Для сцепления двух однотипных электропоездов на каждом головном вагоне установлена автоматическая сцепка типа «Scharfenberg», управление которой происходит из кабины машиниста без вспомогательных действий вручную. При этом осуществляется как механическое соединение электропоездов, так и соединение их электрических цепей и пневматических магистралей.

Устройство

Основным элементом конструкции автоматической сцепки является соединительная тяга с фрикционным амортизатором. Они служит в качестве соединительного звена между головкой сцепки и опорным кронштейном, установленным в кузове вагона (рис. 2.70), и входит в систему пассивной безопасности.

Хвостовик соединительной тяги установлен на валу опорного кронштейна. Удержание соединительной тяги в среднем положении и предотвращение ее раскачивания и нежелательных поворотов во время движения электропоезда осуществляет центрирующее устройство с опорой.

Рис. 2.70. Устройство автоматической сцепки: 1 — опорный кронштейн; 2 — фрикционный амортизатор; 3 — кожух электрического контакта сцепки; 4 — кожух головки сцепки; 5 — направляющий захват; 6 — трубопроводы сжатого воздуха; 7 — центрирующее устройство с опорой; 8 — корпус головки сцепки; 9 — кран перекрытия подачи воздуха к расцепному цилиндру; 10 — рукоятка ручного расцепа; 11 — муфтовое соединение; 12 — тяга; 13 — пыльник; 14 — электрические соединения; 15 — электрический контакт сцепки; 16 — расцепной цилиндр; 17 — торцевая стенка головки сцепки; 18 — клапаны соединения питательной магистрали и магистрали расцепного цилиндра; 19 — клапан тормозной магистрали

Передний конец соединительной штанги имеет тарельчатую муфту, которая крепится к головке сцепки посредством разборного резьбового соединения.

Соединительная штанга оснащена пружинным амортизационным аппаратом, который поглощает энергию усилий растяжения и сжатия в пределах допустимых значений (1500 кН). Внутреннее противоударное устройство соединительной тяги является не-восстанавливаемым элементом поглощения энергии. Если в системе поглощения энергии возникают усилия выше допустимых значений, элементы соединительной штанги вдвигаются друг в друга, увеличивая сопротивление этим усилиям (и передавая усилие гашения энергии к противоположной сцепке), при этом наружные элементы соединительной штанги деформируются.

Головка сцепки механически соединяет два электропоезда друг с другом посредством соединительного замка. На торцевой поверхности корпуса головки сцепки расположены конус, воронка и направляющий захват. Внутри корпуса находятся элементы замка и фиксатора сцепки, а также расцепной цилиндр. На боковой поверхности головки сцепки имеется рукоятка, установлен поворотный затвор. На нем есть ось вращения, на которой установлена сцепная петля. На сцепную петлю воздействует пружина растяжения. Рычаг поворотного затвора взаимодействует с тягой защелки, которая в расцепленном состоянии сцепки прижата к защелке под действием подпружиненной тяги упора. С противоположной стороны на тягу защелки воздействует рычаг направляющей (рис. 2.71).

Для защиты от воздействия факторов окружающей среды (дождя или снега) на головку сцепки в расцепленном состоянии устанавливается кожух. Перед соединением сцепок кожух удаляется; его хранят в служебном посещении вагона электропоезда.

Рис. 2.71. Устройство головки сцепки: 1 — конус; 2 — корпус; 3 — воронка; 4 — торцевая поверхность; 5 — сцепная петля; 6 — ось сцепной петли; 7— пружина растяжения; У — поворотный затвор; 9 — ось поворотного затвора; 10 — рычаг; 11 — направляющая рычага; 12 — тяга защелки; 13 — подпружиненный упор тяги; 14 — рукоятка ручного расцепа; 15 — расцепной цилиндр

Головка сцепки оснащена четырьмя нагревательными элементами мощностью 80 Вт, которые расположены на торцевой стенке. В несцепленном состоянии они обеспечивают оттаивание намерзшего слоя снега и льда для последующей легкой очистки головки сцепки вручную. Выключатель на головке сцепки отключает нагревательные элементы, как только сцепка достигнет механически сцепленного состояния. Данный выключатель используется также для индикации состояния «Сцеплено».

Работа автоматической сцепки

В начальный момент сближения головки сцепок центрируются при помощи направляющих захватов, конусы скользят по торцевой поверхности, попадая в воронки, нажимая на рычаги направляющих, выводя тяги защелок из зацепления и освобождая поворотный затвор. Одновременно сцепные петли входят в выемки поворотных затворов (рис. 2.72).

Рис. 2.72. Состояние готовности к сцепу

При дальнейшем движении головок сцепок навстречу друг другу под действием пружин растяжения поворотные затворы поворачиваются против часовой стрелки, и после соприкосновения ударных поверхностей сцепок процесс сцепки заканчивается.

В сцепленном положении конусы упираются в рычаги направляющих, пружины растяжения находятся в спокойном состоянии, тяги защелок под действием подпружиненного упора блокируют ролики сцепных петель от выхода из выемок поворотных затворов, тем самым предотвращая самопроизвольное расцепление (рис. 2.73).

Рис. 2.73. Сцепленное состояние

Расцепить сцепки между двумя электропоездами возможно как в автоматическом режиме (дистанционно), так и вручную. Для автоматического (дистанционного) расцепа двух электропоездов на пульте машиниста следует нажать кнопку «Расцеп», после чего сжатый воздух кратковременно подается в расцепные цилиндры обеих автоматических сцепок. Штоки расцепных цилиндров выдвигаются и воздействуют на приливы поворотных затворов, поворачивая их по часовой стрелке, в результате чего ролики сцепных петель выходят из выемок поворотных затворов (рис. 2.74). Как только электропоезда отъедут друг от друга, сцепки вновь будут готовы к выполнению сцепления.

Рис. 2.74. Расцепленное состояние

Расцеп автоматических сцепок вручную осуществляется только в аварийных ситуациях посредством рукоятки, расположенной непосредственно на головке сцепки.

Клапаны соединения воздушных магистралей сцепки

Для возможности соединения пневматических магистралей двух электропоездов торцевая поверхность головки сцепки оборудована клапанами соединения тормозных и питательных магистралей, а также штуцером соединения магистралей расцепного привода.

В верхней части поверхности головки сцепки расположен клапан соединения тормозных магистралей со штуцером. При сцепленных автоматических сцепках штуцер благодаря усилию пружины сжатия обеспечивает надежное уплотнение соединенных тормозных магистралей электропоездов. При расцепленном состоянии клапан соединения тормозной магистрали под воздействием упора кулачкового диска прижат к своему седлу (рис. 2.75). Кулачковый диск вращается на оси, взаимодействующей с осью поворотного затвора.

При сцепке электропоездов штуцеры обеих автоматических сцепок плотно прижимаются друг к другу, одновременно вращаются оси кулачковых дисков, освобождая штоки клапанов от усилий упоров. Клапаны под действием пружин сжатия отходят от своего седла и соединяют тормозные магистрали электропоездов (рис. 2.76).

При самопроизвольном расцепе автоматических сцепок ось кулачкового диска не вращается, тормозная магистраль через открытый клапан соединяется с атмосферой и происходит принудительное торможение поезда (рис. 2.77).

В нижней части торцевой поверхности сцепки расположены клапан соединения питательной магистрали и штуцер соединения магистрали расцепного привода (рис. 2.78).

Рис. 2.75. Клапан соединения тормозной магистрали при расцепленном состоянии сцепок: 1 — резиновая трубка; 2 — уплотнительное кольцо; 3 — муфта; 4 — пружина сжатия; 5 — корпус клапана; 6 — клапан; 7 — уплотнение; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — шток клапана; 10 — пружина сжатия; 11 — ось вращения кулачкового диска; 12 — упор кулачкового диска; 13 — торцевая поверхность сцепки

Рис. 2.76. Клапан соединения тормозной магистрали в сцепленном состоянии

Рис. 2.77. Клапан соединения тормозной магистрали при саморасцепе

Рис. 2.78. Клапан соединения питательной магистрали и штуцер соединения магистралей расцепного привода: 1 — толкатель клапана соединения питательной магистрали; 2 — штуцер соединения магистрали рас-цепного привода; 3 — уплотнение; 4 — клапан соединения питательной магистрали; 5 — направляющий элемент (сепаратор); ПМ — питательная магистраль; РМ — магистраль расцепного привода

При расцепленном состоянии сцепок клапан соединения питательных магистралей прижат к своему седлу под действием пружины. При соединении сцепок толкатели клапана взаимодействуют друг с другом и, преодолевая усилие пружины, отжимают клапан от своего седла, соединяя питательные магистрали электропоездов. При разъединении электропоездов клапан под действием пружины вновь прижимается к своему седлу.

Так как магистраль расцепного привода находится под давлением только во время процесса расцепления, она не имеет клапана, а оборудована штуцером, подпружиненным направляющим элементом (сепаратором).

Для перекрытия подачи воздуха к клапанам соединения тормозной и питательной магистралей трубопроводы в районе автоматической сцепки оборудованы разобщительными (концевыми) кранами (рис. 2.79).

Рис. 2.79. Расположение разобщительных кранов: 1 — разобщительный кран тормозной магистрали КНК1; 2 — разобщительный кран питательной магистрали КНК2.

Электрический штепсельный контакт сцепки

Для соединения электрических цепей двух сцепленных электропоездов автоматическая сцепка оснащена электрическим штепсельным контактом (рис. 2.80), установленным в верхней части головки сцепки.

Электрический контакт сцепки состоит из контактного блока со штепсельными контактами. Кабели, подводимые к контактному блоку, имеют водонепроницаемую защиту. По периметру контактного блока установлены резиновые уплотнения. В расцепленном состоянии штепсельные контакты блока закрыты крышкой и защищены от попадания влаги и случайных прикосновений. Привод контактного блока осуществляется посредством рычажной передачи, соединенной с пневматическим цилиндром. Сжатый воздух в цилиндр подается через клапан распределения сжатого воздуха, взаимодействующий с кулачком, установленным на шпильке поворотного затвора автоматической сцепки.

Рис. 2.80. Электрический штепсельный контакт сцепки

При соединении сцепок и повороте затвора кулачок воздействует на распределительный клапан, и в цилиндр привода электрического контакта подается сжатый воздух. Крышки электрических контактов обеих сцепок открываются автоматически, и контактные блоки начинают выдвигаться навстречу друг другу. Благодаря устройствам центрирования обеспечивается выравнивание и фиксирование конечного положения электрической сцепки.

При необходимости автоматическую работу электрических контактов сцепки можно отключать. В этом случае при сцепке электропоезда соединяются только механически, в то время как электрические сцепки остаются в отведенном положении и могут выдвигаться только вручную.