СИСТЕМА ЛУБРИКАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ

Полезная модель относится к железнодорожному вспомогательному оборудованию, а, именно, к системам лубрикации железнодорожных рельсов.
Известна система для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы, содержащая смонтированные на рельсовом транспортном средстве баки под смазку и под модификатор трения, полости которых соединены трубопроводами через запорные клапаны с форсунками для нанесения смазки на боковую грань головки наружного в кривой пути рельса и с форсунками для нанесения модификатора трения на поверхность катания головки внутреннего рельса, которые установлены перед колесами рельсового транспортного средства и закреплены на горизонтальной планке Г-образного кронштейна, жестко закрепленного на буксе колесной пары рельсового транспортного средства (RU 2288125 С1, 27.11.2006). Известная система содержит также блок управления подачей смазки и модификатора трения к форсункам, соединенный связями с запорными клапанами. Баки установлены по отношению к форсункам на высоте, обеспечивающей свободное истекание смазки и модификатора трения жидкой консистенции за счет перепада давления, возникающего между уровнями расположения форсунок и баков.
Недостатком известного технического решения являются недостаточная точность определения участка пути для смазки рельсов, а также отсутствие регулирования интенсивности подачи смазочного материала в зависимости от геометрических параметров рельсовой колеи.
Наиболее близким аналогом является система для смазки рельсов, содержащая установленные на локомотиве блок анализа и управления, соответствующие входы которого соединены с выходами группы датчиков, формирователь управляющих сигналов, вход которого подключен к одному из выходов блока анализа и управления, а выход - к устройству для нанесения смазки на рельсы, включающему устройство определения положения системы на местности по сигналам глобальной спутниковой навигационной системы, связанное с блоком анализа и управления, при этом группа датчиков содержит датчик скорости рельсового транспортного средства, датчик уровня лубрикации рельсов, датчик бокового крена рельсового транспортного средства (RU 86544 U1, В61К 3/02, 10.09.2009).
В известной системе по сигналам глобальной спутниковой навигационной системы определяют положение системы на местности.
Однако в условиях ограниченной видимости спутников навигационной системы приемник навигационных сигналов прекращает выдачу навигационной информации. В эти промежутки времени определить местонахождение локомотива, а, следовательно, и известной системы не представляется возможным. Известно также, что периодичность выдачи информации среднего по стоимости приемника навигационных сигналов составляет 1 секунду, следовательно, при скорости движения локомотива 100 км/час неопределенность его местоположения составит больше 30 м.
Задачей полезной модели является создание системы лубрикации железнодорожных рельсов, обеспечивающей точное определение участка пути, требующего смазки рельсов, а также эффективное управление смазкой рельсов.
Технический результат заключается в повышении точности определения участка пути для смазки рельсов и эффективности управления смазкой рельсов за счет использования инерциального устройства, выполненного на основе трехосевого датчика ускорения.
Это достигается тем, что система лубрикации железнодорожных рельсов, содержащая размещенные на локомотиве-рельсомазывателе приемник навигационных сигналов, связанный каналом спутниковой радиосвязи с космической навигационной системой, контроллер, соответствующие выходы/входы которого подключены к входам/выходам блока памяти, а управляющий выход - через блок управления к входу средства нанесения смазки на рельсы, датчик скорости локомотива-рельсосмазывателя, датчики температуры и влажности окружающей среды, аналого-цифровой преобразователь, выходами соединенный с соответствующими информационными входами контроллера, дополнительно включает цифровой инерциальный датчик, выходами подключенный к другим информационным входам контроллера, блок обработки, включенный между выходом приемника навигационных сигналов и соответствующим информационным входом контроллера, соединенного через интерфейс посредством канала связи с аппаратно-программным устройством автоматизированного рабочего места работника дистанции пути, при этом выходы датчика скорости и датчиков температуры и влажности окружающей среды подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, цифровой инерциальный датчик выполнен в виде трехосевого датчика ускорения.
Сущность заявленной системы поясняется фиг.1, на которой представлена структурная схема системы лубрикации железнодорожных рельсов.
Система включает размещенные на локомотиве-рельсосмазывателе (на фиг.1 не показан) приемник 1 навигационных сигналов, связанный каналом спутниковой радиосвязи с измерительными средствами 2 космической навигационной системы, контроллер 3, соответствующие выходы/входы которого подключены к входам/выходам блока 4 памяти, а управляющий выход - через блок 5 управления к входу средства 6 нанесения смазки на рельсы, аналого-цифровой преобразователь 7, входы которого соединены с выходами датчика 8 скорости локомотива-рельсосмазывателя и датчиков 9 и 10 температуры и влажности окружающей среды, а выходы - соединены с соответствующими информационными входами контроллера 3.
Система включает также установленный на локомотиве-рельсосмазывателе цифровой инерциальный датчик 11, выполненный на основе трехосевого датчика ускорения. Датчик 11 установлен таким образом, что одна из его осей датчика установлена в плоскости, параллельной горизонтальной плоскости локомотива-рельсосмазывателя.
Выходы инерциального датчика подключены к другим информационным входам контроллера 3. Блок 12 обработки включен между выходом приемника 1 навигационных сигналов и соответствующим информационным входом контроллера 3, соединенного через интерфейс 13 посредством канала связи с аппаратно-программным устройством автоматизированного рабочего места работника дистанции пути (АРМ ПШ).
Система лубрикации железнодорожных рельсов работает следующим образом.
При движении локомотива-рельсосмазывателя приемник 1 принимает навигационные сигналы с измерительной аппаратуры 2 космической навигационной системы GPS или ГЛОНАСС и направляет их в блок 12 обработки. Блок 12 обработки по полученным данным рассчитывает в режиме реального времени текущие координаты локомотива-рельсосмазывателя.
Информация о местоположении локомотива-рельсосмазывателя в режиме реального времени поступает в контроллер 3.
Одновременно инерциальный датчик 11 измеряет угловое положение локомотива-рельсосмазывателя, угловые скорости, продольные и поперечные ускорения. Информация с выхода датчика 11 поступает на соответствующие входы контроллера 3.
Контроллер 3 на основании известных координат исходной точки пути локомотива-рельсосмазывателя с учетом данных инерциального датчика 11 по известной методике вычисляет географические координаты локомотива-рельсосмазывателя. Это позволяет при пропадании навигационных сигналов определять положение локомотива-рельсосмазывателя, а также корректировать данные о его местонахождении, полученные от навигационной системы.
В блоке 4 памяти записана цифровая карта маршрута следования с указанием радиуса поворота железнодорожной колеи вдоль всей траектории железнодорожного полотна. Контроллер 3 в режиме реального времени осуществляет привязку данных о местоположении локомотива-рельсосмазывателя с картой маршрута следования и с наибольшей достоверностью определяет необходимый для смазки рельсов участок пути.
Одновременно датчики 9 и 10 измеряют соответственно температуру и влажность окружающей среды, а датчик 8 скорости измеряет скорость движения локомотива-рельсосмазывателя.
Информация с выходов датчиков 8, 9, 10 в аналого-цифровом преобразователе 7 преобразуется в цифровую форму и поступает на соответствующие информационные входы контроллера 3.
В зависимости от скорости движения локомотива-рельсосмазывателя, кривизны на данном участке пути, а также наклона локомотива-рельсосмазывателя, температуры и влажности окружающей среды контроллер 3 вычисляет необходимый расход смазки и подает управляющие сигналы на вход блока 5 управления, который формирует соответствующие сигналы для дозирования количества смазки путем управления средством 6 нанесения смазки на рельсы.
Совместное использование инерциального датчика 11 и навигационной системы позволяет непрерывно получать информацию о местоположении локомотива-рельсосмазывателя, а, следовательно, с наибольшей точность определять участки пути, необходимые для смазки рельс. Кроме того, использование данных инерциального датчика об угле наклона локомотива-рельсосмазывателя позволяет эффективно корректировать количество смазки, подаваемой на рельс.
В качестве инерциального датчика используют цифровой акселерометр 8 MB 380 фирма Bosch Sensortec, позволяющий определять наклон, ускорение и скорость при движении подвижного объекта. Известный датчик представляет собой трехосевой датчик ускорения и осуществляет измерение ускорения для трех взаимно-перпендикулярных осей с использованием дифференциального емкостного метода.
В предлагаемой системе датчик скорости движения локомотива-рельсосмазывателя выполнен либо в виде индукционного элемента, либо в виде фотодатчика, оптически связанного с метками на колесе рельсового транспортного средства.
Средство для нанесения смазки на рельсы может содержать смонтированные на локомотиве-рельсосмазывателе бак под смазку, соединенный трубопроводом через запорные клапаны с исполнительными механизмами - форсунками для нанесения смазки на боковую грань головки наружного в кривой пути рельса, которые установлены перед колесами локомотива-рельсосмазывателя и закреплены на горизонтальной планке Г-образного кронштейна, жестко закрепленного на буксе колесной пары локомотива. При этом блок 5 управления соединен с запорными клапанами, а бак установлен по отношению к форсункам на высоте, обеспечивающей свободное истекание смазки за счет перепада давления, возникающего между уровнями расположения форсунок и баков. Бак может быть оборудован механизмом для перемешивания смазки.