Тормоза воздушные

Тормоза воздушные. Воздушные тормоза явились на смену ручных тормозов, и в 80-х годах прошлого столетия была признана безусловная необходимость оборудования пассажирских поездов автоматическими непрерывными тормозами в целях большей безопасности перевозки пассажиров. Одновременно достигли возможности того, чтобы при разрыве поезда части его тормозились автоматически, а также, чтобы в случае какой-либо опасности поезд можно было остановить независимо от машиниста, из вагона. Большинством дорог были приняты тормоза воздушные, действующие сжатым воздухом в 5 атм. Карпентер, Вестингауз и Кнорр значительно усовершенствовали автоматические тормоза воздушные для пассажирских поездов. Выгоды от применения автоматического торможения стали настолько очевидны, что и в товарном железнодорожном транспорте стали заменять работу тормозильщиков механической, подчинив ее воле машиниста; но когда имевшимися конструкциями пожелали воспользоваться и для товарных поездов, то попытки в этом направлении в начале текущего столетия потерпели неудачу. При торможении получалось сильное набегание вагонов и частые разрывы поездов. Затруднения в разработке конструкции непрерывных тормозов для товарных поездов состоят в том, что товарные поезда обыкновенно очень длинны, составляются  из вагонов с тяжелым и легким грузом, из груженых и порожних вагонов, поставленных вперемежку и часто с ненатянутыми сцепными приборами. Поэтому требования для торможения сравнительно коротких пассажирских поездов с однотипными вагонами, с туго завинченными стяжками, резко отличаются от требований, предъявляемых к торможению товарных поездов. Проблема торможения длинных товарных поездов и по настоящее время привлекает интерес изобретателей; в частности у нас появились конструкции автоматических тормозов Ф. П. Казанцева, которыми в широком масштабе оборудуются ныне строящиеся товарные вагоны.

Простейшее устройство тормоз воздушных — это неавтоматический однокамерный тормоз (фиг. 1). Здесь воздушная магистраль непосредственно сообщается с рабочими камерами С тормозных цилиндров, поршни которых передают усилие сжатого воздуха на рычажную передачу к колодкам. При спуске воздуха в магистраль и цилиндры тормоза приходят в действие, а при выпуске они опять отпускаются. Это — прямодействующий тормоз, а не автоматический, так как при разрыве поезда тормоз перестает действовать. Все количество воздуха, необходимое для действия тормоза, должно  пройти при торможении через кран машиниста всю магистраль, а при отпуске тормоза совершается тот же путь в обратном направлении, тормоза головных вагонов в этой системе приходят в действие значительно раньше, чем тормоза хвостовых  вагонов. А для того, чтобы полностью отпустить тормоза, необходимо весь воздух выпустить из магистрали и тормозных цилиндров. Но так  как этот тормоз неисчерпаем, пока источник его энергии  исправен, и возможность регулирования тормозного усилия обширна, то выгоды этого тормоза используются в соединении с автоматическим тормозом. Подобная комбинация тормозов, под названием добавочного тормоза, применяется в Германии на паровозах и тендерах. С.-Готардская и Шварцвальдская дороги применяют ту же комбинацию для пассажирских поездов, вообще удобную для горных участков с крутыми и длинными спусками. Этот «двойной тормоз Вестинтауза», или тормоз «Генри», требует второй магистрали и двойного количества соединительных рукавов, что для товарных поездов совсем неудобно.

Фиг. 1.

Разработанный Карпентером в 80-х годах автоматический двухкамерный тормоз был широко распространен и отличается простотой устройства (фиг. 2). В тормозном цилиндре две камеры: А рабочая и камера В в виде мертвого пространства. При отправлении поезда магистраль и передняя камера В заряжаются сжатым воздухом в 5 атм. Отсюда воздух вокруг поршневого манжета попадает в рабочую камеру А, где тоже устанавливается давление в 5 атм. С понижением давления в магистрали, понижается давление и в камере В. Из камеры А воздух никуда не может уйти, избыточное давление передвигает поршень и нажимает на тормозные колодки. Реализуемое тормозное усилие можно повышать ступенями. При полном удалении воздуха из магистрали и передней камеры получается наибольшее торможение. То же самое получается при разрыве поезда или торможении из вагона. Впуская воздух в магистраль и уменьшая разность давления по обе стороны поршня, уменьшают действие тормоза. Таким образом тут возможен и ступенчатый отпуск. Расход воздуха в этой системе очень большой, и продолжительность его вытекания через кран машиниста тоже велика, в результате возрастают пути торможения — особенно при полном торможении.

Фиг. 2.

Устранить этот недостаток можно было путем включения ускорительных клапанов между передней камерой и магистралью, но на смену этой конструкции появился автоматический однокамерный тормоз Вестингауза со скородействующими тройными клапанами (фиг. 3). В тройном клапане одна сторона поршня k находится под давлением магистрали, а другая сторона нагружена давлением в запасном резервуаре В. Одновременно с поршнем передвигаются два золотника: Sa малый и S большой, занимающие три положения — полного отпуска, полного торможения и постепенного торможения. Поступающий через кран машиниста в магистраль сжатый воздух передвигает поршень k в крайнее правое положение, т. е. в положение зарядки, или полного отпуска тормоза. Через выточку n воздух попадает на правую сторону поршня и в запасный резервуар В. Давление в нем устанавливается тоже в 5 атм. В  то время тормозной цилиндр С через каналы с и о сообщен c атмосферой. При торможении воздух через кран машиниста выпускается из магистрали, поршень k передвигается влево, вместе с ним малый золотник Sa, открывающий вертикальное отверстие в большом золотнике, и оно сейчас же заполняется воздухом, а при дальнейшем передвижении поршня большой золотник S разобщает тормозной цилиндр С от атмосферы и сообщает его рабочую полость о запасным резервуаром В через вертикальное отверстие в большом золотнике. При движении тормозного поршня влево он действует на рычажную передачу и сжимает пружину, которая при отпуске тормоза ставит поршень на место. В своем крайнем правом положении тормозной поршень приоткрывает на внутренней поверхности по образующей цилиндра коротенькую канавку для выпуска случайно попадающего в цилиндр воздуха от возможных неплотностей в тройном клапане во избежание самоторможения. С другой стороны, при начальном торможении во избежание самооттормаживания при пробе тормоза необходимо понижать давление в магистрали на 0,4—0,5 кг/см², смотря по длине поезда. В случае порчи тройного клапана и связанных с этим утечки воздуха и самоторможения, можно его при посредстве запорного крана разобщить с магистралью. Тем самым тормоза данной единицы подвижного состава будут выключены. При служебных торможениях воздух выпускается из магистрали через кран машиниста по несколько раз с понижением давления на 0,4—0,5 кг/см²; при этом давление в запасном резервуаре падает, а в цилиндре повышается до тех пор, пока давления в них не уравняются. Дальнейший выпуск воздуха из магистрали никакого значения для увеличения тормозного усилия не имеет и является только лишним расходом воздуха. Обыкновенно давление в запасном резервуаре — 3-5 атм. Для получения полного торможения и удержания поршня А в тормозном положении достаточно понизить давление в магистрали только до 3—5 атм. Расход воздуха при исправном состоянии тормоза невелик, а передача действия от вагона к вагону происходит гораздо быстрее, чем в двухкамерных тормозах. Пути торможения при этом тормозе много короче по сравнению с двухкамерным, но недостатком его является исчерпаемость тормозного усилия и затем невозможность ступенчатого отпуска. При прежних небольших составах это существенного значения не имело. При отпуске тормоза небольшое увеличение давления в магистрали против запасного резервуара сразу же заставляет поршень k вместе с обоими золотниками перейти в крайне правое положение, — положение полного отпуска тормоза, при котором тормозной цилиндр соединяется с атмосферой, магистраль же через выточку n сообщается с запасным резервуаром.

Фиг. 3

Особым устройством на кране машиниста, т. н. питательным клапаном, давление воздуха во всей системе во время езды автоматически поддерживается в 5 атм., пока не будет произведено торможение. Воздух для торможения берется здесь из запасного резервуара, а не  из магистрали, как в неавтоматическом тормозе. При действии ускорителя воздух магистрали тоже попадает в тормозной цилиндр. Благодаря тому, что торможение происходит при выпуске воздуха из магистрали, тормоз будут действовать, автоматически, как при разрыве поезда, либо в случае порчи резиновых рукавов, а в случае надобности поезд может быть остановлен и из вагона.

Фиг. 4.

На фиг. 4 дан скородействующий тройной клапан скородействующего тормоза Вестингауза. Действие этого клапана отличается от обыкновенного тройного клапана тем, что при экстренных торможениях автоматически пропускает сжатый воздух в тормозные цилиндры, как из вспомогательных резервуаров, так и из магистрали. Экстренное торможение распространяется благодаря этому почти моментально вдоль всего поезда, и нажатие колодок получается значительно сильнее, чем при полных служебных торможениях. Скородействующий тройной клапан состоит из двух главных частей: верхняя часть — это горизонтально поставленный обыкновенный тройной клапан, а нижняя часть — ускоритель к нему. Верхняя часть состоит из поршня 5, золотника 6 и уравнительного стержня 7, вторая — из ускорительного поршня 13, среднего ускорительного клапана 18 и наружного ускорительного клапана 19. Нижняя часть скородействующего тройного клапана приходит в действие только при экстренном торможении. Части клапана могут занимать четыре различных положения: 1) поездное, или положение отпуска, 2) положение умеренного или служебного торможения, 3) положение перекрыши после служебного торможения и 4) положение экстренного торможения.

На чертеже показано поездное положение частей клапана. Сжатый воздух из магистрали поступает в тройной клапан по отростку 23^а, проходит через очистительную сетку 24, вертикальный канал 41 и отверстиями 42 проходит в поршневую камеру; перетекает через канавку 43 в цилиндрической поверхности втулки и по канавке 44 в теле поршня в золотниковую камеру, а затем во вспомогательный резервуар, как показывает стрелка 45. Значит, по обеим сторонам поршня 5 устанавливается давление,  равное давлению воздуха в магистрали. В ускорительной, нижней части тройного клапана в это время происходит следующее: сжатый воздух магистрали наполняет конденсационную камеру 46, слегка приподнимает клапан 19 и перетекает в пространство 47 под клапаном 18. В пространствах 46 и 47 устанавливается давление магистрали, и клапаны 18 и 19 плотно прижимаются пружинами к своим гнездам. Находящееся в постоянном сообщении о тормозным цилиндром пространство 48, между ускорительным поршнем 13 и средним ускорительным клапаном 18, сообщается с атмосферой каналами 49 и 50, углублением 51 в лице золотника и отверстием 52 в теле тройного клапана. Пространство над поршнем 13 тоже соединено  с атмосферой каналом 53, углублением 51 в  лице золотника и отверстием 52 в теле тройного клапана.

Рассмотрим теперь положение умеренного, или служебного торможения. Допуская умеренное  понижение давления в магистрали на 0,4—0,5  кг/см², смотря по длине поезда, поршень 5, благодаря перевесу давления со стороны вспомогательного или т. н. запасного резервуара, передвинется вправо, закроет канавку 43 и тем самым прекратит сообщение вспомогательного резервуара с магистралью. Вместе с поршнем 5 передвигается уравнительный стержень 7, открывая канал 54, проделанный в теле золотника 6. При дальнейшем движении поршня 5 заплечиком на поршневом стержне будет увлечен и золотник 6, благодаря чему произойдет разобщение рабочей полости тормозного цилиндра с атмосферой, и когда золотник продвинется настолько, что отверстие 54 станет против отверстия 50, сжатый воздух из вспомогательного резервуара пройдет в тормозной цилиндр. Момент сообщения каналов 50 и 54 и впуска воздуха в тормозной цилиндр совпадает с моментом упора стержня поршня в стержень 21. В этот момент часть воздуха уже прошла из вспомогательного резервуара в тормозной цилиндр, и, следовательно, давление на левую часть поршня 5 понизилось. Поэтому при упоре в стержень 21 поршень не в состоянии сжать пружину 22 и тем самым останавливается. Что же происходит за это время в ускорительной  части тройного клапана? Так же, как и в магистрали, давление в конденсационной коробке 46 понижается. Находящийся при 5 атм.  сжатый воздух в пространстве 47 между клапанами 18 и 19 прижимает их к своим гнездам. В камере 48, между ускорительным поршнем 13 и клапаном 18, находящейся в сообщении с тормозным цилиндром, устанавливается давление, величина которого зависит от степени понижения давления в магистрали. Пространство над поршнем 13 продолжает сообщаться с атмосферой окном 20, выемкой 51 и отверстием 52. Значит, все части ускорителя остаются неподвижными.

В положение перекрыши после служебного торможения части тройного клапана придут в тот  момент, когда давление во вспомогательном резервуаре, вследствие перехода части воздуха в тормозной цилиндр, сделается несколько ниже давления в магистрали, поршень 5 передвинется немного влево, причем уравнительный стержень 7 закрывает канал 54 в теле золотника 6 и прекращает дальнейшее наполнение тормозного цилиндра. Значит, в положении перекрыши частей тройного клапана   ни магистраль, ни вспомогательный (запасный) резервуар, ни тормозной цилиндр не сообщаются ни между собой, ни с атмосферой. При выпускании из магистрали новой порции сжатого воздуха с понижением давления в  6—8 атм., перевес давления со стороны вспомогательного резервуара передвинет поршень 5 вправо настолько, что уравнительный стержень 7 откроет окно 54, благодаря чему в тормозной цилиндр поступит новая порция воздуха из вспомогательного резервуара, а колодки к колесам прижмутся сильнее. Как только давление во вспомогательном (запасном) резервуаре сделается меньше, чем в магистрали, поршень 5 опять передвинется влево, и уравнительный стержень 7 закроет окно 54. Процесс подтормаживания можем производить до тех пор, пока не получится полного служебного торможения. При полном служебном торможении давление в тормозном цилиндре делается равным давлению воздуха в запасном резервуаре. Коли же и теперь производить дальнейший выпуск воздуха из магистрали, то перевес давления со стороны запасного резервуара передвинет поршень 5 до самой прокладки 10. При этом золотник 6 станет в такое положение, что боковой вырез 55 в его теле станет против канала 53, но протока воздуха не будет, так как давление в запасном резервуаре и тормозном цилиндре еще раньше сравнялись. Следовательно, дальнейшего усиления торможения не произойдет.

Экстренное торможение получается при быстром понижении давления воздуха в магистрали. При таком понижении перевес давления со стороны вспомогательного резервуара быстро передвигает поршень 5 в крайнее правое положение и прижимает его к прокладке 10. Золотник 6 станет так, что вырез 55 в его теле придется против канала 53. Вследствие этого сжатый воздух из запасного резервуара большой струей пойдет в пространство над поршнем 13, в котором имеется отверстие 56. Отсюда часть воздуха попадает в пространство 48 и  оттуда в тормозной цилиндр. Но так как сечение канала 53 значительно больше сечения отверстия 55, то воздух не успевает уходить в тормозной цилиндр и давит на поршень 13, вследствие чего поршень этот опускается, нажимает на стержень 17 и открывает клапан 18. Как только клапан 18 откроется, находящийся  в пространстве 47 сжатый воздух уходит в тормозной цилиндр, причем давление на спинку клапана 19 значительно понижается. Тогда давление оставшегося в магистрали воздуха приподымает клапан 19, и воздух из магистрали поступает через камеры 47 и 48 в тормозной цилиндр, чем усиливается эффект торможения. Когда давление в тормозном цилиндре сделается равным давлению в магистрали, пружинка 30 прижимает клапан 19 к его гнезду, и в тормозной цилиндр продолжает поступать воздух только из запасного резервуара. Значит, в скородействующем тормозе Вестингауза выпуском воздуха из магистрали не только через кран машиниста, но и через ускорители тройных клапанов мы достигаем чрезвычайно быстрого понижения давления по всей магистрали. В результате получается быстрое и одновременное торможение всех тормозных вагонов поезда даже при значительной длине его. Однако, при экстренном торможении случаи разрыва поездов, даже на несколько частей, вовсе не исключены.

Впуская в магистраль сжатый воздух через кран машиниста, произведем оттормаживание. Значит, из магистрали воздух попадет в тройной клапан по каналу 41 и отверстиями 42 и отодвинет поршень 5, а с ним и золотник 6 в первоначальное их положение. При движении золотника 6 влево, углубление 51 сообщает отверстие канала 50 с выпускным клапаном 52, и воздух из тормозного цилиндра выходит наружу, т. е. происходит оттормаживание. В это же время запасный резервуар наполняется сжатым воздухом через выемки 43 и 44.

Для того чтобы получить равномерный выпуск воздуха из тормозного цилиндра, в выпускной канал тройного клапана ввинчена пробка с отверстиями по оси и по радиусам. Площадь этих отверстий сообразована с размерами тормозного цилиндра. Помещающийся в нижней части тройного клапана кран позволяет выключить из действия или весь тройной клапан, или только ускоритель его. Когда ручка крана 26 находится в вертикальном положении, все части тройного клапана действуют. При горизонтальном расположении ручки 26 выключается только ускоритель, так что весь прибор действует только как простой тройной клапан, без участия воздуха магистрали в нажатии колодок. При расположении рукоятки 26 под углом в 45° тормоза данного вагона будут выключены. Немцы называют тройной клапан — Funktionsventil. Лучше его называть распределительным клапаном. Итак, автоматический однокамерный тормоз допускает усиление действия тормоза вплоть до полного торможения, но не дает возможности ступенями же отпускать тормоз. В самом деле, если при отпуске тормоза будет только немного повышено давление в магистрали против запасного резервуара, поршень 5 вместе с золотником 6 и уравнительным стержнем 7 сразу же перейдет в крайнее левое, а на фиг. 3 поршень k — в правое положение, т. е. в положение полного отпуска тормоза, при котором тормозной цилиндр соединяется с атмосферой, а магистраль через выточки 43 и 44 сообщается с запасным (вспомогательным) резервуаром. Воздух из магистрали постепенно переходит в запасный резервуар, а так как давление в нем не сможет подняться выше давления в магистрали, то нет и силы, которая бы передвинула поршень 5 вправо или поршень k на фиг. 3 влево и приостановила процесс отпуска тормоза. Поэтому и при слабом повышении давления в магистрали тормоза отпускаются полностью. Если во время езды приходится несколько раз подтормаживать и отпускать тормоз, не успев зарядить в промежутке запасный резервуар до 5 атм., то наступает постепенная разрядка тормоза. Многое, конечно, зависит от самого машиниста, от уменья обращаться с автоматическими тормозами и степени навыков учета обстановки. На небольших уклонах и на равнинных участках опасность разрядки тормоза будет невелика для наездов средней длины. Для длинных же поездов не только разрядка тормоза опасна, но и быстрое возрастание давления в скородействующих однокамерных тормозах вредно вследствие возможных разрывов поездов. Сравнение диаграмм давлений, снятых с первого и с последнего вагонов, показывает, что в то время как первый вагон сально тормозится, в последнем вагоне действие тормоза еще только начинается, запаздывая до 5 секунд для товарных поездов. Поэтому задние вагоны набегают на передние, сильно сжимая буферные пружины. При отдаче  буферных пружин и отжатии ими вагонов часто получались разрывы поездов. Вводя особый товаро-пассажирский переключатель, как показано на фиг. 5, для однокамерного тормоза Кнорре, а также и Вестингауза, удалось, после первого не слишком сильного нажатия колодок, производить дальнейшее повышение постепенно. Этим самым значительно понижается разница в давлениях первого и последнего тормоза. Переключатель  вставляется между тройным клапаном и укрепительным фланцем на тормозном цилиндре или запасном резервуаре. Помощью переключателя можно приспособить пассажирский скородействующий однокамерный тормоз и для товарного движения.

Фиг. 5.

На фиг. 6 показан товаро-пассажирский переключатель. Он имеет кран а с большим и малым проходами, с горизонтально расположенной осью и снабжен рукояткой для соответственного переключения; кроме того, есть вертикально расположенный клапан b начального торможения и дифференциальный поршень с. При постановке рукоятки на пассажирское движение, сжатый воздух из тройного клапана беспрепятственно проходит в тормозной цилиндр через большое отверстие. При переключении на товарное движение сжатый воздух должен пройти через очень малое отверстие в пробке крана. В самом начале торможения сжатый воздух через клапан b свободно проходит в тормозной цилиндр, действуя в то же время и на дифференциальный поршень с, который закрывает клапан b тогда, когда давление в тормозном цилиндре достигнет 0,6 атм. Дальнейшее поступление воздуха из запасного резервуара в тормозной цилиндр происходит через узкое отверстие в кране. Так как набегание вагонов длинных товарных поездов наблюдается именно в первый период торможения, то здесь, вследствие сильного нажатия колодок на бандажи за первый момент торможения, набегание вагонов предупреждается, а следовательно, достигается более плавное торможение.

В товарных тормозах систем Кнорра, Вестингауза и Кунце-Кнорра в тройных клапанах целиком содержится приспособление, играющее роль товаро-пассажирского переключателя. Что касается паровозного тормоза, то таковой снабжается обыкновенным тройным клапаном, и для приспособления его для товарного торможения достаточно включить между тройным клапаном и тормозным цилиндром обыкновенный дроссельный кран, чем достигается постепенное повышение давления в тормозном цилиндре.

Расположение тормозных приборов на паровозах, тендерах и вагонах дано на фиг. 7 и 7а для скородействующего тормоза Вестингауза. Вертикально расположенный воздушный насос двойного действия 2 приводится в движение поршнем парового цилиндра 3, тоже двойного действия, насыщенного паром из котла. Пар поступает из сухопарника через паровой кран 3, открываемый рукой машиниста помощью маховичка 4. Этот маховичок служит лишь для пуска насоса, регулирование притока пара в паровой цилиндр 1 производится, главным образом, регулятором хода насоса 7, поставленным на паропроводе 6. При открытом паровом кране 3 насос нагнетает сжатый воздух по трубе 9 в главный резервуар 10, который помешается либо над паровозным котлом, либо под котлом, или под передней площадкой паровоза. Отработавший пар выпускается по трубе 8 либо в атмосферу, либо в водоподогреватель. Трубка 12 соединяет главный резервуар 10 с краном машиниста 15, укрепленным либо на лобовом листе кожуха топки, либо с правой стороны будки машиниста для удобного с ним манипулирования. Кроме того, кран машиниста соединен с магистралью 20, идущей вдоль всего поезда. Магистраль, или главный воздухопровод, соединяется посредством отростков 21 с тормозными приборами под паровозом, тендером и каждым вагоном. Кран машиниста соединен еще трубкой меньшего диаметра 36 со вспомогательным или запасным резервуаром на паровозе 18 и отростком 17 к двойному манометру 16, что видно на фиг. 8. Резиновые рукава 22 и 23, соединяемые помощью металлических головок, дают гибкое соединение магистрали между паровозом и тендером, а также с отдельными вагонами. Каждая единица подвижного состава имеет по концам магистрали разобщительный кран 25 для того, чтобы закрытием их, при отцепке вагонов от поезда, не понижать давления в магистрали и тем самым предотвратить нажатие тормозных колодок на колеса. При включении в действие всех тормоз поезда, закрыты только передний паровозный и задний вагонный кран поезда. Случайное перекрытие этих кранов где-либо в составе поезда неоднократно приводило к крушению поезда. У тендеров и танк-паровозов на магистрали 20 имеется конденсационный горшок 26 для осаждения воды и смазочного масла, содержащихся в сжатом воздухе и могущих попасть в тормозные аппараты. Соединенный с краном машиниста двойной манометр 16 показывает давление в главном резервуаре 10 и в главном воздухопроводе, или магистрали 20.

Фиг. 6.

Давление  в магистрали всегда должно быть ниже, чем в главном резервуаре — примерно на 1,3—1,8 кг/см². Для этого на кране машиниста имеется или питательный клапан, или клапан разности давлений. При кранах машиниста нового типа в тормозе Вестингауза устанавливают золотниковый питательный клапан, поддерживающий в магистрали определенное давление независимо от величины давления в главном резервуаре. Следовательно, этот клапан уже не постоянной разности давления между главным резервуаром и магистралью, а является клапаном постоянного давления в главном воздухопроводе.

Каждая тормозная единица подвижного состава снабжена устройством, передающим тормозное усилие через посредство рычажной передачи и колодок. Поэтому она имеет тормозной цилиндр 27, вспомогательный или запасный резервуар 28, тройной клапан 29, выпускной клапан 30, соединенный с запасным резервуаром 28 на вагонах или тендере и с тормозным цилиндром 27 на паровозе. Выпускной клапан позволяет от руки отпустить каждый отдельный тормоз в случае его прихватывания. На паровозе и тендере выпускные клапаны помещены в будке машиниста под рукой; а под вагонами выпускной клапан доступен с обеих сторон вагона при помощи цепочки. Иногда привод к нему проводится внутрь вагона. Ведущий к тройному клапану 29 патрубок 21 соединяется с магистралью 20 посредством пылеловки 31, в которой имеется тонкая сетка, задерживающая случайно попавшие пыль и песок. При употреблении обыкновенного тройного клапана 29, как на паровозе, или скородействующего тройного клапана без крана, на патрубке 21 ставится разобщительный кран 32. Необходимой принадлежностью каждого тормозного вагона является кондукторский кран, помещаемый на отростке магистрали, отведенном внутрь вагона или на площадку. Открывая этот кран, можно выпустить воздух из магистрали и остановить поезд независимо от машиниста.

Фиг. 7. Фиг. 7а

Действие тормоза состоит в следующем. Посредством воздушного насоса 1 и 2 воздух сжимается в главном резервуаре 10 до давления 5,5—6 кг на кв. см. По прицепке паровоза к поезду сжатый воздух из главного резервуара поступает в магистраль 20 и по ней и ответвлениям 21 наполняет запасные или вспомогательные резервуары 28, проходя через тройные клапаны 29. Имеющийся при кране машиниста питательный клапан поддерживает разницу давления в 1,8—1,6 кг см². Поэтому в магистрали в тройных клапанах и запасных резервуарах устанавливается давление около 4,5 кг на кв. см. При этом сжатый воздух в тормозные цилиндры 21 не проникает, а кран машиниста 18 (отдельно на фиг. 9) стоит в своем І-м положении. Кран машиниста служит для управления воздушным тормозом и имеет 5 отдельных положений. I положение ручки крана машиниста соответствует периоду оттормаживания поезда и заряжения запасных резервуаров для последующих торможений. Значит, в этом положении происходят зарядка и отпуск. Движение воздуха происходит по следующим каналам. Сквозное окно 56 в золотнике крана 4 приходится над углублением 54 в золотниковом зеркале, вследствие чего находящийся над золотником сжатый воздух главного резервуара наполняет это углубление, а затем через выемку 60 в лице золотника попадает в канал 48, а следовательно в магистраль, или главным, воздухопровод и камеру 44 под регулирующий поршнем 11. В то же время выемкой 55 в лице золотника сжатый воздух проходит в окно 49  (см. фиг. 10), а затем каналом 52 — в запасный, или вспомогательный резервуар паровоза, так  называемый малый резервуар по трубке 20 и в камеру 41 над регулирующим поршнем 11. Таким образом, клапан 42 регулирующего поршня закрывает отверстие 43. Кроме того, при І-м положении ручки крана машиниста в канал 52 попадает также сжатый воздух через окно 57 в  золотнике и окно 50 в золотниковом зеркале. Значит, при I положении устанавливается непосредственное сообщение главного резервуара с магистралью, с малым резервуаром 18 на паровозе и камерами 41 и 44 регулирующего поршня 11. Итак, в этом положении происходит либо зарядка, либо отпуск после произведенного торможения.

Фиг. 8.

II положение ручки — поездное. Хотя сжатый воздух и попадает через окно 56 в углубление 54, но непосредственно попасть в канал 48 не может, так как выемка 60 в лице, золотника не захватывает углубления 54. При втором положении ручки отверстие 57 золотника совпадает с овном 53 зеркала, ведущим к питательному клапану.

Фиг. 9.

Питательный клапан устроен таким образом (см. фиг. 11): в теле крана машиниста ввинчена крышка 31, во внутренней расточке которого помещается клапан 28, прижимаемый пружиной 29 к коническому седлу в теле крана машиниста. Одним концом пружина упирается в тело клапана, другим в шайбу 33, надетую на винт 32. Установкой винта можно урегулировать упругость пружины 29. Крышка 30 перекрывает конец винта.

Фиг. 10. Золотник (слева) надо представить находящимся над правой частью рис. и мысленно вращать  его из I положения во II, III, IV и V.

Поступающий в канал 53 сжатый воздух открывает клапан 28, сжимая пружину 29, и  проходит в канал 61, сообщаемый с каналом 48, а отсюда в магистраль. При повышении давления в главном воздухопроводе питательный клапан все сильнее прижимается к своему седлу; наконец, при достижении нормального давления в магистрали впуск воздуха из главного резервуара прекращается, — разумеется, если давление в главном воздухопроводе тоже, не превышает нормы в 5,5—6 кг/см², которая устанавливается при правильном отрегулировании регулятора 7 (см. фиг. 8). При отсутствии надлежащего отрегулирования регулятора 7 давление в главном воздухопроводе может значительно повыситься, немногим отличаясь от давления пара в котле; тогда и клапан разности не препятствует соответственному повышению давления воздуха в магистрали. Такой ненормальный случай не увеличивает силы торможения, усиливает, однако, утечки воздуха сквозь неплотности, побуждает тем самым к произвольному прихватыванию тормоза, увеличивает непроизводительно расход воздуха и, наконец, может вызвать разрыв соединительных рукавов. Если взамен клапана разности поставлен золотниковый питательный клапан, обеспечивающий постоянное, вполне определенное давление воздуха в главном резервуаре,  то сказанных недостатков не будет. Клапан этот укрепляется непосредственно к телу крана машиниста или может быть приобщен к крану при помощи кронштейна и специальных трубок. Назначение клапана разности давлений — пополнять утечку воздуха из магистрали и ускорять пополнение магистрали при оттормаживании.

Фиг. 11.

III положение ручки крана машиниста — это  перекрыша. В этом положении все окна в золотниковом зеркале закрыты телом золотника. Поэтому магистраль разобщается от главного резервуара, от малого резервуара и камеры 41 над регулирующим поршнем. В это положение ручка ставится после произведенного служебного торможения, которое достигается постановкой крана в следующее по порядку положение.

IV положение — постепенного торможения. Для производства постепенного, или служебного торможения машинист ставит ручку крана из поездного положения, т. е. II, в IV, при котором отверстие 50, ведущее к каналу 52, сообщается при помощи канавки 59 в золотнике с выпускным окном 47. При таком расположении сжатый воздух из малого резервуара и камеры 41 под регулирующим поршнем 11 выпускается каналом 52 через окно 50, канавкой 59 и окном 47 прямо в атмосферу. При  этом равновесие давлений на поршень 11 нарушается, и избыток давления снизу поршня заставляет его подыматься. Проходя через клапан 42 и по каналу 43, воздух из магистрали уходят в атмосферу до тех пор, пока давление воздуха в магистрали не установится такое, какое сохранилось в камере 41 и вспомогательном резервуаре по постановке крана машиниста в III положении. При каждом служебном торможении стрелка манометра, соединенного с малым резервуаром, должна показывать понижение давления в магистрали в 0,1—0,5 кг/см², смотря по длине поезда. Такое понижение давления необходимо для того, чтобы поршни тормозных цилиндров пришли в положение, при котором выемка на внутренней стенке цилиндра была бы перекрыта. Дальше, действуя краном машиниста, можно путем очень незначительного понижения давления в магистрали постепенно увеличивать силу торможения. Полное тормозное усилие будет достигнуто тогда, когда понижение давления в магистрали дойдет до 1,3—1,6 кг/см², так как при этом давления во вспомогательном резервуаре и в тормозном цилиндре уравниваются. Поэтому далее понижать давление в магистрали бесполезно, это будет лишь увеличивать время отпуска. При большой скорости поезда требуется большее тормозное усилие, чем при малой. Затормаживать колеса так, чтобы они скользили, не следует, так как от этого на бандажах получаются крайне вредные выбоины, да и сила торможения при движении колес юзом падает.

V положение рукоятки крана машиниста соответствует быстрому, или экстренному торможению. При этом получается свободное сообщение магистрали с атмосферой посредством канала 48, углубления 60 в золотнике и выпускного канала 47 в теле крана, так что воздух из магистрали выходит чрезвычайно быстро, давление быстро падает, и тормоза начинают действовать немедленно. Тормозное усилие будет выше, чем при служебном торможении, так как в тормозные, цилиндры воздух попадает не только из запасных резервуаров, но и из воздухопровода.

Когда поезд идет двойной тягой, тормозом управляет главный машинист. Поэтому главный резервуар второго паровоза должен быть разобщен от магистрали, что достигается перекрытием крана двойной тяги. Кран этот поставлен в будке машиниста на трубе, соединяющей главный резервуар с краном машиниста. Второй машинист в состоянии затормозить поезд, но не может отпустить тормоз. Что касается до воздушного насоса, то таковой делается теперь всегда двухступенчатым, как подающий больше воздуха на единицу расходуемого пара, что способствует быстрой зарядке и отпуску тормоза.

В настоящее время Ф. П. Казанцев сконструировал однопроводный тормоз, отличающийся неисчерпаемостью тормозной силы, возможностью ступенчатого торможения и ступенчатого отпуска, превзойдя во многом технические условия международной конференции. Ныне этот тормоз стандартизуется для всего подвижного состава.

Литература: «Двухпроводный автоматический тормоз системы Ф. П. Казанцева, изд. Транспечати, 1925; «Однопроводный тормоз Казанцева», Транспечать, 1927; Курт-Видеман, «Тормоз Кунце-Кнорра для товарных поездов германских ж. д.»; А. А. Голубев, «Тормоз Вестингауза в действии», подробное объяснение по особым упрощенным чертежам с сохранением деталей; А. А. Голубев, «Тормоз Нью-Йорк в действии», подробное объяснение по особым упрощенным чертежам с сохранением деталей; Блюм, Боррис и Баркгаузен, «Подвижной состав и мастерские железных дорог», т. II. Вагоны, автоматические тормоза и пр.; Акционерное Общество Вестингауза, «Скородействующие тормоза Вестингауза», описание тормозов и наставление к уходу за ними; Труды Научно-технического комитета НКПС, вып. 9, «Непрерывные тормоза для товарных поездов»; «Паровоз», изд. Транспечати, 1929.

Е. Кестнер.