Итак, в предыдущей части была в общих чертах разобрана работа крана машиниста, рассказано, в чём разница между отпускным и поездным положениями, что такое уравнительные резервуар (УР) и поршень. А сейчас – обещанные ответы на вопросы. Например, зачем нужно третье положение и почему под красный сигнал светофора прибывают именно с краном в третьем?
Для начала нужно представить себе тормозную систему поезда. Это длиннющая цепь гибких рукавов с «лягушками» (между вагонами), труб и воздухораспределителей (на вагонах). Вот, например, вид из окна электровоза ДЭ1 на макет тормозной системы грузового поезда в депо Нижнеднепровск-Узел:
Здесь же в самой кабине поблескивает крышкой контроллера и наш герой – кран 395. А на макете всё честно – длинные трубы тормозных магистралей (ТМ) вагонов, по концам – рукава, внизу – воздухораспределители (ВР) с запасными резервуарами (ЗР). Тормозная магистраль по длине равна поезду – может достигать и километра, и полутора. И всё это – труба внутренним диаметром 32 мм с кучей отводов и «лягушек», а значит – с решетом утечек.
В движении кран практически всегда стоит во втором положении – поездном. Редуктор крана поддерживает в уравнительном резервуаре строго определённое зарядное давление, уравнительный поршень, сравнивая давление в УР и ТМ, по мере утечек пополняет магистраль, чтобы давление в ней было равно давлению в УР. Воздух течёт по магистрали от локомотива к хвосту, пополняя утечки, по дороге встречая сопротивление десятков аппаратов.
Давление падает от головы до хвоста – в голове может быть 5,2 кгс/см², а в хвосте грузового запросто 4,0. Если откроется концевой кран хвостового вагона (иногда это бывает под собственным весом ручки от тряски) либо вообще произойдёт саморасцеп в хвосте, то машинист может и не заметить этого – кран, стоящий во втором положении, будет исправно восполнять утечки.
Будут чаще включаться компрессоры, будет чуть громче шипеть кран, но однозначно видимого по манометру падения давления в ТМ может не быть – дело случая. Поэтому при косвенных признаках обрыва ТМ машинист ставит кран в третье (перекрыша без питания магистрали) и по темпу падения давления оценивает – действительно ли магистраль потеряла плотность? Если да – то применяется экстренное и помощник идёт выяснять причину.
Работа крана в III положении очень простая – подпитки магистрали нет, уравнительный резервуар (УР) соединён с ТМ через обратный клапан («систему ниппель»). Если воздух из магистрали утекает – то ровно до того же давления он утекает и из УР через обратный клапан. Уравнительный поршень крана попросту выключен из работы, утечки не восполняет. Косвенные признаки обрыва ТМ – ненормальное замедление поезда (срабатывание тормозов в хвосте, где ВР учуяли падение давления), упомянутые частая работа компрессоров и более громкое шипение крана, наконец, колебания стрелки давления в ТМ.
В общем, один из случаев использования III положения – подозрение на потерю плотности тормозной магистрали. Ещё один случай – прибытие на пассажирском поезде на графиковую остановку или на запрещающий сигнал. Помните, в конце первой статьи была оговорка про пассажирские и грузовые?
На пассажирских локомотивах и вагонах стоит ВР типа 292 либо 242, на грузовых – 483, у них довольно сильно различаются конструкция и логика работы. 292 – глубоко модернизированный тройной клапан Джорджа Вестингауза, которому без малого полтора века, а 483 – прямой потомок ВР конструкции советского инженера Ивана Константиновича Матросова.
Но нам важно другое. 483 имеет два режима – горный и равнинный, как они переключаются – показано на ролике про пневматическое оборудование ЧМЭ3. В горном режиме ВР отпустит лишь тогда, когда давление в ТМ слегка превысит зарядное, а если повысить давление немного – то и отпустит он немного, не полностью. Это позволяет отпускать тормоза ступенями. В равнинном режиме на любое повышение давления он плавно отпустит полностью. 292 тоже полностью отпускает на любое повышение давления, причём довольно резко.
В итоге может получиться нехорошая ситуация. Машинист выполнил ступень торможения V (пятым) положением, поставил кран в IV (четвёртое, перекрышу с питанием). Кран потихоньку восполняет утечки... Вдруг какой-то шутник в составе подорвал стоп-кран и вернул на место. Резкое падение давления, а потом резкое восполнение утечки краном. ВР 292 воспримут это восполнение как повышение давления и отпустят! В итоге можно получить полный отпуск тормозов состава в момент, когда всё решают секунды, и проехать запрещающий сигнал или место остановки. Поэтому при торможении пассажирского на остановку кран ставят в перекрышу без питания (III), а не с питанием (IV).
И третий случай применения третьего – повышение плавности работы тормозов. Как уже было сказано, при кране во II давление в головной части ТМ выше, чем в хвостовой. И запасные резервуары тоже заряжены до этого давления – в голове до большего, чем в хвосте. Плюс при торможении снижение давления в голове будет больше, чем в хвосте – в голове, например, с 5,0 до 4,4, в хвосте – с 4,8 до 4,4. В итоге при торможении в тормозные цилиндры головной части состава «надует» куда больше, чем в хвосте. Будет набегание – поезд соберётся гармошкой, вместе с пассажирами. Чтобы этого избежать – нужно заблаговременно за несколько секунд до торможения поставить кран в III, давление по составу выровняется. Потом уже выполнять ступень.
Итак, третье положение, если очень упрощённо – для проверки ТМ на обрыв, для прибытия на пассажирском, для плавного торможения.
Теперь – о стабилизаторе. Отпускают тормоза первым положением, напрямую соединяя ТМ с главными резервуарами (ГР), создавая в ней и в УР давление больше зарядного. Без этого ВР в хвосте могут и не отпустить, а 483 в горном режиме не отпустят по всему составу. Но вот отпустили, сверхзарядное давление больше не нужно – и что с ним делать? Нужно восстанавливать зарядное. И восстановить нужно так, чтобы ВР не приняли снижение давления за новую ступень торможения.
Нужно снижать давление медленно, и темп этого снижения называется темпом мягкости. Это характеристика воздухораспределителя: если на любое понижение давления, быстрое или медленное, он срабатывает на торможение – он называется жёстким. Если допускает медленное «травление» – то мягким. В России на практике жёсткие ВР установлены на вагонах метрополитена – составы короткие, плотность отличная, управляемость нужна ювелирная, хотя основной тормоз – всё равно электрический с автоматическим замещением пневматикой, краном обычно пользуются лишь для пробы тормозов.
Стабилизатор – по сути тоже редуктор: он понижает давление воздуха до определённой величины, которое намного ниже зарядного, а потом выпускает его в атмосферу через калиброванный жиклёр. Жиклёр сделан из бронзы, чтобы не ржавел и держал диаметр весь срок службы. Давление в стабилизаторе стабильное, диаметр жиклёра стабильный – поэтому и темп стабильный, не зависящий от давления в УР. Этот темп должен быть с запасом меньше темпа мягкости ВР.
Самое время раскрутить на части редуктор и стабилизатор, чтобы понять их работу. Вот редуктор:
По первому каналу редуктор получает питание из главных резервуаров. Оно поступает к клапану. Если клапан открывается – то воздух по второму каналу идёт в уравнительную камеру (УК) и УР. Получившееся в УР давление поступает в редуктор по третьему каналу, редуктор и решает – дать ещё воздуха или хватит.
Сравнивающий элемент редуктора – стальная диафрагма:
Снизу на неё давит пружина, сверху – давление в уравнительном резервуаре. Если давления маловато – пружина пересиливает, прогибает диафрагму вверх и та толкает золотник клапана. Золотник сжимает свою небольшую пружину, отжимается от седла и пропускает воздух в уравнительную камеру по каналу 2. На главном фото показаны детали стабилизатора, на врезке – клапан редуктора, видно, что всё устроено почти одинаково, только форма золотника разная.
Как видим, канал 3 выходит в полость над диафрагмой:
Усилие пружины передаётся на диафрагму через опорную шайбу – чтобы пружина не повредила диафрагму:
Затяжка пружины регулируется винтом, для регулировки зарядного давления от руки на винте сделаны насечки:
В стабилизаторе разве что форма деталей другая:
Как видим, канал на установочном фланце лишь один – поскольку работает стабилизатор только на выпуск, а не «гоняет» воздух внутри крана как редуктор, и винт снабжён контргайкой – чтобы после стендовой регулировки надёжно зафиксировать настройку.
Воздух из пространства над диафрагмой непрерывно утекает в атмосферу через жиклёр:
И как только диафрагма учует свободу – прогнётся под силой пружины, откроет возбудительный клапан и примет на себя новую порцию воздуха. Так и качается вверх-вниз, поддерживая постоянство давления над собой. А с ним – и постоянство темпа ликвидации сверхзарядного давления. Как только давление в УР упадёт до зарядного – «проснётся» уже редуктор, его диафрагма прогнётся вверх и клапан пополнит уравнительную камеру воздухом.
Работа крана машиниста во втором положении, если давление зарядное или ниже – чистой воды задача про бассейн с двумя трубами: через редуктор вода наливается, через стабилизатор вытекает. Поэтому при кране во II положении в кабине всегда стоит уютное шипение стабилизатора, но стоит поставить кран в перекрышу – оно стихает. Это всё, как и самоотпуск тормозов при подрыве стоп-крана в IV положении крана машиниста, будет показано на видео и роликах. В первую очередь они выйдут в группе ВК и нашем общем Телеграм-канале:
А то, чем ещё иногда обвешаны краны 394 и 395 (приставкой и контроллером), есть ли редуктор и стабилизатор на современных локомотивах вроде 2ЭС6, где электрический кран 130 – в третьей статье! На днях вышла вторая часть статьи про двигатель Боингов 747 и 767, вскоре выйдут очередная про Казахстан и про «Центральную».
—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—