Подвижной
состав метрополитена
Вагоны типа Д
Глава XI
СХЕМА
ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Принципиальная схема пневматики вагона типа Д приведена на рис. 125. В нее входят следующие узлы: напорная пневматика, тормозная пневматика, пневматика системы замещения электрического тормоза, дверная пневматика, пневматика электрических аппаратов, пневматика тифона.
68. Напорная пневматика
Напорная пневматика служит для обеспечения вагона запасом сжатого воздуха, необходимого для приведения в действие всех пневматических приборов и аппаратов.
Мотор-компрессор 1 (рис. 125) всасывает атмосферный воздух через фильтр 2 и рукав 3. Сжатый до противодавления 8 aт воздух, поступает в змеевик 4, где он охлаждается и подается далее через сборник 5 и обратный клапан 6 в главный резервуар 7 емкостью 300 л.
Из главного резервуара через предохранительный клапан 8 и другой сборник 9 сжатый воздух поступает в напорную магистраль, которая питает все остальные пневматические магистрали вагона.
Для поддержания в напорной магистрали давления воздуха в пределах 6,5-8,2 ат к ней подключен регулятор давления 10, который включает и отключает мотор-компрессор при указанных давлениях. В случае превышения давления, что может быть, например, при неисправности регулятора давления, предохранительный клапан 8, отрегулированный на 9 ат, будет выпускать избыточный воздух в атмосферу.
Междувагонные соединения напорной и тормозной магистралей, проходящих вдоль всего вагона, осуществляются в комбинированной автосцепке, где расположены соединительные клапаны. Для разобщения магистралей при расцеплении вагонов служат концевые краны двойной тяги 11, привод к которым выведен на торцы вагона и осуществляется рукоятками 12. Рукоятки напорной магистрали окрашиваются в синий цвет, а тормозной – в красный. Рукоятки кранов расположены по обе стороны автосцепки и переключение их возможно через торцевые двери вагона.
Для присоединения к воздушной магистрали депо при проведении ремонтных работ напорная магистраль имеет резьбовый патрубок 13 с разобщительным краном 14, расположенными между сборником и предохранительным клапаном.
69. Тормозная пневматика
Тормозная пневматика служит для производства полного и ступенчатого торможения, экстренного и автостопного торможения, для автоматического торможения вагонов в случае обрыва поезда, а также для полного и ступенчатого отпуска тормозов. Все эти действия производятся воздухораспределителем 75 М 15 системы Матросова (рис. 125), к которому приданы авторежим 16 и реле давления 17, а управление тормозом осуществляется через кран машиниста 18.
Тормозная магистраль получает питание из напорной магистрали через кран машиниста и его золотниково-питательный клапан 19, отрегулированный на давление 5-5,2 ат. Одновременно воздух с таким же давлением поступает в уравнительный резервуар 27 емкостью 9,5 л.
Тормозная магистраль имеет ответвление воздухопровода, идущее через универсальный автоматический выключатель автостопа УАВА 32 и рукав 52 к срывному клапану автостопа 31.
Давления воздуха в напорной и тормозной магистралях указываются двухстрелочным манометром 70, установленным в кабине машиниста. Одна система манометра (с красной стрелкой) соединена с уравнительным резервуаром и показывает давление воздуха в нем и, следовательно, в тормозной магистрали; другая система (с черной стрелкой) соединена с напорной магистралью.
Кран машиниста 18, при помощи которого происходит управление тормозом путем понижения (разрядки) и повышения (зарядки) давления в тормозной магистрали, имеет 5 положений:
1-е положение – зарядка и отпуск тормоза;
2-е положение – поездное;
3-е положение – перекрыша;
4-е положение – служебное торможение;
5-е положение – экстренное торможение.
Работа тормоза при этих положениях происходит следующим образом.
1-е положение – зарядка и отпуск тормоза. Воздух из напорной магистрали через каналы в золотнике крана машиниста поступает в уравнительный резервуар и в тормозную магистраль. Из тормозной магистрали через пылеловку 54, разобщительный кран 46 и воздухораспределитель 15, находящийся в положении зарядки, воздух поступает в запасный резервуар 20 емкостью 55 л.
Этот резервуар во время торможения обеспечивает сжатым воздухом тормозные цилиндры 21 второй тележки.
Имеющийся на вагоне вспомогательный запасный резервуар 22, также емкостью 55 л, обеспечивает во время торможения сжатым воздухом тормозные цилиндры 23 первой тележки. Этот резервуар заряжается, помимо воздухораспределителя, непосредственно от напорной магистрали через разобщительный кран 24, золотниково-питательный клапан 25 и пылеловку 26, разобщительный кран 74 и обратный клапан 75.
Тройник 76 с пробкой, установленный в этом воздухопроводе, служит для присоединения манометра при проверке регулировки золотниково-питательного клапана 25.
Одновременно с зарядкой тормозной магистрали осуществляется и отпуск тормоза. Воздушные полости тормозных цилиндров 21 сообщаются с атмосферой через воздухораспределитель; воздушные полости тормозных цилиндров 23 сообщаются с атмосферой через реле давления 17.
При 1-м положении крана машиниста сообщение тормозной магистрали с напорной осуществляется, как указывалось выше, помимо золотниково-питательного клапана, только через каналы крана машиниста. Следовательно, величина давления в тормозной магистрали может быть ограничена только временем установки крана в 1-е положение.
Следует заметить, что уравнительный резервуар, имея небольшой объем, тотчас же наполнится воздухом из напорной магистрали до ее давления 8 ат. Это будет показано манометром 70. Однако давление в тормозной магистрали, имеющей большой объем, нарастает значительно медленнее. Если быстро разобщить краном тормозную и напорную магистрали, то давление в уравнительном резервуаре быстро упадет, так как воздух уйдет в тормозную магистраль; давление в уравнительном резервуаре и тормозной магистрали уравняется и будет значительно ниже требуемого.
Опыт показывает, что для получения в тормозной магистрали давления 5 ат необходимо держать кран машиниста на 1-м положении около 8 сек.
Если кран машиниста будет находиться в этом положении более длительное время, давление в тормозной магистрали поднимется выше 5 ат и может дойти даже до уровня давления в напорной магистрали. Такое положение в системе тормоза носит название перезарядки.
Перезарядка – ненормальное и недопустимое положение, так как при ней ухудшаются условия отпуска тормоза воздухораспределителем и происходит подъем золотников над зеркалами пневматических приборов (как-то воздухораспределителя и др.), что может вызвать самопроизвольное торможение. Надо отметить, что система воздухораспределителя Матросова не допускает при перезарядке повышения давления в тормозных цилиндрах сверх установленного, что является его положительным качеством.
2-е положение – поездное. В этом положении сообщение между напорной и тормозной магистралями ограничивается.
Оно происходит только через золотниково-питательный клапан, который восполняет утечки и поддерживает необходимый уровень давления (5-5,2 ат) в тормозной магистрали и в уравнительном резервуаре.
3-е положение – перекрыша. При этом положении сообщение тормозной магистрали с напорной прекращается. Пополнения тормозной магистрали сжатым воздухом быть не может. Это положение необходимо для осуществления ступенчатого торможения.
4-е положение – служебное торможение. При этом положении происходит выпуск воздуха из уравнительного резервуара и надпоршневой камеры крана. Вследствие этого давление воздуха тормозной магистрали, действующее на подпоршневую полость крана машиниста, поднимет клапан крана, что даст выход воздуху из тормозной магистрали в атмосферу. Падение давления в тормозной магистрали будет равно осуществленному падению давления в уравнительном резервуаре.
Такая система предварительного выпуска воздуха из уравнительного резервуара позволяет получить автоматическую регулировку и постоянный темп разрядки тормозной магистрали при служебном пневматическом торможении, а также сделать количество выпускаемого машинистом воздуха (из уравнительного резервуара) не зависящим от длины поезда и протяженности магистрали.
Разрядку тормозной магистрали можно производить как ступенями, устанавливая кран машиниста последовательно из 4-го положения в 3-е и обратно, так и без ступеней.
Всего можно получить три ступени торможения: первую – при снижении давления в тормозной магистрали на 0,7 ат, которая дает давление в тормозных цилиндрах в пределах 1,2-1,8 ат, с допускаемым последующим сбросом до 0,9 ат; вторую – при снижении давления в тормозной магистрали на 1,0 ат, которая дает давление в тормозных цилиндрах в пределах 1,6-2,2 ат с допускаемым последующим сбросом до 1,2 ат; третью – при снижении давления в тормозной магистрали на 1,5 ат, которая дает давление в тормозных цилиндрах 2,6-2,8 ат.
Все указанные давления относятся к порожнему вагону. В зависимости от величины разрядки тормозной магистрали главный, магистральный и уравнительный золотники воздухораспределителя займут то или иное положение, при котором будет происходить соответствующее наполнение воздухом тормозных цилиндров 2-й тележки из запасного резервуара, через переключательный клапан 28. Одновременно этот же воздух поступит в реле давления 17 и откроет в нем клапан, который сообщит резервуар 22 с тормозными цилиндрами 23 1-й тележки.
Таким образом все тормозные колодки вагона будут прижаты к бандажам колес с силой, соответствующей величине разрядки тормозной магистрали.
Установка в системе тормоза такого прибора, как реле давления, объясняется следующим. Для наполнения воздухом всех восьми тормозных цилиндров вагона через один воздухораспределитель Матросова затрачивается не менее 6-7 сек (при экстренном торможении), что увеличивает время подготовки тормоза и соответственно тормозные пути.
При наполнении же только четырех тормозных цилиндров одной тележки это время сокращается до 3-4 сек (также при экстренном торможении). Учитывая, что реле давления, работая почти одновременно с воздухораспределителем, заполняет свои четыре тормозных цилиндра также за 3-4 сек, в целом достигается сокращение времени подготовки тормоза и при этом не требуется установки второго воздухораспределителя.
Работа реле давления проходит под контролем воздухораспределителя. Величина давления воздуха в тормозных цилиндрах, питаемых через реле давления, зависит от режима, устанавливаемого воздухораспределителем. Поэтому при всех видах торможения давление воздуха в тормозных цилиндрах 1-й и 2-й тележек вагона должно быть одинаковым.
Для отпуска тормоза необходимо в тормозной магистрали восстановить нормальное давление. Как и при торможении, это может осуществляться или ступенями путем частичного повышения давления, или полностью. В первом случае кран машиниста после кратковременной установки в положение 2 или 1 возвращается в положение 3 – перекрыши. Во втором случае он оставляется в положении отпуска (вначале в 1-м и затем во 2-м) до полного восстановления давления в тормозной магистрали.
Ступенчатый отпуск повышает маневренность тормоза и является его положительным качеством.
5-е положение – экстренное торможение. При этом положении осуществляется прямое сообщение тормозной магистрали с атмосферой через канал большого сечения крана машиниста. Одновременно воздух выходит также из уравнительного резервуара, что ускоряет процесс разрядки тормозной магистрали.
Согласно техническим условиям на пневматические приборы, темп разрядки тормозной магистрали при экстренном торможении должен быть не менее 0,8 ат/сек, а при служебном снижение давления на 1 ат должно продолжаться не более 3 сек, т.е. медленнее экстренного в 2,4 раза.
В остальном система тормоза будет работать в той же последовательности и с такой силой нажатия тормозных колодок, как и при полном служебном торможении. Разница состоит только в скорости приведения тормоза в действие. Тормозная магистраль при этом может разряжаться до нуля.
Кран машиниста, соединенный с напорной и тормозной магистралями, может быть отключен от них разобщительными кранами 29 (краны двойной тяги). Кран напорной магистрали окрашен в синий, а кран тормозной магистрали – в красный цвет.
Помимо крана машиниста, сообщение тормозной магистрали с атмосферой может быть произведено одним из четырех стоп-кранов 30, при обрыве поезда, а также через срывной клапан автостопа 31. Во всех этих случаях происходит интенсивная и полная разрядка тормозной магистрали и экстренное торможение вагонов. Темп разрядки магистрали примерно такой же, как и при 5-м положении крана машиниста.
Срывной клапан автостопа соединен с тормозной магистралью через универсальный автоматический выключатель автостопа УАВА 32. При сработке клапана автостопа электрические контакты УАВА размыкают цепь управления электрическими аппаратами, вследствие чего отключаются тяговые двигатели.
При всех же других видах экстренного торможения поезда УАВА не срабатывает. Отключение тяговых двигателей в этих случаях осуществляется автоматическим выключателем торможения АВТ 33. АВТ включен в воздухопровод тормозных цилиндров и при достижении давления в них 1,5 ат (при любом пневматическом торможении) своими контактами разрывает электрическую цепь питания аппаратов, чем осуществляется отключение тяговых двигателей и исключается совместное действие электрического и пневматического тормозов во избежание нарушения сцепления бандажей с рельсами и заклинивания колесных пар. Однако это происходит несколько позднее, чем при отключении цепи управления контактами УАВА.
70. Пневматика системы замещения электрического тормоза
Эта система служит для замещения пневматическим тормозом электрического при истощении или несработке последнего. Пневматическое торможение при этом осуществляется помимо воздухораспределителя и авторежима.
В систему (рис. 125) входят два электропневматических вентиля №1 34 и №2 35 с электроблокировочными клапанами, два фильтра 77, два клапана максимального давления 36 и 57, являющиеся редукторами, и переключательный клапан 38. К этим приборам воздух из напорной магистрали поступает через золотниково-питательный клапан 25 и пылеловку 26, а от них идет через фильтр 39 и переключательный клапан 28 к тормозным цилиндрам 2-й тележки и к реле давления; под контролем заданного прибором замещения давления реле давления 17 обеспечит приблизительно такое же давление в тормозных цилиндрах 1-й тележки.
Как указано в разделе электрических схем, при истощении реостатного тормоза срабатывает вентиль №1. Это открывает доступ сжатому воздуху через электроблокировочный клапан вентиля в клапан максимального давления 36. Отсюда воздух с редуцированным давлением 1,2 ат поступает в тормозные цилиндры.
При отказе или сбросе реостатного тормоза срабатывает вентиль №2. Это открывает доступ сжатому воздуху через электроблокировочный клапан в клапан максимального давления 37. Из клапана воздух с давлением 2,2 ат поступает в тормозные цилиндры.
Переключательный клапан 38 отсоединяет воздухопровод одного из вентилей при работе другого, а переключательный клапан 28 отсоединяет всю систему замещения от воздухораспределителя. Для отключения системы замещения служит разобщительный кран 40. Воздух, поступающий в приборы замещения, очищается фильтром 41.
При отпуске тормозов сжатый воздух из тормозных цилиндров выходит в атмосферу обратно через электроблокировочные клапаны. Для уменьшения шума в пассажирском помещении от выходящей струи воздуха воздухопровод оканчивается резиновой трубкой, выведенной под вагон.
В случае если не произойдет нормальный отпуск через электроблокировочные клапаны, можно отпустить тормоза вагона трехходовым краном 73, расположенным под вагоном и сообщающим тормозные цилиндры с атмосферой. Переключение крана производится вручную.
Назначение вспомогательных приборов в тормозной схеме. Для отключения тормозов каждой тележки в отдельности на воздухопроводах к тормозным цилиндрам перед рукавами 42 и 43 (см. рис. 125) установлены разобщительные краны 44 и 45, дополненные отверстиями для сообщения тормозных цилиндров с атмосферой. Для отключения воздухораспределителя установлен кран 46. Для отпуска тормоза под вагоном служит двойной выпускной клапан 47.
Отключение АВТ (в случае его неисправности) производится разобщительным краном 48.
Для ослабления звука от струи воздуха, выходящей из тормозной магистрали через кран машиниста в атмосферу, устанавливается шумоглушитель 49.
Напорная и тормозная магистрали вагона соединяются с воздухопроводами клапанов на головах автосцепок рукавами 50 и 51.
Рукав 52 соединяет трубопровод от УАВА, установленного в кабине машиниста, со срывным клапаном автостопа, расположенном на правой буксе первой колесной пары вагона.
Для выпуска накапливающегося конденсата все резервуары оборудованы спускными краниками 53.
71. Дверная пневматика, пневматика электрических аппаратов и тифона
Дверная пневматика (см. рис. 125) присоединяется к напорной магистрали. Сжатый воздух поступает к дверному воздухораспределителю ДВР 56 через разобщительный кран 57, фильтр 58 и золотниково-питательный клапан 59, в котором воздух редуцируется до давления 2,5-3 ат.
Через дверной воздухораспределитель воздух поступает в передние и задние полости дверных цилиндров правой 60 и левой 61 сторон вагона. Катарактные клапаны 62 регулируют скорость поступления воздуха в цилиндры.
Сообщение полостей дверных цилиндров с атмосферой производится через ДВР и шумоглушитель 63.
Дверные цилиндры установлены на всех створках дверей, кроме двух створок первых дверных проемов с правой и левой сторон у кабины машиниста, которые приводятся в действие при помощи велосипедных цепей от одного цилиндра. Это сделано в связи с трудностями расположения дверных цилиндров в кабине.
Для возможности ручного открывания дверных створок правой и левой сторон, а также створок первого правого проема в пассажирском помещении установлены три трехходовых крана 64. При помощи их выпускается воздух из задних полостей дверных цилиндров в атмосферу и двери могут быть легко открыты.
Пневматика электрических аппаратов. К пневматическим цилиндрам электрических аппаратов (см. рис. 125) воздух под давлением до 5 ат поступает из напорной магистрали через разобщительный кран 24, золотниково-питательный клапан 25, пылеловку 26, обратный клапан 65 и резервуар управления 66 емкостью 30 л.
Перед ящиками электроаппаратов установлены фильтры 55, очищающие воздух, поступающий в аппараты. От воздухопроводов ящики электрически изолированы.
Пневматика тифона и контрольные приборы. Сигнал тифона (см. рис. 125) 67 приводится в действие сжатым воздухом, который поступает из напорной магистрали через разобщительный кран 68 и педальный клапан 69.
В кабине машиниста установлены три манометра: кроме указанного выше двухстрелочного манометра 70 для контроля давления в напорной магистрали и уравнительном резервуаре имеется еще два однострелочных манометра 71 и 72 для контроля давления в тормозных цилиндрах 1-й и 2-й тележек.
72. Объем магистралей и расход воздуха
Объем воздушных магистралей вагона следующий: напорной магистрали (в том числе змеевика емкостью 7,4 л) – 322 л; объем трубопровода от тормозного воздухораспределителя до тормозных цилиндров 11,63 л; объем тормозной магистрали 92 л, в том числе запасного резервуара 55 л; объем магистрали управления – 31 л; объем дверной магистрали, при трубах 1/4" – 12,7 л и при трубах 1/2" – 20,1 л.
Расход воздуха на вагон составляет:
На покрытие утечек за счет неплотностей магистралей – 20,0 л
На торможение при ПСТ и порожнем режиме – 105 л
При экстренном торможении – 193 л
На работу дверей одной стороны (закрывание или открывание) – 32 л
На работу звукового сигнала – 9,2 л/сек
На работу схемы замещения при сработке вентиля №1 и давлении в тормозном цилиндре 1,4 ат – 40 л
При сработке вентиля №2 и давлении в тормозном цилиндре 2,6 ат – 75 л
На один пуск поезда – 22,5 л
Полный расход воздуха при остановке вагона, включая тормоз работу дверей и пуск, составляет:
При торможении электрическим тормозом и вентиле №1 с последующим открыванием и закрыванием дверей и пуском вагона – 145 л
При торможении пневматическим тормозом и давлении в тормозных цилиндрах 2,75 ат с последующим открыванием и закрыванием дверей и пуском вагона – 193 л
При торможении вентилем №2 и давлении в тормозных цилиндрах до 2,6 ат с последующей работой дверей и пуском вагона – 193 л
При служебном торможении, груженом режиме и давлении в тормозных цилиндрах 3,75 ат с последующей работой дверей и пуском вагона – 225 л