КРАН МАШИНИСТА № 130

Кран машиниста — основной прибор управления тормозами поезда. Применяемый в настоящее время кран № 395 находится в эксплуатации уже более 40 лет. За эти годы предпринимались неоднократные попытки создания нового крана машиниста. Первый кран с дистанционным управлением № 408 был разработан в 70-е годы прошлого столетия. Он выдержал заводские и эксплуатационные испытания, но на то время оказался не востребованным. Затем было несколько вариантов крана с заменой притираемого золотника на клапаны. Эти варианты также не нашли своего применения.
Внедрение микропроцессорной техники в управление тормозами, потребность в диагностике тормозных процессов привели к необходимости создания крана машиниста, в котором могли бы реализовываться эти функции. Кроме того, кран должен быть надежным, удобным в управлении и техническом обслуживании.

Кран машиниста с дистанционным управлением № 130 разрабатывался в соответствии с техническими требованиями ОАО «РЖД». Он предназначен для управления автоматическими пневматическими тормозами грузовых поездов, а также пневматическими и электропневматическими тормозами пассажирских.  Данный прибор устанавливают на грузовые и пассажирские магистральные локомотивы. Кран машиниста № 130 адаптирован для работы с системами безопасности КЛУБ, САУТ, УСАВП, МСУД и др. В кране предусмотрена диагностика работы тормозной системы.

Кран машиниста с дистанционным управлением № 130 (рис. 1) состоит из: выключателя цепей управления 4, контроллера крана машиниста 2, крана резервного управления 3, клапана аварийного экстренного торможения 5, блока электропневматических приборов 1, локомотивного блока стабилизированного питания, сигнализаторов давления 6, 7. Выключатель цепей управления, контроллер, кран резервного управления и клапан аварийного экстренного торможения монтируются в пульт кабины машиниста.
Блок электропневматических приборов является исполнительной частью крана и устанавливается в машинном отделении. Помимо блока электропневматических приборов, в машинном отделении размещаются блок стабилизированного питания и сигнализаторы давления. Сигнализаторы давления располагаются на тормозной магистрали и магистрали вспомогательного тормоза.

Рисунок 1 - Состав оборудования крана 130

Рисунок 2 - Органы управления краном на пульте машиниста

На односекционном локомотиве с двумя кабинами устанавливаются одна исполнительная часть крана машиниста (блок электропневматических приборов), а также блок стабилизированного питания и сигнализаторы давления. Приборы управления — выключатель цепей управления, контроллер крана машиниста, кран резервного управления и клапан аварийного экстренного торможения размещаются в каждой кабине. Если локомотив односекционный, то для отключения крана резервного управления и крана вспомогательного тормоза в недействующей кабине дополнительно устанавливаются два переключательных клапана.
На двухсекционном локомотиве в каждой секции монтируется полный комплект крана машиниста.
Блок стабилизированного питания в зависимости от бортового напряжения локомотива поставляется с входным напряжением 50 или 110 В. Выходное стабилизированное напряжение, подаваемое на кран машиниста, составляет 50 В.

КОНСТРУКЦИЯ УЗЛОВ КРАНА МАШИНИСТА

Выключатель цепей управления предназначен для включения и выключения устройства блокировки тормозов, обеспечивающего подачу сжатого воздуха к тормозной пневматической системе. Съемный ключ выключателя цепей управления один на две кабины, блокируется в рабочей кабине. При смене кабин управления машинист обязан выполнить все действия в соответствии с Инструкцией по эксплуатации. Только в этом случае ключ разблокируется и его можно вынуть из гнезда.

Выключатель (рис. 3) состоит из: корпуса 1 с пакетным выключателем 2, поршня 3 и съемного ключа 4, который имеет три фиксированных положения — «Включено», «Выключено», «Смена кабин». Первое положение («Включено») устанавливается поворотом ключа до упора по часовой стрелке, второе («Выключено») — поворотом ключа из первого положения на 90° против часовой стрелки, третье («Смена кабин») — поворотом еще на 90°.
В первых двух положениях ключ блокируется. Второе положение ключа может использоваться при опробовании тормозов после зарядки тормозной магистрали.

Рисунок 3 - Выключатель цепей управления

Контроллер крана машиниста служит для дистанционного управления тормозами подвижного состава. Контроллер — секторного типа с вертикально расположенной рукояткой. Рукоятка контроллера имеет семь положений:

I — сверхзарядка,
II — поездное,
III — перекрыша без питания,
IV — перекрыша с питанием,
VA — замедленное торможение,
V — служебное торможение,
VI - экстренное торможение.

Все положения, кроме первого, фиксированные. Чтобы исключить перезарядку тормозной магистрали, первое положение не фиксируется и предусмотрен механизм самовозврата во второе положение. Рукоятка контроллера имеет равномерное усилие при перемещении, кроме положения VI — экстренное торможение.

Рисунок 4 - Контроллер крана машиниста

Детали контроллера (рис. 4): корпус 1, верхняя 2 и нижняя 3 крышки, ротор с рукояткой 4, пружинные механизмы 5, рычаги с роликами 6, механизм самовозврата 7, электронный блок 8 и поводок с концентратором 9. В верхней крышке 2 для доступа к электронному блоку имеется крышка 10. В корпусе для доступа к поводку с концентратором предусмотрена технологическая крышка. На верхней крышке 2 также размещена табличка позиций. Электрические сигналы от контроллера передаются в электронный блок управления исполнительной части крана через разъем.

Принцип дистанционного управления краном машиниста. Контроллер крана машиниста содержит магнитный концентратор, на котором установлен постоянный магнит, жестко связанный с ручкой контроллера. Рукоятка имеет семь положений, в соответствии с которыми между магнитным концентратором и основанием конструктивно расположены семь магнитоуправляемых микросхем, содержащих датчик Холла. С выходов магнитоуправляемых микросхем информация о положении рукоятки поступает в схему управления.

Схема контроллера имеет семь токовых выходов, каждый из которых соответствует положению рукоятки контроллера. При перемещении рукоятки на выходе схемы управления сохраняется информация о предыдущем положении до тех пор, пока она не перейдет в следующее положение. Все семь токовых выходов нагружены на оптроны дешифратора, конструктивно расположенного в блоке управления крана машиниста. Блок размещен на блоке электропневматических приборов крана — его исполнительной части. Дешифратор соединен с контроллером через разъемы. Сигналы управления, формируемые дешифратором, передаются на электропневматические вентили в соответствии с табл. 1.

Таблица 1 Сигналы управления, формируемые дешифратором по информации от семи токовых выходов контроллера крана машиниста

Примечание: «+» — напряжение на вентиль подано; «-» — вентиль обесточен

Кран резервного управления предназначен для управления тормозами в аварийной ситуации, т.е. в случае отказа электронной составляющей крана или контроллера. Рукоятка крана резервного управления имеет три положения: «Тормоз», «Отпуск», «Перекрыша». Прибор состоит из корпуса 1 (рис. 5) с двумя клапанами 3 и 4, рукоятки 5 с фиксированными положениями и кронштейна 2. Рукоятка крана 5 неподвижно соединена с кулачком 6.
Поворотом рукоятки кулачок открывает один из клапанов. При этом происходит или наполнение уравнительного резервуара до давления, отрегулированного редуктором, или сообщение уравнительного резервуара и управляющей полости реле давления, расположенного в блоке электропневматических приборов, с атмосферой. К кронштейну крана подводятся трубы от блока электропневматических приборов.

Рисунок 5 - Кран резервного управления

Кран резервного управления монтируется в пульте таким образом, чтобы его рукоятка перемещалась в вертикальной плоскости. При этом тормозное положение должно быть внизу. Когда работают контроллером, рукоятка крана резервного управления должна находиться в тормозном положении. Рекомендуется опломбировать рукоятку в этом положении, так как ее перемещение во время действия контроллера может вызвать несанкционированное торможение.

Клапан аварийного экстренного торможения служит для выполнения экстренного торможения при отказе контроллера или невозможности воспользоваться им. Данный узел состоит из корпуса 1 (рис. 6) с клапаном 2, кнопки 3, встроенной в корпус, а также микровыключателя 4, установленного на корпусе. Проходное сечение клапана соответствует отверстию диаметром 25 мм. При нажатии на кнопку 3 открывается клапан, сообщающий тормозную магистраль с атмосферой. Положения кнопки фиксированные.
К корпусу клапана 1 подводятся трубы диаметром один дюйм. Одновременно при нажатии на кнопку 3 происходит переключение контактов микровыключателя, что вызывает включение песочницы, обесточивание контроллера и по достижении давления в тормозных цилиндрах локомотива 0,3 МПа (3 кгс/см2) — выключение устройства блокировки тормозов.

Рисунок 6 - Клапан экстренного торможения

При возврате кнопки в первоначальное положение восстанавливается предыдущее состояние крана машиниста.

Блок электропневматических приборов является исполнительной частью крана машиниста. Блок — это панель с установленными на ней пневматическими и электропневматическими приборами. Здесь же размещается электронный блок управления. Панель представляет собой две плиты, соединенные неподвижно. Внутри одной из плит имеются каналы для прохода сжатого воздуха.

Рисунок 7 - Блок электропневматических приборов

На панели устанавливаются реле давления 10 (рис. 7), питательный клапан 1, датчики давления 3, кран переключения режимов 2, электропневматические вентили 4, стабилизатор 6, редуктор 5, блок управления краном машиниста 7, устройство блокировки тормозов 8, срывной клапан 9. Для осуществления внешних электрических связей на панели предусмотрены штепсельные разъемы. Все провода, обеспечивающие внутренние связи между штепсельными разъемами, электронным блоком, датчиками давления и электропневматическими вентилями, собраны в жгуты и уложены в кабель-каналы.

Электрические сигналы, соответствующие положению рукоятки, передаются от контроллера в электронный блок и далее — на электропневматические вентили. Каждому положению рукоятки контроллера соответствует определенное состояние электропневматических вентилей.

Рисунок 8 - Блок управления краном машиниста

Блок управления краном машиниста содержит дешифратор и процессор, конструктивно выполненные в виде сменных модулей. Дешифратор формирует сигналы управления электропневматическими вентилями блока электропневматических приборов. Сигналы могут формироваться от одного из трех источников: контроллера крана машиниста, КЛУБа или САУТа, верхнего уровня управления УСАВП или МСУД (автоведение). При работе от контроллера крана машиниста дешифратор по информации от семи токовых выходов контроллера формирует сигналы управления в соответствии с табл. 1.

САУТ имеет наивысший приоритет. Информация от этой системы поступает с помощью двух контактов реле.
В зависимости от положения контактов (замкнут или разомкнут) САУТ может сформировать для дешифратора две команды управления: «Отпуск» и «Перекрыша». При отсоединении на блоке электропневматических приборов сигнала от САУТа дешифратор формирует команду «Служебное торможение».

Работа дешифратора от верхнего уровня — УСАВП или МСУД (автоведение) возможна лишь в том случае, когда рукоятка контроллера крана машиниста находится в положении «Поездное». При работе от верхнего уровня управления УСАВП или МСУД дешифратор выполняет те же команды, что и от контроллера крана машиниста, за исключением команды «Экстренное торможение». Управляющие сигналы для работы дешифратора в этом режиме формирует процессор.

Рисунок 9 - Электронная система крана 130

Дешифратор формирует для процессора сигналы о положении рукоятки контроллера крана машиниста, а также о состоянии вентилей и САУТ.
Процессор принимает информацию о положении рукоятки контроллера, состоянии вентилей и от датчиков давления, выдает сигналы в дешифратор по управлению вентилями (на автоведение), обменивается информацией с адаптером, установленным на блоке тормозных приборов, по интерфейсу CAN2.0B. Процессор осуществляет прием следующих команд от САВП или МСУД по интерфейсу  CAN2.0B:

• «Управление». Получив эту команду, процессор передает в дешифратор полученную от верхнего уровня позицию (режим работы крана машиниста) и выдает в интерфейс CAN2.0B информацию о реальном коде позиции;
• «Запрос давлений». По этой команде процессор выдает в интерфейс CAN2.0B информацию от да­чиков давления в пересчете на атмосферное давление;
• «Диагностика». Процессор, получив эту команду, выдает в интерфейс CAN2. 0В информацию, которая отражает:
  реальное положение рукоятки;
  заданное положение от верхнего уровня;
  режим САУТ;
  состояние вентилей ВЗ — В8 (включен/выключен);
  неисправность вентилей ВЗ — В8;
  соответствие состояния вентилей режиму работы;
  неисправность датчиков давления;  ошибку обмена по CAN2.0B.

Устройство блокировки тормозов предназначено для исключения возможности управления из недействующей кабины. Включают устройство поворотом ключа выключателя цепей управления до упора по часовой стрелке (1-е положение). Ключ переключает контакты пакетного выключателя, который воздействует на электропневматические вентили В1 и В2 (рис. 10), установленные на корпусе 1. В корпусе размещаются три клапана — 2, 3 и 4, осуществляющие подачу сжатого воздуха от крана машиниста в тормозную магистраль (клапан 2), из питательной магистрали к редуктору крана машиниста (клапан 3) и от крана вспомогательного тормоза к магистрали вспомогательного тормоза (клапан 4).

Рисунок 10 - Устройство блокировки тормозов

Кран вспомогательного тормоза — самостоятельное устройство для управления тормозами локомотива и не является составной частью крана машиниста. На клапане тормозной магистрали 2 устанавливается микровыключатель 5, который снимает напряжение с вентиля после включения устройства. В корпусе имеется также распределительный поршень 6, управляемый сжатым воздухом, который поступает от электропневматических вентилей 7.

Редуктор обеспечивает поддержание заданного давления в уравнительном резервуаре. В блоке электропневматических приборов установлен редуктор, аналогичный редуктору крана машиниста № 395.

Рисунок 11 - Редуктор

Редуктор состоит из корпуса 1 (рис. 11) с питательным клапаном 2 и мембраны 3. Давление сжатого воздуха регулируется вращением упорки 4, воздействующей на пружину 5. На входе в редуктор установлен фильтр.

Стабилизатор также аналогичен стабилизатору крана машиниста № 395. Этот узел предназначен для перехода с повышенного давления в уравнительном резервуаре на зарядное, отрегулированное редуктором, не вызывая срабатывания тормозов. Стабилизатор состоит из корпуса 1 с клапаном 2 и мембраны 3 (рис. 12). Полость над мембраной сообщена с атмосферой дроссельным отверстием. Время истечения воздуха через дроссельное отверстие регулируется пружиной 4 вращением упорки 5. Время снижения давления с 0,6 до 0,58 МПа (с 6 до 5,8 кгс/см2) составляет 80 — 120 с.

Рисунок 12 - Стабилизатор

Реле давления осуществляет наполнение и разрядку тормозной магистрали в зависимости от давления в управляющей полости реле и уравнительном резервуаре. Управляющая полость реле связана с уравнительным резервуаром отверстием диаметром 1,8 мм. Объем уравнительного резервуара составляет 20 л. Его объем, а также диаметр дроссельного отверстия в стабилизаторе выбраны такими, чтобы истечение воздуха из уравнительного резервуара через стабилизатор не вызывало срабатывания тормозов.

Рисунок 13 - Реле давления

Срывной клапан предназначен для быстрой разрядки тормозной магистрали в положении экстренного торможения. Клапан состоит из корпуса 1 (рис. 14), крышки 7 и электропневматического вентиля 8, установленного на крышке 7 клапана. В корпусе размещен подпружиненный поршень 2. Полости над и под поршнем соединены дроссельным отверстием диаметром 0,8 мм.
В штоке поршня 2 имеются отверстия, которые размещаются между манжетами 5 и 6, установленными в крышке 7. Эти отверстия при перемещении поршня соединяют управляющую полость реле давления и уравнительный резервуар с атмосферой.

Рисунок 14 - Срывной клапан

Питательный клапан обеспечивает питание реле давления большим проходным сечением в первом положении рукоятки контроллера. Клапан состоит из корпуса 1 (рис. 15) с клапаном 2, который прижимается к седлу пружиной 3. Клапан 2 открывается под действием сжатого воздуха на манжеты 6, размещенные на штоке клапана 7. На корпусе 1 установлен электропневматический вентиль.

Рисунок 15 - Питательный клапан

Кран переключения режимов представляет собой трехходовой шаровой кран. Кран предназначен для отключения электропневматических вентилей при переходе на резервное управление.

Рисунок 16 - Кран переключения режимов

Рукоятка 1 крана переключения режимов (рис. 16) имеет два положения: дистанционное управление и аварийное управление. Соответствующая маркировка имеется на корпусе. При работе контроллером рукоятка устанавливается перпендикулярно к плоскости панели, а при управлении резервным краном — вдоль панели.

На блоке электропневматических приборов располагаются девять электропневматических вентилей, которые предназначены:

• В1 и В2 — для управления устройством блокировки тормозов; размещаются на корпусе устройства;
• ВЗ—для управления питательным клапаном; расположен на корпусе клапана; 
• В4 — для обеспечения питания сжатым воздухом управляющей полости реле и уравнительного резервуара; установлен на панели;
• В5 — для разрядки уравнительного резервуара и управляющей полости реле в атмосферу темпом служебного торможения; размещен на панели;
• В6 — для сообщения уравнительного резервуара и тормозной магистрали через обратный клапан, размещенный в корпусе электропневматического вентиля; установлен на панели;
• В7 — для разрядки в атмосферу полости над поршнем срывного клапана при экстренном торможении; расположен на корпусе срывного клапана;
• В8 — для разрядки уравнительного резервуара и управляющей полости реле замедленным темпом с 0,5 до 0,45 МПа (с 5 до 4,5 кгс/см2) за 15 — 20 с; установлен на панели;
• В9 — для блокирования и разблоки­рования ключа выключателя цепей управления; размещен на панели.

Все электропневматические вентили включающего типа. Вентиль В5 во всех положениях рукоятки контроллера крана машиниста, кроме тормозных, находится под напряжением. Этим обеспечивается служебное торможение при несанкционированном снятии напряжения с крана машиниста.
К блоку электропневматических приборов подводится сжатый воздух от питательной и тормозной магистралей. Воздух к блоку поступает также от крана вспомогательного тормоза и от магистрали вспомогательного тормоза. Блок электропневматических приборов соединен трубопроводами с краном резервного управления, уравнительным резервуаром и выключателем цепей управления.
Воздух от питательной магистрали подводится к устройству блокировки тормозов, к питательному клапану и реле давления. Воздух из тормозной магистрали от крана вспомогательного тормоза и от магистрали вспомогательного тормоза поступает к устройству блокировки тормозов.

Рисунок 17 - Блок электропневматических приборов

РАБОТУ КРАНА МАШИНИСТА С ДИСТАНЦИОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ № 130 СМОТРИ ДАЛЕЕ...

В начало страницы