С локомотивной тягой

Для пассажирских поездов с локомотивной тягой и дизель-поездов серии Д1 применяется двухпроводная схема электропневматического тормоза, в которой имеются два линейных провода: рабочий и контрольный. Рельсы и корпус подвижного состава используются для протекания электрического тока. Управление и контроль электрических цепей электропневматического тормоза электро- и дизель-поездов постройки Рижского вагоностроительного завода осуществляются по четырехпроводной схеме (четырем изолированным линейным проводам) без использования рельсов.

На пассажирских поездах с локомотивной тягой производится непрерывный контроль линейных проводов переменным током в поездном положении ручки крана машиниста и постоянным током в положениях торможения и перекрыши. Электропневматический тормоз мотор-вагонного подвижного состава имеет контроль линии только в тормозном положении.

Управление двухпроводным электропневматическим тормозом производится путем создания разности потенциалов между рабочим линейным проводом и рельсами (при торможении плюсовая полярность в проводе, минусовая - в рельсах). При изменении полярности тока получается положение перекрыши. Отпуск тормоза происходит при обесточивании линейных проводов. Величина ступеней торможения и отпуска определяется временем подачи тока или временем обесточивания линейных проводов.

Торможение и перекрыша в четырехпроводном тормозе достигаются подачей тока в соответствующие линейные провода торможения и перекрыши.

Электрическая схема тормоза и назначение приборов. На вагонах установлены электровоздухораспределитель № 305-000, резервный воздухораспределитель № 292, соединительные рукава № 369А, обеспечивающие междувагонное соединение пневматической и электрических магистралей, концевые двухтрубные и средняя трехтрубная клеммные коробки, в которых провода от соединительных рукавов и электровоздухораспределителя подключаются к линейным проводам. На локомотиве, кроме того, установлены источник для питания цепей ЭПТ постоянным рабочим и переменным контрольным током, блок управления и контроля БУ-ЭПТ, кран машиниста № 328, 395 с контроллером для управления блоком БУ-ЭПТ, световой сигнализатор с тремя лампами для контроля за работой тормоза, главный выключатель, вольтметры и пакетные выключатели в каждой кабине.

Электрическая схема тормоза (рис.73) двухпроводная: провод № 1 (рабочий) служит для управления электровоздухораспределителями, провод № 2 (контрольный), замкнутый с проводом № 1 на хвостовом вагоне поезда в головке рукава № 369А, служит для контроля целости электрической цепи. Управление ЭПТ производится с помощью блока БУ-ЭПТ № 579, в котором сосредоточены релейно-контактные устройства. Блок выполнен в виде съемной части, состоящей из четырех реле: сильноточного К, тормозного ТР, отпускного ОР и контрольного КР. В блоке размещены резисторы, выпрямитель из германиевых диодов и два конденсатора. Собранный блок устанавливают на амортизационную панель с пружинными электрическими контактами и закрывают кожухом.

- направление постоянного тока

- ток в цепи не протекает

Рис. 73. Схема двухпроводного электропневматического тормоза:

а – в положении отпуска; б – в положении перекрыши; в – в положении торможения; О, П, Т – сигнальные лампы отпуска; перекрыши и торможения; Пр1, Пр2 – предохранители; ГУ, ГК – генераторы управления и контроля; +Г, -Г, Г1, Г2 – зажимы генераторов; ГВ1, ГВ2 – главные выключатели; КМ – контроллер крана машиниста; R1-R3 – резисторы; КР, К, ТР, ОР – катушки реле контрольного, сильноточного, тормозного и отпускного; К1, КР1, КР2, ТР1-ТР5, ОР1-ОР5 – контакты соответствующих реле; ВК – выпрямительный мост; С₃, С_ш, - конденсаторы замедления и шунтирующий; ВС – запорный вентиль; ОВ, ТВ – вентили отпускной и тормозной; МС – междувагонные соединения; №1, №2 – линейные провода рабочий и контрольный, КЗ – перемычка в соединительном рукаве хвостового вагона (концевая заделка)

Рассмотрим электрическую схему блока вместе с общей схемой ЭПТ в положениях отпуска и зарядки, перекрыши и торможения.

При отпуске и зарядке (положения I и II ручки крана машиниста) переменный ток от генератора контроля ГК (рис.73а) через зажим Г1, предохранитель Пр2, ограничительный резистор R1, контакты ОР1 и ТР1 реле отпуска ОР и торможения ТР поступает в линейный рабочий провод № 1 с междувагонными соединениями МС и через головку КЗ рукава хвостового вагона, являющуюся концевой заделкой, контрольный провод № 2, выпрямительный мост ВК, контрольное реле КР блока управления и заземленный корпус локомотива идет в рельсы. Второй полюс Г2 генератора ГК заземлен через главный выключатель ГВ2, резистор R2 и контакты ОР2 и ТР2. Контрольное реле КР возбуждается, его контакты КР1 и КР2 замыкаются и сигнальная лампа О питается постоянным током. Вследствие большого индуктивного сопротивления катушки электромагнитных вентилей электровоздухораспределителей при прохождении переменного тока не возбуждаются и тормоз находится в отпущенном положении.

В положении перекрыши (положения III и IV ручки крана машиниста) постоянный ток от зажима + Г генератора управления ГУ (рис.73б) через контакты контроллера КМ, контакт ТР4 возбуждает катушку ОР реле отпуска и его контакт ОР4 через контакт КР1 замыкает цепь питания катушки сильноточного реле К. Контакты ОР1, ОР2 размыкают цепь питания переменным током линейных проводов и замыкают цепь их питания постоянным током через контакт К1 сильноточного реле. Катушка контрольного реле КР питается постоянным током. При переключении с источника переменного на источник постоянного тока якорь контрольного реле остается в притянутом положении в результате замедления на отпадание под влиянием конденсатора С3. Через контакты КР2 контрольного реле и ОР5 реле отпуска -лампа П сигнализатора питается постоянным током. Под током находится и лампа О. В рельсы и на корпус подвижного состава идет ток ji-Плюсовой полярности, а в линейный провод Ml - минусовой. При этом возбуждаются катушки вентилей ОВ электровоздухораспредели-телей, протеканию же тока через катушку вентилей торможения ТВ препятствуют запорные вентили ВС, пропускающие ток только в одном направлении.

Контакты ОРЗ, ОР4, ТРЗ, ТР4 реле отпуска и торможения соединены в электрической схеме таким образом, что одновременное возбуждение током обоих этих реле взаимоисключено. Эти реле, кроме возбуждения сильноточного реле К, обеспечивают смену полярности постоянного тока в рабочем проводе при торможении и перекрыше.

Конденсатор С_ш исключает большие коммутационные перенапряжения и уменьшает искрообразование на контактах сильноточного реле при их размыкании. Резисторы R1 и R2 предназначены для ограничения силы контрольного переменного тока в случае короткого замыкания.

При торможении (положения VЭ, V, VI ручки крана машиниста) постоянный ток от зажима + Г генератора ГУ (рис.73в) через контакты контроллера КМ, контакт ОРЗ возбуждает катушку тормозного реле ТР. Его контакты ТР1 и ТР2 замыкают цепь питания постоянным током линейных проводов через контакт К1 сильноточного реле К, питающегося постоянным током через контакты ТРЗ и КР1. В рельсы и на корпус подвижного состава идет ток минусовой полярности, а в линейный провод № 1 — плюсовой. В результате возбуждаются катушки вентилей 0В и ТВ. Катушка контрольного реле КР находится под напряжением постоянного тока от контрольного провода № 2 и корпуса подвижного состава. Лампа Т сигнализатора подключается к источнику питания через контакты КР2 и ТР5.

В положениях перекрыши и торможения сигнальная лампа О питается постоянным током через резистор R3 и контакт КР2 контрольного реле.

Цепь рабочего провода № 1 замыкается между вагонами через изолированные контакты соединительных рукавов № 369А, а контрольный провод № 2 - через соединительные головки. В условиях эксплуатации, особенно при загрязненных гребнях головок, возможны случаи недостаточно надежного электрического контакта в междувагонном соединении контрольного провода № 2. Поэтому применяются электропневматические тормоза с дублированным питанием линейных проводов № 1 и 2, что значительно повышает надежность цепи управления. Дублирование питания обеспечивается установкой на локомотиве в концевой клеммной коробке или в панели блока управления шунта между проводами М 1 и 2. В таком случае ток подается параллельно в оба линейных провода и тормоз не теряет работоспособности при нарушении электрической цепи по контрольному проводу или в одном месте рабочего провода. Реле КР при этом контролирует только состояние локомотивного оборудования и наличие короткого замыкания в поезде. Электропневматические тормоза с дублированным питанием приводятся в действие с одновременной разрядкой тормозной магистрали, для чего контроллер крана машиниста регулируется на подачу тока торможения только в положении V и далее до положения VI с разрядкой уравнительного резервуара.

Контроль работы электропневматического тормоза при дублированном питании возможен по силе тока, протекающего в положении перекрыши, которая зависит от числа действующих электровоздухораспределителей (локомотивы должны для этого оборудоваться амперметрами).

Дублированное питание используется в поездах, имеющих наибольшую скорость 120 км/ч, при которой нормативы тормозного нажатия поезда рассчитываются по торможению автоматическим тормозом.

Источник электрического питания ЭПТ. В связи с использованием рельсов и корпуса подвижного состава в цепи управления ЭПТ со сменой полярности постоянного тока питание тормозных приборов производится от источников, изолированных от заземленных электрических цепей управления и освещения локомотивов.

На локомотивах установлены блоки питания БП-ЭПТ-П (рис.74) с аккумуляторной батареей 40КН-10 и статическим преобразователем БСП-ЭПТ-П. Статический преобразователь подключается к аккумуляторной батарее локомотива и преобразует постоянный ток в переменный для цепей контроля ЭПТ, а также дает постоянный ток для зарядки батареи 40КН-10. Блок питания действует независимо напряжения в контактной сети или от работы дизеля тепловоза.

Батарея блока питания помещена в металлический ящик, который закрыт крышкой и опломбирован. Сверху ящика установлен статический преобразователь с панелью на шесть зажимов. Преобразователь закрыт футляром и запломбирован.

Статический преобразователь состоит из задающего генератора, промежуточного и конечного усилителей, выпрямителя, устройства защиты от коротких замыканий и блока конденсаторов. Задающий генератор состоит из транзистора ПТ1, трансформатора Tpl, конденсатора С1 л резисторов Rl, R2, R3, R4. Первичная обмотка 1-3 трансформатора Tpl и конденсатор С1 являются колебательным контуром, в котором в процессе заряда конденсатора С1 транзистор ПТ1 открыт, а при разряде закрыт. Частота колебаний тока 625 Гц определяется емкостью конденсатора С1 и индуктивностью обмотки 1 - 3.

Переменный ток со вторичной обмотки 6 8 трансформатора Tpl с помощью транзисторов ПТ2 и ПТЗ усиливается в промежуточном усилителе до 6 Вт и используется для управления работой триодов ПT4 - ПТ7 конечного усилителя. На базы триодов ПТ4 и ПТ6 со вторичных обмоток 1 - 2 и 5 - 6 трансформатора Тр2 подается переменный ток одной полярности, а на базы триодов ПТ5 и ПТ7 с обмоток 3 - 4 н 7 – 8 - ток противоположной полярности.

Рис. 74. Электрическая схема блока питания БП-ЭПТ-П

Через поочередно открытые триоды ток от аккумуляторной 6aтapeи протекает по обмотке 6 - 7 трансформатора ТрЗ то в одном, то в другом направлении, С обмотки 4 - 5 этого трансформатора переменный той частотой 625 Гц напряжением 50 В используется для контроля линии электропневматического тормоза и возбуждения катушки контрольного реле. Переменный ток с обмотки 1 - 3 выпрямляется и используется для подзарядки аккумуляторной батареи АБ блока питания. Защиту блока питания от короткого замыкания обеспечивает реле P1. Диод Д1 защищает преобразователь от повреждения при неправильном подключении полюсов локомотивной батареи. Блок конденсаторов С2 снижает перенапряжения во входной цепи постоянного тока.

Блок питания обеспечивает подачу переменного контрольного тока до 0.5 А и постоянного тока 7 А при напряжении 50 В; емкость его аккумуляторной батареи составляет 10 А ч. Аккумуляторная батарея даёт возможность получить от блока питания достаточно большие токи в положениях торможения и перекрыши при малой мощности транзисторов и триодов конечного усилителя. На локомотивах с 1983 г. устанавливают тиристорные преобразователи. ПТ-ЭПТ-П, обеспечивающие питание ЭПТ контрольным и рабочим током с использованием аккумуляторных батарей локомотивов.

Электровоздухораспределитель № 305-000 (рис.75). Электровоздухораспределитель состоит из двух съемных частей: электропневматической' части 17 и переключательного клапана 25, которые крепятся к рабочей камере 16. Электропневматическая часть состоит из электрической части с электромагнитными вентилями и пневматического реле. Камеру устанавливают на кронштейне тормозного цилиндра или на специальном кронштейне. Воздушные каналы проходят через фланцы камеры, электрические провода подключаются к специальной колодке на камере.

Рис. 75. Электровоздухораспределитель № 305-000

Пневматическое реле состоит из корпуса 6 с клапанным устройством и резинотканевой диафрагмы 7 с направляющим стаканом 4, зажимной гайкой 8 и атмосферным клапаном 5. В латунное седло 3 вставлен нагруженный пружиной 1 питательный клапан 2, хвостовик которого уплотнен резиновой манжетой 20 в нижней крышке 19.

На корпусе 10 электрической части под крышкой 14 с резиновой прокладкой 11 смонтированы электромагнитные вентили тормозной и отпускной 12, которые своими зажимными фланцами уплотняют металлические диафрагмы - сплошную под вентилем торможения и с атмосферным ниппелем под вентилем отпуска. Под диафрагмами находятся нагруженные пружинами якоря 9 и 18 с резиновыми клапанами. В боковом фланце корпуса 10 смонтирована клеммная колодка 22 с тремя пружинными контактами 21. Соответствующая колодка с тремя жесткими контактами имеется в камере. Для электропневматического тормоза пассажирских поездов с локомотивной тягой используется только один нижний контакт, два верхних контакта используются в электровоздухораспределителях моторвагонного подвижного состава. На верхнем корпусе также смонтированы селеновый выпрямитель 13 с колодкой зажимов для подключения к электроцепям.

Переключательный клапан 25 состоит из корпуса с двумя крышками 23 и 26, внутри которого помещен клапан 24 с резиновыми уплотнениями на торцах. Средняя полость клапана сообщается с тормозным цилиндром, а седла торцовых клапанов перекрывают каналы, сообщающиеся с электровоздухораспределителем или резервным воздухораспределителем.

При зарядке (рис.76) запасный резервуар ЗР заполняется сжатым воздухом из тормозной магистрали через резервный воздухораспределитель ВР. Из запасного резервуара воздух поступает в сообщающиеся ним полости над питательным клапаном 6 и клапаном 3 тормозного вентиля. Оба электромагнитных вентиля обесточены, клапан тормозного вентиля закрывает доступ сжатого воздуха в полость над диафрагмой 4 пневматического реле и рабочую камеру РК объемом 1, 5 л, а открытый клапан 2 отпускного вентиля сообщает ее с атмосферой. Торможение происходит при подаче в линейные провода постоянного тока прямой полярности («+» в рабочий провод, «—» на корпус). Возбуждаются оба электромагнитных вентиля, клапан 2 отпускного вентиля закрывается и разобщает полость над диафрагмой 4 с атмосферой, а клапан 3 тормозного вентиля сообщает эту полость с запасным резервуаром. Под действием возрастающего давления диафрагма прогибается, перекрывает клапаном 5 канал сообщения тормозного цилиндра ТЦ с атмосферой и отжимает питательный клапан б от седла. Сжатый воздух из запасного резервуара поступает через открытый клапан 6 к переключательному клапану 7 и перебрасывает его в положение, при котором тормозной цилиндр отключается от резервного воздухораспределителя и подключается к электрозоздухораспределителю. Давление в цилиндре возрастает в соответствии с повышением давления в камере РК. Это давление зависит от времени нахождения под напряжением тормозного вентиля. Время наполнения цилиндра до давления 0, 3 МПа составляет 2, 5 – 3, 5 с.

Рис. 76. Схема электровоздухораспределителя №305-000

Перекрыша обеспечивается сменой полярности постоянного тока («—» в рабочем проводе, «+» на корпусе). При этом отпускной вентиль остается под напряжением, а прохождению тока через тормозной вентиль препятствует селеновый выпрямитель 1. Повышение давления в камере РК прекращается, так как она отключается клапаном 3 тормозного вентиля от запасного резервуара. В связи с тем, что каналы сообщения этой камеры с атмосферой перекрыты клапаном отпускного вентиля, в ней сохраняется заданное давление. После достижения равновесия диафрагмы 4 питательный клапан 6 под действием пружины садится на седло и закрывает канал сообщения запасного резервуара с тормозным цилиндром. Таким образом, в цилиндре поддерживается соответствующее давление. В случае утечки сжатого воздуха из тормозного цилиндра равновесие диафрагмы 4 нарушается и открывается питательный клапан, через который воздух проходит в цилиндр.

Отпуск тормоза происходит при отключении питания рабочего провода и катушек электромагнитных вентилей. При этом полость над диафрагмой 4 и камера РК сообщаются с атмосферой через клапан 2 отпускного вентиля.

Снижение давления в камере РК вызывает прогиб диафрагмы 4 реле, атмосферный клапан 5 открывается и тормозной цилиндр сообщается с атмосферой через осевое отверстие в клапане 6. Снижение давления в цилиндре происходит в соответствии с изменением давления в камере над диафрагмой. Отпуск до давления в тормозном цилиндре 0, 04 МПа после полного торможения происходит за 8-10 с. При необходимости ступенчатого отпуска напряжение постоянного тока перекрыши снимается кратковременно, после чего подается вновь.

Соединительный рукав № 369А (рис.77). Рукав имеет головку с приливом для размещения электроконтактной части. Контактный палец 7, уплотненный резиновой манжетой и нагруженный пружиной 12, перемещается в диэлектрической втулке 6. Втулка закреплена крышкой 11, зажимающей контактное кольцо 9. Внутренняя полость головки уплотнена резиновыми кольцами 8 и 10.

Рис. 77. Соединительный рукав № 369А с электроконтактом

Через штуцер 3 в головку введен двухжильный шланговый провод 4, подсоединяющийся к подвижному контактному пальцу и контактному кольцу. Провод обвивается вокруг рукава и закрепляется с одной стороны резиновым кольцом 2, а с другой - металлическим хомутом 5. Провод 1, припаянный к контактному пальцу, на свободном конце имеет наконечник с отверстием под болт М8, а провод № 2, припаян к контактному кольцу, - наконечник под болт Мб. Разница диаметров отверстий в наконечниках исключает неправильный монтаж. При несоединенных головках контактный палец 7 пружиной 12 сжимается нижним (по рисунку) буртиком к контактному кольцу 9 замыкает электрическую цепь рабочего и контрольного проводов. При соединении головок двух рукавов подвижные пальцы, соприкасаясь сферическими контактными частями, отжимаются от контактных колец и обеспечивают соединение линии рабочего провода № 1 между вагонами, а контрольный провод № 2 соединяется через гребни и корпуса головок (заклепка 1 на гребне служит для улучшения контакта). Головка рукава № 369А в подвешенном состоянии должна быть изолирована от корпуса вагона (локомотива). С этой целью применяют подвески с изоляционной вставкой из резины или пластмассы. На локомотивных подвесках имеется поворотная ручка 4 с изоляционными накладками 5, б для отжатия подвижного пальца, чтобы соединение рабочего и контрольного проводов проис-ходило только на хвостовом вагоне поезда.

Клеммные коробки. В электрических цепях ЭПТ применяются коробки двух типов: двухтрубные с чугунным №316-000 (рис.78, а) или с пластмассовым № 316-000-7 (рис.78, б) корпусом, располагаемые по концам вагона или локомотива в месте соединения линейных проводов с рукавом № 369А, и трехтрубные № 317-000 и 317-000-7 (рис.78 в, г), размещаемые в средней части вагона в месте соединения рабочего провода с отводом к электровоздухораспределителю. Двухтрубные коробки имеют два, а трехтрубные три резьбовых отверстия для соединения с кондуитными трубами.

В двухтрубной коробке (см. рис.78а, б) закреплены болт 2 с резьбой Мб иболт 3 с резьбой М8 для подсоединения линейных проводов и их подключения к головкам рукавов. В трехтрубной коробке (см. рис.78 в, г) имеется один болт 3, на котором закрепляются наконечники рабочего провода и отвода к электровоздухораспределителю; контрольный провод проходит через такую коробку транзитно, без электрических соединений. Чугунные коробки закрываются откидными крышками 1, а пластмассовые - съемными 4.

Особенности эксплуатации ЭПТ. Надежность действия ЭПТ в значительной степени зависит от правильности монтажа и содержания цепи управления и исправности локомотивного оборудования. На всех вагонах и локомотиве рабочий провод должен быть подключен к подвижному латунному контакту рукава № 369А, так как в случае протекания рабочего тока через контакт на гребне головки происходит значительное падение напряжения, которое может нарушить нормальное действие ЭПТ. Правильность монтажа обеспечивается различным диаметром зажимных болтов, к которым подсоединяются рабочий и контрольный провода (соответственно 8 и 6 мм).

Рис. 78. Клеммные коробки

Междувагонные соединения цепей освещения должны располагаться выше соединительных головок не менее чем на 100 мм во избежание их соприкосновения, при котором возникает самоторможение поезда вследствие попадания тока осветительной сети в цепи управления ЭПТ.