Тормозной воздухораспределитель № 337.004 является одним из ведущих мировых образцов пневматического тормозного оборудования. Не имея притертых узлов и обладая высокой скоростью наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом из напорной магистрали, воздухораспределитель показывает высокие эксплуатационные характеристики.
    Тормозной воздухораспределитель предназначен для производства всех видов пневматического торможения и отпуска пневматического тормоза, а также для замещения электродинамического торможения пневматическим.
    Воздухораспределитель работает совместно с электропневматическим авторежимом. Установлен под вагоном и крепится при помощи четырех болтов крепления к специальному кронштейну, расположенному cлева на раме кузова перед второй тележкой.
    По принципу работы воздухораспределитель является автоматическим, прямодействующим, двухпроводным, неистощимым и обладает свойством мягкости, нормально работает при давлении в напорной магистрали до 2 АТ включительно.
    По конструкции тормозной воздухораспределитель является клапанно-диафрагменно-поршевым прибором. В устройстве воздухораспределителя используются резиновые диафрагмы и клапаны мягкой посадки (они имеют резиновые посадочные поверхности), что упрощает ремонт и обслуживание прибора.

    Комплект воздухораспределителя №337-004 состоит из следующих частей:
    вентильная часть, включающая два вентилями замещения
    камерная часть, расположенная между главной и вентильной частями
    главная часть с расположенными на ней основными подвижными элементами

     Камерная часть укреплена на раме вагона и к ней подсоединены трубопроводы. В корпусе камеры имеются две изолированные друг от друга полости - рабочая камера объемом 7 литров и камера разрядки объемом 1 литр.
    Камерная часть снимается только при заводском ремонте.
    В условиях депо для ревизии снимаются главная и электропневматическая (вентильная) части.
    На рабочей камере установлен отпускной клапан. Сбоку имеется отверстие для подводки проводов к электропневматической части.
    Для очистки воздуха тормозной магистрали в камерной части вмонтирован фильтр.

    Вентильная часть. Общий вид

    В вентильной части установлены два вентиля замещения №1 и №2.     Вентиль замещения №1 (ВЗ №1) предназначен для замещения электродинамического тормоза пневматическим. При торможении на малой скорости электродинамическое торможение неэффективно, и на 17 (18) позиции реостатного контролера ВЗ №1 включается и замещает электродинамическое торможение на скорости 5 - 7 км/ч.
    ВЗ №1 является вентилем включающего типа. При включении катушки в электрическую цепь обеспечивается поступление сжатого воздуха в нужные полости и камеры прибора. В его работе принимает участи напорная магистраль (НМ). Также при участии ВЗ №1 (при его срабатывании на остановках) осуществляется контроль тормоза от системы АРС.
    Вентиль замещения №2 (ВЗ №2) предназначен для замещения электродинамического торможения пневматическим в случае, если при переводе главной рукоятки КВ в тормозное положение, произошел отказ электродинамического торможения на каком либо из вагонов состава или на всем составе (например, срабатывание реле перегрузки на всем составе). В этом случае ВЗ №2 включается при положении главной ручки КВ «тормоз 2».
    ВЗ №2 также участвует в работе системы АРС. Например, при ОЧ или частоте «0», при горящей лампе ЛКВД на некоторых типах подвижного состава включается ВЗ №2. ВЗ №2 относится к вентилям выключающего типа, у которых при выключенной катушке обеспечивается питание прибора сжатым воздухом. В его работе принимает участие тормозная магистраль.

    Вентильная часть. Разрез.

    На вентилях сверху установлены кнопки, при помощи которых можно включить вентили вручную для проверки работы их клапанных механизмов.

    Камерная часть. Общий вид

    Камерная часть представляет собой литую чугунную пустотелую конструкцию массой около 38 кг. В камерной части расположены четыре отверстия для болтов крепления воздухораспределителя к раме кузова вагона. С двух сторон камерной части расположены фланцы, к которым через резиновые уплотнительные прокладки при помощи специальных шпилек крепятся вентильная и главная части.
    В камерной части расположены:
    рабочая камера (РК)
    камера дополнительной разрядки (КДР)
    пять трубопроводов
    полость для фильтра тонкой очистки воздуха тормозной магистрали
    полость для электрических контактов вентильной части

    Камерная часть. Разрез.

    Рабочая камера (РК) объемом 7 литров расположена вверху камерной части воздухораспределителя. По каналу рабочая камера камерной части ВР сообщается с рабочей камерой в главной части воздухораспределителя (под магистральной диафрагмой) и предназначена для увеличения её объема.
    Камера дополнительной разрядки тормозной магистрали (КДР) расположена внизу камерной части и по каналу сообщается с атмосферой или с тормозной магистралью, в зависимости от положения стержня с тремя уплотнительными манжетами. КДР предназначена для дополнительной разрядки тормозной магистрали во время пневматического торможения, для увеличения скорости последовательного срабатывания ВР на вагонах состава, чем обеспечивается более высокая скорость распространения тормозной волны по составу. Объем КДР – 1 литр.
    Отпускной клапан расположен в верхней части рабочей камеры. Отпускной клапан предназначен для принудительного выпуска воздуха из РК камерной части и рабочей камеры главной части воздухораспределителя. Для этих целей к нажимному стержню отпускного клапана крепится два тросика, рукоятки которых расположены в нижней части кузова вагона на его раме с левой и правой стороны около третьих дверных проёмов. На вагонах 81.717 (714) 5.М тросик отпускного клапана и кран воздухораспределителя выведены также и в салон вагона и установлены под третьим длинным диваном слева, ближе к третьему дверном проёму. Это сделано для возможности отключения воздухораспределителя из салона вагона.

    Отпускной клапан

    Трубопроводы, расположенные в камерной части:
    трубопровод напорной магистрали (НМ). Проходит по камерной части к ВЗ №1 и, если он включен, заканчивается в камере под поршеньком. Одновременно трубопровод напорной магистрали подходит к питательной камере (камере над питательным клапаном главной части). Именно на трубопроводе напорной магистрали расположен трехходовой разобщительный кран ВР.
    трубопровод тормозной магистрали (ТМ). Проходит по камерной части через фильтр тонкой очистки и ВЗ №2, заканчиваясь в магистральной камере (камере над магистральной диафрагмой) главной части. Одновременно трубопровод тормозной магистрали подходит к стержню с тремя манжетами. На трубопроводе тормозной магистрали расположен двухходовой разобщительный кран ТМ.
    трубопровод тормозных цилиндров (ТЦ), ведущий из-под питательного клапана в тормозные цилиндры через трехходовой разобщительный кран ТЦ. Трубопровод в верхней части имеет боковой канал диаметром 4 мм, ведущий в тормозную камеру (камеру над режимной диафрагмой).
    обратная трубка цилиндров (ОТЦ). Трубопровод, сообщающий тормозную камеру через двухходовой разобщительный кран ОТЦ с тормозными цилиндрами. ОТЦ фактически дублирует боковой канал, ведущий из трубопровода ТЦ в тормозную камеру. Это предусмотрено для того, чтобы в случае засорения бокового канала исключить превышение давления в тормозных цилиндрах свыше установленных норм, а также для более эффективного наполнения тормозных цилиндров из тормозной камеры и исключения дросселирования питательного клапана ВР.
    трубопровод, сообщающий авторежимную камеру (камеру под режимной диафрагмой) с камерой под диафрагмой пневмореле авторежима (АР).

    Главная часть. Общий вид.

    Главная часть включает в себя пять узлов, которые при своей работе постоянно взаимодействуют друг с другом:
    -клапан ликвидации сверхзарядки
    -магистральный узел
    -промежуточный узел
    -режимный узел
    -питательный узел

    Клапан ликвидации сверхзарядки вагонов метро

    Клапан ликвидации сверхзарядки (КЛСЗ) предназначен для понижения избыточного давления в рабочей камере камерной части воздухораспределителя и рабочей камере магистрального узла воздухораспределителя. При перезарядке камер (перезарядка тормозной магистрали) сжатым воздухом с давлением свыше 5 АТ, КЛСЗ при каждом срабатывании воздухораспределителя в режиме торможения с участием магистрального узла сообщает эти камеры с атмосферой, пока давление в них не достигнет уровня в 5 АТ.
    Основные элементы клапана ликвидации сверхзарядки:
    -Регулировочный стакан. При помощи стакана регулируется усилие пружины на диафрагму. Снизу в стакане имеется атмосферное отверстие. После регулировки стакан стопорится контргайкой
    -Регулировочная пружина, расположенная в стакане. Через центрирующую шайбу нагружает снизу диафрагму КЛСЗ
    -Диафрагма КЛСЗ. Резиновая диафрагма установлена внутри корпуса КЛСЗ. В центре диафрагмы установлен полый толкатель (плунжер), нижний торец которого через регулировочный стакан сообщается с атмосферой, а верхний торец является подвижным седлом резинового клапана
    -Клапан. Внутри КЛСЗ, в подпружиненной обойме, расположено резиновое уплотнение, являющееся клапаном. Подвижным седлом клапана является верхний торец полого толкателя
    -Камера над диафрагмой КЛСЗ. Через каналы в подпружиненной обойме и полую трубку, верхний торец которой является внутренним седлом клапана зарядки магистрального узла, камера над диафрагмой сообщается при торможении (кроме ВЗ №1) с рабочей камерой и РК камерной части воздухораспределителя.

    Магистральный узел

    Магистральный узел является ключевым звеном в работе воздухораспределителя. Именно в нем при разрядке или зарядке тормозной магистрали берут свое начало процессы, благодаря которым происходит торможение и отпуск тормоза. Магистральный узел представляет собой диафрагменно-клапанную систему. Его работа основана на принципе разницы давления сжатого воздуха в рабочей и магистральной камерах.
    Основные элементы магистрального узла:
    -Магистральная диафрагма установлена внутри корпуса главной части воздухораспределителя. Сверху магистральная диафрагма имеет нагрузочную пружину. Для исключения разрывов диафрагма установлена между двумя металлическими дисками, в центре которых расположен зажим. Зажим имеет внутреннюю полость. В верхней части зажима высверлено наклонное калиброванное отверстие диаметром 0,8 мм. В верхней части зажима расположен также захват для крепления стержня с манжетами. Процессы торможения и отпуска тормоза зарождаются благодаря реакции магистральной диафрагмы на разницу давления в рабочей и магистральной камерах.
    -Клапан зарядки установлен внутри металлического зажима магистральной диафрагмы. Сверху клапан имеет возвратную пружину. Клапан зарядки – двухседельчатый. Внешним седлом клапана зарядки является кольцевой выступ отверстия в нижней части зажима магистральной диафрагмы. Внутренним седлом клапана зарядки является верхний торец полой трубки, которая ведет в камеру над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки.
    Нейтральным положением магистральной диафрагмы является промежуточное положение, которое она занимает благодаря усилию нагрузочной пружины. При этом внутреннее седло клапана зарядки закрыто, а внешнее открыто, и рабочая камера и РК камерной части сообщаются с магистральной камерой и далее по каналу тормозной магистрали через ВЗ №2 с тормозной магистралью. Таким образом, очевидно, что при нейтральном положении магистральной диафрагмы давление сжатого воздуха в РК камерной части, рабочей камере главной части воздухораспределителя, магистральной камере и тормозной магистрали одинаково.
    -Стержень с тремя манжетами. С его участием происходит процесс дополнительной разрядки тормозной магистрали в камере дополнительной разрядки. Стержень установлен в специальном захвате, расположенном в верхней части зажима магистральной диафрагмы. Верхний торец стержня воздействует на режимный шток снизу.
    Стержень представляет собой конструкцию, состоящую из трех отдельных элементов, на каждом из которых расположена уплотнительная манжета воротникового типа. Элементы соединены между собой штифтами. Манжеты воротникового типа пропускают воздух только в одном направлении. Верхняя манжета отсекает камеру под поршеньком от атмосферы и камеры дополнительной разрядки. Средняя и нижняя манжеты при нейтральном положении отсекают тормозную магистраль от камеры дополнительной разрядки, которая сообщается с атмосферой.
    При торможении (кроме ВЗ №1) нижняя и средняя манжеты сообщают тормозную магистраль с камерой дополнительной разрядки. Нижняя манжета необходима для обеспечения четкой работы ВЗ №2. Воротники верхней и нижней манжет направлены вверх, а средней манжеты вниз.

    Камеры магистрального узла:
    -Рабочая камера - это камера под магистральной диафрагмой. По каналу она сообщается с РК камерной части и, при нейтральном положении магистральной диафрагмы через открытое внешнее седло клапана зарядки и отверстие в верхней части зажима магистральной диафрагмы диаметром 0,8 мм, с магистральной камерой.
    -Магистральная камера - это камера над магистральной диафрагмой. По каналу через ВЗ №2 она сообщается с тормозной магистралью и, при нейтральном положении магистральной диафрагмы через отверстие в верхней части зажима магистральной диафрагмы диаметром 0,8 мм и открытое седло клапана зарядки, с рабочей камерой главной части воздухораспределителя и РК камерной части.

    Питательный узел

    Работа питательного узла обеспечивает зарядку тормозных цилиндров воздухом из напорной магистрали.
    Основные элементы питательного узла:
    -Питательный клапан. На полой латунной трубке установлено металлическое кольцо с резиновым уплотнением, которое является питательным клапаном. Седлом питательного клапана является втулка, запрессованная внутри корпуса питательного узла воздухораспределителя. Нижний торец полой трубки является подвижным седлом атмосферного клапана. Канал полой трубки сообщается с атмосферой через семь атмосферных отверстий в верхней цокольной крышке воздухораспределителя. Внизу полая трубка имеет треугольное направляющее сечение для свободного прохода воздуха. Сверху питательный клапан имеет возвратную пружину.
    -Верхняя цокольная крышка на резьбе навинчена на верхнюю часть главной части воздухораспределителя. Крышка является опорой для возвратной пружины питательного клапана. В крышке высверлены семь атмосферных отверстий диаметром 4 мм каждое.
    -Камера над питательным клапаном при открытом кране воздухораспределителя по каналу напорной магистрали постоянно сообщается с запасным резервуаром и, следовательно, с напорной магистралью. При открытом питательном клапане камера над питательным клапаном сообщается с каналом ТЦ и с тормозной камерой.

    Промежуточный узел

    Элементы промежуточного узла:
    -Малый поршень (поршенёк) установлен в направляющей втулке. Поршенек имеет две резиновых уплотнительных манжеты: внешнюю и внутреннюю (установленную внутри поршенька). В центральной части поршенька имеется сквозное отверстие для скользящего прохода режимного штока.
    -Накидная (регулировочная) гайка навинчена сверху на резьбовую часть направляющей втулки. Ограничивает ход поршенька вверх. Вращение регулировочной гайки меняет ход поршенька, а ее фиксация осуществляется стопорным болтом сбоку.
    -Распорная втулка (упорка). С ее помощью поршенек при подъеме вверх воздействует снизу на большую режимную пружину.
    -Камера под малым поршнем (поршеньком). При выключенном ВЗ №1 по каналу сообщается с атмосферой (через атмосферное отверстие вентиля), а при включенном ВЗ №1 - с напорной магистралью.

    Режимный узел

    Элементы режимного узла:
    -Режимный шток, который свободно проходит в отверстие поршенька. Снизу режимный шток взаимодействует со стержнем с тремя манжетами. На шток при помощи упорной шайбы, гайки и контргайки крепятся большая и малая режимные пружины. Режимный шток имеет свободный ход относительно поршенька и никак с ним не связан. То есть при своем подъеме вверх поршенек не воздействует на режимный шток, и наоборот.
    -Режимные пружины. Большая и малая режимные пружины расположены на режимном штоке. При подъеме вверх, через режимные пружины и большой (режимный) поршень, режимный шток снизу воздействует на режимную диафрагму. Благодаря режимным пружинам обеспечивается перекрыша при определенном давлении в тормозных цилиндрах.
    -Большой поршень (режимный поршень) имеет уплотнительную манжету. Режимный поршень надет на режимные пружины сверху. Через поршень и режимные пружины режимный шток воздействует снизу на режимную диафрагму.
    -Режимная диафрагма (РД). Установлена в верхней части корпуса главной части воздухораспределителя. Режимная диафрагма имеет сверху нагрузочную пружину. Для исключения разрыва режимная диафрагма зажата между двумя пластмассовыми дисками. В центре нижнего диска , в том месте, где на режимную диафрагму воздействует режимный поршень, установлен стальной упор. На специальный выступ (тумбу) в центре режимной диафрагмы, сверху, при помощи винта крепится резиновое уплотнительное кольцо, которое является атмосферным клапаном. При нейтральном положении режимной диафрагмы (нижнее положение, которое она занимает благодаря усилию нагрузочной пружины), атмосферный клапан всегда открыт, и через него тормозные цилиндры и тормозная камера сообщаются с атмосферой.
    -Атмосферный клапан установлен на специальном выступе (тумбе) в центре режимной диафрагмы. На выступ при помощи винта крепится резиновое уплотнительное кольцо, служащее посадочной поверхностью клапана. Подвижным седлом для атмосферного клапана является нижний торец полой трубки, ведущей в атмосферу и имеющей треугольное направляющее сечение.
    -Тормозная камера - камера над режимной диафрагмой. Сообщается с тормозными цилиндрами по каналу ОТЦ, а также через боковой канал диаметром 4 мм и трубку ТЦ.
    -Авторежимная камера - камера под режимной диафрагмой, которая по каналу сообщается с авторежимом (камерой под диафрагмой пневмореле).

    Прямодействие воздухораспределителя. Тормозные цилиндры при открытом питательном клапане главной части воздухораспределителя наполняются воздухом напрямую из напорной магистрали. Этим обеспечивается высокая скорость зарядки тормозных цилиндров.
    Неистощимость пневматического тормоза. При утечке сжатого воздуха из тормозных цилиндров в атмосферу давление понижается одновременно в тормозных цилиндрах и в тормозной камере. Как только давление в тормозной камере понизится, равновесие сил (перекрыша) нарушается. Режимная диафрагма усилием режимных пружин вновь прогибается вверх, открывается питательный клапан главной части воздухораспределителя, и тормозные цилиндры дозаряжаются воздухом из напорной магистрали до наступления перекрыши.
    Свойство мягкости пневматического тормоза. При падении давления в тормозной магистрали темпом мягкости 0,3 – 0,5 АТ/мин (например, при оставлении ручки КМ №334 длительное время в 3-м положении – перекрыше) воздухораспределитель на тормоз не срабатывает. Это происходит потому, что при понижении давления в тормозной магистрали и магистральной камере давление также понижается в РК камерной части и в рабочей камере главной части воздухораспределителя. Это происходит потому, что сжатый воздух из них через открытое внешнее седло клапана зарядки и калиброванное отверстие в верхнем зажиме диафрагмы диметром 0,8 ммтакже успевает перетекать в магистральную камеру. Поэтому разницы давлений в магистральной и рабочих камерах, достаточных для преодоления усилия нагрузочной пружины, не возникает, магистральная диафрагма находится в нейтральном положении, и воздухораспределитель на тормоз не срабатывает.
    Двухпроводность. В работе пневматического тормоза на вагоне (составе) участвуют две магистрали: тормозная и напорная. Тормозная магистраль управляет работой пневматического тормоза. При ее разрядке или зарядке происходят процессы пневматического торможения или отпуска тормоза. Напорная магистраль в процессе торможения через питательный клапан главной части воздухораспределителя заряжает тормозные цилиндры, а также участвует в работе ВЗ №2.
    Автоматичность. При разрыве в процессе эксплуатации трубопровода тормозной магистрали, резинотканевых рукавов (срывного клапана, автосцепки тормозной магистрали) или при саморасцепе состава воздухораспределитель сработает на тормоз автоматически. Это произойдет потому, что при резком падении давления сжатого воздуха в тормозной магистрали, давление также понизится в магистральной камере главной части воздухораспределителя. Далее произойдет процесс экстренного пневматического торможения.

    Режимы работы воздухораспределителя определяются различными управляющими воздействиями, которые могут вызываться либо срабатыванием пневматических устройств, вызывающих изменение давления в тормозной магистрали, либо электрическим сигналом, подаваемым на клеммы вентилей замещения.

    Зарядка
    Сжатый воздух из тормозной магистрали через двухходовой разобщительный кран тормозной магистрали по каналу тормозной магистрали, пройдя через фильтр тонкой очистки и через выключенный ВЗ №2, попадает в магистральную камеру.
    Магистральная диафрагма усилием своей нагрузочной пружины находится в нейтральном (промежуточном) положении, при котором внешнее седло клапана зарядки открыто, а внутреннее закрыто. Таким образом, воздух тормозной магистрали из магистральной камеры через калиброванное отверстие d=0,8 мм в верхней части зажима магистральной диафрагмы и открытое внешнее седло клапана зарядки попадает в рабочую камеру главной части и далее по каналу в РК камерной части.
    Из-за малого диаметра отверстия рабочая камера главной части воздухораспределителя и РК камерной части заряжаются сжатым воздухом медленнее, чем магистральная камера. Поэтому магистральная диафрагма усилием сжатого воздуха сверху частично прогибается вниз. При этом еще больше открывается внешнее седло клапана зарядки. Клапан зарядки оказывается зажатым между своим внутренним седлом и верхней частью зажима магистральной диафрагмы с полностью сжатой возвратной пружиной.
    По нормативам эксплуатации процесс зарядки продолжается 55 – 75 сек.
    После того, как давление сжатого воздуха в рабочей камере главной части воздухораспределителя, РК камерной части, магистральной камере и тормозной магистрали сравняется, магистральная диафрагма вернется в нейтральное (промежуточное) положение. Внутреннее седло клапана зарядки останется закрытым, а внешнее открытым. Камера над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки при этом разобщена от рабочих камер закрытым внутренним седлом клапана зарядки.
    Одновременно с этим воздух из тормозной магистрали по каналу подходит к стержню с манжетами, заполняя полость между средней и нижней манжетами. При нейтральном положении магистральной диафрагмы стержень с манжетами находится в нижнем положении и средней манжетой отсекает тормозную магистраль от камеры дополнительной разрядки. Камера дополнительной разрядки при этом сообщается с атмосферой через полость между верхней и средней манжетой.
    Сжатый воздух из напорной магистрали по каналу напорной магистрали подходит к выключенному ВЗ №1 и далее не поступает.
    Одновременно с этим сжатый воздух из напорной магистрали по каналу поступает в камеру над питательным клапаном и, так как питательный клапан усилием возвратной пружины закрыт, далее не поступает.
    Камера под поршеньком в момент зарядки сообщается с атмосферой, через атмосферное отверстие выключенного ВЗ №1.
    Авторежимная камера в момент зарядки сообщается с атмосферой через полый толкатель диафрагмы пневмореле.
    Тормозная камера и тормозные цилиндры в момент зарядки сообщаются с атмосферой через открытый атмосферный клапан главной части воздухораспределителя.

    Полное служебное торможение
    Для полного служебного торможения необходимо при помощи крана машиниста понизить давление в тормозной магистрали на составе в один прием с 5 АТ до 3 АТ. При понижении давления сжатого воздуха в тормозной магистрали, давление понижается также и в сообщающейся с ней магистральной камере главной части воздухораспределителя.
    При нейтральном положении магистральной диафрагмы магистральная и рабочая камеры через открытое внешнее седло клапана зарядки и калиброванное отверстие в верхней части зажима магистральной диафрагмы диаметром 0,8 мм сообщаются между собой. Поэтому давление сжатого воздуха начинает падать и в рабочих камерах. Диаметр отверстия, калиброванного относительно объема рабочих камер, рассчитан таким образом, что понижение давления сжатого воздуха в рабочих камерах происходит лишь незначительно (из-за маленького диаметра отверстия воздух из рабочих камер не успевает перетекать в магистральную камеру).
    Из-за возникшей разницы давлений в магистральной и рабочей камерах магистральная диафрагма усилием сжатого воздуха снизу прогибается вверх, сжимая нагрузочную пружину. При подъеме диафрагмы вверх закрывается внешнее седло клапана зарядки, и сообщение магистральной и рабочих камер прекращается. Таким образом, очевидно, что в рабочих камерах зафиксировалось определенное давление сжатого воздуха (около 4,7-4,8 АТ), которое удерживает магистральную диафрагму в верхнем положении. Внутреннее седло клапана зарядки открывается, и рабочие камеры по каналу сообщаются с камерой над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки.
    При подъеме вверх магистральная диафрагма воздействует снизу на стержень с тремя манжетами, закрепленный в её зажим сверху. Стержень перемещается вверх и отсекает камеру дополнительной разрядки от атмосферы. Средняя и нижняя манжеты стержня сообщают камеру дополнительной разрядки с тормозной магистралью. При этом происходит дополнительная разрядка тормозной магистрали в камеру дополнительной разрядки и магистральная диафрагма прогибается вверх еще выше до упора в корпус. Вследствие этого скорость срабатывания воздухораспределителя на тормоз увеличивается.
    В свою очередь, стержень с манжетами воздействует снизу на режимный шток. Режимный шток перемещается вверх вместе с большой и малой режимными пружинами и режимным поршнем и воздействует снизу на режимную диафрагму. Диафрагма прогибается вверх, преодолевая усилие своей нагрузочной пружины.
    Следует заметить, что при подъеме вверх режимные пружины не сжимаются, а при повышении давления сжатого воздуха в тормозной камере они, сжимаясь усилием режимной диафрагмы, дают ей возможность частично прогнуться вниз.
    При подъеме режимной диафрагмы вверх закрывается атмосферный клапан, разобщая тормозную камеру и тормозные цилиндры от атмосферы. Закрываясь, атмосферный клапан воздействует на свое подвижное седло (нижний торец полой трубки с питательным клапаном). Полая трубка под воздействием режимной диафрагмы (атмосферного клапана) снизу, перемещается вверх, преодолевая усилие возвратной пружины питательного клапана. Питательный клапан открывается, сообщая напорную магистраль с тормозной камерой и тормозными цилиндрами по каналам ТЦ и ОТЦ.
    Процесс наполнения воздухом будет продолжаться до тех пор, пока давление сжатого воздуха в тормозной камере ( а следовательно и в тормозных цилиндрах), складываясь с усилием нагрузочной пружины режимной диафрагмы сверху, не преодолеет усилие режимных пружин (через режимный поршень) снизу на режимную диафрагму. Как только это произойдет, режимная диафрагма сделает частичный ход вниз. При этом питательный клапан усилием возвратной пружины закроется. Атмосферный клапан останется закрытым. Наступит положение полного баланса сил – перекрыша с фиксированным максимально возможным давлением в тормозных цилиндрах при порожнем режиме (см. таблицу), которое зависит от регулировки режимных пружин относительно площади режимной диафрагмы.

    Ступенчатое служебное торможение
    Ступенчатое торможение осуществляется разрядкой тормозной магистрали ступенями.
    Первая ступень разрядки должна быть не менее чем на 0,7 АТ, а последующие ступени разрядки не менее чем на 0,3 АТ. При этом в главной части воздухораспределителя происходят процессы принципиально аналогичные полному служебному торможению.
    При ступенчатой разрядке магистральная диафрагма прогибается вверх ступенями, а не полностью, как при полном служебном торможении. И только лишь когда давление в тормозной магистрали понизится до 3 АТ, она прогнется вверх полностью. Естественно, что режимный шток также перемещается вверх ступенями и не полностью нагружает снизу (через режимные пружины и режимный поршень) режимную диафрагму. Давление в тормозных цилиндрах при этом также нарастает ступенями, так как из-за не полностью нагруженной режимной диафрагмы для наступления перекрыши необходимо меньшее давление сжатого воздуха в тормозной камере, а следовательно, и в тормозных цилиндрах.

    Экстренное торможение
    Экстренное торможение, как правило, сопровождается глубокой разрядкой тормозной магистрали, вплоть до 0 АТ, экстренным темпом (0,8-1 АТ/сек).
    Экстренное торможение производится при помощи V (VII) положения ручки крана машиниста. Оно происходит также при срабатывании стоп-крана, ЭПК (ЭПВ АРС), срывного клапана, ВЗ №2, разрыве трубопровода тормозной магистрали.
    При этом в главной части воздухораспределителя происходят процессы, принципиально аналогичные полному служебному торможению. Давление сжатого воздуха в магистральной камере падает до 0 АТ. Так же как и при полном служебном торможении, магистральная диафрагма из-за разницы давления в рабочей и магистральной камерах прогибается вверх. Но внешнее седло клапана зарядки при этом не закрывается, так как сила упругости возвратной пружины клапана зарядки не может преодолеть разницу давления около 5 АТ в рабочей и магистральной камерах. И сжатый воздух из РК камерной части и рабочей камеры главной части воздухораспределителя через открытое внешнее седло клапана зарядки и отверстие в верхней части зажима магистральной диафрагмы диаметром 0,8 мм проходит в магистральную камеру и далее в атмосферу.
    Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление сжатого воздуха в РК камерной части и рабочей камере главной части воздухораспределителя не понизится до 2,0 - 2,5 АТ. При этом клапан зарядки усилием возвратной пружины закроет внешнее седло, и сообщение РК камерной части и рабочей камеры главной части воздухораспределителя с магистральной камерой прекратится. Наступит такое же положение, как и при полном служебном торможении с той лишь разницей, что давление в РК камерной части и рабочей камере главной части воздухораспределителя будет 2,5 АТ, а в магистральной 0 АТ.
    Давление в тормозных цилиндрах при экстренном торможении такое же как и при полном служебном торможении.
    При отпуске тормоза для дозарядки РК камерной части и рабочей камеры главной части воздухораспределителя до давления 5 АТ необходимо около 30 сек.

    Полный отпуск тормоза
    Для полного отпуска тормоза необходимо зарядить тормозную магистраль при помощи крана машиниста до рабочего давления 5 АТ. При этом увеличивается давление сжатого воздуха в магистральной камере. Когда давление сжатого воздуха в магистральной камере будет больше или равно давлению сжатого воздуха в рабочих камерах, магистральная диафрагма прогнется вниз (усилием сжатого воздуха и нагрузочной пружины сверху) и займет нейтральное положение. Стержень с манжетами также переместится вниз.
    Лишившийся опоры снизу режимный шток, режимные пружины и режимный поршень, также переместятся вниз. Режимная диафрагма при этом усилием сжатого воздуха сверху и нагрузочной пружины прогнется вниз и, как и магистральная диафрагма, займет нейтральное положение. Атмосферный клапан откроется и тормозная камера, а, следовательно, и тормозные цилиндры сообщатся с атмосферой через канал полой трубки и атмосферные отверстия в верхней цокольной крышке воздухораспределителя.
    Для ступенчатого отпуска тормоза необходима зарядка тормозной магистрали ступенями. Первая ступень не менее чем на 0,5 АТ, а последующие не менее на 0,2 АТ. При этом ступенчато увеличивается давление сжатого воздуха в магистральной камере главной части воздухораспределителя. Усилие давления сжатого воздуха сверху на магистральную диафрагму постепенно увеличивается, и она делает частичный ход вниз, ослабляя при этом воздействие режимных пружин (через режимный поршень) снизу на режимную диафрагму.
    Как только воздействие режимных пружин уменьшится, режимная диафрагма усилием сжатого воздуха и нагрузочной пружины сверху прогнется вниз, откроется атмосферный клапан и сообщит тормозную камеру и тормозные цилиндры с атмосферой.
    Разрядка тормозных цилиндров и тормозной камеры будет продолжаться до тех пор, пока воздействие режимных пружин (через режимный поршень) снизу на режимную диафрагму, не преодолеет уменьшившееся усилие сжатого воздуха в тормозной камере, складывающееся с усилием нагрузочной пружины режимной диафрагмы сверху. Режимная диафрагма при этом частично прогнется вверх, атмосферный клапан закроется, разрядка тормозной камеры и тормозных цилиндров прекратится и наступит положение перекрыши, но уже с меньшим давлением в тормозных цилиндрах.

    Замещение электродинамического тормоза вагонов метро
    При электродинамическом торможении, при снижением скорости поезда уменьшается сила торможения. Замещение электродинамического тормоза пневматическим осуществляется работой вентилей замещения. При определенных условиях они, включаясь, производят пневматическое торможение вместо электродинамического.

    Вентиль замещения № 1
    Вентиль замещения №1 (ВЗ №1) является электромагнитным вентилем включающего типа. Вентиль предназначен для замещения электродинамического тормоза пневматическим.
    Замещение происходит на малой скорости при неэффективности электродинамического тормоза. На 17-й позиции реостатного контролера включается ВЗ №1 и замещает электродинамическое торможение пневматическим тормозом. В работе ВЗ №1 участвует напорная магистраль.
    При подаче напряжения на катушку ВЗ №1 в ней создается электромагнитная сила и якорь вентиля притягивается к сердечнику. При этом толкатель с клапанами, преодолевая усилие возвратной пружины снизу, перемещается вниз. Верхний клапан закрывается и отсекает камеру под поршеньком от атмосферы, а нижний клапан открывается, сообщая камеру под поршеньком с напорной магистралью.
    Усилием сжатого воздуха снизу из напорной магистрали, поршенек перемещается вверх до упора в накидную регулировочную гайку. При подъеме вверх поршенек взаимодействует своей распорной втулкой (упоркой) с большой режимной пружиной. Режимный поршень перемещается вверх и воздействует снизу на режимную диафрагму, прогибая её вверх. При подъеме режимной диафрагмы вверх закрывается атмосферный клапан, разобщая тормозную камеру и тормозные цилиндры от атмосферы.
    Закрываясь, атмосферный клапан воздействует на свое подвижное седло. Седлом атмосферного клапана является нижний торец полой трубки, являющейся частью питательного клапана. Полая трубка под воздействием на нее снизу атмосферного клапана перемещается вверх, преодолевая усилие возвратной пружины питательного клапана. Питательный клапан открывается, сообщая напорную магистраль с тормозной камерой и тормозными цилиндрами по каналам ТЦ и ОТЦ.
    Давление сжатого воздуха в тормозной камере, а следовательно, и в тормозных цилиндрах начинает расти. Усилие сжатого воздуха тормозной камеры, складываясь с усилием нагрузочной пружины режимной диафрагмы, воздействуют на саму режимную диафрагму. Процесс зарядки будет продолжаться до тех пор, пока это воздействие не преодолеет усилие большой режимной пружины снизу на режимную диафрагму через режимный поршень. Как только это произойдет, режимная диафрагма сделает частичный ход вниз. При этом питательный клапан усилием возвратной пружины закроется. Атмосферный клапан так и останется закрытым.
    Процесс перекрыши в данном случае, наступит гораздо раньше, чем при полном служебном торможении, так как режимную диафрагму нагружает снизу только одна большая режимная пружина. Чтобы ее уравновесить давления сжатого воздуха в тормозной камере, а следовательно и в тормозных цилиндрах, нужно меньше чем при полном служебном торможении.
    При снятии напряжения с катушки ВЗ №1 электромагнитная сила пропадает, и толкатель с клапанами усилием возвратной пружины снизу перемещается вверх. При этом нижний клапан закрывается и отсекает напорную магистраль от камеры под поршеньком, а верхний клапан открывается и сообщает её с атмосферой. Поршенек с упоркой перемещается вниз. Большая режимная пружина и режимный поршень также перемещаются вниз. Под действием нагрузочной пружины и давления сжатого воздуха в тормозной камере режимная диафрагма занимает нейтральное положение. Вследствие этого тормозная камера, а следовательно и тормозные цилиндры, сообщаются с атмосферой через открывшийся атмосферный клапан.
    Магистральный узел, режимный шток с малой режимной пружиной и тормозная магистраль в работе ВЗ №1 не участвуют.

    Вентиль замещения №2
    Вентиль замещения №2 (ВЗ №2) является электромагнитным вентилем выключающего типа. Вентиль предназначен для замещения электродинамического торможения пневматическим в случае, если при переводе главной ручки КВ в тормозное положение произошел отказ электродинамического торможения на каком-либо из вагонов состава или на всем составе. Такая ситуация возникает, например, при срабатывании реле перегрузки на всем составе. В этом случае ВЗ №2 включается при положении главной ручки КВ «тормоз 2». Так же ВЗ №2 участвует в работе системы АРС. Например, при ОЧ или частоте «0», при горящей лампе ЛКВД, на некоторых типах подвижного состава включается ВЗ №2.
    В работе ВЗ №2 участвует тормозная магистраль.
    При подаче напряжения на катушку ВЗ №2 в ней создается электромагнитная сила, и якорь вентиля притягивается к сердечнику. При этом толкатель с клапанами, преодолевая усилие возвратной пружины, перемещается вниз. При этом нижний клапан отсекает тормозную магистраль от магистральной камеры, а верхний клапан сообщает магистральную камеру с атмосферой. Далее работа воздухораспределителя принципиально аналогична экстренному торможению.
    Тормозная магистраль в работе ВЗ №2 не участвует (за исключением разрядки ее в камеру дополнительной разрядки, которая моментально компенсируется краном машиниста). Скорость срабатывания воздухораспределителя на тормоз и наполнения тормозных цилиндров при работе ВЗ №2 максимальна и составляет около 1,5 сек. (см. таблицу). ВЗ №2 – самый быстрый вид пневматического тормоза.
    При снятии напряжения с катушки ВЗ №2 электромагнитная сила пропадает, и шток с клапанами усилием снизу возвратной пружины перемещается вверх. Верхний клапан отсекает магистральную камеру от атмосферы, а нижний клапан сообщает её с тормозной магистралью. При этом происходит быстрая зарядка магистральной камеры воздухом из тормозной магистрали и отпуск тормоза.

    Работа при перезарядке тормозной магистрали
    При определенных условиях, например, при оставлении ручки крана машиниста в первом положении или при неисправности редуктора тормозной магистрали, происходит перезарядка тормозной магистрали свыше рабочего давления. В этом случае произойдет повышение давления сжатого воздуха в связанной с тормозной магистралью магистральной камере. Кроме того через калиброванное отверстие d = 0,8 мм и открытое внешнее седло клапана зарядки - повышение давления в рабочей камере и в РК камерной части воздухораспределителя.
    Рассмотрим ситуацию, при которой произошла перезарядка тормозной магистрали до давления 8 АТ. При этом давление 8 АТ установится также и в магистральной камере, рабочей камере и РК камерной части. Так как при нейтральном положении магистральной диафрагмы внутреннее седло клапана зарядки закрыто, камера над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки с рабочими камерами не сообщается и ликвидации сверхзарядки не происходит.
    При попытке произвести пневматическое торможение (например, полное служебное торможение) машинист при помощи крана машиниста понизит давление в тормозной магистрали и магистральной камере на две атмосферы, то есть до 6 АТ. Поэтому первоначально воздухораспределитель сработает на тормоз в штатном режиме. Тем временем в РК камерной части и в рабочей камере главной части воздухораспределителя давление будет составлять 8 АТ. Из-за разницы давления магистральная диафрагма прогнется вверх, что приведет к зарядке тормозных цилиндров воздухом из напорной магистрали.
    Но, как только магистральная диафрагма прогнется вверх, внешнее седло клапана зарядки закроется, а внутреннее седло откроется. РК камерной части и рабочая камера главной части воздухораспределителя начнут сообщатся с камерой над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки.
    Регулировочная пружина клапана ликвидации сверхзарядки, нагружающая его диафрагму снизу, отрегулирована при помощи регулировочного стакана на 5 АТ. Поэтому при давлении сжатого воздуха в камере над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки 8 АТ, диафрагма, преодолевая усилие регулировочной пружины, прогнется вниз. При этом откроется клапан, и через плунжер и атмосферное отверстие в регулировочном стакане сообщит с атмосферой камеру над диафрагмой клапана ликвидации сверхзарядки, рабочую камеру главной части воздухораспределителя и РК камерной части. Разрядка этих камер будет происходить темпом 0,1 АТ/сек, а разрядка магистральной камеры производится темпом не менее чем 0,3 АТ/сек. Поэтому воздухораспределитель первоначально сработает на тормоз в нормальном режиме.
    Однако при понижении давления в рабочих камерах и приближения его к отметке 6 АТ (то есть такому же, как в магистральной камере и в тормозной магистрали), магистральная диафрагма под действием сверху нагрузочной пружины прогнется вниз и займет свое нейтральное положение. При этом произойдет самопроизвольный отпуск тормоза. Давление сжатого воздуха в рабочих камерах останется завышенным - 6 АТ.
    Поэтому в случае перезарядки тормозной магистрали до давления близкого к напорному рекомендуется:
    -при стоянке разрядить тормозную магистраль краном машиниста до давления не менее чем 3 АТ
    -сделать выдержку в 3 положении (кран машиниста №334) или в 6 положении (кран машиниста №013) около 30 сек. За это время все клапаны ликвидации сверхзарядки на составе сбросят избыточное давление в рабочих камерах
    -при помощи крана машиниста зарядить тормозную магистраль до рабочего давления
    При движении с перезаряженной тормозной магистралью и необходимости применения пневматического тормоза необходимо разряжать тормозную магистраль до давления ниже 5 АТ в зависимости от вида торможения (например, при полном служебном торможении с 8 АТ до 3 АТ).

    Работа воздухораспределителя при перекрытых кранах ЗР, ВР, ТМ, ТЦ, ОТЦ, АР
    -При перекрытом двухходовом разобщительном кране ЗР напорная магистраль отсекается от запасного резервуара. Таким образом, воздухораспределитель будет нормально работать, пока давление в запасном резервуаре не понизится до 2 АТ. После этого воздухораспределитель эффективно работать на пневматический тормоз перестанет.
    -При перекрытом трехходовом разобщительном кране ВР напорная магистраль отсекается от камеры над питательным клапаном и сообщается с атмосферой через атмосферное отверстие крана. При этом, при попытке затормозить тормозного эффекта не будет, тормозные цилиндры не будут заполнятся воздухом, так как напорная магистраль отсечена от питательного клапана краном ВР.
    -При перекрытом трехходовом разобщительном кране ТЦ тормозные цилиндры будут постоянно сообщаться с атмосферой через атмосферное отверстие крана диаметром 3 мм. При торможении тормозные цилиндры будут частично заполняться воздухом через открытый питательный клапан, канал диаметром 4 мм и трубку ОТЦ. Время заполнения тормозных цилиндров намного увеличится, так как воздух из них будет постоянно выходить в атмосферное отверстие крана ТЦ диаметром 3 мм, и тормозные цилиндры, благодаря свойству неистощимости воздухораспределителя, будут постоянно подпитываться воздухом напорной магистрали.
    -При перекрытом двухходовом разобщительном кране ОТЦ и торможении тормозная камера через открытый питательный клапан наполняется сжатым воздухом напорной магистрали быстрее, чем тормозные цилиндры. Как только, в момент перекрыши, закроется питательный клапан воздухораспределителя, давление в тормозной камере и в тормозных цилиндрах уравнивается, режимная диафрагма вновь прогибается вверх и вновь открывается питательный клапан воздухораспределителя, наполняя тормозную камеру и тормозные цилиндры сжатым воздухом напорной магистрали. Эта ступенчатая зарядка (дросселирование питательного клапана воздухораспределителя) будет продолжаться до тех пор, пока давление в тормозных цилиндрах не достигнет регулировочного уровня. Если в процессе эксплуатации произойдет засор бокового канала диаметром 4 мм, то при торможении сжатый воздух перестанет поступать в тормозную камеру. При торможении это приведет к перезарядке тормозных цилиндров до напорного давления и заклиниванию колесных пар вагона.
    -При перекрытом двухходовом разобщительном кране ТМ тормозная магистраль отсекается от воздухораспределителя. То есть при разрядке тормозной магистрали воздухораспределитель перестает работать на тормоз. В тоже время воздухораспределитель будет нормально работать на тормоз от ВЗ №1.
    -При перекрытом трехходовом кране АР авторежим отсекается от авторежимной камеры воздухораспределителя, и она сообщится с атмосферой через атмосферное отверстие крана АР. При этом работа воздухораспределителя, независимо от нагрузки вагона, будет как при порожнем режиме.