вагонах 81.714 в правом отсеке головной части вагона. Регулировка редуктора тормозной магистрали – 5.0 АТ. Редуктор магистрали управления установлен под третьим шестиместным диваном (справа или слева, в зависимости от типа вагона) и отрегулирован на 5.0 АТ.

Рис. 3.2. Установка редуктора магистрали управления

Редуктор дверной магистрали установлен под левым трехместным диваном в хвостовой части вагона (вагоны 81.717, 81.714) и отрегулирован на 3.5 АТ. Крепится на специальном кронштейне при помощи двух болтов.

Рис. 3.3. Установка редуктора дверной магистрали

На редуктор белой краской наносится величина давления, на которую он отрегулирован, и дата его последней ревизии. Ревизия редуктора должна проводиться каждые 6 месяцев.

Устройство редуктора №348 вагонов метро

Устройство редуктора условно делят на два узла, находящихся в одном корпусе, снабженном фланцем для крепления

возбудительная часть
питательная часть

Рис. 3.4. Схема редуктора №348

Редуктор имеет клапанно-диафрагменно-поршневую конструкцию.
Основные элементы возбудительного узла:

стальная диафрагма
регулировочная пружина. Нагружает диафрагму снизу через текстолитовый упор
регулировочный стакан, ввернутый в корпус редуктора. Именно вращением регулировочного стакана можно изменять усилие, с которым регулировочная пружина давит на на диафрагму, а следовательно, и давление в питаемой магистрали. Стакан фиксируется специальной контргайкой
возбудительный клапан с хвостовиком. Клапан имеет коническую поверхность. Своим хвостовиком он взаимодействует с стальной диафрагмой. Клапан латунный, он притерт к своему седлу и имеет сверху возвратную пружину. Его седлом служит втулка, запрессованная в возбудительную часть корпуса
крышка – заглушка
сетчатый фильтр. Расположен в канале напорной магистрали, ведущем к возбудительному клапану

Рис. 3.5. Возбудительный узел

Основные элементы питательного узла:

поршень с толкателем. В поршне имеется калиброванное отверстие диаметром 0,5 мм
уплотнительная манжета поршня
питательный клапан с хвостовиком. Своим хвостовиком клапан взаимодействует с толкателем поршня. Клапан металлический, имеет возвратную пружину. Посадочной поверхностью клапана является резиновое кольцо, а седлом – втулка, запрессованная в питательную часть корпуса
крышка – заглушка
сетчатый фильтр. Расположен в канале напорной магистрали, ведущем к питательному клапану

Рис. 3.6. Питательный узел

Камера над возбудительным клапаном, или возбудительная камера сообщается с напорной магистралью.
Камера справа от поршня, или поршневая камера по каналу через возбудительный клапан сообщается с возбудительной камерой.
Камера над диафрагмой, или диафрагменная камера по каналу сообщается с магистральной камерой.
Камера под питательным клапаном, или магистральная камера сообщается с питаемой магистралью.
Камера над питательным клапаном, или питательная камера сообщается с напорной магистралью.

Работа редуктора 348

По мере понижения давления сжатого воздуха в питаемой магистрали усилие сжатого воздуха в диафрагменной камере на стальную диафрагму сверху уменьшается. Таким образом, регулировочная пружина, воздействуя с противоположной стороны диафрагмы с прежней силой, прогибает ее вверх.
При понижении давления ниже уровня, отрегулированного при помощи регулировочной пружины, диафрагма прогибается вверх и воздействует на хвостовик возбудительного клапана. Клапан перемещается вверх, сжимая возвратную пружину и открывается, сообщая по каналу напорную магистраль с поршневой камерой.
Сжатый воздух из возбудительной камеры (а следовательно, из напорной магистрали) через открытый возбудительный клапан попадает в поршневую камеру. Усилием сжатого воздуха в поршневой камере поршень перемещается влево, своим толкателем воздействуя на хвостовик питательного клапана.
Питательный клапан открывается, сжимая возвратную пружину и сообщая между собой питательную и магистральную камеры. Сжатый воздух из напорной магистрали заряжает питаемую магистраль.

При повышении давления сжатого воздуха в питаемой магистрали давление одновременно повышается в диафрагменной камере, и стальная диафрагма усилием сжатого воздуха прогибается вниз, сжимая регулировочную пружину. Когда давление достигнет регулировочного уровня, диафрагма прогнется настолько, что усилием возвратной пружины возбудительный клапан закроется, разобщив поршневую и возбудительную камеру.
Так как давление справа и слева от поршня будет уравниваться путем перетекания воздуха через калиброванное отверстие диаметром 0,5 мм, поршень перестанет испытывать усилие со стороны поршневой камеры. Усилием возвратной пружины питательного клапана поршень плавно вернется на место, а сам питательный клапан закроется. Питательная и магистральная камеры перестанут сообщаться, и зарядка питаемой магистрали прекратится.

Примечание: Таким образом очевидно, что давление в питаемой магистрали зависит от усилия сжатия регулировочной пружины в стакане возбудительного клапана. Регулировка этого усилия осуществляется вращением регулировочного стакана. Чем сильнее сжата пружина, тем выше будет давление в питаемой магистрали.

Неисправности и порядок проверки редуктора № 348

Наименование неисправности	Последствия неисправности
Разрыв стальной диафрагмы	Избыточное давление в питаемой магистрали
Неплотная посадка клапанов на сёдла	Избыточное давление в питаемой магистрали
Засор калиброванного отверстия в поршне	Избыточное давление в питаемой магистрали
Заклинивание поршня в левом положении	Избыточное давление в питаемой магистрали
Излом регулировочной пружины	Пониженное давление в питаемой магистрали
Засор сетчатых фильтров	Пониженное давление в питаемой магистрали
Разрыв уплотнительной манжеты поршня	Пониженное давление в питаемой магистрали

Последовательность действий при проверке редуктора тормозной магистрали, установленного на кране машиниста №334

перекрыть кран двойной тяги тормозной магистрали
перевести ручку крана машиниста № 334 в четвертое положение (ступенчатый тормоз) и разрядить уравнительный резервуар и подпоршневую камеру крана машиниста № 334 до давления менее 5 АТ
перевести ручку крана КМ № 334 во второе (поездное) положение и следить за ростом давления в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали. Повышенное или пониженное давление свидетельствует о неисправности редуктора тормозной магистрали данного вагона

Кран машиниста №013 вагонов метро

Общие положения

Кран машиниста №013 предназначен для управления пневматическим тормозом на составе. Оно осуществляется путем разрядки и зарядки тормозной магистрали. Кран машиниста №013 устанавливает, в зависимости от положения его рукоятки, заданное давление в тормозной магистрали и автоматически его поддерживает.
По принципу своего действия прибор является прямодействующим, так как при любом положении ручки крана управления имеет автоматическую перекрышу.
По конструкции KM №013 относится к клапанно-диафрагменным приборам. Кран является прямодействующим с автоматическими перекрышами, имеет семь фиксированных положений ручки крана управления.

Примечание: На промежуточных вагонах (81.714) устанавливается кран машиниста №013-1, который отличается от КМ №013 лишь тем, что у него отсутствует разобщительное устройство и ЭПВ АРС. Вместо разобщительного устройства на кране машиниста №013-1 применяются обычные краны двойной тяги.

Рис. 3.8. Кран машиниста №013

Рис. 3.9. Составные части крана управления

Кран машиниста № 013 состоит из четырех частей:

кран управления является командным органом КМ и предназначен для изменения величины давления в камере над диафрагмой реле давления
реле давления является повторителем команды, полученной от крана управления. Именно оно осуществляет зарядку и разрядку тормозной магистрали, одновременно выполняя роль редуктора для тормозной магистрали
разобщительное устройство служит для подключения реле давления к напорной и тормозной магистралям. Благодаря ему кран машиниста № 013 подключается к магистралям при помощи одного трехходового разобщительного крана, находящегося в кабине машиниста
ЭПВ АРС представляет собой электромагнитный вентиль включающего типа, который в ряде случаев производит экстренное торможение путем разрядки до 0 АТ камеры над диафрагмой реле давления. Это является управляющим сигналом для полной разрядки тормозной магистрали. На вагонах, оборудованных краном машиниста № 013, ЭПВ АРС выполняет функцию ЭПК, но, в отличие от ЭПК, разряжает не тормозную магистраль, а камеру над диафрагмой реле давления.

Кран управления и ЭПВ АРС смонтированы в кабине управления, а реле давления и разобщительное устройство – под вагоном на раме кузова в передней части вагона справа.

Кран управления КМ №013 вагонов метро

Устройство и работа

Кран управления предназначен для изменения управляющего давления в полости над диафрагмой реле давления.

Рис. 3.10. Кран управления

Кран управления состоит из разъемного корпуса, в верхней части которого установлена резиновая диафрагма. Сверху диафрагма нагружена пружинами. Регулировка начального усилия пружин (при техническом обслуживании) осуществляется винтом, который стопорится гайкой.

Рис. 3.11. Основные элементы крана управления

- нагрузочная пружина питательного клапана
- питательный клапан
- толкатель
- корпус
- диафрагма
- регулирующая пружина
- шарик-фиксатор
- пружина фиксирующая
- ручка
- колпак
- регулирующий винт
- стопорная гайка
- упорка
- кожух
- винт хомута ручки
- регулирующий стакан
- шайба
- полость под диафрагмой
- атмосферный клапан
- трубопровод напорной магистрали

В центре диафрагмы установлена полая трубка (толкатель), внутренний диаметр которого равен 2 мм. Канал толкателя (3) через его верхний торец и боковой канал в корпусе сообщается с атмосферой. А его нижний торец является подвижным седлом конусного атмосферного клапана крана управления.

Рис. 3.12. Диафрагма, толкатель

В нижней части полого толкателя имеется наклонный боковой канал – дроссельное отверстие диаметром 0,3 мм. Оно необходимо для постоянного дросселирования воздуха из камеры под диафрагмой крана управления в атмосферу и, следовательно, продувки полого толкателя. Это необходимо для того, чтобы исключить скопление конденсата в полом толкателе и повысить чувствительность крана управления.

Сверху диафрагма крана управления нагружена регулировочными пружинами (6), которые имеют две центрирующие шайбы. Пружины расположены в латунном стакане, а усилие пружин регулируется винтом сверху. В нижней части стакана расположена шайба, которая при VII положении ручки крана управления приподнимает пружины и выключает их из работы. С внешней стороны стакан имеет прямоугольную ходовую резьбу и расположен в специальной обойме.

Рис. 3.13. Регулировочные пружины

На стакане при помощи хомута закреплена ручка крана (9), внутри которой расположен шариковый фиксатор (7). Он предназначен для фиксации ручки крана в одном из семи рабочих положений. При вращении ручки крана стакан либо поднимается, либо опускается, при этом нагружая или разгружая регулировочные пружины. Сверху стакан закрыт крышкой.

Под полым толкателем расположен конусный атмосферный клапан (19), подвижным седлом которого является нижний торец полого толкателя. Внизу хвостовика атмосферного клапана имеется резиновое уплотнение, являющееся питательным клапаном крана управления. Его седлом является специальная втулка, запрессованная в корпус крана. Снизу питательный клапан имеет свою возвратную пружину.

В нижней части корпуса крана управления канал напорной магистрали имеет калиброванное сужение диаметром 2,5 мм (рядом с сетчатым фильтром).
Кран управления крепится на специальном кронштейне.

К нему подведены два канала:

трубопровод напорной магистрали
трубопровод, соединяющий камеру под диафрагмой крана управления и камеру над диафрагмой реле давления

Реле давления КМ №013 вагонов метро

Реле давления выполняет роль повторителя команд крана управления, то есть осуществляет, в зависимости от задаваемого краном давления, наполнение и выпуск воздуха из тормозной магистрали темпом 0,8 - 1 Ат/сек, а также экстренное пневматическое торможение при срабатывании ЭПВ АРС.

Рис. 3.15. Реле давления

Основные элементы реле давления:

корпус
диафрагма
«плавающий» атмосферный клапан
питательный клапан

Рис. 3.16. Основные элементы реле давления

Резиновая диафрагма установлена в верхней части прибора, между корпусом и крышкой. Диафрагма имеет снизу свою нагрузочную пружину.

Рис. 3.17. Диафрагма реле давления

В центре диафрагмы имеется зажим, внутри которого расположен «плавающий» атмосферный клапан. Ниже атмосферного клапана установлена полая трубка (толкатель), которая сообщается с атмосферой через канал и атмосферное отверстие в нижней цокольной крышке. Верхний торец трубки является подвижным седлом атмосферного клапана.

Рис. 3.18. Толкатель

На трубку навинчивается металлическое кольцо, на котором находится резиновое уплотнение, являющееся питательным клапаном реле давления. Питательный клапан имеет снизу возвратную пружину. Седлом питательного клапана является втулка, выполненная в корпусе.

Рис. 3.19. Атмосферный клапан реле давления в закрытом состоянии

В нижней части реле давления в корпус ввернута крышка, имеющая шесть атмосферных отверстий диаметром 8 мм. Реле давления крепится на специальном кронштейне, к которому подведены три канала: трубопровод тормозной магистрали, трубопровод напорной магистрали и трубопровод, соединяющий камеру под диафрагмой крана управления и камеру над диафрагмой реле давления.

Клапаны реле давления при работе могут находиться в одном из трех следующих состояний:

перекрыша (атмосферный и питательный клапаны закрыты)
атмосферный клапан открыт, а питательный закрыт (диафрагма прогнута вверх). При этом тормозная магистраль через внутреннюю полость в клапане соединена с атмосферой, и происходит ее разрядка
атмосферный клапан закрыт, а питательный открыт (диафрагма прогнута вниз). При этом тормозная магистраль соединяется с напорной, и происходит ее зарядка

Разобщительное устройство КМ № 013 вагонов метро

Для подключения крана машиниста № 013 к тормозной и напорной магистралям в головном вагоне установлено разобщительное устройство. На промежуточных вагонах применяются краны двойной тяги. В корпусе разобщительного устройства размещены два клапана, которые возвратными пружинами удерживаются в закрытом положении. Открываются оба клапана под действием силы сжатого воздуха из напорной магистрали, подаваемого под поршни, установленные на хвостовиках клапанов через трехходовой разобщительный кран, установленный на трубопроводе напорной магистрали.

Рис. 3.20. Разобщительное устройство. Внешний вид

Клапан тормозной магистрали расположен слева, а клапан напорной магистрали - справа.
Над одним клапаном расположена камера, соединенная с тормозной магистралью, а над другим - камера, соединенная с напорной магистралью. При открытом положении трехходового разобщительного крана сжатый воздух из напорной магистрали подходит под поршни, которые установлены снизу на хвостовиках клапанов, поднимает их и соединяет тормозную и напорную магистрали с соответствующими камерами реле давления.

Рис. 3.21. Разобщительное устройство. Разрез

Электропневматический вентиль АРС КМ №013 вагонов метро

Электропневматический вентиль АРС (ЭПВ АРС) устанавливается на трубопроводе между краном управления и реле давления. Электрическая часть вентиля подключается к системе АРС. При отказе устройств контроля скорости в системе АРС, при нарушении цепи управления электропневматического тормоза и в ряде других случаев вентиль, воздействуя на реле давления, осуществляет разрядку тормозной магистрали.

ЭПВ АРС представляет собой обычный вентиль включающего типа, но его нижнее отверстие закрыто заглушкой.

При включенной системе АРС катушка вентиля всегда находится под питанием, и теряя его, ЭПВ АРС сообщает камеру над диафрагмой реле давления с атмосферой через атмосферное отверстие в вентиле, что приводит к полной разрядке тормозной магистрали. ЭПВ АРС подключается к камере над диафрагмой реле давления через трехходовой разобщительный кран ЭПВ в кабине машиниста.

На трубопроводе, ведущем к ЭПВ АРС, расположены два сигнализатора отпуска тормозов (СОТ), которые контролируют открытое положение разобщительного крана ЭПВ АРС и готовность ЭПВ АРС к работе.

Примечание: При любом виде торможения темп разрядки тормозной магистрали составляет 0,8 - 1 Ат/сек.

Камеры крана машиниста №013

камера под диафрагмой крана управления (1). По каналу сообщается с камерой над диафрагмой реле давления.
камера под питательным клапаном крана управления (2). По каналу, через калиброванный канал и трехходовой разобщительный кран сообщается с напорной магистралью.
камера над диафрагмой реле давления (3). По каналу сообщается с камерой под диафрагмой крана управления.
камера под диафрагмой реле давления (4). Сообщается с тормозной магистралью.
камера под питательным клапанном реле давления (5). Сообщается с напорной магистралью.

Рис. 3.22. Камеры крана машиниста №013

Работа крана машиниста №013 вагонов метро

Включение крана

При открытии трехходового разобщительного крана воздух из напорной магистрали поступает по каналу под поршни, расположенные на хвостовиках клапанов разобщительного устройства и одновременно под питательный клапан крана управления.

Сжатый воздуха напорной магистрали снизу воздействует на клапаны, которые перемещаются вверх, преодолевая усилие своих возвратных пружин.

Через открывшиеся клапаны воздух из тормозной магистрали поступает в камеру под диафрагмой реле давления, а воздух из напорной магистрали в камеру под питательным клапаном реле давления.

Зарядка тормозной магистрали вагонов метро

Зарядка тормозной магистрали осуществляется при II положении ручки крана управления. При этом латунный стакан вворачивается, сжимая регулировочные пружины, и их усилие на диафрагму крана управления существенно возрастает.
Диафрагма, прогнувшись вниз, полым толкателем закрывает атмосферный клапан, и, оказывая воздействие на питательный клапан крана управления. При этом возвратная пружина питательного клапана сжимается, и клапан открывается. Сжатый воздух из напорной магистрали через открытый питательный клапан крана управления поступает в камеру под диафрагмой крана управления, а из нее в камеру над диафрагмой реле давления.
Сразу же после того, как давление воздуха в камере над диафрагмой реле давления возрастает, диафрагма прогибается вниз, открывая питательный клапан реле давления. Через его открытое седло и через открытый клапан тормозной магистрали разобщительного устройства, тормозная магистраль начинает сообщатся с напорной магистралью. Атмосферный клапан реле давления при этом закрыт. После того, как растущее давление воздуха в камере под диафрагмой крана управления пересилит воздействие регулировочных пружин сверху на диафрагму крана управления, диафрагма крана прогнется вверх, и питательный клапан крана управления под действием своей возвратной пружины закроется, а атмосферный клапан крана управления не откроется, т.к. для этого требуется больший прогиб диафрагмы крана вверх. В кране управления наступит состояние «перекрыши».
По мере роста давления воздуха в тормозной магистрали, диафрагма реле давления усилием своей нагрузочной пружины будет прогибаться вверх. Когда давление воздуха в тормозной магистрали сравняется с давлением воздуха в камере над диафрагмой реле давления, диафрагма прогнется настолько, что питательный клапан реле давления под действием своей возвратной пружины также закроется; «плавающий» атмосферный клапан реле давления при этом не откроется. Зарядка тормозной магистрали прекратится, и в реле давления наступит автоматическая «перекрыша». Давление в тормозной магистрали при этом будет равно усилию регулировочных пружин крана управления: 4,8 – 5,2 АТ.

Неистощимость тормозной магистрали

В случае падения давления в тормозной магистрали (следовательно, и в камере под диафрагмой реле давления) кран автоматически компенсирует утечки.
Автоматическое пополнение тормозной магистрали осуществляется при любом положении ручки крана управления, кроме VII. При падении давления в тормозной магистрали под давлением воздуха сверху диафрагма реле давления прогнется вниз и, через открывшийся питательный клапан реле давления воздух из напорной магистрали зарядит тормозную магистраль. По достижении давления, соответствующего текущему положению ручки крана управления, питательный клапан реле давления закроется.

Торможение

Для торможения необходимо перевести ручку крана машиниста в любое из пяти тормозных положений. При этом стакан выворачивается из своей обоймы вверх, разгружая регулировочные пружины. Их нагрузка на диафрагму крана управления сверху уменьшается.
Сжатый воздух воздействует снизу на диафрагму с прежней силой, в результате чего она прогибается вверх, преодолевая остаточную нагрузку регулировочных пружин.
Толкатель, установленный по центру диафрагмы крана управления, вслед за диафрагмой также перемещается вверх. Вследствие этого конусный атмосферный клапан открывается и сообщает с атмосферой камеру под диафрагмой крана управления и, следовательно, камеру над диафрагмой реле давления. Питательный клапан крана управления остается при этом закрытым.
Диафрагма реле давления усилием воздуха снизу прогибается вверх, открывая «плавающий» атмосферный клапан, через который начинается разрядка тормозной магистрали в атмосферу через канал полого толкателя и шесть атмосферных отверстий в нижней цокольной крышке корпуса.

Примечание: Разрядка тормозной магистрали происходит экстренным темпом (0,8 – 1 АТ/сек). Этот темп разрядки выдерживается при любом тормозном положении ручки крана.

Процесс разрядки камеры под диафрагмой крана управления продолжается до тех пор, пока регулировочные пружины не преодолеют уменьшившееся давление сжатого воздуха снизу, и диафрагма крана управления вновь не прогнется вниз.
Атмосферный клапан крана управления при этом закроется, и разрядка камер под диафрагмой крана управления и над диафрагмой реле давления прекратится. И, так как питательный клапан крана управления при этом также закрыт, наступает состояние баланса сил – «перекрыша».
Разрядка тормозной магистрали будет происходить до тех пор, пока давление воздуха в камере над диафрагмой реле давления не преодолеет понизившееся давление воздуха на диафрагму снизу (из тормозной магистрали).
Диафрагма реле давления вновь прогнется вниз, «плавающий» атмосферный клапан закроется и разрядка тормозной магистрали прекратится. В реле давления наступит "перекрыша", т.е. равновесие сил давления, упругости пружин и жесткости диафрагмы.

Таким образом, очевидно, что величина падения давления в тормозной магистрали, зависит от усилия регулировочных пружин на диафрагму крана управления. При экстренном торможении регулировочный стакан выворачивается так высоко, что своим кольцевым упором приподнимает нижнюю опорную шайбу, выключая регулировочные пружины из работы. Диафрагма крана управления при этом, прогибается вверх полностью и, через открытый атмосферный клапан крана управления происходит разрядка камеры над диафрагмой реле давления, а следовательно и тормозной магистрали до 0 АТ.

Работа ЭПВ АРС вагонов метро

ЭПВ АРС представляет собой обычный электромагнитный вентиль включающего типа. Нижнее отверстие его закрыто заглушкой. Он подключен к трубопроводу, ведущему в камеру над диафрагмой реле давления через трехходовой разобщительный кран ЭПВ.

При нормальной работе системы АРС катушка вентиля всегда находится под питанием и атмосферный канал вентиля перекрыт клапаном. По команде, полученной от системы АРС, катушка вентиля теряет питание и камера над диафрагмой реле давления сообщается с атмосферой через атмосферное отверстие вентиля. Так как камера над диафрагмой реле давления разряжается до 0 АТ, происходит экстренное пневматическое торможение с разрядкой тормозной магистрали также до 0 АТ.

Для повторного включения ЭПВ-АРС необходимо:

перекрыть разобщительный кран ЭПВ
отключить тумблеры АРС и АЛС
сделать выдержку 3-5 сек
включить тумблеры АРС и АЛС
вновь открыть разобщительный кран ЭПВ
дать отмену торможения от системы АРС нажатием на кнопку КБ (педаль безопасности)

Отключение крана машиниста

При перекрытии трехходового разобщительного крана воздух из-под поршней разобщительного устройства выходит в атмосферное отверстие крана. Воздух из-под питательного клапана крана управления также выходит в атмосферное отверстие разобщительного крана.

Из-за разницы давления питательный клапан крана управления открывается. Через него сообщается с атмосферой камера под диафрагмой крана управления и камера над диафрагмой реле давления.

Так как воздух из-под поршней клапанов разобщительного устройства выходит через калиброванный канал диаметром 2,5 мм, клапана садятся на свои седла с некоторой задержкой. Благодаря этому реле давления успевает разрядить тормозную магистраль на ~ 0,7 АТ. Поэтому, при отключении крана машиниста ВР сработает на тормоз. Давление в тормозных цилиндрах при этом будет равно ~ 0,7-0,8 АТ, что является первой ступенью пневматического тормоза.

Регулировка крана управления

вывернуть колпак и снять защитный кожух
ослабить винт на хомуте ручки крана управления
вывернуть латунный стакан при помощи ключа до давления в тормозной магистрали 0 АТ. При этом шайба на стакане поднимет регулировочные пружины и выключит их из работы
установить ручку крана управления в промежуточное положение (между VI и VII)
затянуть винт на хомуте, зафиксировав ручку
перевести ручку во II положение
при помощи регулировочного винта на латунном стакане отрегулировать давление в тормозной магистрали до 5,0 АТ
поставить защитный кожух и завернуть колпак

Назначение положений ручки

Кран машиниста №013 имеет семь фиксированных положений ручки крана управления:

Полож	Состояние	Давление
1	сверхзарядка тормозной магистрали	не менее 6,2 - 6,5 АТ
2	«поездное»	4,8 - 5,2 АТ
3	первая ступень тормоза	4,3 АТ
4	вторая ступень тормоза	4,0 АТ
5	третья ступень тормоза	3,7 АТ
6	полное служебное торможение	3,0 АТ
7	экстренное торможение	0 АТ

Неисправности крана

разрыв диафрагмы реле давления
неплотная посадка клапанов на седла
заклинивание клапанов в одном из положений
излом регулировочных пружин
излом возвратных пружин клапанов и нагрузочных пружин диафрагм
засорение полого толкателя крана управления
неисправность шарикового фиксатора
неправильная регулировка регулировочных пружин крана управления

Кран машиниста №334 вагонов метро

Кран машиниста №334 предназначен для управления всеми видами пневматического торможения и отпуска тормоза путем зарядки или разрядки тормозной магистрали.

По принципу действия кран непрямодействующий, а по конструкции — золотниково-поршневой. Устанавливается он в кабине машиниста справа и крепится к специальному кронштейну при помощи шпильки. Снизу к крану подходят два трубопровода, которые соединяются с корпусом при помощи накидных гаек. Левый трубопровод соединяется внизу с краном двойной тяги напорной магистрали, а правый трубопровод — с краном двойной тяги тормозной магистрали. Краны двойной тяги размещаются в кабине под краном машиниста.

Рис. 3.28. Кран машиниста №334

Основные технические характеристики крана машиниста:

Давление сжатого воздуха в питательной магистрали, МПа (кгс/см2) 0,3 ÷ 0,9 (3 ÷ 9)
Служебная разрядка магистрали темпом, МПа (кгс/см2) 0,03 ÷ 0,4 (3 ÷ 4)
Экстренная разрядка магистрали темпом, МПа (кгс/см2) 0,13 (1,3)
Масса, кг 16,1
Габаритные размеры, мм 320 Х 260 Х 305

На лицевую сторону корпуса крана машиниста посредством двух шпилек через уплотнительную прокладку крепится редуктор тормозной магистрали (рис. 3.29)

Рис. 3.29. Кран машиниста №334 с редуктором

На всех промежуточных вагонах кран машиниста находится в переднем отсеке салона вагона (справа от торцевой двери), а краны двойной тяги размещаются под сиденьем первого правого трехместного дивана. При нормальной работе краны двойной тяги крана машиниста в промежуточном вагоне должны быть перекрыты, а ручка крана должна находиться в первом положении.

Свойства крана машиниста № 334 вагонов метро

Обеспечивает служебный темп разрядки тормозной магистрали 0,3 Ат/сек при производстве ступенчатого или полного служебного торможения
Обеспечивает экстренный темп разрядки тормозной магистрали 0,8 — 1 Ат/сек при производстве экстренного пневматического торможения
Выполняет ступенчатый, а также ускоренный отпуск тормозов

Недостатками крана машиниста №334 являются:

Возможна перезарядка тормозной магистрали до давления воздуха напорной магистрали при длительном нахождении ручки крана машиниста в первом положении
Наличие "глухой" перекрыши при отсутствии автоматических перекрыш, делающее невозможным ведение постоянного контроля за давлением воздуха в тормозной магистрали

Устройство крана машиниста №334

В едином корпусе (1) крана машиниста №334 (рис. 3.30) образованы две части — золотниковая и уравнительная, закрытые сверху двумя резьбовыми крышками (2), (3).

Рис. 3.30. Устройство крана машиниста №334

- корпус
- крышка золотниковой камеры
- крышка поршневой камеры
- золотник
- стержень
- ручка
- манжета
- штифт
- пружина
- фиксатор
- гайка
- контргайка
- поршень
- кольцо
- гнездо

Золотниковая часть включает в себя круглый золотник (4), притертый к поверхности зеркала корпуса, находящегося под золотником. Золотник и зеркало корпуса имеют отверстия и каналы для прохождения воздуха, однако зеркало является частью корпуса, поэтому оно неподвижно, а золотник при помощи клиновидного замка связан со стержнем (5), на квадрат которого надета ручка (6). Поворот ручки вызывает поворот золотника, а от его положения относительно зеркала корпуса зависит соединение между собой тех или иных отверстий и каналов золотника и зеркала корпуса.
Под ручку крана и, соответственно, под резьбовую крышку на стержень устанавливается уплотнительная паранитовая прокладка, а также резиновая манжета (7); ручка на стержне фиксируется штифтом (8) вместе с гайкой (11) и контргайкой (12). Внутри ручки крана находится пружина (9) с фиксатором (10), обеспечивающий ее постановку и фиксацию в пяти рабочих положениях — от первого до пятого.

Уравнительная часть представлена в виде уравнительного поршня (13), изготовленного из латуни, с уплотнительным металлическим кольцом (14). Из-за разности давлений над уравнительным поршнем и под ним поршень имеет возможность перемещаться вверх и вниз по цилиндрической внутренней поверхности уравнительной части, а его ограничителем при подъеме вверх служит верхний хвостовик.

Рис. 3.31. Уравнительный поршень

Нижний хвостовик уравнительного поршня образует конусный атмосферный клапан, седлом которого является латунная втулка (15), ввернутая в корпус внутри уравнительной части. Под втулкой размещен боковой атмосферный канал, через который происходит разрядка тормозной магистрали в атмосферу при служебном торможении. Диаметр этого канала равен 8 мм, он имеет штуцер для соединения с трубопроводом разрядки тормозной магистрали, который заканчивается под кабиной машиниста шумоглушителем. Для повышения герметичности притирочные поверхности золотника и зеркала смазываются касторовым маслом, а уравнительный поршень — техническим жиром ЖТ. Резьбовые крышки, закрывающие сверху золотниковую и уравнительную части, с той же целью смазывают техническим воском.

Рис. 3.32. Седло

Усилие руки человека на ручку крана при работе с ним не должно превышать 4,5 кгс.

Камеры крана машиниста и их сообщение между собой

Золотниковая — расположена над золотником и при открытом кране двойной тяги напорной магистрали сообщается с напорной магистралью.
Подпоршневая — находится под уравнительным поршнем и при открытом кране двойной тяги тормозной магистрали через окно в корпусе сообщается с тормозной магистралью.
Надпоршневая — расположена над уравнительным поршнем и сообщается с камерой (У) по внутреннему каналу в корпусе. Одновременно в камеру (У) подходит боковой канал со штуцером, трубка от которого ведет в уравнительный резервуар объемом 9,5 литра. Теперь очевидно, что надпоршневая камера крана сообщается с уравнительным резервуаром через канал (У).

Рис. 3.33. Золотник крана машиниста №334

В золотнике крана машиниста №334 (рис. 3.32) образованы следующие отверстия и каналы для прохождения воздуха:

Сквозное отверстие (1) в форме трапеции с примыкающей к нему глухой пальцеобразной выемкой (1а)
Дугообразная выемка (2) глубиной 2,5 мм
Глухие выемки (3) и (4), соединенные между собой каналом в теле золотника (пещерообразная выемка)
Сквозное отверстие (5) диаметром 2 мм
Сквозное отверстие (6) диаметром 7,5 мм

Рис. 3.34. Золотник и зеркало золотника крана машиниста №334

На зеркале корпуса крана машиниста №334 (рис. 3.32) выполнены следующие отверстия и каналы для прохождения воздуха:

Сквозное магистральное окно (М), которое, сообщаясь с тормозной магистралью, ведет в канал, идущий от редуктора и через отверстие в корпусе — в подпоршневую камеру;
Атмосферное отверстие (Ат) с примыкающей к нему дугообразной выемкой полукруглого сечения (Ат1). Оно сообщается с атмосферой через трубку без шумоглушителя под полом кабины;
Глухая выемка (Д) глубиной 7,5 мм. Эта выемка никуда не ведет и необходима лишь для соединения между собой в золотнике сквозного окна (1) и пещерообразной выемки (3) при первом положении крана машиниста;
Отверстие (У1) диаметром 8,7 мм, ведущее в уравнительный резервуар и в камеру над уравнительным поршнем через канал в теле крана (коллектор);
Отверстие (У2) диаметром 5 мм к уравнительному резервуару (в коллектор);
Калиброванное отверстие (У3) диаметром 2,2 мм, также ведущее в коллектор;
Отверстие (ЗК) диаметром 7,5 мм, сообщающееся с питательным и возбудительным клапанами пневматического редуктора тормозной магистрали;

Воздух, проходя через отверстия (У1), (У2), (У3) попадает в канал, сообщающийся с уравнительным резервуаром и надпоршневой камерой уравнительной части.

Работа крана машиниста № 334 вагонов метро

I положение ручки крана — ручка полностью от себя. Предназначено для ускоренной зарядки тормозной магистрали и, следовательно, для ускоренного отпуска тормоза.
Путь зарядки тормозной магистрали следующий: воздух из напорной магистрали при открытом кране двойной тяги поступает в золотниковую камеру, далее проходит через сквозное окно золотника (1), глухую выемку (Д) зеркала корпуса, выемку (3), пещерообразный туннель и выемку (4) золотника, затем в магистральное окно зеркала корпуса (М) и далее в тормозную магистраль через открытый кран двойной тяги. При этом положении ручки крана происходит прямое сообщение напорной и тормозной магистралей, и поэтому зарядка тормозной магистрали происходит очень быстро (ее темп приблизительно равен экстренному темпу разрядки, т.е. 1 Ат/сек).
Одновременно с зарядкой тормозной магистрали происходит наполнение воздухом уравнительного резервуара, причем двумя путями: из золотниковой камеры через пальцеобразную выемку сквозного окна золотника (1а) и отверстие (У1) зеркала корпуса (диаметром 8,7 мм), а также из золотниковой камеры через сквозное отверстие золотника (6) (диаметром 7,5 мм) и калиброванное отверстие (У3) зеркала корпуса (диаметром 2,2 мм). Благодаря зарядке уравнительного резервуара (а следовательно, и надпоршневой камеры) двумя путями давление воздуха в нем растет быстрее, чем в тормозной магистрали (и в подпоршневой камере), что исключает подъем уравнительного поршня при зарядке тормозной магистрали первым положением ручки крана. Таким образом, уравнительный поршень плотно прижимается разностью давлений воздуха над и под ним, конусный атмосферный клапан прижат к своему седлу, не допуская разрядки тормозной магистрали в боковой атмосферный канал.
Одновременно с этим воздух напорной магистрали подходит к редуктору тормозной магистрали через сквозное отверстие (5) диаметром 2 мм и отверстие (ЗК) диаметром 7,5 мм.
Следует отметить несколько важных моментов, касающихся нахождения ручки крана машиниста в 1-м положении:

Открывать краны двойной тяги при первом положении ручки следует, начиная с крана напорной магистрали для того, чтобы сразу прижать золотник к зеркалу корпуса с целью увеличения плотности в соединении каналов и отверстий для прохождения воздуха;
Не следует длительное время задерживать ручку крана в первом положении во избежание перезарядки тормозной магистрали до величины давления воздуха в напорной магистрали;
Красная стрелка двухстрелочного манометра, вне зависимости от положения, подключена только к уравнительному резервуару и при первом положении ручки крана показывает истинное давление в уравнительном резервуаре, а не в тормозной магистрали, поскольку уравнительный резервуар и тормозная магистраль никак не соединяются, заряжаясь при этом каждый своими путями.

II положение ручки крана — ручка на себя до первого щелчка фиксатора. Является поездным положением, при котором происходит циклическая работа редуктора тормозной магистрали по обеспечению ее неистощимости. К редуктору тормозной магистрали воздух подходит из золотниковой камеры через сквозное отверстие золотника (6) диаметром 7,5 мм и отверстие (ЗК) зеркала корпуса диаметром 7,5 мм. В дальнейшем редуктор самостоятельно включается в работу или выключается после очередного пополнения тормозной магистрали. Однако при втором положении ручки крана происходит прямое сообщение тормозной магистрали с уравнительным резервуаром через магистральное окно зеркала корпуса (М), пещерообразную выемку (3), (4)золотника и отверстие (У2) диаметром 5 мм. Это означает, что при втором положении ручки крана красная стрелка двухстрелочного манометра будет показывать истинное давление воздуха в тормозной магистрали. При движении поезда ручка крана машиниста должна находиться только во II положении.

III положение ручки крана — ручка на себя до второго щелчка фиксатора. Является перекрышей и предназначено для получения ступеней служебного торможения и ступеней отпуска тормоза. При таком положении ручки крана все каналы и отверстия для прохождения воздуха в золотнике и на зеркале корпуса, а также все камеры крана отсоединяются друг от друга. Такая "глухая" перекрыша делает кран машиниста № 334 непрямодействующим прибором.

IV положение ручки крана — ручка на себя до появления сопротивления. Предназначено для получения ступенчатого или полного служебного торможения. В этом случае ручку крана нужно перевести из второго (поездного) положения в четвертое, минуя перекрышу, и после снижения давления воздуха по красной стрелке двухстрелочного манометра до определенной величины необходимо поставить ручку крана в перекрышу. При этом очевидно, что для получения разрядки тормозной магистрали и производства служебного торможения следует открыть конусный атмосферный клапан на хвостовике уравнительного поршня, а следовательно, поднять сам уравнительный поршень, т.е. снизить давление в надпоршневой камере крана. Поэтому при постановке ручки крана в четвертое положение вначале происходит разрядка уравнительного резервуара: через калиброванное отверстие (У3) (2,2 мм) зеркала корпуса, дугообразную выемку золотника (2) и дугообразный вырез атмосферного окна (Ат) в атмосферу.
Темп разрядки уравнительного резервуара будет выдерживаться 0,3 Ат/сек, и это зависит от строгого соответствия диаметра калиброванного отверстия (У3) (2,2 мм) и объема уравнительного резервуара (9,5 л). Если представить, что объем уравнительного резервуара не 9,5 л, а , допустим, вдвое больше, то и темп его разрядки (скорость падения давления воздуха) также уменьшится примерно вдвое и составит 0,15 Ат/сек, т.к. диаметр отверстия, через которое разряжается уравнительный резервуар, остается прежним — 2,2 мм. Понижение давления воздуха в надпоршневой камере крана начинает создавать разность давления на уравнительный поршень, что приведет к его подъему, открытию конусного атмосферного клапана и разрядке тормозной магистрали в боковой атмосферный канал темпом 0,3 Ат/сек. Чувствительность уравнительного поршня — 0,2 Ат.
Чувствительность уравнительного поршня складывается из трех составляющих — его веса, площади и величины сопротивления уплотнительного кольца уравнительного поршня при его подъеме.
Темп разрядки тормозной магистрали — 0,3 Ат/сек зависит от величины кольцевого зазора между корпусом атмосферного клапана и его седлом, что, в свою очередь, зависит от высоты подъема уравнительного поршня. Высота подъема уравнительного поршня находится в зависимости от общего объема тормозной магистрали, т.е. от длины состава. Таким образом, чем длиннее состав, тем выше должен подняться уравнительный поршень для обеспечения служебного темпа разрядки тормозной магистрали — 0,3 Ат.сек. Однако, при максимальном подъеме уравнительного поршня до упора его ограничителя в выступ крышки, увеличение кольцевого зазора атмосферного клапана перкращается, и в этом случае контролировать и производить разрядку тормозной магистрали будет только отверстие в боковом атмосферном канале диаметром 8 мм, которое не сможет обеспечить служебный темп разрядки тормозной магистрали, допустим, при следовании вспомогательного поезда с неисправным.
После снижения давления воздуха по красной стрелке двухстрелочного манометра до необходимой величины и перевода ручки крана в перекрышу прекращается разрядка уравнительного резервуара и, соответственно, надпоршневой камеры. В них устанавливается давление воздуха, которое отражает показание красной стрелки двухстрелочного манометра, и когда давление воздуха в тормозной магистрали и, соответственно, в подпоршневой камере, приблизится к давлению воздуха в уравнительном резервуаре, под действием собственной тяжести уравнительный поршень опустится вниз, закроется конусный атмосферный клапан, и разрядка тормозной магистрали в боковой атмосферный канал прекратится. Уравнительный резервуар необходим для искусственного увеличения объема надпоршневой камеры крана с целью получения наибольшего количества ступеней торможения. В случае накопления конденсата в уравнительном резервуаре снижается его объем, что увеличивает темп разрядка уравнительного резервуара и, соответственно, тормозной магистрали при служебном торможении. Это приведет к снижению числа ступеней тормоза, а сами ступени при этом станут более резкими, т.к. при одном и том же времени нахождения ручки в четвертом положении давление в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали упадет на большую величину, что, в свою очередь, повлияет на срабатывание тормозных воздухораспределителей, что обеспечивает повышенное давление воздуха в тормозных цилиндрах по сравнению с нормальной ступенью тормоза.
При разрыве трубопровода, ведущего к уравнительному резервуару, произойдет быстрое падение давления воздуха в нем и в надпоршневой камере, что приведет к подъему уравнительного поршня и самоторможению состава. При выходе из этой неисправности машинист должен перекрыть краны двойной тяги напорной и тормозной магистралей в головной кабине для посадки уравнительного поршня и прекращения разрядки тормозной магистрали. После чего перейти во второй вагон, открыть в нем краны двойной тяги и ручку крана зафиксировать во втором положении. Далее вернуться в головную кабину и после отпуска пневмотормоза краном машиниста второго вагона продолжить движение при закрытых кранах двойной тяги головного крана машиниста, а при необходимости применения пневмотормоза — тормозить стоп-краном. В случае разрыва уплотнительного кольца уравнительного поршня кран машиниста будет обеспечивать только экстренный вид пневмотормоза, т.к. при выполнении служебного торможения не будет создаваться разности давления воздуха на уравнительный поршень, и он будет оставаться в нижнем положении с закрытым конусным атмосферным клапаном.

V положение ручки крана — ручка на себя до упора. Предназначено для получения экстренного пневматического торможения путем разрядки тормозной магистрали экстренным темпом 0,8 — 1 Ат/сек.
Путь разрядки следующий: через магистральное окно зеркала корпуса (М), пещерообразную выемку (3), (4) золотника и атмосферное окно зеркала корпуса (А). Одновременно с разрядкой тормозной магистрали происходит разрядка уравнительного резервуара: через калиброванное отверстие (У3) (2,2 мм) зеркала корпуса, дугообразную выемку золотника (2), дугообразный вырез атмосферного окна зеркала корпуса (Ат). Тем же самым путем отходит воздух и от редуктора тормозной магистрали, только при этом задействовано отверстие (ЗК) (7,5 мм) на зеркале корпуса.
При следовании состава длиной до 8 вагонов включительно разрядка уравнительного резервуара происходит медленнее, чем разрядка тормозной магистрали, что не приводит к подъему уравнительного поршня. Однако при следовании вспомогательного поезда с неисправным, общее количество вагонов составляет 16, поэтому падение давления воздуха до 0 Ат в уравнительном резервуаре произойдет быстрее, чем в тормозной магистрали, что, в свою очередь, вызовет подъем уравнительного поршня с открытием конусного атмосферного клапана и дополнительным выбросом воздуха из тормозной магистрали через боковой атмосферный канал.

Неисправности и проверка крана машиниста № 334

Признаки неисправности	Причина неисправности
Тугой ход ручки крана	Отсутствие смазки между золотником и зеркалом корпуса или чрезмерная затяжка нижней гайки на стержне ручки
Ручка крана не фиксируется по положениям	Излом пружины фиксатора
Утечка воздуха по стержню ручки	Разрыв резиновой уплотнительной манжеты на стержне под резьбовой крышкой
Утечка воздуха в атмосферные каналы крана	Плохая притирка золотника к зеркалу корпуса или конусного атмосферного клапана к своему седлу
Заедание уравнительного поршня в нижнем положении	Отсутствие смазки или разрыв уплотнительного кольца поршня
Зависание уравнительного поршня в верхнем положении	Отсутствие смазки или малая длина ограничителя подъема уравнительного поршня
Недостаточная чувствительность уравнительного поршня	Плохая притирка уплотнительного кольца поршня к корпусу уравнительной части крана

Последовательность действий при проверке плотности прилегания уплотнительного кольца уравнительного поршня

Разрядить тормозную магистраль, а также уравнительный резервуар с надпоршневой камерой до 0 Ат
Перекрыть кран двойной тяги тормозной магистрали
Поставить ручку крана во второе положение и зарядить через редуктор подпоршневую камеру крана, а из нее уравнительный резервуар с надпоршневой камерой до 5 Ат (канал зарядки уравнительного резервуара: магистральной окно зеркала, пещерообразная выемка золотника, отверстие (У2) зеркала корпуса)
Поставить ручку крана в третье положение (перекрыша)
Открыть кран двойной тяги тормозной магистрали
По красной стрелке двухстрелочного манометра замерить время падения давления воздуха в уравнительном резервуаре из-за неплотности кольца поршня. Нормой является падение с 5 до 3 Ат за время, не меньшее 30 сек. Низкая плотность кольца ухудшает чувствительность поршня при торможении, что приводит к увеличению тормозного пути.

Случаи оставления кранов двойной тяги в неуправляемой кабине в открытом положении

Ручка крана машиниста в неуправляемой кабине оставлена в I положении. В этом случае машинист может заметить, что на двухстрелочном манометре, который отражает давление в напорной и тормозной магистралях, показания красной и черной стрелок совпадают. Это происходит потому, что хвостовой кран машиниста при первом положении его ручки производит прямое соединение напорной и тормозной магистралей, а при втором положении ручки головного крана машиниста уравнительный резервуар соединяется с тормозной магистралью, поэтому красная стрелка манометра будет показывать давление воздуха в напорной магистрали. При попытке выполнить служебное торможение головным краном машиниста тормозного эффекта не будет совсем, и только после перевода ручки крана в пятое положение начнет наблюдаться слабо выраженное торможение. Оно будет ослаблено тем, что разрядка тормозной магистрали головным краном будет происходить практически тем же темпом, что и ее зарядка хвостовым краном машиниста. Однако, после перевода ручки головного крана в перекрышу его уравнительный поршень вниз на свое место не опустится, т.к. будет происходить постоянное пополнение подпоршневой камеры воздухом тормозной магистрали от хвостового крана машиниста. Одновременно с этим будет наблюдаться интенсивное дутье воздуха через открытый конусный атмосферный клапан. Для получения устойчивого пневматического торможения в такой ситуации необходимо к пятому положению ручки головного крана добавить открытие стоп-крана для того, чтобы увеличить суммарную площадь выпускного отверстия разрядки тормозной магистрали в головной кабине.

Ручка крана машиниста в неуправляемой кабине оставлена во II положении. В этом случае машинист заметить ничего не сможет, т.к. показания красной стрелки манометра будет нормальным (если конечно редуктор тормозной магистрали хвостового крана машиниста исправно функционирует). При попытке выполнить служебное торможение головным краном машинистом тормозной эффект будет ослаблен, т.к. тормозная магистраль будет постоянно пополняться редуктором хвостового крана, и ее разрядка головным краном стане неэффективной. И только после перевода ручки головного крана в пятое положение начнется устойчивое пневматическое торможение. После перевода ручки крана в перекрышу уравнительный поршень (как и в первом случае) на свое место не опустится из-за постоянного пополнения тормозной магистрали редуктором хвостового крана. Одновременно с этим будет наблюдаться слабо выраженное дутье воздуха в боковой атмосферный канал головного крана машиниста.

Ручка крана машиниста в неуправляемой кабине оставлена в III положении. Перекрыша после торможения. При этом давление воздуха в уравнительном резервуаре и надпоршневой камере хвостового крана (после перехода машиниста в другую кабину этот крана стал хвостовым), а также в самой тормозной магистрали менее 5 Ат. При попытке зарядить тормозную магистраль головным краном с целью отпуска тормоза (после открытия кранов двойной тяги в головной кабине) уравнительный поршень хвостового крана из-за наполнения воздухом подпоршневой камеры поднимется вверх, открывая конусный атмосферный клапан и разряжая тормозную магистраль в боковой канал хвостового крана машиниста. Однако, если ручка головного крана машиниста находится в первом положении, все воздухораспределители сработают на отпуск тормоза, т.к. зарядка тормозной магистрали головным краном будет происходить быстрее, чем ее разрядка хвостовым краном, и давление воздуха в тормозной магистрали будет неуклонно возрастать. Но после перевода ручки головного крана во второе (поездное) положение разрядка тормозной магистрали хвостовым краном через канал диаметром 8 мм станет более ярко выраженной, чем зарядка тормозной магистрали редуктором головного крана через канал (ЗК) диаметром 7,5 мм, и воздухораспределители, начиная с хвостового вагона, срабатывают на торможение.

Ручка крана машиниста в неуправляемой кабине оставлена в III положении. Перекрыша после отпуска тормоза. В данной ситуации давление воздуха в уравнительном резервуаре и надпоршневой камере хвостового крана, а также в самой тормозной магистрали, нормальное (5 Ат), и при движении состава никаких признаков, указывающих на открытое положение кранов двойной тяги в хвостовой кабине, наблюдаться не будет. Однако, в случае применения пневматического торможения головным краном машиниста и некоторого времени стоянки состава на пневмотормозе из-за неплотности кольца уравнительного поршня хвостового крана давление воздуха в его уравнительном резервуаре и надпоршневой камере понизится и станет равным давлению воздуха в тормозной магистрали, т.е. менее 5 Ат. Следовательно, при отпуске тормоза для продолжения дальнейшего движения, картина будет аналогична перекрыше после торможения, т.е при переводе ручки головного крана в первое положение тормоза отпускают, а при постановке ее во второе положение будут срабатывать, вновь начиная с хвостового вагона.

Шумоглушитель

Шумоглушитель (рис. 3.34) служит для ослабления силы звука выходящего в атмосферу сжатого воздуха.

Рис. 3.36. Шумоглушитель. Общий вид

Он состоит из чугунного корпуса (1), верхний прилив которого имеет отверстие с трубной резьбой. В канавку на корпусе вставляют упругое кольцо (2), которое зажимает установленные внутри прокладку (3) из войлока или фетра и предохранительную сетку (4). Шумоглушитель навинчивают на трубу, через которую выходит сжатый воздух тормозной магистрали.

Рис. 3.37. Шумоглушитель. Разрез

корпус
кольцо
прокладка
сетка

Попадая в камеру внутри корпуса шумоглушителя, воздушный поток быстро расширяется и выходит наружу через войлочную прокладку, при этом разбиваясь на множество небольших струй, что и ослабляет силу звука.

Тормозной воздухораспределитель № 337-004 вагонов метро

Тормозной воздухораспределитель № 337.004 является одним из ведущих мировых образцов пневматического тормозного оборудования. Не имея притертых узлов и обладая высокой скоростью наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом из напорной магистрали, воздухораспределитель показывает высокие эксплуатационные характеристики.

Тормозной воздухораспределитель предназначен для производства всех видов пневматического торможения и отпуска пневматического тормоза, а также для замещения электродинамического торможения пневматическим.

Рис. 3.38. Тормозной воздухораспределитель №337-004

Воздухораспределитель работает совместно с электропневматическим авторежимом. Установлен под вагоном и крепится при помощи четырех болтов крепления к специальному кронштейну, расположенному cлева на раме кузова перед второй тележкой.

По принципу работы воздухораспределитель является автоматическим, прямодействующим, двухпроводным, неистощимым и обладает свойством мягкости, нормально работает при давлении в напорной магистрали до 2 АТ включительно.

По конструкции тормозной воздухораспределитель является клапанно-диафрагменно-поршевым прибором. В устройстве воздухораспределителя используются резиновые диафрагмы и клапаны мягкой посадки (они имеют резиновые посадочные поверхности), что упрощает ремонт и обслуживание прибора.

Устройство тормозного воздухораспределителя № 337-004

Комплект воздухораспределителя №337-004 состоит из следующих частей:

вентильная часть, включающая два вентилями замещения
камерная часть, расположенная между главной и вентильной частями
главная часть с расположенными на ней основными подвижными элементами

Рис. 3.39. Тормозной воздухораспределитель. Разрез

Камерная часть укреплена на раме вагона и к ней подсоединены трубопроводы. В корпусе камеры имеются две изолированные друг от друга полости - рабочая камера объемом 7 литров и камера разрядки объемом 1 литр.

Камерная часть снимается только при заводском ремонте.

В условиях депо для ревизии снимаются главная и электропневматическая (вентильная) части.

На рабочей камере установлен отпускной клапан. Сбоку имеется отверстие для подводки проводов к электропневматической части.

Для очистки воздуха тормозной магистрали в камерной части вмонтирован фильтр.

Вентильная часть тормозного воздухораспределителя № 337-004 вагонов метро

В вентильной части установлены два вентиля замещения №1 и №2.

Рис. 3.40. Вентильная часть

Вентиль замещения №1 (ВЗ №1) предназначен для замещения электродинамического тормоза пневматическим. При торможении на малой скорости электродинамическое торможение неэффективно, и на 17 (18) позиции реостатного контролера ВЗ №1 включается и замещает электродинамическое торможение на скорости 5 - 7 км/ч.

ВЗ №1 является вентилем включающего типа. При включении катушки в электрическую цепь обеспечивается поступление сжатого воздуха в нужные полости и камеры прибора. В его работе принимает участи напорная магистраль (НМ). Также при участии ВЗ №1 (при его срабатывании на остановках) осуществляется контроль тормоза от системы АРС.

Вентиль замещения №2 (ВЗ №2) предназначен для замещения электродинамического торможения пневматическим в случае, если при переводе главной рукоятки КВ в тормозное положение, произошел отказ электродинамического торможения на каком либо из вагонов состава или на всем составе (например, срабатывание реле перегрузки на всем составе). В этом случае ВЗ №2 включается при положении главной ручки КВ «тормоз 2».

ВЗ №2 также участвует в работе системы АРС. Например, при ОЧ или частоте «0», при горящей лампе ЛКВД на некоторых типах подвижного состава включается ВЗ №2. ВЗ №2 относится к вентилям выключающего типа, у которых при выключенной катушке обеспечивается питание прибора сжатым воздухом. В его работе принимает участие тормозная магистраль.

Рис. 3.41. Вентильная часть. Разрез

На вентилях сверху установлены кнопки, при помощи которых можно включить вентили вручную для проверки работы их клапанных механизмов.

Камерная часть тормозного воздухораспределителя № 337-004

Камерная часть (рис. 3.42) представляет собой литую чугунную пустотелую конструкцию массой около 38 кг. В камерной части расположены четыре отверстия для болтов крепления воздухораспределителя к раме кузова вагона. С двух сторон камерной части расположены фланцы, к которым через резиновые уплотнительные прокладки при помощи специальных шпилек крепятся вентильная и главная части.

Рис. 3.42. Воздухораспределитель. Камерная часть

В камерной части расположены:

рабочая камера (РК)
камера дополнительной разрядки (КДР)
пять трубопроводов
полость для фильтра тонкой очистки воздуха тормозной магистрали
полость для электрических контактов вентильной части

Рис. 3.43. Воздухораспределитель. Камерная часть (разрез)

Рабочая камера (РК) объемом 7 литров расположена вверху камерной части воздухораспределителя. По каналу рабочая камера камерной части ВР сообщается с рабочей камерой в главной части воздухораспределителя (под магистральной диафрагмой) и предназначена для увеличения её объема.

Камера дополнительной разрядки тормозной магистрали (КДР) расположена внизу камерной части и по каналу сообщается с атмосферой или с тормозной магистралью, в зависимости от положения стержня с тремя уплотнительными манжетами. КДР предназначена для дополнительной разрядки тормозной магистрали во время пневматического торможения, для увеличения скорости последовательного срабатывания ВР на вагонах состава, чем обеспечивается более высокая скорость распространения тормозной волны по составу. Объем КДР – 1 литр.

Отпускной клапан (рис. 3.44) расположен в верхней части рабочей камеры. Отпускной клапан предназначен для принудительного выпуска воздуха из РК камерной части и рабочей камеры главной части воздухораспределителя. Для этих целей к нажимному стержню отпускного клапана крепится два тросика, рукоятки которых расположены в нижней части кузова вагона на его раме с левой и правой стороны около третьих дверных проёмов. На вагонах 81.717 (714) 5.М тросик отпускного клапана и кран воздухораспределителя выведены также и в салон вагона и установлены под третьим длинным диваном слева, ближе к третьему дверном проёму. Это сделано для возможности отключения воздухораспределителя из салона вагона.

Рис. 3.44. Отпускной клапан

Трубопроводы, расположенные в камерной части:

трубопровод напорной магистрали (НМ). Проходит по камерной части к ВЗ №1 и, если он включен, заканчивается в камере под поршеньком. Одновременно трубопровод напорной магистрали подходит к питательной камере (камере над питательным клапаном главной части). Именно на трубопроводе напорной магистрали расположен трехходовой разобщительный кран ВР.
трубопровод тормозной магистрали (ТМ). Проходит по камерной части через фильтр тонкой очистки и ВЗ №2, заканчиваясь в магистральной камере (камере над магистральной диафрагмой) главной части. Одновременно трубопровод тормозной магистрали подходит к стержню с тремя манжетами. На трубопроводе тормозной магистрали расположен двухходовой разобщительный кран ТМ.
трубопровод тормозных цилиндров (ТЦ), ведущий из-под питательного клапана в тормозные цилиндры через трехходовой разобщительный кран ТЦ. Трубопровод в верхней части имеет боковой канал диаметром 4 мм, ведущий в тормозную камеру (камеру над режимной диафрагмой).
обратная трубка цилиндров (ОТЦ). Трубопровод, сообщающий тормозную камеру через двухходовой разобщительный кран ОТЦ с тормозными цилиндрами. ОТЦ фактически дублирует боковой канал, ведущий из трубопровода ТЦ в тормозную камеру. Это предусмотрено для того, чтобы в случае засорения бокового канала исключить превышение давления в тормозных цилиндрах свыше установленных норм, а также для более эффективного наполнения тормозных цилиндров из тормозной камеры и исключения дросселирования питательного клапана ВР.
трубопровод, сообщающий авторежимную камеру (камеру под режимной диафрагмой) с камерой под диафрагмой пневмореле авторежима (АР).

Главная часть тормозного воздухораспределителя № 337-004 вагонов метро

Главная часть является основным и наиболее сложным органом воздухораспределителя. Благодаря ее работе происходят тормозные процессы, отпуск тормоза, ликвидация сверхзарядки рабочих камер воздухораспределителя, дополнительная разрядка тормозной магистрали, а также замещение электродинамического тормоза пневматическим.

Рис. 3.45. Воздухораспределитель. Главная часть

Главная часть включает в себя пять узлов, которые при своей работе постоянно взаимодействуют друг с другом:

клапан ликвидации сверхзарядки
магистральный узел
промежуточный узел
режимный узел
питательный узел

Рис. 3.46. Воздухораспределитель

Клапан ликвидации сверхзарядки вагонов метро

Клапан ликвидации сверхзарядки (КЛСЗ) предназначен для понижения избыточного давления в рабочей камере камерной части воздухораспределителя и рабочей камере магистрального узла воздухораспределителя. При перезарядке камер (перезарядка тормозной магистрали) сжатым воздухом с давлением свыше 5 АТ, КЛСЗ при каждом срабатывании воздухораспределителя в режиме торможения с участием магистрального узла сообщает эти камеры с атмосферой, пока давление в них не достигнет уровня в 5 АТ.

Рис. 3.47. Клапан ликвидации сверхзарядки

Основные элементы клапана ликвидации сверхзарядки:

Регулировочный стакан. При помощи стакана регулируется усилие пружины на диафрагму. Снизу в стакане имеется атмосферное отверстие. После регулировки стакан стопорится контргайкой
Регулировочная пружина, расположенная в стакане. Через центрирующую шайбу нагружает снизу диафрагму КЛСЗ
Диафрагма КЛСЗ. Резиновая диафрагма установлена внутри корпуса КЛСЗ. В центре диафрагмы установлен полый толкатель (плунжер), нижний торец которого через регулировочный стакан сообщается с атмосферой, а верхний торец является подвижным седлом резинового клапана
Клапан. Внутри КЛСЗ, в подпружиненной обойме, расположено резиновое уплотнение, являющееся клапаном. Подвижным седлом клапана является верхний торец полого толкателя
Камера над диафрагмой КЛСЗ. Через каналы в подпружиненной обойме и полую трубку, верхний торец которой является внутренним седлом клапана зарядки магистрального узла, камера над диафрагмой сообщается при торможении (кроме ВЗ №1) с рабочей камерой и РК камерной части воздухораспределителя.

Магистральный узел вагонов метро

Магистральный узел является ключевым звеном в работе воздухораспределителя. Именно в нем при разрядке или зарядке тормозной магистрали берут свое начало процессы, благодаря которым происходит торможение и отпуск тормоза. Магистральный узел представляет собой диафрагменно-клапанную систему. Его работа основана на принципе разницы давления сжатого воздуха в рабочей и магистральной камерах.

Рис. 3.48. Магистральный узел

Основные элементы магистрального узла:

Магистральная диафрагма установлена внутри корпуса главной части воздухораспределителя. Сверху магистральная диафрагма имеет нагрузочную пружину. Для исключения разрывов диафрагма установлена между двумя металлическими дисками, в центре которых расположен зажим. Зажим имеет внутреннюю полость. В верхней части зажима высверлено наклонное калиброванное отверстие диаметром 0,8 мм. В верхней части зажима расположен также захват для крепления стержня с манжетами. Процессы торможения и отпуска тормоза зарождаются благодаря реакции магистральной диафрагмы на разницу давления в рабочей и магистральной камерах.
Клапан зарядки установлен внутри металлического зажима магистральной диафрагмы. Сверху клапан имеет возвратную пружину. Клапан зарядки – двухседельчатый. Внешним седлом клапана зарядки является кольцевой выступ отверстия в нижней части зажима магистральной диафрагмы. Внутренним седлом клапана зарядки является верхний торец полой трубки, которая ведет в камеру над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки.
Нейтральным положением магистральной диафрагмы является промежуточное положение, которое она занимает благодаря усилию нагрузочной пружины. При этом внутреннее седло клапана зарядки закрыто, а внешнее открыто, и рабочая камера и РК камерной части сообщаются с магистральной камерой и далее по каналу тормозной магистрали через ВЗ №2 с тормозной магистралью. Таким образом, очевидно, что при нейтральном положении магистральной диафрагмы давление сжатого воздуха в РК камерной части, рабочей камере главной части воздухораспределителя, магистральной камере и тормозной магистрали одинаково.
Стержень с тремя манжетами. С его участием происходит процесс дополнительной разрядки тормозной магистрали в камере дополнительной разрядки. Стержень установлен в специальном захвате, расположенном в верхней части зажима магистральной диафрагмы. Верхний торец стержня воздействует на режимный шток снизу.
Стержень представляет собой конструкцию, состоящую из трех отдельных элементов, на каждом из которых расположена уплотнительная манжета воротникового типа. Элементы соединены между собой штифтами. Манжеты воротникового типа пропускают воздух только в одном направлении. Верхняя манжета отсекает камеру под поршеньком от атмосферы и камеры дополнительной разрядки. Средняя и нижняя манжеты при нейтральном положении отсекают тормозную магистраль от камеры дополнительной разрядки, которая сообщается с атмосферой.
При торможении (кроме ВЗ №1) нижняя и средняя манжеты сообщают тормозную магистраль с камерой дополнительной разрядки. Нижняя манжета необходима для обеспечения четкой работы ВЗ №2. Воротники верхней и нижней манжет направлены вверх, а средней манжеты вниз.

Камеры магистрального узла:

Рабочая камера - это камера под магистральной диафрагмой. По каналу она сообщается с РК камерной части и, при нейтральном положении магистральной диафрагмы через открытое внешнее седло клапана зарядки и отверстие в верхней части зажима магистральной диафрагмы диаметром 0,8 мм, с магистральной камерой.
Магистральная камера - это камера над магистральной диафрагмой. По каналу через ВЗ №2 она сообщается с тормозной магистралью и, при нейтральном положении магистральной диафрагмы через отверстие в верхней части зажима магистральной диафрагмы диаметром 0,8 мм и открытое седло клапана зарядки, с рабочей камерой главной части воздухораспределителя и РК камерной части.

Питательный узел

Работа питательного узла обеспечивает зарядку тормозных цилиндров воздухом из напорной магистрали.

Рис. 3.51. Питательный узел

Основные элементы питательного узла:

Питательный клапан. На полой латунной трубке установлено металлическое кольцо с резиновым уплотнением, которое является питательным клапаном. Седлом питательного клапана является втулка, запрессованная внутри корпуса питательного узла воздухораспределителя. Нижний торец полой трубки является подвижным седлом атмосферного клапана. Канал полой трубки сообщается с атмосферой через семь атмосферных отверстий в верхней цокольной крышке воздухораспределителя. Внизу полая трубка имеет треугольное направляющее сечение для свободного прохода воздуха. Сверху питательный клапан имеет возвратную пружину.
Верхняя цокольная крышка на резьбе навинчена на верхнюю часть главной части воздухораспределителя. Крышка является опорой для возвратной пружины питательного клапана. В крышке высверлены семь атмосферных отверстий диаметром 4 мм каждое.
Камера над питательным клапаном при открытом кране воздухораспределителя по каналу напорной магистрали постоянно сообщается с запасным резервуаром и, следовательно, с напорной магистралью. При открытом питательном клапане камера над питательным клапаном сообщается с каналом ТЦ и с тормозной камерой.

Промежуточный узел

Рис. 3.49. Промежуточный узел

Элементы промежуточного узла:

Малый поршень (поршенёк) установлен в направляющей втулке. Поршенек имеет две резиновых уплотнительных манжеты: внешнюю и внутреннюю (установленную внутри поршенька). В центральной части поршенька имеется сквозное отверстие для скользящего прохода режимного штока.
Накидная (регулировочная) гайка навинчена сверху на резьбовую часть направляющей втулки. Ограничивает ход поршенька вверх. Вращение регулировочной гайки меняет ход поршенька, а ее фиксация осуществляется стопорным болтом сбоку.
Распорная втулка (упорка). С ее помощью поршенек при подъеме вверх воздействует снизу на большую режимную пружину.
Камера под малым поршнем (поршеньком). При выключенном ВЗ №1 по каналу сообщается с атмосферой (через атмосферное отверстие вентиля), а при включенном ВЗ №1 - с напорной магистралью.

Режимный узел вагонов метро

От работы режимного узла зависит процесс автоматической перекрыши в воздухораспределителе при различных загрузках вагона, а также разрядка тормозных цилиндров в атмосферу при отпуске тормоза. Процесс перекрыши основан на разнице давления в тормозной и авторежимной камерах, площади режимного поршня, и режимной диафрагмы, а также усилия воздействия режимных пружин(пружины) на режимную диафрагму снизу.

Рис. 3.50. Режимный узел

Элементы режимного узла:

Режимный шток, который свободно проходит в отверстие поршенька. Снизу режимный шток взаимодействует со стержнем с тремя манжетами. На шток при помощи упорной шайбы, гайки и контргайки крепятся большая и малая режимные пружины. Режимный шток имеет свободный ход относительно поршенька и никак с ним не связан. То есть при своем подъеме вверх поршенек не воздействует на режимный шток, и наоборот.
Режимные пружины. Большая и малая режимные пружины расположены на режимном штоке. При подъеме вверх, через режимные пружины и большой (режимный) поршень, режимный шток снизу воздействует на режимную диафрагму. Благодаря режимным пружинам обеспечивается перекрыша при определенном давлении в тормозных цилиндрах.
Большой поршень (режимный поршень) имеет уплотнительную манжету. Режимный поршень надет на режимные пружины сверху. Через поршень и режимные пружины режимный шток воздействует снизу на режимную диафрагму.
Режимная диафрагма (РД). Установлена в верхней части корпуса главной части воздухораспределителя. Режимная диафрагма имеет сверху нагрузочную пружину. Для исключения разрыва режимная диафрагма зажата между двумя пластмассовыми дисками. В центре нижнего диска , в том месте, где на режимную диафрагму воздействует режимный поршень, установлен стальной упор. На специальный выступ (тумбу) в центре режимной диафрагмы, сверху, при помощи винта крепится резиновое уплотнительное кольцо, которое является атмосферным клапаном. При нейтральном положении режимной диафрагмы (нижнее положение, которое она занимает благодаря усилию нагрузочной пружины), атмосферный клапан всегда открыт, и через него тормозные цилиндры и тормозная камера сообщаются с атмосферой.
Атмосферный клапан установлен на специальном выступе (тумбе) в центре режимной диафрагмы. На выступ при помощи винта крепится резиновое уплотнительное кольцо, служащее посадочной поверхностью клапана. Подвижным седлом для атмосферного клапана является нижний торец полой трубки, ведущей в атмосферу и имеющей треугольное направляющее сечение.
Тормозная камера - камера над режимной диафрагмой. Сообщается с тормозными цилиндрами по каналу ОТЦ, а также через боковой канал диаметром 4 мм и трубку ТЦ.
Авторежимная камера - камера под режимной диафрагмой, которая по каналу сообщается с авторежимом (камерой под диафрагмой пневмореле).

Характеристики тормозного воздухораспределителя № 337-004

Прямодействие воздухораспределителя. Тормозные цилиндры при открытом питательном клапане главной части воздухораспределителя наполняются воздухом напрямую из напорной магистрали. Этим обеспечивается высокая скорость зарядки тормозных цилиндров.
Неистощимость пневматического тормоза. При утечке сжатого воздуха из тормозных цилиндров в атмосферу давление понижается одновременно в тормозных цилиндрах и в тормозной камере. Как только давление в тормозной камере понизится, равновесие сил (перекрыша) нарушается. Режимная диафрагма усилием режимных пружин вновь прогибается вверх, открывается питательный клапан главной части воздухораспределителя, и тормозные цилиндры дозаряжаются воздухом из напорной магистрали до наступления перекрыши.
Свойство мягкости пневматического тормоза. При падении давления в тормозной магистрали темпом мягкости 0,3 – 0,5 АТ/мин (например, при оставлении ручки КМ №334 длительное время в 3-м положении – перекрыше) воздухораспределитель на тормоз не срабатывает. Это происходит потому, что при понижении давления в тормозной магистрали и магистральной камере давление также понижается в РК камерной части и в рабочей камере главной части воздухораспределителя. Это происходит потому, что сжатый воздух из них через открытое внешнее седло клапана зарядки и калиброванное отверстие в верхнем зажиме диафрагмы диметром 0,8 ммтакже успевает перетекать в магистральную камеру. Поэтому разницы давлений в магистральной и рабочих камерах, достаточных для преодоления усилия нагрузочной пружины, не возникает, магистральная диафрагма находится в нейтральном положении, и воздухораспределитель на тормоз не срабатывает.
Двухпроводность. В работе пневматического тормоза на вагоне (составе) участвуют две магистрали: тормозная и напорная. Тормозная магистраль управляет работой пневматического тормоза. При ее разрядке или зарядке происходят процессы пневматического торможения или отпуска тормоза. Напорная магистраль в процессе торможения через питательный клапан главной части воздухораспределителя заряжает тормозные цилиндры, а также участвует в работе ВЗ №2.
Автоматичность. При разрыве в процессе эксплуатации трубопровода тормозной магистрали, резинотканевых рукавов (срывного клапана, автосцепки тормозной магистрали) или при саморасцепе состава воздухораспределитель сработает на тормоз автоматически. Это произойдет потому, что при резком падении давления сжатого воздуха в тормозной магистрали, давление также понизится в магистральной камере главной части воздухораспределителя. Далее произойдет процесс экстренного пневматического торможения.

Работа тормозного воздухораспределителя № 337-004

Режимы работы воздухораспределителя определяются различными управляющими воздействиями, которые могут вызываться либо срабатыванием пневматических устройств, вызывающих изменение давления в тормозной магистрали, либо электрическим сигналом, подаваемым на клеммы вентилей замещения.

Зарядка

Сжатый воздух из тормозной магистрали через двухходовой разобщительный кран тормозной магистрали по каналу тормозной магистрали, пройдя через фильтр тонкой очистки и через выключенный ВЗ №2, попадает в магистральную камеру.

Магистральная диафрагма усилием своей нагрузочной пружины находится в нейтральном (промежуточном) положении, при котором внешнее седло клапана зарядки открыто, а внутреннее закрыто. Таким образом, воздух тормозной магистрали из магистральной камеры через калиброванное отверстие d=0,8 мм в верхней части зажима магистральной диафрагмы и открытое внешнее седло клапана зарядки попадает в рабочую камеру главной части и далее по каналу в РК камерной части.

Из-за малого диаметра отверстия рабочая камера главной части воздухораспределителя и РК камерной части заряжаются сжатым воздухом медленнее, чем магистральная камера. Поэтому магистральная диафрагма усилием сжатого воздуха сверху частично прогибается вниз. При этом еще больше открывается внешнее седло клапана зарядки. Клапан зарядки оказывается зажатым между своим внутренним седлом и верхней частью зажима магистральной диафрагмы с полностью сжатой возвратной пружиной.

По нормативам эксплуатации процесс зарядки продолжается 55 – 75 сек.

После того, как давление сжатого воздуха в рабочей камере главной части воздухораспределителя, РК камерной части, магистральной камере и тормозной магистрали сравняется, магистральная диафрагма вернется в нейтральное (промежуточное) положение. Внутреннее седло клапана зарядки останется закрытым, а внешнее открытым. Камера над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки при этом разобщена от рабочих камер закрытым внутренним седлом клапана зарядки.

Одновременно с этим воздух из тормозной магистрали по каналу подходит к стержню с манжетами, заполняя полость между средней и нижней манжетами. При нейтральном положении магистральной диафрагмы стержень с манжетами находится в нижнем положении и средней манжетой отсекает тормозную магистраль от камеры дополнительной разрядки. Камера дополнительной разрядки при этом сообщается с атмосферой через полость между верхней и средней манжетой.

Сжатый воздух из напорной магистрали по каналу напорной магистрали подходит к выключенному ВЗ №1 и далее не поступает.

Одновременно с этим сжатый воздух из напорной магистрали по каналу поступает в камеру над питательным клапаном и, так как питательный клапан усилием возвратной пружины закрыт, далее не поступает.

Камера под поршеньком в момент зарядки сообщается с атмосферой, через атмосферное отверстие выключенного ВЗ №1.

Авторежимная камера в момент зарядки сообщается с атмосферой через полый толкатель диафрагмы пневмореле.

Тормозная камера и тормозные цилиндры в момент зарядки сообщаются с атмосферой через открытый атмосферный клапан главной части воздухораспределителя.

Полное служебное торможение при порожнем режиме

Для полного служебного торможения необходимо при помощи крана машиниста понизить давление в тормозной магистрали на составе в один прием с 5 АТ до 3 АТ. При понижении давления сжатого воздуха в тормозной магистрали, давление понижается также и в сообщающейся с ней магистральной камере главной части воздухораспределителя.

При нейтральном положении магистральной диафрагмы магистральная и рабочая камеры через открытое внешнее седло клапана зарядки и калиброванное отверстие в верхней части зажима магистральной диафрагмы диаметром 0,8 мм сообщаются между собой. Поэтому давление сжатого воздуха начинает падать и в рабочих камерах. Диаметр отверстия, калиброванного относительно объема рабочих камер, рассчитан таким образом, что понижение давления сжатого воздуха в рабочих камерах происходит лишь незначительно (из-за маленького диаметра отверстия воздух из рабочих камер не успевает перетекать в магистральную камеру).

Из-за возникшей разницы давлений в магистральной и рабочей камерах магистральная диафрагма усилием сжатого воздуха снизу прогибается вверх, сжимая нагрузочную пружину. При подъеме диафрагмы вверх закрывается внешнее седло клапана зарядки, и сообщение магистральной и рабочих камер прекращается. Таким образом, очевидно, что в рабочих камерах зафиксировалось определенное давление сжатого воздуха (около 4,7-4,8 АТ), которое удерживает магистральную диафрагму в верхнем положении. Внутреннее седло клапана зарядки открывается, и рабочие камеры по каналу сообщаются с камерой над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки.

При подъеме вверх магистральная диафрагма воздействует снизу на стержень с тремя манжетами, закрепленный в её зажим сверху. Стержень перемещается вверх и отсекает камеру дополнительной разрядки от атмосферы. Средняя и нижняя манжеты стержня сообщают камеру дополнительной разрядки с тормозной магистралью. При этом происходит дополнительная разрядка тормозной магистрали в камеру дополнительной разрядки и магистральная диафрагма прогибается вверх еще выше до упора в корпус. Вследствие этого скорость срабатывания воздухораспределителя на тормоз увеличивается.

В свою очередь, стержень с манжетами воздействует снизу на режимный шток. Режимный шток перемещается вверх вместе с большой и малой режимными пружинами и режимным поршнем и воздействует снизу на режимную диафрагму. Диафрагма прогибается вверх, преодолевая усилие своей нагрузочной пружины.

Следует заметить, что при подъеме вверх режимные пружины не сжимаются, а при повышении давления сжатого воздуха в тормозной камере они, сжимаясь усилием режимной диафрагмы, дают ей возможность частично прогнуться вниз.

При подъеме режимной диафрагмы вверх закрывается атмосферный клапан, разобщая тормозную камеру и тормозные цилиндры от атмосферы. Закрываясь, атмосферный клапан воздействует на свое подвижное седло (нижний торец полой трубки с питательным клапаном). Полая трубка под воздействием режимной диафрагмы (атмосферного клапана) снизу, перемещается вверх, преодолевая усилие возвратной пружины питательного клапана. Питательный клапан открывается, сообщая напорную магистраль с тормозной камерой и тормозными цилиндрами по каналам ТЦ и ОТЦ.

Процесс наполнения воздухом будет продолжаться до тех пор, пока давление сжатого воздуха в тормозной камере ( а следовательно и в тормозных цилиндрах), складываясь с усилием нагрузочной пружины режимной диафрагмы сверху, не преодолеет усилие режимных пружин (через режимный поршень) снизу на режимную диафрагму. Как только это произойдет, режимная диафрагма сделает частичный ход вниз. При этом питательный клапан усилием возвратной пружины закроется. Атмосферный клапан останется закрытым. Наступит положение полного баланса сил – перекрыша с фиксированным максимально возможным давлением в тормозных цилиндрах при порожнем режиме (см. таблицу), которое зависит от регулировки режимных пружин относительно площади режимной диафрагмы.

Ступенчатое служебное торможение

Ступенчатое торможение осуществляется разрядкой тормозной магистрали ступенями.

Первая ступень разрядки должна быть не менее чем на 0,7 АТ, а последующие ступени разрядки не менее чем на 0,3 АТ. При этом в главной части воздухораспределителя происходят процессы принципиально аналогичные полному служебному торможению.

При ступенчатой разрядке магистральная диафрагма прогибается вверх ступенями, а не полностью, как при полном служебном торможении. И только лишь когда давление в тормозной магистрали понизится до 3 АТ, она прогнется вверх полностью. Естественно, что режимный шток также перемещается вверх ступенями и не полностью нагружает снизу (через режимные пружины и режимный поршень) режимную диафрагму. Давление в тормозных цилиндрах при этом также нарастает ступенями, так как из-за не полностью нагруженной режимной диафрагмы для наступления перекрыши необходимо меньшее давление сжатого воздуха в тормозной камере, а следовательно, и в тормозных цилиндрах.

Экстренное торможение вагонов метро

Экстренное торможение, как правило, сопровождается глубокой разрядкой тормозной магистрали, вплоть до 0 АТ, экстренным темпом (0,8-1 АТ/сек).

Экстренное торможение производится при помощи V (VII) положения ручки крана машиниста. Оно происходит также при срабатывании стоп-крана, ЭПК (ЭПВ АРС), срывного клапана, ВЗ №2, разрыве трубопровода тормозной магистрали.

При этом в главной части воздухораспределителя происходят процессы, принципиально аналогичные полному служебному торможению. Давление сжатого воздуха в магистральной камере падает до 0 АТ. Так же как и при полном служебном торможении, магистральная диафрагма из-за разницы давления в рабочей и магистральной камерах прогибается вверх. Но внешнее седло клапана зарядки при этом не закрывается, так как сила упругости возвратной пружины клапана зарядки не может преодолеть разницу давления около 5 АТ в рабочей и магистральной камерах. И сжатый воздух из РК камерной части и рабочей камеры главной части воздухораспределителя через открытое внешнее седло клапана зарядки и отверстие в верхней части зажима магистральной диафрагмы диаметром 0,8 мм проходит в магистральную камеру и далее в атмосферу.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление сжатого воздуха в РК камерной части и рабочей камере главной части воздухораспределителя не понизится до 2,0 - 2,5 АТ. При этом клапан зарядки усилием возвратной пружины закроет внешнее седло, и сообщение РК камерной части и рабочей камеры главной части воздухораспределителя с магистральной камерой прекратится. Наступит такое же положение, как и при полном служебном торможении с той лишь разницей, что давление в РК камерной части и рабочей камере главной части воздухораспределителя будет 2,5 АТ, а в магистральной 0 АТ.

Давление в тормозных цилиндрах при экстренном торможении такое же как и при полном служебном торможении.

При отпуске тормоза для дозарядки РК камерной части и рабочей камеры главной части воздухораспределителя до давления 5 АТ необходимо около 30 сек.

Полный и ступенчатый отпуск тормоза вагонов метро

Для полного отпуска тормоза необходимо зарядить тормозную магистраль при помощи крана машиниста до рабочего давления 5 АТ. При этом увеличивается давление сжатого воздуха в магистральной камере. Когда давление сжатого воздуха в магистральной камере будет больше или равно давлению сжатого воздуха в рабочих камерах, магистральная диафрагма прогнется вниз (усилием сжатого воздуха и нагрузочной пружины сверху) и займет нейтральное положение. Стержень с манжетами также переместится вниз.

Лишившийся опоры снизу режимный шток, режимные пружины и режимный поршень, также переместятся вниз. Режимная диафрагма при этом усилием сжатого воздуха сверху и нагрузочной пружины прогнется вниз и, как и магистральная диафрагма, займет нейтральное положение. Атмосферный клапан откроется и тормозная камера, а, следовательно, и тормозные цилиндры сообщатся с атмосферой через канал полой трубки и атмосферные отверстия в верхней цокольной крышке воздухораспределителя.

Для ступенчатого отпуска тормоза необходима зарядка тормозной магистрали ступенями. Первая ступень не менее чем на 0,5 АТ, а последующие не менее на 0,2 АТ. При этом ступенчато увеличивается давление сжатого воздуха в магистральной камере главной части воздухораспределителя. Усилие давления сжатого воздуха сверху на магистральную диафрагму постепенно увеличивается, и она делает частичный ход вниз, ослабляя при этом воздействие режимных пружин (через режимный поршень) снизу на режимную диафрагму.

Как только воздействие режимных пружин уменьшится, режимная диафрагма усилием сжатого воздуха и нагрузочной пружины сверху прогнется вниз, откроется атмосферный клапан и сообщит тормозную камеру и тормозные цилиндры с атмосферой.

Разрядка тормозных цилиндров и тормозной камеры будет продолжаться до тех пор, пока воздействие режимных пружин (через режимный поршень) снизу на режимную диафрагму, не преодолеет уменьшившееся усилие сжатого воздуха в тормозной камере, складывающееся с усилием нагрузочной пружины режимной диафрагмы сверху. Режимная диафрагма при этом частично прогнется вверх, атмосферный клапан закроется, разрядка тормозной камеры и тормозных цилиндров прекратится и наступит положение перекрыши, но уже с меньшим давлением в тормозных цилиндрах.

Следует помнить, что площадь магистральной диафрагмы приблизительно в два раза больше площади режимной диафрагмы. Поэтому, при зарядке тормозной магистрали и магистральной камеры на 0,5 АТ давление в тормозной камере и в ТЦ уменьшится приблизительно на 0,8 – 1 АТ и так далее, до полного перемещения всей системы главной части воздухораспределителя вниз и возврата магистральной диафрагмы в нейтральное положение.

Замещение электродинамического тормоза вагонов метро

При электродинамическом торможении, при снижением скорости поезда уменьшается сила торможения. Замещение электродинамического тормоза пневматическим осуществляется работой вентилей замещения. При определенных условиях они, включаясь, производят пневматическое торможение вместо электродинамического

Вентиль замещения № 1

Вентиль замещения №1 (ВЗ №1) является электромагнитным вентилем включающего типа. Вентиль предназначен для замещения электродинамического тормоза пневматическим.

Замещение происходит на малой скорости при неэффективности электродинамического тормоза. На 17-й позиции реостатного контролера включается ВЗ №1 и замещает электродинамическое торможение пневматическим тормозом. В работе ВЗ №1 участвует напорная магистраль.

При подаче напряжения на катушку ВЗ №1 в ней создается электромагнитная сила и якорь вентиля притягивается к сердечнику. При этом толкатель с клапанами, преодолевая усилие возвратной пружины снизу, перемещается вниз. Верхний клапан закрывается и отсекает камеру под поршеньком от атмосферы, а нижний клапан открывается, сообщая камеру под поршеньком с напорной магистралью.

Усилием сжатого воздуха снизу из напорной магистрали, поршенек перемещается вверх до упора в накидную регулировочную гайку. При подъеме вверх поршенек взаимодействует своей распорной втулкой (упоркой) с большой режимной пружиной. Режимный поршень перемещается вверх и воздействует снизу на режимную диафрагму, прогибая её вверх. При подъеме режимной диафрагмы вверх закрывается атмосферный клапан, разобщая тормозную камеру и тормозные цилиндры от атмосферы.

Закрываясь, атмосферный клапан воздействует на свое подвижное седло. Седлом атмосферного клапана является нижний торец полой трубки, являющейся частью питательного клапана. Полая трубка под воздействием на нее снизу атмосферного клапана перемещается вверх, преодолевая усилие возвратной пружины питательного клапана. Питательный клапан открывается, сообщая напорную магистраль с тормозной камерой и тормозными цилиндрами по каналам ТЦ и ОТЦ.

Давление сжатого воздуха в тормозной камере, а следовательно, и в тормозных цилиндрах начинает расти. Усилие сжатого воздуха тормозной камеры, складываясь с усилием нагрузочной пружины режимной диафрагмы, воздействуют на саму режимную диафрагму. Процесс зарядки будет продолжаться до тех пор, пока это воздействие не преодолеет усилие большой режимной пружины снизу на режимную диафрагму через режимный поршень. Как только это произойдет, режимная диафрагма сделает частичный ход вниз. При этом питательный клапан усилием возвратной пружины закроется. Атмосферный клапан так и останется закрытым.

Процесс перекрыши в данном случае, наступит гораздо раньше, чем при полном служебном торможении, так как режимную диафрагму нагружает снизу только одна большая режимная пружина. Чтобы ее уравновесить давления сжатого воздуха в тормозной камере, а следовательно и в тормозных цилиндрах, нужно меньше чем при полном служебном торможении.

При снятии напряжения с катушки ВЗ №1 электромагнитная сила пропадает, и толкатель с клапанами усилием возвратной пружины снизу перемещается вверх. При этом нижний клапан закрывается и отсекает напорную магистраль от камеры под поршеньком, а верхний клапан открывается и сообщает её с атмосферой. Поршенек с упоркой перемещается вниз. Большая режимная пружина и режимный поршень также перемещаются вниз. Под действием нагрузочной пружины и давления сжатого воздуха в тормозной камере режимная диафрагма занимает нейтральное положение. Вследствие этого тормозная камера, а следовательно и тормозные цилиндры, сообщаются с атмосферой через открывшийся атмосферный клапан.

Магистральный узел, режимный шток с малой режимной пружиной и тормозная магистраль в работе ВЗ №1 не участвуют.

Вентиль замещения № 2

Вентиль замещения №2 (ВЗ №2) является электромагнитным вентилем выключающего типа. Вентиль предназначен для замещения электродинамического торможения пневматическим в случае, если при переводе главной ручки КВ в тормозное положение произошел отказ электродинамического торможения на каком-либо из вагонов состава или на всем составе. Такая ситуация возникает, например, при срабатывании реле перегрузки на всем составе. В этом случае ВЗ №2 включается при положении главной ручки КВ «тормоз 2». Так же ВЗ №2 участвует в работе системы АРС. Например, при ОЧ или частоте «0», при горящей лампе ЛКВД, на некоторых типах подвижного состава включается ВЗ №2.

В работе ВЗ №2 участвует тормозная магистраль

При подаче напряжения на катушку ВЗ №2 в ней создается электромагнитная сила, и якорь вентиля притягивается к сердечнику. При этом толкатель с клапанами, преодолевая усилие возвратной пружины, перемещается вниз. При этом нижний клапан отсекает тормозную магистраль от магистральной камеры, а верхний клапан сообщает магистральную камеру с атмосферой. Далее работа воздухораспределителя принципиально аналогична экстренному торможению.

Тормозная магистраль в работе ВЗ №2 не участвует (за исключением разрядки ее в камеру дополнительной разрядки, которая моментально компенсируется краном машиниста). Скорость срабатывания воздухораспределителя на тормоз и наполнения тормозных цилиндров при работе ВЗ №2 максимальна и составляет около 1,5 сек. (см. таблицу). ВЗ №2 – самый быстрый вид пневматического тормоза.

При снятии напряжения с катушки ВЗ №2 электромагнитная сила пропадает, и шток с клапанами усилием снизу возвратной пружины перемещается вверх. Верхний клапан отсекает магистральную камеру от атмосферы, а нижний клапан сообщает её с тормозной магистралью. При этом происходит быстрая зарядка магистральной камеры воздухом из тормозной магистрали и отпуск тормоза.

Работа при перезарядке тормозной магистрали

При определенных условиях, например, при оставлении ручки крана машиниста в первом положении или при неисправности редуктора тормозной магистрали, происходит перезарядка тормозной магистрали свыше рабочего давления. В этом случае произойдет повышение давления сжатого воздуха в связанной с тормозной магистралью магистральной камере. Кроме того через калиброванное отверстие d = 0,8 мм и открытое внешнее седло клапана зарядки - повышение давления в рабочей камере и в РК камерной части воздухораспределителя.

Рассмотрим ситуацию, при которой произошла перезарядка тормозной магистрали до давления 8 АТ. При этом давление 8 АТ установится также и в магистральной камере, рабочей камере и РК камерной части. Так как при нейтральном положении магистральной диафрагмы внутреннее седло клапана зарядки закрыто, камера над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки с рабочими камерами не сообщается и ликвидации сверхзарядки не происходит.

При попытке произвести пневматическое торможение (например, полное служебное торможение) машинист при помощи крана машиниста понизит давление в тормозной магистрали и магистральной камере на две атмосферы, то есть до 6 АТ. Поэтому первоначально воздухораспределитель сработает на тормоз в штатном режиме. Тем временем в РК камерной части и в рабочей камере главной части воздухораспределителя давление будет составлять 8 АТ. Из-за разницы давления магистральная диафрагма прогнется вверх, что приведет к зарядке тормозных цилиндров воздухом из напорной магистрали.

Но, как только магистральная диафрагма прогнется вверх, внешнее седло клапана зарядки закроется, а внутреннее седло откроется. РК камерной части и рабочая камера главной части воздухораспределителя начнут сообщатся с камерой над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки.

Регулировочная пружина клапана ликвидации сверхзарядки, нагружающая его диафрагму снизу, отрегулирована при помощи регулировочного стакана на 5 АТ. Поэтому при давлении сжатого воздуха в камере над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки 8 АТ, диафрагма, преодолевая усилие регулировочной пружины, прогнется вниз. При этом откроется клапан, и через плунжер и атмосферное отверстие в регулировочном стакане сообщит с атмосферой камеру над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки, рабочую камеру главной части воздухораспределителя и РК камерной части. Разрядка этих камер будет происходить темпом 0,1 АТ/сек, а разрядка магистральной камеры производится темпом не менее чем 0,3 АТ/сек. Поэтому воздухораспределитель первоначально сработает на тормоз в нормальном режиме.

Однако при понижении давления в рабочих камерах и приближения его к отметке 6 АТ (то есть такому же, как в магистральной камере и в тормозной магистрали), магистральная диафрагма под действием сверху нагрузочной пружины прогнется вниз и займет свое нейтральное положение. При этом произойдет самопроизвольный отпуск тормоза. Давление сжатого воздуха в рабочих камерах останется завышенным - 6 АТ.

Поэтому в случае перезарядки тормозной магистрали до давления близкого к напорному рекомендуется:

при стоянке разрядить тормозную магистраль краном машиниста до давления не менее чем 3 АТ
сделать выдержку в 3 положении (кран машиниста №334) или в 6 положении (кран машиниста №013) около 30 сек. За это время все клапаны ликвидации сверхзарядки на составе сбросят избыточное давление в рабочих камерах
при помощи крана машиниста зарядить тормозную магистраль до рабочего давления

При движении с перезаряженной тормозной магистралью и необходимости применения пневматического тормоза необходимо разряжать тормозную магистраль до давления ниже 5 АТ в зависимости от вида торможения (например, при полном служебном торможении с 8 АТ до 3 АТ).

Неисправности воздухораспределителя

Разрыв магистральной диафрагмы. Разрыв магистральной диафрагмы приведет к сообщению магистральной камеры, рабочей камеры и РК камерной части. Поэтому, при разрядке тормозной магистрали разницы давлений в этих камерах не возникнет и тормозного эффекта не будет. Воздухораспределитель будет работать на тормоз только от ВЗ №1. Если разрыв магистральной диафрагмы произойдет в момент торможения, это приведет к самопроизвольному отпуску тормоза.
Разрыв режимной диафрагмы. Разрыв режимной диафрагмы приведет с сообщению тормозной и авторежимной камер. По этому, при торможении, независимо от нагрузки вагона, перекрыша наступит при максимальном давлении в магистрали тормозных цилиндров. При порожнем режиме это приведет к заклиниванию колесных пар вагона. Признаком данной неисправности является дутье сжатого воздуха в момент торможения при порожнем режиме из тормозной и авторежимной камер через канал авторежима и полый толкатель в диафрагме пневмореле в атмосферное отверстие авторежима.
Неплотная посадка обратного клапана пневмореле авторежима.
Излом режимных пружин (одной или сразу двух). При этой неисправности воздухораспределитель будет срабатывать на тормоз, но давление в магистрали тормозных цилиндров будет значительно меньше регулировочного.
Неплотность в режимной диафрагме между корпусом главной части воздухораспределителя и верхней крышкой. При этой неисправности канал напорной магистрали сообщается с каналами магистрали тормозных цилиндров и (или) каналам обратной трубки цилиндров. Тормозные цилиндры при этом сообщаются с напорной магистралью и давление в них достигает напорного. Это ведет к неотпуску тормоза и заклиниванию колесных пар вагона.
Разрыв средней уплотнительной манжеты на стержне. Это приведет к утечке сжатого воздуха из тормозной магистрали в атмосферное отверстие магистрального узла воздухораспределителя. Эта утечка будет полностью компенсироваться краном машиниста. При торможении краном машиниста № 334 и попытке вывести ступень пневматического тормоза тормозная магистраль будет дополнительно разряжаться с атмосферное отверстие, и ступень тормоза будет больше чем обычно, то есть разрядка тормозной магистрали будет более глубокой, чем требуется.
Разрыв верхней уплотнительной манжеты на стержне. Пневматическое торможение и разрядка тормозной магистрали ниже 3 АТ приводит к срабатыванию АВУ-045 и ВЗ №1 на всем составе. Это ведет к зарядке тормозной магистрали воздухом из напорной магистрали через верхнюю и среднюю манжеты на стержне и к самопроизвольному отпуску тормоза.
Заклинивание клапанного механизма электромагнитных вентилей во включенном положении. Эта неисправность приводит неотпуску тормоза независимо от вентиля замещения.
Заклинивание обратного клапана пневмореле авторежима в закрытом положении. При средних нагрузках вагона неисправность приводит к частичному неотпуску тормоза. При попытке отпустить пневматический тормоз первоначально магистраль тормозных цилиндров начнет сообщаться с атмосферой через открытый атмосферный клапан воздухораспределителя. Но, при разрядке магистрали тормозных цилиндров и тормозной камеры, в какой-то момент давление воздуха в авторежимной камере станет выше, чем суммарное усилие давления воздуха в тормозной камере и упругого усилия нагрузочной пружины режимной диафрагмы. При этом усилием сжатого воздуха снизу режимная диафрагма вновь прогнется вверх и в магистрали тормозных цилиндров зафиксируется остаточное давление сжатого воздуха.
Попадание посторонних частиц (окалины) под питательный клапан воздухораспределителя. Эта неисправность, наиболее часто встречающаяся в эксплуатации, приводит к постоянному неотпуску тормоза. Тормозные цилиндры через постоянно открытый питательный клапан сообщаются с напорной магистралью. При отпуске тормоза наблюдается дутье сжатого воздуха в атмосферный клапан воздухораспределителя. Давление в магистрали тормозных цилиндров при этом сохраняется. Давление в магистрали тормозных цилиндров в этом случае, как правило, выше регулировочного.

Отключение неисправного воздухораспределителя

Признаками неотпуска пневматического тормоза на составе являются:

сопротивление движению (отсутствие наката)
постоянно горящая желтая лампа пневматического (стояночного) тормоза
горящие совместно с лампой пневматического (стояночного) тормоза красная лампа ЛСН (РП в пол накала)
наличие давления в тормозных цилиндрах вагона (по показанию манометра магистрали тормозных цилиндров)
колодки, прижатые к колесам вагона

При неотпуске тормоза, прежде чем отключить воздухораспределитель на неисправном вагоне, необходимо при помощи крана машиниста два раза перетормозить экстренным торможением с выдержкой в 5 (7) положении ручки крана машиниста около 30 сек. Отпускать тормоз после торможения рекомендуется с выдержкой по положениям ручки крана машиниста.

Отключение воздухораспределителя с правой стороны вагона.

Для этого необходимо перекрыть (перевести рукоятки кранов в положение поперек трубопровода) трехходовой разобщительный кран магистрали тормозных цилиндров и двухходовой разобщительный кран обратной трубки цилиндров. При этом тормозные цилиндры отключаются от неисправного воздухораспределителя и сообщаются с атмосферой через атмосферное отверстие крана магистрали тормозных цилиндров диаметром 3 мм.

В случае неисправности крана магистрали тормозных цилиндров (установлен двухходовой кран вместо трехходового, засор атмосферного отверстия и др.) рекомендуется, вновь открыв краны магистрали тормозных цилиндров и обратной трубки цилиндров, потянуть за тросик отпускного клапана. В случае отпуска тормоза необходимо, удерживая тросик отпускного клапана, перекрыть краны магистрали тормозных цилиндров и обратной трубки цилиндров. После отключения воздухораспределителя необходимо убедиться в отпуске тормоза по зазору между колодками и колесом на неисправном и смежном с ним вагонах, а также по отсутствию давления в тормозных цилиндрах по манометру магистрали тормозных цилиндров.

Отключение воздухораспределителя с левой стороны вагона.

если перед отключением с левой стороны была попытка отключить воздухораспределитель с правой стороны, необходимо убедиться в том, что краны магистрали тормозных цилиндров и обратной трубки цилиндров открыты. Для отключения воздухораспределителя с левой стороны необходимо перекрыть трехходовой разобщительный кран воздухораспределителя. При этом напорная магистраль разобщается от воздухораспределителя, а воздух из тормозных цилиндров выходит в атмосферу через питательный клапан воздухораспределителя и атмосферное отверстие крана ВР диаметром 3 мм. Для более четкого отпуска тормоза при закрытии крана ВР, необходимо потянуть за тросик отпускного клапана. При этом рабочая камера и РК камерной части сообщаются с атмосферой, что приводит к открытию атмосферного клапана воздухораспределителя и отпуску тормоза.

На вагонах 81.717(714) или модернизированных вагонах кран воздухораспределителя и рукоятка отпускного клапана выведены в салон и расположены под сиденьем третьего левого длинного дивана у шестой дверной створки.

в случае неисправности крана ВР (установлен двухходовой кран вместо трехходового, засор атмосферного отверстия и др.) необходимо, вновь открыв кран ВР, отключить воздухораспределитель при помощи крана ЗР. Для этого необходимо перекрыть двухходовой разобщительный кран ЗР, открыть кран для слива конденсата на запасном резервуаре и потянуть за тросик отпускного клапана. При этом напорная магистраль разобщается от запасного резервуара и воздухораспределителя, а воздух из магистрали тормозных цилиндров выходит в атмосферу через питательный клапан воздухораспределителя и открытый сливной кран запасного резервуара.

Следует помнить, что в случае отключения воздухораспределителя краном ЗР с атмосферой также сообщается магистраль управления. Поэтому необходимо после отключения воздухораспределителя отключить неисправный вагон на «ход-тормоз» порядком, установленным местной инструкцией электродепо.

Наименование нормы Давление в магистрали тормозных цилиндров при порожнем режиме	Еж	81-714	81-717
При полном служебном торможении, электродинамическом торможении
при срабатывании ВЗ №2	2,2-2,4	2,4-2,6	2,5-2,7
При срабатывании ВЗ №1	0,8-1,0	0,8-1,0	0,9-1,1
Давление в магистрали тормозных цилиндров при груженом режиме При полном служебном торможении, электродинамическом торможении
при срабатывании ВЗ №2	3,3-3,8	3,5-3,9	3,6-4,0
При срабатывании ВЗ №1	1,3-1,6	1,5-1,7	1,6-1,8
Время наполнения магистрали тормозных цилиндров
Полное служебное торможение	3-7сек	3-7сек	3-7сек
При срабатывании ВЗ №1, электродинамическом торможении	не более 3сек	не более 3сек	не более 3сек
При срабатывании ВЗ №2	не более 1,5сек	не более 1,5сек	не более 1,5сек
Чувствительность воздухораспределителя при торможении	0,4 АТ	0,4 АТ	0,4 АТ

Электропневматический авторежим № 260-001

Электропневматический авторежим предназначен для сохранения расчетной длинны тормозного пути состава независимо от его загрузки путем автоматического регулирования давления сжатого воздуха в магистрали тормозных цилиндров и изменения тока уставки РУТ.
Авторежим эффективно работает при максимальной загрузке 16 тонн на каждый вагон. По конструкции является клапанно-диафрагменно-поршневым прибором, работающим совместно с воздухораспределителем № 337.004.

Рис. 3.59. Устройство электропневматического авторежима №260-001

Буфер авторежима. Включает в себя два стакана: внешний и внутренний. Внешний стакан взаимодействует с приводом авторежима. Внутренний стакан взаимодействует со штоком поршня-демпфера.

Рис. 3.60. Буфер авторежима

Буферные пружины. Две буферные пружины установлены внутри буфера авторежима.
Поршень-демпфер. Предназначен для компенсации реакции авторежима на кратковременные просадки кузова, например, при прохождении составом стрелочных переводов. На поршне имеется шток, который взаимодействует с внутренним стаканом буфера авторежима, а также возвратная пружина, опирающаяся на шток пневмореле и возвращающая поршень в крайнее верхнее положение при отсутствии нагрузки.

Рис. 3.61. Поршень-демпфер

В поршне высверлено калиброванное отверстие диаметром 0,8 мм, которое предназначено для сообщения надпоршневой и подпоршневой камер при перемещении поршня. Поршень имеет два уплотнительных резиновых кольца. Его ход вниз составляет 30 мм. Это расстояние поршень проходит за 7 – 17 сек. Пройти это расстояние поршень может только при длительной загрузке вагона, так как в этом случае воздух из подпоршневой камеры через отверстие 0,8 мм в поршне должен перетечь в надпоршневую камеру, а для этого необходимо определенное время. Поэтому при кратковременных просадках кузова будут работать на сжатие только буферные пружины.

Шток пневмореле. На шток пневмореле опирается сверху возвратная пружина поршня-демпфера. Шток также имеет свою возвратную пружину и упорную регулировочную гайку, которой он воздействует сверху на диафрагму пневмореле. Снизу на гайке сделана поперечная проточка. Через нее полый толкатель пневмореле сообщается с атмосферой.

Пневмореле. Представляет собой комплексное устройство, благодаря которому при увеличении нагрузки увеличивается давление в магистрали тормозных цилиндров, а, следовательно, увеличивается и тормозная сила.

Рис. 3.62. Пневмореле

Элементы пневмореле:

диафрагма пневмореле
клапан груженого режима пневмореле (КГР) Имеет два седла. Внутренним седлом является нижний торец полого толкателя диафрагмы пневмореле. Внешнее седло выполнено в корпусе пневмореле.
полый толкатель установлен в центре диафрагмы пневмореле. Канал полого толкателя сообщается с атмосферой, а его нижний торец является внутренним седлом КГР
нагрузочная пружина диафрагмы пневмореле (установлена снизу)
возвратная пружина КГР воздействует на КГР снизу
обратный клапан пневмореле. Создает импульс для отпуска тормоза при средних загрузках вагона. Установлен в приливе, расположенном на корпусе пневмореле.
возвратная пружина обратного клапана воздействует на обратный клапан сверху.

Камеры авторежима

Камера под диафрагмой пневмореле. По каналу авторежима через трехходовой разобщительный кран авторежим сообщается с авторежимной камерой главной части воздухораспределителя, а также с камерой под обратным клапаном пневмореле.

Камера под КГР Через разобщительный кран авторежим сообщается с тормозными цилиндрами, а также с камерой над обратным клапаном пневмореле.

Камера над обратным клапаном пневмореле Сообщается с камерой под КГР.

Камера под обратным клапаном пневмореле Сообщается с камерой под диафрагмой пневмореле.

Работа электропневматического авторежима № 260-001 вагонов метро

При порожнем режиме.

При пустом вагоне привод авторежима не воздействует на буфер и поршень-демпфер и под действием своей возвратной пружины находится в крайнем верхнем положении. Также в верхнем положении усилием своей пружины находится шток пневмореле. Диафрагма пневмореле, не испытывая воздействия штока сверху, под действием своей нагрузочной пружины также находится в верхнем положении. При этом постоянно открыто внутреннее седло КРГ, и камера под диафрагмой пневмореле, а следовательно, и авторежимная камера главной части ВР постоянно сообщается с атмосферой через полый толкатель диафрагмы пневмореле. КГР усилием своей возвратной пружины находится в крайнем верхнем положении, и его внешнее седло при этом закрыто, поэтому камера под КГР, а следовательно и ТЦ, с камерой под диафрагмой пневмореле не сообщаются.
КГР при порожнем режиме. Внутреннее седло КРГ открыто, а внешнее закрыто.
Поэтому, при пневматическом торможении воздух из ТЦ не проходит в авторежимную камеру главной части ВР, которая при порожнем режиме постоянно сообщается с атмосферой. Поэтому режимной диафрагме, чтобы частично прогнутся вниз (до состояния «перекрыши»), необходимо преодолеть воздействие только режимных пружин. Таким образом, в ТЦ устанавливается давление сжатого воздуха необходимое для порожнего режима. Величина же этого давления зависит от регулировки режимных пружин главной части ВР.

При средних загрузках.

Работа авторежима при неполной загрузке

При средних нагрузках (от 0 до 16 т) вес вагона через привод авторежима передается на буфер. Сжимаясь, буферные пружины через внутренний стакан передают усилие на шток демпферного поршня, который из-за неполной нагрузки делает частичный ход вниз. Поэтому возвратная пружина поршня, передающая это усилие на шток пневмореле, сжата не полностью. Усилием возвратной пружины поршня шток пневмореле перемещается вниз, сжимая свою пружину. Своей упорной гайкой он воздействует на полый толкатель диафрагмы пневмореле сверху. Диафрагма пневмореле прогибается вниз, сжимая свою нагрузочную пружину. При этом закрывается внутреннее седло КГР, и камера под диафрагмой пневмореле, и следовательно авторежимная камера главной части ВР, от атмосферы отсекаются. Внешнее седло КГР открывается, и ТЦ начинают сообщатся с камерой под диафрагмой пневмореле и с авторежимной камерой главной части ВР. При пневматическом торможении или работе вентилей замещения воздух из НМ через открытый питательный клапан главной части ВР поступает в ТЦ. Из ТЦ через ОТЦ и далее по каналу воздух поступает через открытое внешнее седло КГР в камеру под диафрагмой пневмореле, а из нее по каналу АР в авторежимную камеру. Когда воздух в камере под диафрагмой пневмореле достигнет определенного давления (этот момент зависит от величины загрузки вагона), диафрагма пневмореле под давлением воздуха снизу, а также усилием своей пружины и при помощи возвратной пружины штока пневмореле, сделает частичный ход вверх. При этом внешнее седло КГР усилием пружины КГР закроется, а внутреннее не откроется. Наступит состояние баланса сил – "перекрыша".
Пневмореле в "перекрыше". Внутреннее и внешнее седла КГР закрыты.
В камере под диафрагмой пневмореле и в авторежимной камере главной части ВР будет сохраняться фиксированное давление, зависящее от загрузки вагона. А воздух из НМ при этом через открытый питательный клапан главной части ВР будет продолжать заполнять ТЦ. И "перекрыша" в главной части ВР наступит тогда, когда давление воздуха в тормозной камере (а следовательно, и в ТЦ) на режимную диафрагму сверху не достигнет нужного уровня и не преодолеет совместное усилие режимных пружин и усилие воздуха в авторежимной камере на режимную диафрагму снизу. При этом режимная диафрагма частично прогнется вниз, питательный клапан закроется и наступит "перекрыша" в главной части ВР с давлением в ТЦ большим, чем при порожнем режиме.

При полной загрузке.

При полной загрузке вагона (16 тонн и более), в отличие от средних загрузок, демпферный поршень делает полный ход вниз (30 мм). При этом возвратная пружина демпферного поршня полностью сжимается и воздействует на шток пневмореле сверху, который ее усилием перемещается вниз, сжимая свою пружину. Шток пневмореле своей упорной гайкой воздействует на диафрагму пневмореле сверху, которая также перемещается вниз, сжимая свою нагрузочную пружину. При этом закрывается внутреннее седло КГР, и камера под диафрагмой пневмореле, и следовательно, авторежимная камера главной части ВР от атмосферы отсекаются. Внешнее седло КГР открывается, и ТЦ начинают сообщатся с камерой под диафрагмой пневмореле и с авторежимной камерой главной части ВР. То есть очевидно, что процесс работы авторежима первоначально аналогичен его работе при средних загрузках. Но при пневматическом торможении и наполнении ТЦ сжатым воздухом из НМ воздух из них, поступающий в камеру под диафрагмой пневмореле и в авторежимную камеру главной части ВР, состояние "перекрыши" в пневмореле не вызовет. Внешнее седло КГР всегда останется открытым, и давление воздуха в авторежимной камере главной части ВР всегда будет равно давлению воздуха в ТЦ и в тормозной камере главной части ВР.
Пневмореле при полной загрузке. Внутреннее седло КГР закрыто, а внешнее открыто.
Режимные пружины отрегулированы относительно площади режимного поршня таким образом, что когда давление воздуха в авторежимной камере главной части ВР достигнет отметки в 3,6 – 4,0 Ат (на вагонах 81.717), то под давлением этого воздуха сверху поршень, сжимая режимные пружины, переместится вниз, и его воздействие на режимную диафрагму снизу уменьшится. Так как давление сжатого воздуха в авторежимной камере равно давлению в тормозной камере (а следовательно, и в ТЦ), то усилием своей пружины режимная диафрагма сделает частичный ход вниз. Питательный клапан главной части ВР усилием своей пружины закроется, наступит состояние "перекрыши" с давлением воздуха в ТЦ, равном давлению воздуха в авторежимной камере.

Отпуск тормоза при средних загрузках.

Для отпуска тормоза необходимо зарядить тормозную магистраль до регулировочного давления. При этом воздух из ТЦ через открытый атмосферный клапан главной части ВР выходит в атмосферу. Одновременно с этим воздух выходит из камеры над обратным клапаном через камеру под КГР в ТЦ и далее в атмосферу. Так как давление воздуха в камере над обратным клапаном понизилось под давлением сжатого воздуха снизу, клапан, преодолевая усилие своей возвратной пружины, перемещается вверх. При этом воздух из авторежимной камеры главной части ВР через камеру под диафрагмой пневмореле, камеру под обратным клапаном, камеру под КГР поступает в ТЦ и далее в атмосферу. Так как давление сжатого воздуха в камере под диафрагмой пневмореле понижается, баланс сил в пневмореле (перекрыша) моментально нарушается. Диафрагма пневмореле вновь прогибается вниз, и открывается внешнее седло КГР. При этом воздух из авторежимной камеры главной части ВР и из камеры под диафрагмой пневмореле, через открытое внешнее седло КГР попадает в ТЦ и далее в атмосферу через атмосферный клапан главной части ВР.

Отпуск тормоза при полной загрузке.

При зарядке тормозной магистрали до зарядного давления сжатый воздух из ТЦ через атмосферный клапан главной части ВР выходит в атмосферу. Так как при полной загрузке внешнее седло КГР всегда открыто, то при разрядке ТЦ воздух из авторежимной камеры главной части ВР через камеру под диафрагмой пневмореле и открытое внешнее седло КГР попадает в ТЦ из них в атмосферу через атмосферный клапан главной части ВР.

Тормозной цилиндр

Тормозной цилиндр предназначен для преобразования энергии сжатого воздуха в тормозную силу. Благодаря этому происходит двухстороннее нажатие тормозных колодок на колесо.

Рис. 3.65. Тормозной цилиндр

На каждом вагоне установлено восемь тормозных цилиндров (по четыре на каждой тележке), которые крепятся к специальным кронштейнам по торцам продольных балок рамы тележки. Крепление каждого цилиндра производится при помощи четырех болтов.

Рис. 3.66. Расположение тормозных цилиндров на тележке

На каждой тележке один из тормозных цилиндров установлен в едином корпусе со стояночным тормозом (блок-тормоз). Блок-тормоз устанавливается на месте первого левого и последнего правого тормозного цилиндра.

Рис. 3.67. Устройство тормозного цилиндра

- вилка в сборе
- заклепка штока
- крышка сальника в сборе
- кольцо
- набивка фильтра
- решетка фильтра
- кольцо фильтра
- крышка в сборе
- прокладка
- винт М8х16
- труба штока в сборе
- пружина
- корпус в сборе
- кольцо штока
- шток поршня
- поршень в сборе
- кольцо смазочное
- манжета

Внутри корпуса (обечайки), имеющего днище и фланец крепления, размещается поршень.

Поршень тормозного цилиндра имеет две резиновых уплотнительных манжеты и маслосъемное кольцо из войлока, прижимаемое к зеркалу цилиндра пружинным кольцом.
К поршню приварена опора (бобышка), на внешнюю резьбу которой накручен наконечник трубы. Изнутри опора имеет сферическую впадину для совмещения с шаровым наконечником штока. При этом удерживающее кольцо при накручивании наконечника трубы поджимает шаровой наконечник штока к сферической впадине опоры поршня.
Цилиндр закрывается крышкой на четырех болтах. В ее передней части установлен сальник, а также образовано атмосферное окно, закрытое промасленным волосяным фильтром. Фильтр удерживается в окне при помощи двух стопорных колец и сетчатых перегородок.
К днищу цилиндра приварен штуцер (болка). К штоку поршня при помощи раскаленного штифта крепится наконечник вильчатой проушины для соединения с кольцевым рычагом РТП.
Возвратная пружина перемещает поршень со штоком в исходное положение при отпуске тормоза.

При поднятии питательного клапана тормозного воздухораспределителя сжатый воздух напорной магистрали поступает через штуцер в рабочею камеру тормозного цилиндра (справа от поршня). Усилием давления воздуха поршень вместе со штоком и трубой перемещается в рабочее (левое) положение, в результате чего происходит прижатие тормозных колодок к колесу.

Устройство тормозного цилиндра и стояночного тормоза

Рис. 3.68. Блок-тормоз

- корпус пружинного аккумулятора
- корпус стояночного тормоза
- камера тормозного цилиндра
- уплотнительная прокладка
- поршень тормозного цилиндра
- стакан
- пружина
- оттормаживающий винт
- промежуточный шток
- уплотнительные манжеты
- втулка
- дно стакана

Примечание. По нормам эксплуатации перемещение поршня с выходом штока из тормозного цилиндра при торможении должно составлять 50-55 мм (при максимальном ходе 137 мм).
Шаровой наконечник штока необходим для возможности совершения движений вильчатой проушины с противоположной стороны штока в вертикальной плоскости, т.к. верхний конец кольцевого рычага, с которым соединена валиком вильчатая проушина, движется при торможении или отпуске тормоза по дуге.
Атмосферное окно в передней части крышки тормозного цилиндра исключает создание противодавления или разряжения в камере за поршнем при его перемещении по цилиндру в одну или другую сторону, а волосяной фильтр в окне препятствует попаданию абразивных частиц на зеркало цилиндра с заходящим атмосферным воздухом.

Неисправности тормозного цилиндра

Разрыв резиновых манжет (или кожаной манжеты, что бывает крайне редко) на поршне. В этом случае при работе тормозного цилиндра на торможение, будет наблюдаться дутье воздуха через атмосферное окно.
Излом возвратной пружины поршня. Данная неисправность приведет к замедленному перемещению поршня со штоком в исходное положение при отпуске тормоза, так как сам отпуск будет происходить только за счет действия пружины оттормаживающего устройства и собственной массы рычагов РТП вместе с тормозными колодками.
Засорение волосяного фильтра атмосферного окна. При этом работа тормозного цилиндра станет неэффективной, т.к. воздух не сможет циркулировать через атмосферное окно. При этом при максимальных загрузках вагона создается большое давление воздуха в тормозном цилиндре, что может привести к выдавливанию наружу самого фильтра (или сальника в передней части крышки), попаданию грязи на зеркало цилиндра (или трубу) и, как следствие, к заклиниванию поршня в крайних или промежуточных положениях.

Автоматический выключатель торможения 325

Автоматический выключатель торможения (АВТ) 325.000-1 предназначен для исключения одновременного (совместного) действия электродинамического (реостатного) и пневматического торможения при давлении воздуха в тормозных цилиндрах выше определенного значения.

Рис. 3.69. Автоматический выключатель торможения

При определенном давлении в тормозных цилиндрах, АВТ размыкает электрическую цепь схемы управления тяговых двигателей, отключая электрическое торможение. Это необходимо для исключения заклинивания колесных пар при одновременном электрическом и пневматическом торможении и сохранения длинны тормозного пути.

АВТ установлен под сиденьем второго левого длинного дивана и через двухходовой разобщительный кран подключен к трубке ОТЦ.

Технические данные АВТ:

размыкает контакты при давлении в тормозных цилиндрах 1,9-2,1 ат.
замыкает контакты при давлении в тормозных цилиндрах 0,9-1,5 ат.

При работе вентиля замещения №1 АВТ не срабатывает.

Устройство автоматического выключателя торможения 325

Автоматический выключатель торможения состоит из корпуса (11), в нижней части которого двумя болтами закреплен резьбовой штуцер (15), зажимающий резиновую диафрагму (14). Справа от диафрагмы помещен пластмассовый плунжер (7), нагруженный регулирующей пружиной (12). Поджатие этой пружины осуществляется регулировочным винтом (8), который стопорится контргайкой (10).
Для исключения случайной регулировки на регулировочный винт навинчивается специальная контргайка (9).
В плунжере имеется стальная ось, концы которой выступают за поверхность, образуя цапфы, в которые входят проушины нижнего рычага (13). Сам рычаг при помощи оси шарнирно закреплен на неподвижной стойке (16). Сверху на рычаг опирается вилка (4) подвижного контакта (3), притянутая к нижнему рычагу отключающей пружины (17).

Рис. 3.70. Устройство АВТ 325

- пластмассовая панель
- неподвижный контакт
- подвижный контакт
- вилка подвижного контакта
- крышка
- опорный изолятор
- пластмассовый плунжер
- регулировочный винт
- контргайка
- контргайка
- корпус
- регулирующая пружина
- нижний рычаг
- резиновая диафрагма
- резьбовой штуцер
- стойка
- отключающая пружина
- винт
- винт
- гайка
- пластмассовая крышка
- гибкий провод

В верхней части корпуса закреплена при помощи двух винтов пластмассовая панель (1) с неподвижным контактом (2) и винтом (18), крепящим стойку (16). Панель закрыта пластмассовой крышкой (21), которая надета на винт (19) и закреплена гайкой (20). Вывод от подвижного контакта на панель к винту (18) осуществляется гибким проводом (22). Корпус сверху закрыт откидывающейся крышкой (5), имеющей проточку, в которую вставляется резиновое уплотнение, предохранящее внутреннюю полость от попадания грязи и пыли.

Работа автоматического выключателя торможения 325

При заполнении тормозного цилиндра сжатый воздух одновременно поступает в штуцер автоматического выключателя торможения и действует на резиновую диафрагму, которая, прогибаясь, действует на на плунжер. Плунжер цапфами поворачивает нижний рычаг влево, выпрямляя угол между осью нижнего рычага и вилкой подвижного контакта.
Пройдя положение мертвой точки, вилка под действием отключающей пружины откидывается на опорный изолятор, размыкая подвижный и неподвижный контакты.
При отпуске тормоза сжатый воздух выходит из тормозного цилиндра и одновременно из полости слева от диафрагмы. Регулирующая пружина возвращает поршень влево до упора, поворачивая рычаг в обратном направлении. Происходит замыкание контактов.

Электропневматический клапан автостопа №481

Электропневматический клапан №481 (ЭПК) предназначен для экстренной разрядки тормозной магистрали при отказе контроля скорости в системе автоматического регулирования скорости (АРС) и при нарушении цепи управления электродинамического тормоза.
По конструкции ЭПК является клапанно-поршневым прибором.

Рис. 3.71. Электропневматический клапан автостопа

ЭПК установлен на головных вагонах, оборудованных системой АРС. ЭПК крепится к кронштейну на раме кузова под кабиной управления вагона с правой стороны. Соединение с тормозной магистралью осуществляется при помощи фланцев, прокладок и болтов.
Подключение к тормозной магистрали осуществляется при помощи трехходового разобщительного крана ЭПК, расположенного в кабине управления справа.

Устройство электропневматического клапана автостопа №481

ЭПК автостопа состоит из кронштейна и съемной электропневматической части, которая включает в себя корпус с возбудительным клапаном, срывным поршнем и электромагнит.
Конструкция ЭПК автостопа выполнена таким образом, что при его монтаже не требуется дополнительных соединений воздухопроводов, а электрический контакт между кронштейном и электропневматической частью осуществляется автоматически при закреплении фланцевого соединения.

Рис. 3.72. Устройство электропневматического клапана автостопа

кронштейн
колодка
колодка
электропневматическая часть
электромагнит с крышкой
якорь
шток
возбудительный клапан в сборе
пружина
пружина
поршень-клапан
прокладка

Шток-толкатель жестко связан с якорем при помощи гаек. Снизу шток-толкатель имеет возвратную пружину.
Возбудительный клапан - клапан мягкой посадки, то есть имеет резиновую посадочную поверхность. Снизу возбудительный клапан имеет возвратную пружину. Седлом клапана является верхний торец втулки, запрессованной в корпус. Канал втулки сообщается с надпоршневой камерой. При открытом возбудительном клапане надпоршневая камера сообщается с атмосферой через атмосферное отверстие в корпусе.
Поршень-клапан имеет направляющий хвостовик крестообразного сечения и нагрузочную пружину сверху. В поршне имеется калиброванное отверстие диаметром 0,8 мм, сообщающее между собой надпоршневую и подпоршневую камеры. Клапаном является резиновое уплотнение, которое крепится к поршню при помощи болта. Седлом поршня-клапана является втулка в корпусе. Под поршнем-клапаном, во втулке, расположен атмосферный канал. Подпоршневая камера, при открытом трехходовом разобщительном кране ЭПК сообщается с тормозной магистралью.
Колодки предназначены для крепления электроконтактов.
Электрическая часть ЭПК автостопа включается через электрическое реле времени в систему АРС, а пневматическая часть - в систему пневматического тормоза.

Работа электропневматического клапана автостопа №481

Включение.
При включении тумблера АРС в кабине управления подается напряжение на катушку ЭПК. В катушке создается электромагнитная сила и якорь притягивается к сердечнику (делает ход вниз). При этом, связанный с якорем шток-толкатель, переместившись вниз и сжав свою возвратную пружину, воздействует на возбудительный клапан сверху. Возбудительный клапан перемещается вниз, сжимая свою возвратную пружину, и закрывается. В результате надпоршневая камера разобщается от атмосферы.
После открытия разобщительного крана ЭПК сжатый воздух из тормозной магистрали поступает в подпоршневую камеру и далее, через калиброванное отверстие в поршне, в надпоршневую камеру. Когда давление к надпоршневой и подпоршневой камерах уравнивается, поршень-клапан, усилием своей нагрузочной пружины перемещается вниз, и закрывает атмосферный канал разобщая тормозную магистраль от атмосферы.
Срабатывание.
По команде системы АРС снимается напряжение с катушки ЭПК. При этом электромагнитная сила пропадает и якорь со штоком-толкателем усилием возвратной пружины перемещаются вверх. Возбудительный клапан, также усилием своей возвратной пружины перемещается вверх и открывается. Надпоршневая камера через открытый возбудительный клапан сообщается с атмосферой.
Так как диаметр калиброванного отверстия в поршне-клапане мал, поршень усилием сжатого воздуха тормозной магистрали перемещается вверх, сжимая нагрузочную пружину. Через открывшийся атмосферный канал тормозная магистраль сообщается с атмосферой. Начинается разрядка тормозной магистрали экстренным темпом – экстренное пневматическое торможение.

При срабатывании ЭПК для его повторного включения необходимо переключить систему АРС следующим порядком:

закрыть трехходовой разобщительный кран ЭПК.
отключить тумблеры АРС.
сделать выдержку 5-7 сек.
включить тумблеры АРС.
открыть трехходовой разобщительный кран ЭПК.

Сигнализатор отпуска тормозов

Сигнализатор отпуска тормозов 352А предназначен для подачи соответствующего сигнала (при замыкании или размыкании блокировки) в электрической схеме вагона о наличии контролируемого давления сжатого воздуха.

Рис. 3.73. Сигнализатор отпуска тормозов

Технические данные:

рабочее давление, МПа (кгс/см²) - до 0,6 (до 6)
давление размыкания и замыкания электроконтактов, МПа (кгс/см²) - 0,03 - 0,04 (0,3 - 0,4)
присоединительная резьба - труб. ½˝
габаритные размеры, мм - 134хØ75
масса, кг - 0,68

Устройство сигнализатора отпуска тормозов

Рис. 3.75. Устройство сигнализатора отпуска тормозов

Сигнализатор отпуска тормозов 352А состоит из корпуса (4) и основания (1), которые соединены между собой при помощи четырех болтов. Между корпусом и основанием установлена диафоагма (2), на которой закреплены подвижные контакты.

- основание
- диафрагма
- изолятор
- корпус
- провода

В прорези корпуса вставлен стержень, к которому при помощи винтов крепятся направляющая втулка и изолятор (3) с неподвижными контактами. Концы стержня зажимаются двумя гайками. К неподвижным контактам присоединяются провода (5).
Для более надежного размыкания контактов сигнализатора между диафрагмой и сигнализатором установлена пружина.
Для предотвращения попадания влаги и пыли внутрь сигнализатора между гайками, в обхват концов стержня, закладывается резиновая прокладка. Для защиты этой прокладки от повреждений (при вращении гаек) по обе стороны прокладки устанавливаются стальные шайбы.

Сигнализатор давления

Рис. 3.74. Сигнализатор давления

Рис. 3.76. Устройство сигнализатора давления

Автоматический выключатель управления АВУ-045

Автоматический выключатель управления (АВУ-045) предназначен для замыкания и размыкания электрических цепей управления в зависимости от давления воздуха в подключаемой к нему магистрали.
Пневматический тормоз обладает так называемым «свойством мягкости». Это означает, что при утечке сжатого воздуха из тормозной магистрали темпом мягкости (0,3 – 0,5 ат/мин.) воздухораспределитель не осуществляет пневматического торможения. Это происходит потому, что при падении давления в магистральной камере главной части воздухораспределителя одновременно падает давление в рабочей камере главной части ВР и в рабочей камере объемом 7 литров. Причиной является то, что воздух из них успевает свободно проходить через открытое внешнее седло клапана зарядки и калиброванное отверстие диаметром 0,8 мм в верхней части зажима магистральной диафрагмы, не вызывая разницы давления в рабочей и магистральных камерах главной части ВР.
Такие утечки, при несвоевременном обнаружении их машинистом, весьма опасны. Поэтому для контроля за подобными ситуациями, был разработан прибор безопасности АВУ-045.

Рис. 3.77. Автоматический выключатель управления

При падении давления в тормозной магистрали ниже отметки в 2,7 – 2,9 ат АВУ-045 размыкает свой контакт в цепи катушки Р1-5 (цепь управления) и включает вентиль замещения №1 на всех вагонах состава.
АВУ-045 по конструкции относится к клапанно-диафрагменно-поршневым электропневматическим приборам. АВУ-045 условно можно разделить на две части: пневматическую и электрическую (контактную).
АВУ-045 установлен в кабине машиниста, перед УАВА. У машиниста, в предусмотренных случаях, есть возможность отключить АВУ-045 при помощи тумблера, который расположен на пульте и опломбирован.

Устройство автоматического выключателя управления АВУ-045

Рис. 3.78. Автоматический выключатель управления

- регулировочный винт
- контргайка
- стакан
- центрирующие шайбы
- регулировочная пружина
- направляющая шайба
- резиновая диафрагма
- полый толкатель
- штуцер трубопровода тормозной магистрали
- внешнее седло атмосферного клапана
- атмосферный клапан
- внутреннее седло атмосферного клапана
- поршень
- подвижные контакты
- неподвижные контакты

Пневматическая часть:

Рис. 3.79. Пневматическая часть АВУ 045

регулировочная пружина (5) расположена в стакане, закрепленном на корпусе при помощи четырех болтов. Пружина имеет две центрирующие шайбы и нагружает резиновую диафрагму сверху через направляющую шайбу. В стакан ввернут регулировочный винт, при помощи которого можно изменить усилие пружины. Регулировочный винт фиксируется при помощи контргайки.
резиновая диафрагма (7) установлена между стаканом и корпусом АВУ-045. Камера под диафрагмой сообщается с тормозной магистралью, которая подведена к АВУ-045 через штуцер и боковой наклонный канал.
полый толкатель (8) установлен под резиновой диафрагмой. Толкатель имеет снизу возвратную пружину. Канал толкателя сообщается с камерой под диафрагмой, а, следовательно, и с тормозной магистралью через два отверстия в верхней его части. Нижний торец полого толкателя, является внутренним подвижным седлом атмосферного клапана.
атмосферный клапан (11) является двухседельчатым. Внутренним седлом атмосферного клапана является нижний торец полого толкателя, а внешнее седло выполнено внутри корпуса АВУ-045. Атмосферный клапан имеет снизу возвратную пружину. Атмосферное отверстие расположено под атмосферным клапаном.
слева в корпусе расположен поршень с хвостовиком (13). Поршень имеет возвратную пружину слева и уплотнительную манжету. Своим хвостовиком поршень взаимодействует с подвижными контактами. Поршневая камера, при открытом внешнем и закрытом внутреннем седле атмосферного клапана сообщается с атмосферой, а при открытом внутреннем и закрытом внешнем седле атмосферного клапана с тормозной магистралью, через канал полого толкателя.

Электрическая (контактная) часть:

Рис. 3.80. Контактная часть АВУ 045

контактная часть закрыта пластмассовым коробом, который крепится к корпусу АВУ-045 при помощи пружинного крепления.
подвижные контакты (14) представляют собой четыре контакта мостикового типа. Подвижные контакты имеют пружину слева и толкатель справа, который взаимодействует с хвостовиком поршня.
неподвижные контакты (15): при замыкании контактов №1 и №2 включается вентиль замещения №1 на составе. Контакты №3 и №4 расположены в цепи катушки Р1-5 (схема управления). При этом, нормально замкнутыми (при отсутствии давления в тормозной магистрали являются контакты №1 и №2 ( вентиль замещения №1), а нормально разомкнутыми контакты №3 и №4 (схема управления).

Работа автоматического выключателя управления АВУ-045

Включение. В случае понижения давления воздуха в тормозной магистрали до уровня 2,7 – 2,9 АТ давление понижается также и в камере под диафрагмой АВУ-045, так как она сообщается с тормозной магистралью. При этом нагрузочная пружина преодолевает уменьшившееся усилие сжатого воздуха снизу на диафрагму и прогибает ее вниз.
Диафрагма, прогибаясь, перемещает вниз полый толкатель. Внутреннее седло атмосферного клапана закрывается, а внешнее открывается, сообщая с атмосферой поршневую камеру.
Так как поршневая камера сообщилась с атмосферой, поршень, усилием своей пружины перемещается вправо и его воздействие на толкатель контактной группы пропадает. Подвижные контакты, также под воздействием своей пружины перемещаются вправо. Контакты №3 и №4 (схема управления) размыкаются, а контакты №1 и №2 замыкаются, включая вентиль замещения №1 на всем составе.
Отключение. При повышении давления воздуха в тормозной магистрали до уровня 3,5 – 3,7 АТ давление также повышается в камере под диафрагмой АВУ-045. Под воздействием сжатого воздуха диафрагма, преодолевая усилие нагрузочной пружины прогибается вверх. Полый толкатель под действием своей возвратной пружины также перемещается вверх.
Внешнее седло атмосферного клапана закрывается, разобщая поршневую камеру от атмосферы. Внутреннее седло атмосферного клапана открывается, и тормозная магистраль сообщается с поршневой камерой через полый толкатель. Усилием сжатого воздуха справа, поршень перемещается влево, сжимая возвратную пружину.
Своим хвостовиком поршень воздействует на толкатель контактной группы, который в свою очередь воздействует на подвижные контакты, которые перемещаются влево сжимая свою пружину. Контакты №1 и №2 размыкаются, и вентиль замещения №1 отключается. Контакты №3 и №4 (схема управления) замыкаются, делая возможным дальнейшее движение.

Неисправности автоматического выключателя управления АВУ-045

разрыв диафрагмы
излом возвратных пружин
излом регулировочной пружины
неплотная посадка клапана на седло
засорение полого толкателя
подгар контактов

Проверка АВУ-045 в депо:

Перед началом проверки, зарядив тормозную магистраль до 5 АТ, необходимо перекрыть концевые краны тормозной магистрали между первым и вторым вагоном.
При помощи крана машиниста, необходимо разрядить тормозную магистраль головного вагона до давления 2.7 – 2.9 АТ и проконтролировать срабатывание АВУ-045 по загоранию лампы АВУ-045 на пульте управления.
Проверить включение АВУ-045 по наличию давления от вентиля замещения №1 в остальной части поезда при нормальном давлении в тормозной магистрали.
Восстановить концевые краны и проверить аналогичным способом включение АВУ-045 из хвостового вагона.

Общий принцип действий, при возможной неисправности АВУ-045:

Если при переводе главной ручки КВ в ходовое положение состав в движение не придет, на пульте не погаснут красные лампы РП и ЛСН ( РП полным накалом) и в ТЦ останется давление от вентиля замещения №1, то одной из возможных причин данной неисправности, при нормальном давлении в тормозной магистрали, может являться АВУ-045 головного вагона ( при срабатывании АВУ-045 хвостового вагона также включатся вентили замещения №1 на всем составе, но схема управления будет работать нормально и красные лампы РП и ЛСН гореть не будут).

Если отключение тумблера АВУ-045, а также другие действия, необходимые при выходе из случая неисправности, не помогли, то нужно, приведя кабину в нерабочее положение (не отключая тумблер МК и не закрывая разобщительный кран (краны 2-й тяги), следовать по составу в хвостовую кабину, по пути обращая внимание на давление в тормозной магистрали, проверяя открытое положение концевых кранов тормозной магистрали и прослушивать состав на предмет утечек сжатого воздуха. При выявлении перекрытого крана тормозной магистрали необходимо вновь открыть кран.
Если при следовании по составу неисправностей не выявлено, то необходимо в хвостовой кабине отключить тумблер АВУ-045.
Если после отключения тумблера в хвостовой кабине сохраняется давление от вентиля замещения №1, то необходимо отключить автоматики вентиля замещения №1 на всем составе и при стоянке на станции переводить главную ручку КВ в положение «тормоз 2» (для появление контроля тормоза).

Примечание.
Приведен только примерный порядок действий, который может меняться в зависимости от ситуации, типа подвижного состава и местных инструкций электродепо.

Автостопная пневматика

Автостопная магистраль (5,0 – 5,2 Атм) служит для создания сжатого воздуха, обеспечивающего работу приборов экстренного пневматического тормоза. В автостопную пневматику входят срывной клапан и универсальный автоматический выключатель автостопа.

Универсальный автоматический выключатель автостопа

Предназначен для автоматического отключения тяговых двигателей при срабатывании срывного клапана и для временного или постоянного отключения срывного клапана от тормозной магистрали вручную, после произведенного служебного торможения.

Рис. 4.1. Универсальный автоматический выключатель автостопа

УАВА состоит из пневматической и электропневматической частей, укрепленных на чугунном основании (кронштейне).
Пневматическая часть, имеющая рукоятку управления с тремя положениями, осуществляет временное и постоянное выключение системы автостопа.
Электропневматическая часть путем размыкания контактов в цепи управления осуществляет отключение тяговых двигателей при срабатывании срывного клапана автостопа.

Устройство универсального автоматического выключателя автостопа

Рис. 4.2. Устройство универсального автоматического выключателя автостопа

УАВА состоит из чугунного основания (1), пневматической части и электропневматической (контактной части), собранной в корпусе. Основание имеет два патрубка, к которым при помощи накидных гаек присоединяют трубопроводы: к левому от тормозной магистрали, к правому от срывного клапана автостопа.
Внутри основания имеется коленообразный канал. В левой части он проходит через седло для посадки клапана (2). В правой части установлены две трубки: нагнетательная (20) с калиброванным отверстием 1,75мм и всасывающая (19) с двумя калиброванными отверстиями – горизонтальным 1,5мм и вертикальным ( в конце трубки) 2мм.

Рис. 4.3. Устройство универсального автоматического выключателя автостопа

Внутри корпуса пневматической части помещен клапан (2), который состоит из большого стакана и вставленного в него малого стакана, внутри которого помещается пружина. В большой стакан снизу ввинчивается обойма с резиновым уплотнительным кольцом.
В отверстии верхней части корпуса вставлены валик (21), на шпонках которого укреплен кулачок (6), ручка управления (7) и контрольный стержень (8), фиксирующий кулачок и ручку управления во включенном верхнем положении.

Рис. 4.4. Устройство универсального автоматического выключателя автостопа

- кронштейн
- клапан
- пружина
- пружина
- корпус
- упорка
- кулачок
- ручка
- фиксаторы
- ось
- заслонка
- шплинт
- толкатель
- крышка контактов
- скользящий контакт
- плунжер
- седло клапана
- поршень
- всасывающая трубка
- нагнетательная трубка
- валик
- фиксатор
- изоляционная втулка

В корпусе контактной части собран контактный узел, состоящий из текстолитовой панели с двумя латунными контактными сегментами. Внутри панели вставлен плунжер (15), в который входит пластмассовый толкатель (12) с бронзовой лепестковой пружиной контактов (14). Когда толкатель утоплен, пружина лепестками замыкает оба контактных сегмента, замыкая тем самым цепь управления тяговым двигателем.

УАВА включен только в кабинах головного и хвостового вагонов. При включенном УАВА воздух из тормозной магистрали поступает в автостопную магистраль. Клапан находится в верхнем положении (открыт). Через отверстия нагнетательной и всасывающей трубок, сжатый воздух заполняет полости над и под поршнем и поршень под действием пружины прижат к седлу. Для обеспечения большей плотности в верхней части поршня имеется резиновое уплотнение, которое закрывает центральное отверстие, ведущее к толкателю электропневматической части.

Работа УАВА

При помощи УАВА можно производить временное или постоянное отключение автостопа.
В положении зарядки ручка находится в вертикальном положении и застопорена фиксатором, который входит в сквозное отверстие кулачка.
Тормозная магистраль через открытый клапан пневматической части сообщается со срывным клапаном. Сжатый воздух через нагнетательную и всасывающую трубки проходит в полости над и под поршнем. Поршень плотно прижат к седлу пружиной и своим уплотнением перекрывает отверстие в седле.
Для временного отключения автостопа машинист разряжает тормозную магистраль до 2АТ краном машиниста, помощник машиниста выдвигает контрольный стержень наполовину и ручку управления переводит из первого (вертикального) положения во второе (до упора в контрольный стержень). При этом кулачок воздействует на дно малого стакана. Малый стакан опускается и сжимает пружину, которая давит на большой стакан и обойму клапана. Клапан пневматической части перемещается вниз и садится на седло, разобщая тормозную магистраль от автостопной. При отключении помощник машиниста удерживает ручку управления в отключенном положении усилием руки, так как после освобождения ручки клапан вновь откроет соединение тормозной магистрали со срывным клапаном.
Постоянное отключение производится таким же порядком, как и при временном, но только ручка управления переводится в третье положение. Для этого контрольный стержень выдвигается полностью, ручка опускается вниз до тех пор, пока стопор своим хвостовиком не зафиксирует кулачок в нижнем положении.
Для включения УАВА необходимо поднять стопор, освободив кулачок и вернуть ручку в верхнее положение и зафиксировать ее кулачком.
При срабатывании срывного клапана УАВА обеспечивает размыкание контактов и разбор схемы ходового режима. При разрядке тормозной магистрали и движении воздуха по коленообразному каналу в вершине колена создается напор сжатого воздуха, который через нагнетательную трубку поступает в камеру над поршнем. В тоже время происходит отсос воздуха из камеры под поршнем через всасывающую трубку. Из-за возникшей разности давлений поршень делает ход вниз, преодолевая усилие пружины. Открывается канал, через который воздух из надпоршневой камеры воздействует на плунжер снизу, поднимая его вверх вместе с толкателем и лепестковыми контактами. Таким образом происходит размыкание электрической цепи ходового режима.
После того как срывной клапан прекратит разрядку тормозной магистрали, при помощи крана машиниста происходит её зарядка до 5АТ. Происходит отпуск тормозов и одновременно поднимается давление в автостопной магистрали до зарядного (5АТ). Через нагнетательную и всасывающие трубки давление в камерах над и под поршнем поднимается и под действием пружины поршень поднимается вверх до упора резиновым уплотнением в седло.
Для восстановления электроконтактов УАВА необходимо нажать пальцем руки на толкатель, утопив его до упора. В этом случае лепестковые контакты вновь замкнутся.

Примечание. Если разрядка тормозной магистрали производится через кран машиниста, стоп-кран, ЭПК, то разрыва контактов УАВА не происходит, т.к. в коленообразном канале УАВА движение воздуха будет происходить в обратном направлении, давление в камере под поршнем будет расти, а над поршнем понижаться и в результате отрыва поршня от седла не будет.

Срывной клапан

Срывной клапан предназначен для экстренного пневматического торможения в случаях проезда поездом светофора с запрещающим показанием (оборудованного автостопом), а также при превышении установленной скорости движения поезда на участках, оборудованных инерционными путевыми шинами.

Рис. 4.5. Срывной клапан

Прибор установлен на специальном кронштейне первой правой буксы головных вагонов. Крепится к кронштейну двумя шпильками. Регулировка высоты нижней плоскости скобы срывного клапана над уровнем головки рельса осуществляется регулировочным винтом и составляет 53-55 мм.

Рис. 4.6. Срывной клапан

Рис. 4.7. Устройство срывного клапана

- корпус
- втулка, запрессованная в корпус
- поршень-клапан
- толкатель
- уплотнительная манжета
- возвратная пружина
- уплотнение
- заслонка
- скоба фиксатора
- ручка
- фиксатор
- возвратная пружина
- стакан
- эксцентрик

Срывной клапан состоит из двух узлов расположенных в одном корпусе: механического и пневматического.
Механический узел включает эксцентрик, жестко связанный со скобой, стакан и фиксирующее устройство.
Пневматический узел включает поршень-клапан с толкателем. На поршне установлен клапан мягкой посадки, то есть он имеет резиновую посадочную поверхность. Седлом клапана является втулка запрессованная в корпус. На поршне имеется резиновая уплотнительная манжета воротникового типа. Справа от поршня в корпусе срывного клапана высверлено атмосферное отверстие, исключающее образование компрессии при ходе поршня вправо.
Справа от поршня, между седлом клапана и резиновой манжетой образована камера, по каналу сообщающаяся с тормозной магистралью.
Срывной клапан имеет два положения: "Включено" и "Отключено".

Работа срывного клапана вагонов метро

При наезде на путевую шину, скоба срывного клапана отклоняется влево. При этом происходит поворот эксцентрика по часовой стрелке. Своей выступающей частью, эксцентрик воздействует на толкатель перемещая поршень-клапан вправо. Клапан открывается и тормозная магистраль сообщается с атмосферой через открытое седло клапана и атмосферный канал с пружинной заслонкой.
Происходит разрядка тормозной магистрали экстренным темпом – экстренное пневматическое торможение.
После проследования путевой скобы автостопа эксцентрик, под действием возвратных пружин в стакане, возвращается в исходное положение и его воздействие на толкатель поршня прекращается. Однако, поршень-клапан останется в правом (открытом) положении из-за того, что сжатый воздух тормозной магистрали, воздействуя на поверхность поршня, удерживает его в открытом положении. Закрытие клапана произойдет при понижении давления в тормозной магистрали до 1,8 – 2,0 АТ. При этом, усилием возвратной пружины, поршень-клапан вернется в исходное (левое) положение и закроется. Разрядка тормозной магистрали прекратится.
Следует отметить, что при срабатывании срывного клапана и втором (первом) положении ручки КМ, срывной клапан садиться не должен так как потеря сжатого воздуха из тормозной магистрали компенсируется работой крана машиниста. Давление в тормозной магистрали удерживается на уровне выше чем 1,8 – 2,0 АТ, и срывной клапан не садится. Для посадки срывного клапана необходимо перевести ручку КМ в 5 (7) положение и понизить давление в тормозной магистрали до 1,8 – 2,0 АТ.
Посадку клапана после наезда скобой срывного клапана на путевую шину можно произвести и ручкой УАВА, перекрыв подачу воздуха из тормозной магистрали к срывному клапану.

Примечание. В тупиках, а также на участках, где ограничены скорости для безопасности движения поездов, устанавливаются инерционные шины. При проезде поезда со скоростью, не превышающей допустимую, скоба клапана, ударяясь об инерционную шину, отклоняет ее, не вызывая при этом срабатывание клапана. При проезде инерционной шины со скоростью, превышающей допустимую, скоба отклоняется, вызывая срабатывание клапана.

Дверная пневматика

Дверная магистраль (3,4 – 3,6 Атм) обеспечивает работу автоматических дверей.

Дверной воздухораспределитель

Дверной воздухораспределитель 87 (ДВР) предназначен для распределения сжатого воздуха дверной магистрали по полостям (камерам) дверных цилиндров.
Благодаря его работе осуществляется открытие и закрытие раздвижных дверей на вагоне, а также исключается возможность самопроизвольного открытия дверей с обеих сторон одновременно. По своей конструкции ДВР относится к электропневматическим, клапанно-поршневым приборам.
ДВР установлен в салоне вагона, в хвостовой части под трехместным диваном слева. Там же установлен двухходовой кран ДМ и редуктор ДМ.

Рис. 5.1. Дверной воздухораспределитель

Устройство дверного воздухораспределителя

ДВР в сборе установлен на привалочной плите и крепится к ней при помощи болтов. К привалочной плите, а через неё к корпусу ДВР, подходят шесть воздуховодов, закрытых сетчатыми фильтрами. Два воздуховода ведут к передним полостям дверных цилиндров, два воздуховода ведут к задним полостям дверных цилиндров и два воздуховода имеют шумоглушение и сообщаются с атмосферой.
Также к ДВР (к межпоршневым камерам и к вентилям ДВР) подходит трубопровод дверной магистрали.

К каждой межпоршневой камере подходят три канала:

канал а ведет в передние полости дверных цилиндров (открытие дверей)
канал b ведет в атмосферу и заканчивается шумоглушением
канал с ведет в задние полости дверных цилиндров (закрытие дверей).

Рис. 5.2. Устройство дверного воздухораспределителя

Дифференциальный поршень, представляет собой два поршня разного диаметра, соединенные между собой штоком с выточкой. Поршни имеют металлические компрессионные кольца. В ДВР два дифференциальных поршня. Они установлены в специальных камерах, расположенных в корпусе ДВР.

Рис. 5.3. Поршень

Золотник установлен на выточке в центре штока дифференциального поршня. Внутри золотника выточена глухая выемка, при помощи которой золотник попеременно соединяет между собой каналы воздуховодов, подходящих к межпоршневым камерам ДВР. Золотник притерт к корпусу межпоршневых камер ДВР и прижимается к ним при помощи пружин. Межпоршневая камера ДВР всегда сообщается с дверной магистралью.

Рис. 5.4. Золотник

Электромагнитный вентиль. В ДВР установлены три электромагнитных вентиля выключающего типа. Вентиль №1 предназначен для открытия левых дверей на вагоне, вентиль №2 предназначен для открытия правых дверей на вагоне, вентиль №3 предназначен для закрытия дверей с обеих сторон вагона. Сверху на вентилях имеются кнопки, при помощи которых можно открыть и закрыть двери на вагоне.

Рис. 5.5. Электро-магнитный вентиль

Переключательный клапан свободно установлен в корпусе ДВР непосредственно под вентилем №3. Переключательный клапан предназначен для подключения нижнего или верхнего дифференциального поршня к режиму работы на открытие левых (правых) дверей.
Переключательный клапан имеет два положения: верхнее и нижнее. При любом положении переключательного клапана (даже при залипании его в промежуточном положении) средний канал, ведущий к вентилю №3, всегда остается открытым, то есть при любом положении переключательного клапана воздух дверной магистрали всегда подходит к вентилю №3.

Рис. 5.6. Переключательный клапан

Рис. 5.7. Переключательный клапан

Работа дверного воздухораспределителя

Открытие дверей Для открытия левых (правых) дверей необходимо, разблокировав выключатель закрытия дверей, нажать на кнопку открытия левых (правых) дверей. При этом по 31 (32) поездному проводу получают питание катушки вентилей №1 (№2) ДВР на составе.
При подаче питания на катушку вентиля №1 (№2) вентиль включается и отсекает дверную магистраль от камеры справа от малого поршня и сообщает её с атмосферой через атмосферное отверстие вентиля №1 (№2). Как только камера справа от малого поршня сообщилась с атмосферой, переключательный клапан усилием сжатого воздуха сверху перемещается вниз (вверх), исключая выход сжатого воздуха из остальной части ДВР в открытое атмосферное отверстие вентиля.
Так как камера справа от малого поршня сообщилась с атмосферой, дифференциальный поршень усилием сжатого воздуха в межпоршневой камере и в камере слева от большого поршня делает ход вправо. При этом золотник, установленный на выточке штока поршня, также переместившись вправо, сообщает канал с (задние полости дверных цилиндров) с каналом b (атмосфера), а канал а (передние полости дверных цилиндров) с межпоршневой камерой и следовательно с дверной магистралью.
Тем самым задние полости дверных цилиндров сообщаются с атмосферой, а передние полости с дверной магистралью. Двери слева (справа) открываются.

Примечание. Двери на вагоне можно также открыть нажав на кнопку, расположенную на вентиле №1 (№2) сверху.

Закрытие дверей Для закрытия дверей необходимо перевести выключатель закрытия дверей во включенное положение. При этом по 16 поездному проводу подается питание катушки вентилей №3 ДВР на составе.
При подаче питания на катушку вентиля №3 вентиль включается и и отсекает дверную магистраль от камер слева от больших поршней. Вследствие этого камеры через атмосферное отверстие вентиля №3 сообщаются с атмосферой. Поэтому, дифференциальный поршень под действием сжатого воздуха в межпоршневой камере и в камере справа от малого поршня делает ход влево.
При этом золотник, установленный на выточке штока поршня, также переместившись влево, сообщает канал а (передние полости дверных цилиндров) с каналом b (атмосфера), а канал с (задние полости дверных цилиндров) с межпоршневой камерой и следовательно с дверной магистралью. Тем самым передние полости дверных цилиндров сообщаются с атмосферой, а задние полости дверных цилиндров с воздухом дверной магистрали. Двери закрываются.

Примечание. Двери на вагоне можно закрыть также, нажав на кнопку, расположенную на вентиле №3 сверху.

Резервное закрытие дверей Для резервного закрытия дверей необходимо, при нахождении состава на станции, нажать на кнопку резервного закрытия дверей. Выключатель закрытия дверей должен находиться во включенном положении. При этом по 12 поездному проводу одновременно подается питание на катушки вентилей №1 и №2 ДВР на составе.
При одновременной подаче питания на катушки вентилей №1 и №2, вентили включаются и отсекают дверную магистраль от камер справа от малых поршней. Камеры при этом сообщаются с атмосферой через свои атмосферные отверстия. Также камеры слева от больших поршней через невключенный вентиль №3, открытый средний канал переключательного клапана и атмосферные отверстия вентиля №1 или вентиля №2 ( в зависимости от положения переключательного клапана) сообщаются с атмосферой. Следовательно воздух дверной магистрали остается только в межпоршневой камере.
Так как площадь левого поршня значительно больше площади правого, под действием воздуха дверной магистрали дифференциальный поршень делает ход влево. При этом золотник, установленный на выточке штока поршня, также переместившись влево, сообщает канал а (передние полости дверных цилиндров) с каналом b (атмосфера), а канал с (задние полости дверных цилиндров) с межпоршневой камерой и следовательно с дверной магистралью. Тем самым передние полости дверных цилиндров сообщаются с атмосферой, а задние полости дверных цилиндров с воздухом дверной магистрали. Двери закрываются.

Примечание. Так же можно закрыть двери резервным закрытием, нажав на кнопки вентилей №1 и №2 одновременно.

Вспомогательная пневматика

Магистраль сигнальных, контрольных и вспомогательных приборов обеспечивает контроль давления в напорной магистрали, тормозной магистрали, тормозных цилиндрах, подачу звукового сигнала и работу стеклоочистителя.

Звуковой сигнал "Тайфун"

Звуковой сигнал "Тайфун" предназначен для подачи звукового сигнала в необходимых случаях, оговоренных ПТЭ.
Является прибором безопасности и должен соответствовать техническим нормативам по мощности и высоте издаваемого звукового сигнала, а также подвергаться проверке работоспособности в депо при приемке состава машинистом.
Состоит из двух основных частей – педального клапана, который находится в кабине машиниста под пультом и устройства для подачи звукового сигнала, размещенного под кабиной машиниста справа от автосцепки.

Рис. 6.1. Сигнал 'Тайфун'

Рис. 6.4. Устройство сигнала 'Тайфун'

Работа звукового сигнала "Тайфун"

При нажатии на педаль, которая сама по себе является рычагом, питающий клапан (внутри корпуса педального клапана) смещается вперед и отходит от своего седла, пропуская сжатый воздух напорной магистрали к устройству для подачи звукового сигнала. Далее сжатый воздух через калиброванный канал (ниппель) подходит к стальной мембране устройства, которая начинает совершать колебательные движения (вибрировать), создавая тем самым звуковую волну. После чего звуковые волны проходят раструб (рупор), где их мощность усиливается.
Высоту звука (тональность) можно отрегулировать путем вращения поворотной крышки, прижимающей мембрану к корпусу (чем сильнее закрутить крышку и усилить прижатие мембраны – тем издаваемый звук будет выше).

Неисправности звукового сигнала "Тайфун"

При нажатии на педаль слышится шипение выходящего воздуха в педальном канале без соответствующего звука. В данном случае это может произойти из-за разрыва уплотнительной манжеты педального клапана.
При нажатии на педаль слышится шипение выходящего воздуха в устройстве для подачи звукового сигнала без соответствующего звука. Эта неисправность может возникать по двум причинам: разрыва мембраны или отложения на ней большого количества конденсата.
Слышится постоянный звук без нажатия на педаль, что также может иметь место из-за двух причин: излома возвратной пружины питающего клапана или неплотной посадки клапана на седло при попадании под него окалины.

Примечание: В случае, когда при нажатии на педаль нет никакого звука вообще, необходимо проверить открытие двухходового разобщительного крана. В настоящее время на номерных вагонах применяются устройства для подачи звукового сигнала, имеющие два раструба и, соответственно, две мембраны. Они настраиваются так, что издающиеся ими звуковые волны имеют разную длину и, следовательно, различную высоту (тональность) звука, что при наложении друг на друга создает повышенный раздражающий эффект.

Манометры

Манометры предназначены для визуального отображения реальной величины давления сжатого воздуха в соответствующих воздушных магистралях.
На каждом вагоне установлено два манометра: двухстрелочный и однострелочный.
На двухстрелочном манометре черная стрелка отображает давление сжатого воздуха в напорной магистрали, а красная стрелка - в тормозной магистрали.
Однострелочный манометр отображает давление сжатого воздуха в магистрали тормозных цилиндров.

Устройство манометра

Внутри круглого корпуса манометра размещается плоская изогнутая трубка, изготовленная из латуни. Верхний конец этой трубки запаян и соединяется с поводком, а нижний конец трубки расширен и соединен с входным штуцером манометра.
К поводку, в нижней его части, с помощью валика прикрепляется зубчатый сектор, который имеет возможность поворачиваться на своей оси от хода поводка вверх или вниз. С зубьями зубчатого сектора входит в зацепление шестеренка, на оси которой находится стрелка манометра.
Круглый циферблат крепится внутри корпуса за стеклом с помощью двух болтов и имеет отградуированную шкалу с цифровым нанесением величин давления воздуха.
Манометры выполнены в пылезащищенном и виброустойчивом исполнении.

Неисправности манометров

Запрещается эксплуатация манометров со следующими дефектами:

разбито стекло или имеется трещина на стекле
без нанесенной на стекло даты проверки
с просроченной датой проверки. При этом сроки ревизий манометров устанавливаются через 6 месяцев.

Пневматическое оборудование вагонов метро (Е, Еж, 81-714, 81-717)