دانلود مقاله شبیه سازی دینامیکی شیرترمز اتوماتیک لکوموتیو ( راه آهن )

این گزارش به تشریح عملکرد سوپاپ ترمز اتوماتیک به منظور شبیه سازی و تحلیل رفتار دینامیکی شیر می پردازد .

هدف اصلی از تحلیل ، تعیین فشار دبی خروجی از شیر پر بر حسب زمان در وضعیتهای تلف کاری آن می باشد .

بدین منظور لازم است تا ابتدا تشریح دقیقی از عملکرد و وضعیت سیستم ارائه گردد ، تا بر پایه آن بتوان مقادیر ورودی و خروجی را به هم مرتبط نمود .

لذا لازم است تا ابعاد و اندازه های شیر اعم از اندازه مقاطع و حجم ها ، و نیز سایر مشخصات شیر ، نظیر ثابت فنرهای تعیین گردد .

بر اساس آنچه ذکر شد در این گزارش ابتدا به بررسی مدار کلی شیر ترمز اتوماتیک و جایگاه این شیر در ارتباط با سایر اجزا ترمز می پردازیم .

سپس مسیر و جریان هوا در ادامه شرحی بر عملکرد اجزا تشکیل دهنده ترمز اتوماتیک ارائه می گردد .

در پایان ابعاد و اندازه های شیر ارائه می گردد .

علاوه بر این ، ترجمه متن اصلی یر ترمز اتوماتیک ارائه شده از طرف کارخانه سازنده (شرکت وابکو) ، ضمیمه گردیده است .

1- مروری نحوه عملکرد سیستم ترمز اتوماتیک
ترمز به عنوان کنترل کننده سرعت در قطار ، اصلی ترین رکن ترددایمن می باشد .

بنابراین نخستین اولویت در طراحی این سیستم ، بالا بودن ایمنی ، حتی به ازای هزینه بالا و استفاده از روشهای غیر معمول ، می باشد .

به همین منظور ترمز قطار به نحوی طراحی گردیده که بر خلاف سیستمهای رایج ، کاهش شار لوله ترمز ، باعث عمل ترمز گیری می شود .

این امر خصوصاٌ در موقع گسیختگی قطار حائز اهمیت است و باعث خواهد شد تا در موقع گسیختگی قطار کاهش خوبخودی در لوله ترمز روی داده و قطار به طور خودکار ترمز بگیرد .

به طور مختصر مکانیزم مدار ترمز و جایگاه سوپاپ ترمز اتوماتیک در آن را می توان اینگونه بیان نمود :
موتور قطار مستقیماٌ در ارتباط با کمپرسوری است که می تواندهوای متراکم با فشار حدود 14.Psi تولید می نماید .

هوای فشرده پس از ذخیره شدن در مخزن اصلی عیور از لوله ها و صافی ها وارد سوپاپ ترمزاتوماتیک (یا شش دنده ) می گردد و طی پروسی تبدیل به هوای با فشار حدود 70Psi می شود و از آن پس ، این فشار تنظیم شده وارد ولوله ای به نام لوله اصلی brake pipe) یا لوله ترمز ) می گردد .

این لوله در سرتاسر قطار امتداددارد و توسط لوله های لاستیکی بین واگن ها ارتباط آنهابا یکدیگر و نیز لوله اصلی لکومتیو برقرار می شود.

حال هنگامی که فشار در این لوله از مقدار 70Psi کاهش یابد ، عمل ترمز در سرتاسر قطار صورت می گیرد .

توسط قسمتهای مختلفی امکان کاهش فشار وجود دارد.

دستگاه شش دنده یکی از تجهیزاتی است که توسط راننده این کاهش فشار را در لوله اصلی ایجاد می کند .

و یا سیستمهای ایمنی موجود در مواقعی که راننده هوشیار نباشد ، از سرعت مجاز تخطی نماید ، بدون توجه وارد ایستگاه شود و ...

می تواند کاهش فشار را ایجاد نماید .

همچنین چنانچه ذکر شد در موقع گسیختگی، به علت پارگی لوله های لاستیکی بین واگنها فشار خود به خود کاهش می یابد .

این گاهش فشار توسط سوپاپهایی در لکومتیو و نیز در واگنهای حس می شود و ترمز گرفته می شود .

در لکومتیو سوپاپ کنترل ولو 26-D و در واگنها انواع سوپاپ سه قلو نسبت به کاهش فشار لوله اصلی حساس می باشند و پس از احساس کاهش فشار به وجود آمده (پس از یک وقفه زمانی به منظور همزمان کردن ترمز همه واگنها) ، به تناسب کاهش فشار به سیلندر های ترمز دستور ترمز را می دهند .

در لکومتیو سوپاپ کنترل ولو 26-D و در واگنها انواع سوپاپ سه قلو نسبت به کاهش فشار لوله اصلی حساس می باشند و پس از احساس کاهش فشار به وجود آمده (پس از یک وقفه زمانی به منظور همزمان کردن ترمز همه واگنها) ، به تناسب کاهش فشار به سیلندر های ترمز دستور ترمز را می دهند .

2-تحلیل حالتهای مختلف سوپاپ ترمز اتوماتیک 2-1- حالت هواگیری (Release) در این حالت هوای تولید شده توسط کمپرسور پس ازعبور از مخازن هوا از طریق لوله 30 وارد پایه دستگاه شش دنده می شود.

این هوا به منزله خط تغذیه اصلی قسمتهای مختلف دستگاه شش دنده می‌باشد .

همانطور که در شکل 2-1 مشاهده می شود این هوا که با رنگ قرمز مشخص گردیده در داخل پایه شش دنده به چندین قسمت تقسیم می شود و به قسمتهای مختلفی هدایت می گرد ، در ضمن در داخل خود دستگاه شش دنده نیز این هوا جهت امکان صدور فرمانهای مختلف و یا عملکرد هر یک از المانها وارد قسمتهای مختلفی چون سوپاپ لغو ترمز جریمه ، شیر خروسکی ، رگلاتور و سوپاپ تغذیه اصلی و قسمتهای دیگری که در شکل مشاهده می شود می گردد .

در داخل پایه شش دنده یکی از انشعابات این هوا وارد دستگاه سه دنده می شود ودیگری به لوله ای می رود که به سوپاپ H-5 منتهی می شود ، شاخه دیگر آن که به طور مستقیم وارد شش دنده می شود ، به طور مستقیم به رگلاتور (R) می‌رود که در این قسمت هوای 140psi پس از ورود به داخل رگلاتور و با چرخاندن دسته تنظیم (A) ، نشیمنگاه R از جایگاه خود به سمت چپ حرکت کرده و اجازه عبور هوای مخزن اصلی را به سمت چپ خود می دهد (شکل 2.2) هوای سبز رنگ دارای فشار کمتری نسبت به هوای مخزن اصلی می باشد و مقدار آن بسته به تنظیم دستی فشار فنر RS دارد ( این فشار معمولاٌ 70psi تنظیم می شود .

)‌ شکل 2-1- مسیر هوای مخزن اصلی در سوپاپ ترمز اتوماتیک شکل 2-2-سوپاپ ترمز اتوماتیک در وضعیت هواگیری – هواگیری مخزن تعادل این هوا پس از جاری شدن در مدخل منتهی به لوله ای می شود که در نهایت به لوله ای منتقل می شود که در نهایت به شیر قطع و وصل مخزن تعادل (شیر E ) می رسد .

حال در این قسمت مجبور به توضیح چگونگی عبور هوا از این شیر می باشیم.

در حالت فعلی که در شکل 2-2 نشان داده شده شیر خروسکی (شیر C ) در وضعیت باری قرار دارد و یکی از انشعابات هوای مخزن اصلی که وارد خودشش دنده گردییده پس از عبور از لوله ای که ما بین دو سوپاپ لغو ترمز جریمه (S) و سوپاپ اضطراری (EM) می باشد ، وارد قسمت انتهایی سوپاپ لغو ترمز جریمه می شود که از آنجا نیز وارد لوله ای می گردد که در نهایت با شماره 3 از پایه شش دنده خارج می گردد اما این لوله قبل از خروج از پایه با یک مسیر انحرافی در سمت راست خود به اسپول شیر خروسکی (( C وارد شده و پس از یک چرخش در داخل اسپول این شیر به قسمت زیرین قطع و وصل مخرن تعادل هدایت می گردد .

(سوپاپ (E و حال به بحث قبل خود می رسیم .

زمانی که شیر قطع و وصل مخرن تعادل باز شود هوای خارج شده از دهانه O1 رگلاتور از این شیر گذشته و وارد پایه شش دنده می شود و از آنجا با شماره 15 از پایه خارج شده و به سمت سوپاپ P2A می رود که پس از آن که یک چرخش در داخل سوپاپ P2A نمود ، باشماره 5 ( هوای آبی رنگ ) از P2A خارج شده و در برگشت خود پس از پر کردن مخزنی به نام مخزن تعادل با حجم 220 اینچ مکعب با شماره 5 وارد پایه شش دنده می گردد این لوله مستقیماٌ فشار هوای 70psi را به پشت دیافراگم بزرگ L مربوط به سوپاپ رله ولو می رساند .

در این حالت فشار هوای پشت دیافراگم L باعث حرکت دیافراگم و ساقه متصل به آن به سمت جلو می شود ، که با حرکت به سمت جلو این ساقه ، شیر تغذیه لوله اصلی (شیرP ( باز می شود ، و اجازه می دهد تا هوای مخزن اصلی به سمت چپ این سوپاپ راه پیدا کند (هوای زرد رنگ شکل 2-3) .

فشار این هوا دقیقاٌ برابر فشار هوای پشت دیافراگم می باشد چون زمانی که فشار هوای زرد رنگ نیز به 70Psi برسد از طریق مسیر انحرافی که به جلو دیافراگم بزرگ L منتهی می شود دیافراگم و ساقه متصل به آن به حالت تعادل در آمده و در نتیچه سوپاپ تغذیه بشته می شود .

( این هوای زرد رنگ همان هوای لوله اصلی است که فرمان ترمز شش دنده از طریق آن صادر می شود.

) هوای تنظیم شده توسط این قسمت از شش دنده ( رله ولول و سوپاپ تغذیه اصلی ) پس از خروج از این قسمت وارد قسمت جلویی سوپاپ قطع ووصل لوله اصلی (BC) می شود، پس از عقب راندن آن از خروجی این سوپاپ جاری شده و سپس وارد محفظه سوپاپ ونت ولو (V) می گردد ، و پس از یک چرخش حول این سوپاپ از دهانه خروجی آن راهی به قسمت پایه شش دنده و پس از آن وارد لوله شماره 1 می گردد.

از این فشار پس از آنکه در قسمتهایی از لکومتیو منتشر گردید از طریق لوله های لاستیکی به لوله های اصلی واگنهای قطار منتقل می شود .

شکل2-3- وضعیت هواگیری – شارژ لوله اصلی 2-2-بررسی حالت ترمز در شش دنده (Service) در زمان ترمز با حرکت دادن دسته شش دنده در میدان ترمز تدریجی ، رگلاتور R بسته به میزان حرکت دسته شش دنده در میدان ترمز ، به سمت راست خود حرکت کرده و باعث می شود که نشیمنگاه از جایگاه خود فاصله گرفته و هوای سبز رنگ بسته به میزان حرکت رگلاتور ، به فضای آزاد تخلیه شود ، آن چنانکه در شکل 2-4 نشان داده شده .

با تخلیه این هوای سبز رنگ به هوای آزاد ، متعاقب آن هوای لوله 15 که مرتبط باآن می باشد و سپس هوای لوله شماره 5 ( هوای آبی رنگ) نیز متصل به آن هوای آزاد تخلیه می گردد، و در نهایت با کاهش فشار هوای لوله 5 (هوای آبی رنگ) شاهد کاهش فشار در قسمت پشت دیافراگم بزرگ L خواهیم بود که این کاهش فشار در مقابل فشار سمت راست دیافراگم باعث حرکت دیافراگم و ساقه متصل به آن به سمت چپ می شود ( شکل 2-5 ) و حرکت این ساقه به سمت چپ نیز به نوبه خود باعث باز شدن سوپاپ تخلیه لوله اصلی ( سوپاپ H) می گردد، که باز شدن این سوپاپ باعث جاری شدن هوای لوله اصلی ( هوای زرد رنگ ) به سمت ژیگلور Xو Y می شود و بسته به اینکه کدام ژیگلور باز باشد ( معمولا X باز است ) این هوای زرد رنگ به فضای آزاد تخلیه می شود .

تخلیه هوای لوله اصلی به هوای آزاد باعث کاهش فشار سمت راست دیافراگم نیز می شود که در نهایت با یکسان شدن فشار هر دو طرف دیافراگم مجددا به حالت تعادل خود باز می گردد و سوپاپ تخلیه نیز مجددا بسته می شود.

خاطر نشان می شود که در این لحظه با کاهش فشار لوله اصلی ، فرمان ترمز نیز صادر می شود .

که میزان این فرمان ترمز بستگی مستقیم به کاهش فشار هوای لوله اصلی دارد.

در دیزل این کاهش فشار توسط سوپاپ کنترل ولو 26-D حس می گردد و فرمان را با نسبت مشخصی به رله ولو j-1 ارسال می کند و سپس فرمان رسیده درون رله ولو j-1 تبدیل به فشار ترمزی می گردد.

سوپاپ رله ولو j-1 دقیقا به میزان فرمان دریافت شده ، هوای مخزن را به درون سیلندر ترمز هدایت می کند.

شکل 2-4 وضعیت سرویس – تخلیه هوای مخزن تعادل از شیر رگلاتور شکل 2-5 وضعیت سرویس – تخلیه هوای لوله اصلی 2-3 حالت لغو ترمز جریمه(Suppression) هنگامی که سوپاپ p2A بنا به دلایل ایمنی تحریک شده باشد که شامل حالتهای زیر است: عدم هوشیاری راننده تجاوز سرعت لکومتیو از حد مجاز که به دلیل عدم پاسخ راننده به سیگنال هشدار P2A ، این سوپاپ عمل نموده و علاوه بر اینکه موتور لکومتیو را بی بار نموده ، قطار را نیز ترمز می نماید( البته ترمز تدریجی کامل) جهت لغو این حالت که اصطلاحا ترمز جریمه قرار داد، نامیده می شود، می بایست دسته شش دنده را در حالت لغو ترمز جریمه هنگامی که دسته شش دنده را در این حالت قرار می دهیم بادامک مقابل اسپول سوپاپ لغو ترمز جریمه ( Valve Suppression) باعث حرکت این اسپول به سمت راست شده و این حالت موجب اتصال انشعابی از هوای مخزن اصلی که داخل شش دنده می باشد ( دقیقا در شکل برش خورده لوله ای است که بین دو سوپاپ لغو جریمه و سوپاپ اضطراری (Emergency Valve) و به موازات آنها می باشد.) به لوله ای می شود که با شماره 26 از پایه شش دنده خارج می شود .

به عبارتی با قرار دادن دسته شش دنده در حالت لغو ترمز جریمه از طریق سوپاپ لغو ترمز جریمه هوای 140psi از طریق لوله 26 پایه شش دنده به سوپاپ P2A ارسال می شود تا اگر P2A هنوز عمل نهایی خود را انجام نداده از عمل باز ایستد و اگر عمل خود را انجام داده با ارسال این فشار فشار آماده برگشت به حالت عادی خود شود.

2-4 حالت کاهش بیشتر فشار لوله اصلی (Over Reduction) در حالت عملکرد معمولی دستگاه شش دنده ، هنگامی که دسته شش دنده را در وضعیت ترمز تدریجی کامل قرار می دهیم به میزان 20psi از فشار لوله اصلی کاسته می شود و فشار آن از 70psi به 45psi می رسد و این کاهش فشار باعث صدور فرمانی توسط کنترل ولو به میزان حدود 50psi به سوپاپ رله ولو j-1 جهت انجام عمل ترمز می شود .

حال گاهی به دلایلی من جمله بروز حالتهایی در کنترل ولو این مقدار کاهش فشار توسط شش دنده در لوله اصلی باعث صدور فرمان ترمز در کنترل ولو نمی گردد ، لذا مجبور به کاهش بیشتر فشار لوله اصلی می باشیم ، که با قراردادن دسته شش دنده در وضعیت کاهش بیشتر و حرکت آن در طول میدان این وضعیت باعث کاهش بیشتر فشار لوله اصلی حتی تا صفر می شود ، که در نهایت باعث تحریک سوپاپ کنترل ولو صدور فرمان ترمز به سوپاپ رله ولو j-1 جهت عمل ترمز می شود.

2-5 حالت خنثی ( Handle- Off) زمانی که دو دیزل جهت کشش قطار به هم متصل می شوند ، یکی از آنها به عنوان دیزل راهنما و دیگری دیزل یدک محسوب می گردد ، که دیزل راهنما دارای راننده است و فرمانهای مختلفی از این دیزل صادر می شود و دیزل بعدی بدون راننده است و توسط اتصالات برقی و نیوماتیکی فرمانهای دیزل راهنما را دریافت نموده و همانند آن عمل می نماید.

جهت یکسان سازی عمل ترمز گیری و آزاد سازی دو دیزل می بایست یکسری تنظیمات هم در دیزل راهنما و هم در دیزل یدک اعمال نمود.

در دیزل راهنما شیر خروسکی شش دنده (Cut- off valve) را در حالت باری یا مسافری قرار داده ( بسته به حالت مورد نیاز ) و شیر دوبله واقع در پایین پای راننده را نیز در حالت راهنما قرار می دهند، ولی در دیزل یدک شیر خروسکی (Cut- off valve)را در حالت قطع قرار داده و دسته شش دنده را در حالت خنثی ( Handle- Off) و شیر دوبله واقع در پایین پای راننده را در حالت یدک قرار می دهیم که این تنظیمات باعث از کار افتادن شش دنده و سه دنده دیزل یدک جهت صدور فرمان می گردد ( به غیر از ترمز اضطراری که اینحالت در تمام مواقع امکان پذیر است ) و در این حالت دیزل یدک آماده دریافت فرمان ترمز از دیزل راهنما می باشد ، به این معنی که هر زمان دیزل راهنما اقدام به عمل ترمز نماید دیزل یدک نیز فورا و به همان میزان اقدام به عمل ترمز می نماید.

2-6 حالت ترمز اضطراری (Emergency position) در این حالت همانطور که از نام آن پیداست مقصود انجام یک ترمز سریع می باشد .

در این حالت بنا به دلایل ایمنی اقدام به انجام آن می نماید ، دسته شش دنده در آخرین وضعیت خود نسبت به حالت هواگیری قرار داده می شود ، در این حالت دو عمل مهم را به طور همزمان انجام می دهد.

با قرار دادن دسته شش دنده در موقعیت ترمز سریع بادامکی که مقابل سوپاپ تخلیه سریع قرار دارد (Vent Valve) اقدام به فشردن میله این سوپاپ می نماید که در نتیجه عقب راندن این سوپاپ از جایگاه خود باعث خروج هوای لوله اصلی به میزان قابل توجهی از این طریق به هوای آزاد می شود.

کاهش فشار لوله اصلی به این طریق باعث تحریک سوپاپ تسریع اصلی (Vent) واقع در زیر کابین راننده می شود که این سوپاپ نیز به تخلیه هر چه سریعتر کل هوای لوله اصلی قطار به صفر و انجام عمل ترمز با فشار بالاتری از حد معمول می گردد.

در ضمن همزمان با انجام این عمل هنگامی که دسته شش دنده در وضعیت ترمز اضطراری قرار داده شده بادامک مقابل اسپول سوپاپ اضطراری درون شش دنده (Emergency valve) باعث حرکت این اسپول به سمت راست می گردد که در نتیجه این حرکت مجددا انشعابی از هوای مخزن اصلی با فشار 140psi از طریق این اسپول به لوله شماره 12 پایه شش دنده وصل شده و از آنجا به دو سوپاپ pcs و ESS انتقال می یابد که این فشار هوای 140Psi تحریکpcs باعث بی بار شدن موتور و با تحریک ESS باعث عمل شن پاشی بر روی ریل جهت افزایش اصطکاک بین چرخ و ریل و جلوگیری از سرش چرخ بر روی ریل می گردد.

که این عمل باعث جلوگیری از اصطکاک مستقیم فلز به فلز چرخ و ریل و در نهایت بریدگی چرخ می گردد.

اجزا تشکیل دهنده شیر ترمز اتوماتیک شیر ترمزاتوماتیک درون خود شامل 8 شیر می باشد: شیر رله شیر رگلاتور شیر قطع و وصل لوله اصلی شیر تخلیه سریع شیر اضطراری شیر لغو ترمز جریمه شیر قطع ووصل مخزن تعادل شیر خروسکی لازم به ذکر است که علاوه بر آنچه ذکر شد دو شیر یکسو کننده ( چک ولو) نیز موجود می باشد که عملکردشان مانند سایر شیرهای یکسو کننده ، عبور دادن جریان در جهت خاصی است.

3-1 شیر رله وظیفه این شیر تغذیه و یا تخلیه لوله اصلی است .

این شیر دارای یک دیافراگم و دو سوپاپ تغذیه و تخلیه می باشد ، که هر دو سوپاپ با توجه به فشار پشت دیافراگم عمل می نمایند.

در صورتی که فشار پشت دیافراگم افزایش یابد سوپاپ تغذیه باز شده و به همان مقدار فشار هوا را به داخل لوله اصلی هدایت می کند.

و در صورتی که فشار هوا پشت دیافراگم کاهش یابد به همان میزان فشار لوله اصلی را از طریق سوپاپ تخلیه خود کاهش می دهد .

لازم به ذکر است که هوای پشت دیافراگم متصل به مخزن تعادل و سوپاپ P2A می باشد.

بنابر این هر گونه کاهش فشار در مخزن تعادل که به واسطه قرار دادن دسته ترمز شش دنده در حالت سرویس و یا عملکرد سوپاپ P2A ( ترمز جریمه ، برای مقاصد ایمنی ) رخ دهد باعث کاهش فشار پشت دیافراگم و در نتیجه عملکرد شیر رله می شود .

ضمنا افزایش فشار در مخزن تعادل به واسطه قرار دادن دسته سوپاپ شش دنده در حالت هواگیری باعث افزایش فشار پشت دیافراگم و عملکرد شیر رله جهت تغذیه لوله اصلی می شود.

به عبارت دیگر میزان فشار مخزن تعادل توسط شیر رله برای نمونه لوله اصلی رله می شود.

جدول 3-1 مسیرهای مرتبط با رله ولو مجموعه شیر رله مجهز به دو شیر می باشد که عبارتند از : شیر تغذیه شیر تخلیه در زمان هواگیری ، هنگامی که دیافراگم به سمت راست حرکت کند، یعنی زمانی که فشار مخزن تعادل بیشتر از فشار لوله ترمز باشد.

شیر تغذیه باز می شود و هوا به درون لوله اصلی راه می یابد.

( شکل 3-1 ) .

به این ترتیب که دیافراگم به میله متصل به خود ( صورتی رنگ ) فشار می آورد ، و حرکت میله باعث حرکت قسمت نارنجی در درون قسمت زرد می شود و با حرکت قسمت نارنجی ، شیر باز می شود .

قسمت زرد رنگ در جای خود توسط خار ثابت است.

شکل 3-1 شیر تغذیه و تخلیه رله ولو در زمان ترمز ، هنگامی که دیافراگم به سمت چپ حرکت کند ، یعنی زمانی که فشار مخزن تعادل کمتر از فشار لوله اصلی گردد ، شیر تخلیه باز می شود و اجازه می دهد تا هوای لوله اصلی از طریق اریفیس X به اتمسفر راه یابد .

به این ترتیب که با حرکت دیافراگم به سمت چپ میله متصل به آن نیز حرکت می کند و قسمت آبی رنگ در درون قسمت سبز رنگ به سمت چپ می رود و شیر تخلیه باز می شود .

شکل 3-3 نقشه انفجاری اجزا تشکیل دهنده 2-1-1 شیر رله در حالت هواگیری در حالت هواگیری فشار هوای سمت چپ دیافراگم ( فشار مخزن تعادل) بیشتر از فشار سمت راست می باشد، بنابر این دیافراگم را به سمت راست فشار می دهد و شیر تغذیه به همراه آن باز می شود .

به این ترتیب هوای مخزن اصلی ( قرمز ) از شیر تغذیه عبور می کند و فشار لوله اصلی ترمز را تامین می کند( لوله 1 را شارژ می کند) همچنین یک شاخه از این هوا پس از عبور از یک اریفیس محفظه سمت راست دیافراگم را پر می کند.

هنگامیکه این فشار بافشار سمت چپ دیافراگم برابر شد دیافراگم به حالت تعادل بازگشته و شیر تغذیه بسته می شود.

3-1-2 شیر رله در حالت تعادل در شیر رله هنگام وضعیت تعادل (LAP) فشار سمت چپ و راست دیافراگم برابر است، لذا هم شیر تغذیه (1) و هم شیر تخلیه(2) بسته می باشد.

وظیفه رله ولو را در حالت تعادل مقاومت در برابر نشتی است .

به این ترتیب که با کاهش جزئی در فشار لوله اصلی فشار سمت راست دیافراگم کاهش یافته و دیافراگم به سمت چپ حرکت می کند در نتیجه شیر تغذیه به مقدار جزئی باز می شود ، در نتیجه هوای مخزن اصلی نشتی لوله اصلی را جبران می نماید..

3-1-3 شیر رله درحالت سرویس کاهش فشار مخزن تعادل و بالتبع کاهش فشار سمت چپ دیافراگم ، همانطور که ذکر شد ، باعث باز شدن شیر تخلیه می شود و فشار لوله اصلی از طریق اریفیس X به بیرون تخلیه می شود.

شکل 3-4 – شیر رله در وضعیت سرویس 3-2 شیر رگلاتور وظیفه اصلی این شیر تنظیم مخزن تعادل می باشد ، تا به این وسیله بتوان فشار مورد استفاده در لوله اصلی ترمز را کنترل نمود.

تنظیم فشار مخزن تعادل شامل موارد زیر می باشد: هواگیری مخزن تعادل تخلیه و کاهش فشار مخزن تعادل تنظیم فشار مورد نظر برای لوله اصلی با تنظیم فشار مخزن تعادل ثابت نگه داشتن فشار، یا به عبارت دیگر مقاومت در برابر نشتی دروضعیت تعادل مخزن تعادل المانی در خارج از مجموعه شیر ترمز اتوماتیک می باشد .

این مخزن توسط لوله شماره 15 هواگیری می شود ، و فشار آن از مسیر دیگری ( لوله 5 ) مجددا به مجموعه شیر ترمز شش دنده ، و به شیر رگلاتور باز می گردد.

بنابر این لوله های 5 و 15 هر دو به مخزن تعادل متصل می باشند.

شکل 3-5 طرح شماتیک شیر رگلاتور را نشان می دهد.

شکل 3-5- طرح شماتیک شیر رگلاتور لوله های مرتبط با این شیر عبارتند از : لوله شماره 30 ( لوله متصل به مخزن اصلی ) لوله شماره 15 ( لوله شارژ مخزن تعادل) لوله شماره 5 ( لوله کنترل مخزن تعادل) تحریک این شیر به وسیله بادامک واقع بر روی شفت دسته ترمز اتومامتیک صورت می گیرد .

به این ترتیب که مقدار خروج هوا را می توان با مقدار فاصله ایجاد شده توسط بادامک تعیین نمود.

علاوه بر این ، شیر مجهز به یک پیچ تنظیم (A) می باشد، که پیش از حرکت قطار توسط آن فشار مورد نظر مخزن تعادل ( و بالتبع فشار لوله اصلی ترمز ) را تعیین می کنیم.

به این ترتیب ورودی و خروجی های شیر رگلاتور را می توان به این ترتیب بر شمرد: جدول 3-2 ورودی ها و خروجی های شیر رگلاتور به منظور تنظیم فشار مخزن تعادل ، لازم است تا شیر توانایی هواگیری و تخلیه مخزن تعادل را داشته باشد.

به همین منظور دو شیر به همین نام در مجموعه شیر رگلاتور وجود دارد .

( شکل 3-6 ) شکل 3-7- نقشه انفجاری اجزا شیر رگلاتور 3-2-1 شیر رگلاتور در وضعیت هواگیری هنگامی که دسته ترمز در وضعیت هواگیری قرار می گیرد، بادامک موجود بر روی شفت دسته ترمز در وضعیتی قرار می گیرد که بیشترین برامدگی را در مقابل شفت دارد و در اثر نیروی فنر شیر تغذیه ( قسمت آبی کم رنگ ) تا انتها به سمت چپ حرکت می کند.

در این وضعیت میله سبز رنگ ( سوپاپ اببندی شیر تغذیه رگلاتور که باید با یک رنگ دیگر مشخص شود) از دهانه شیر فاصله می گیرد و شیر تغذیه باز می شود.

شکل 3-9 شیر رگلاتور در وضعیت سرویس با باز شدن شیر تغذیه هوای لوله 30 (زرد ) به لوله 15 ( قرمز رنگ ) راه می یابد و مخزن تعادل را شارژ می کند یک قسمت از هوای لوله 15 توسط یک اریفیس به سمت چپ دیافراگم شیر منتقل می شود این بخش از هوا وظیفه دارد زمانی که فشار لوله های 5 و 15 و به تبع آنها مخزن تعادل به مقدار تعیین شده رسید با انتقال فشار موجود به سطح دیافراگم و با غلبه بر نیروی فنر آن باعث حرکت دیافراگم و قسمت سبز رنگ به سمت چپ و در نتیجه بسته شدن شیر تغذیه رگلاتور گردد در این حالت فشار هوا متناسب با فشار تنظیم شده فنر می باشد و هواگیری مخزن تعادل کامل است .

3-2-2 شیر رگلاتور در وضعیت سرویس در وضعیت سرویس به نسبت دسته ترمز هوای مخزن تعادل تخلیه می گردد.

در این حالت هر چه قدر دسته شش دنده را به سمت میدان ترمز حرکت دهیم از ارتفاع بادامک مقابل شیر رگلاتور کاسته می شود و در نتیجه در اثر نیروی فنر ( اسم مشخص شود) ، شیر تغذیه ( قسمت آبی کم رنگ ) به سمت راست حرکت می کند ، میله سبز ( سوپاپ اببندی تخلیه رگلاتور که با یک رنگ دیگر باید مشخص شود) ( توسط نیروی فنر داخل سوپاپ تخلیه ) ( قسمت ابی پر رنگ ) به سمت راست می آید و شیر تخلیه باز می شود .

با باز شدن شیر تخلیه لوله 15 ( لوله هواگیری مخزن تعادل) به خارج راه می یابد.

شکل 3-9 شیر رگلاتور در وضعیت سرویس زمانی که ( به قدر کافی از فشار مخزن تعادل کاسته شد نیروی فنر مربوط به پیچ تنظیم A با غلبه بر فشار هوای پشت دیافراگم که به میزان فشار مخزن تعادل است باعث حرکت دیافراگم و شیر تخلیه ( ابی پر رنگ ) به سمت راست شده و شیر تخلیه بسته می شود.

3-3 شیر قطع و وصل لوله اصلی ترمز این شیر برای قطع جریان هوا میان شیر رله ولو و لوله اصلی ترمز می باشد .

در اصل شیر قطع و وصلی است که اجازه می دهد تا فرمان از شیر ترمز اتومامتیک به لوله اصلی برسد.

تحریک این شیر هوایی است .

اگر شیر خروسکی در وضعیت خارج از مدار قرار گیرد (OUT) و یا در هنگام گسیختگی قطار و در اثر تحریک شدن شیر 1-A که لوله 53 ( لوله قطع و وصل لوله اصلی) هوادار می شود.

همچنین در هنگامی که دسته ترمز در وضعیت Handle- off و یا ترمز اضطراری قرار داده می شود و فشار لوله اصلی به کمتر از 10psi تقلیل می یابد این شیر بسته می شود.

شکل 3-10- اجزا شیر قطع و وصل لوله اصلی شکل 3-12 نقشه انفجاری اجزا شیر قطع و وصل لوله اصلی 3-3-1 شیر قطع و وصل لوله اصلی در حالت باز هوای سبز از شیر رله می آید و اگر شیر باز باشد هوای زرد را ایجاد می کند.

در حالت عادی شیر باز است و سیگنال قطع و وصل لوله اصلی ( لوله 53) هوا ندارد.

به علاوه لوله ای که به طرف شیر تخلیه سریع می رود ، فشار ثابتی دارد و در پشت شیر تخلیه سریع در محفظه کوچکی متوقف می شود ، و عملا بی تاثیر است .

در این حالت فشار هوای سبز بر نیروی فنر غلبه می کند و شیر را باز می کند و به راه خود جهت شارژ لوله اصلی ادامه می دهد.

3-3-2 شیر قطع و وصل در حالت بسته در حالتی که شیر خروسکی در حالت قطع قرار داده شود و یا لوله 53 هوا دار شود چون در هر دو حالت فشار 140psi به پشت شیر قطع ووصل ارسال می شود و این فشار بیش از فشار لوله اصلی است باعث بسته شدن این شیر و در نتیجه مسدود شدن مسیر جریان هوای شیر رله ولو به لوله اصلی می شود.

همچنین اگر فشار لوله اصلی به کمتر از 10psi تقلیل یابد، در اثر نیروی فنر این شیر بسته می شود .

و به دو علت ممکن است فشار لوله اصلی به کمتر از 10psi برسد.

قرار گرفتن شیر ترمز در وضعیت Handle- off قرار گرفتن شیر ترمز در وضعیت اضطراری 3-4 شیر تخلیه سریع شیر تخلیه سریع که توسط یک بادامک برروی شفت دسته ترمز کنترل می شود ، هنگامیکه دسته ترمز در وضعیت اضطراری قرار گیرد فشار لوله اصلی را به سرعت به هوای آزاد تخلیه می کند.

شکل 3-12 شماتیک اجزا شیر تخلیه سریع قسمت بنفش ( شکل 3-12) در جای خود ثابت است ، و قسمت سبز در آن می تواند حرکت کند.

نیروی بادامک می تواند قسمت سبز را به سمت چپ براند و شیر را باز کند و در نبود نیروی بادامک نیروی فنر قسمت سبز را در سمت راست نگه می دارد.

محفظه پشت شیر تخلیه سریع عملا کاری انجام نمی دهد و تنها در حکم مخزنی کوچک است.

جدول 3-4 ورودی و خروجی شیر تخلیه سریع شکل 3-13 نقشه انفجاری اجزا شیر تخلیه سریع شکل 3-14 لوله های متصل به شیر تخلیه سریع 3-4-1 شیر تخلیه سریع در حالت بسته در این وضعیت هوای زرد ( شکل 3-14 ) که از شیر قطع و وصل لوله اصلی می آید از بالا وارد می شود و بدون تغییری از سمت پایین خارج می شود.

3-4-2 شیر تخلیه سریع در حالت باز با قراردادن دسته ترمز در وضعیت ترمز اضطراری ، در اثر تحریک بادامک و عقب رانده شدن قسمت سبز رنگ ، شیر تخلیه سریع باز می شود و هوای لوله اصلی به مقدار مشخصی به اتمسفر تخلیه می شود.

3-5 شیر اضطراری شیر اضطراری یک شیر اسپولی ( قرقره ای ) می باشد که توسط بادامکی که بر روی شفت دسته سوپاپ ترمز اتوماتیک قرار دارد تحریک می شود .

این شیر تنها دو وضعیت تحریک و عدم تحریک دارد لذا در تحلیل آن حالت گذرا در نظر گرفته نمی شود.

3-5-1 شیر اضطراری در حالت عدم تحریک