РЕГУЛИРОВАНИЕ ПНЕВМОРЕССОРЫ
AIR SPRING ADJUSTMENT

Изобретение относится к устройству для регулирования давления и потока воздуха в пневморессоре рельсового транспортного средства, обеспечивающей опору для нагрузки на поворотной тележке рельсового транспортного средства, содержащему источник сжатого воздуха, который пневматически соединен с пневморессорой через клапан для выпуска воздуха из пневморессоры или его подачи в нее, и блок регулирования для установления объема и/или давления воздуха в пневморессоре, причем подача воздуха в пневморессору и его выпуск из нее происходят, по меньшей мере, через один пневмопровод.
Изобретение относится далее к способу регулирования давления и объема воздуха пневморессоры рельсового транспортного средства, при котором блок регулирования воздействует на клапан пневморессоры, связанный с ней и источником сжатого воздуха, причем предусмотрен, по меньшей мере, один пневмопровод для подачи воздуха в пневморессору и его выпуска из нее.
Такое устройство и такой способ уже известны из уровня техники. Так, система подрессоривания рельсового транспортного средства для перевозки пассажиров включает в себя, как правило, механическую первичную рессору и вторичную пневморессору. Последняя помимо дополнительной амортизации обеспечивает также регулирование уровня кузова вагона для компенсации различных нагрузок, за счет которых система подрессоривания сжимается по-разному сильно. Известному устройству присущ тот недостаток, что на высоких скоростях рельсового транспортного средства центробежные силы оказывают динамическое воздействие на уровень кузова вагона относительно тележки. При прохождении низин уровень кузова вагона, например, динамически понижается, так что клапан пневморессоры добавляет воздуха, чтобы противодействовать опусканию кузова вагона. При прохождении вершин, напротив, дно или уровень кузова вагона динамически поднимается, так что клапан пневморессоры выпускает сжатый воздух из нее. За счет динамической нагрузки давление воздуха ненужным образом подается в пневморессору или выпускается в атмосферу. Регулирование уровня во время движения, как правило, является ненужным.
В DE 1455140 А1 раскрыто рельсовое транспортное средство с пневморессорой и клапаном пневморессоры. В состоянии покоя этого рельсового транспортного средства и при открытых дверях происходит регулирование давления в пневморессоре в зависимости от нагрузки, так что возможно регулирование по высоте и по уровню. Для закрытия дверей нагружается давлением запорный цилиндр в двери, так что поршень закрывает дверь. Динамическое регулирование давления в пневморессоре изменяется вслед за этим с помощью реле времени и клапана переключения. Существенным при этом является то, что через определенный промежуток времени после закрытия двери давление в пневморессоре еще может медленно изменяться посредством дросселей. Таким образом, известный способ регулирования давления предлагает различные режимы регулирования для состояния покоя и для движения рельсового транспортного средства, и при этом происходит переключение из одного режима эксплуатации в другой.
Исходя из уровня техники в основу изобретения положена задача предотвращения ненужных процессов подачи воздуха в пневморессору и его выпуска из нее.
Эта задача решается с помощью средств для ограничения объемного потока, по меньшей мере, в одном из пневмопроводов в зависимости от скорости рельсового транспортного средства, причем на высоких скоростях пневмопровод ограничивается сильнее, чем при медленном движении.
Согласно изобретению предусмотрены средства для ограничения воздушного потока в одном или нескольких пневмопроводах, которые служат для подачи воздуха в пневморессору и его выпуска из нее при ее регулировании. Это ограничение зависит от скорости рельсового транспортного средства. На высоких скоростях относящийся к средствам ограничения пневмопровод и тем самым объемный поток сжатого воздуха ограничивается сильнее, чем при медленном движении. На высоких скоростях динамические нагрузки при прохождении низин или вершин и тем самым описанные ненужные процессы подачи воздуха в пневморессору и его выпуска из нее сильнее, чем на низких скоростях. За счет более сильного ограничения объемного потока в пневмопроводах можно снизить ненужные процессы подачи и выпуска воздуха. Другими словами, регулирование становится более инерционным. Если произойдет лишь кратковременный подъем кузова вагона относительно тележки, как это бывает на высоких скоростях, то из-за большей инерционности потока сжатого воздуха клапан пневморессоры не в состоянии выпустить значительное количество сжатого воздуха, поскольку в случае электронного блока регулирования его измерительные датчики предварительно сообщают о том, что уровень кузова вагона после прохождения вершины, например, снова достиг своей нормальной высоты. Поэтому в рамках изобретения ограничены или даже полностью исключены процессы выпуска и подачи воздуха.
Предпочтительно, средства для ограничения объемного потока предназначены для сужения относящегося к ним пневмопровода, как только рельсовое транспортное средство превысит пороговую скорость. Эта форма ограничения объемного потока является одним из простейших и экономичных вариантов осуществления изобретения. Сужение пневмопровода может осуществляться любыми клапанами, которые как таковые известны специалисту, так что в данном описании не требуется более подробно останавливаться на них.
Согласно этому варианту осуществления изобретения сужение возникает тогда, когда скорость рельсового транспортного средства превышает пороговое значение. В отличие от этого в рамках изобретения можно применять также более сложные способы определения состояния, когда рельсовое транспортное средство набрало скорость, при которой происходит непроизвольный или ненужный процесс выпуска воздуха из пневморессоры или его подачи в нее. Для этого в блок обработки встроена логическая схема, которая на основе данных измерений и заданных значений определяет это состояние.
Предпочтительным образом измерительные датчики содержат дверные датчики, которые при открывании дверей рельсового транспортного средства подают разрешающий сигнал. Измерительные датчики и/или разрешающий сигнал необязательно должны быть подготовлены заранее отдельно. Напротив, в рамках изобретения целесообразно воспользоваться уже имеющимися измерительными датчиками или разрешающими сигналами. Например, разрешающий сигнал вызывает то, что пневмопровод для подачи воздуха перекрывается регулирующим клапаном, а это полностью предотвращает объемный поток через пневмопровод. Согласно этому предпочтительному варианту выполнения устройства можно полностью отказаться от регулирования уровня во время движения.
Предпочтительным образом блок регулирования выполнен механическим. Для механического регулирования клапан пневморессоры, например, посредством рычажного механизма механически соединен параллельно ей с кузовом вагона рельсового транспортного средства. Кузов вагона посредством первичной рессоры и пневморессоры опирается на тележки. В случае дополнительной нагрузки на кузов вагона эти рессоры сжимаются сильнее, так что происходит его опускание. Это движение опускания передается посредством упомянутого рычажного механизма на клапан пневморессоры, в результате чего происходит его целесообразное управление и он обеспечивает подачу воздуха в пневморессору при подъеме кузова вагона. Этим можно компенсировать его обусловленное нагрузкой опускание.
В одном отличном от этого варианте осуществления изобретения блок регулирования выполнен электронным и содержит измерительные датчики для определения давления и/или объема воздуха в пневморессоре. Блок регулирования располагает далее логической схемой, например, в виде программы, которая выполняется программируемым вычислительным блоком. Измерительные датчики предоставляют в распоряжение программы фактические значения, которые сравниваются с соответствующими заданными значениями. В зависимости от отклонения между заданным и фактическим значениями подходящий регулятор управляет, например, электронно-срабатывающим клапаном пневморессоры.
Предпочтительным образом клапан пневморессоры через выпускной трубопровод сообщен с атмосферой, причем средства для ограничения объемного потока ограничивают объемный поток в выпускном трубопроводе. Ограничение объемного потока в выпускном трубопроводе способствует, например, ограничению пневмопровода для подачи воздуха в пневморессору. В отличие от этого в рамках изобретения достаточно только ограничения объемного потока в выпускном трубопроводе, чтобы предотвратить ненужный выпуск воздуха из пневморессоры.
В части способа задача изобретения решается за счет того, что объемный поток, по меньшей мере, в одном из пневмопроводов ограничивается в зависимости от скорости рельсового транспортного средства.
Согласно одному варианту осуществления изобретения объемный поток в соответствующем пневмопроводе прерывается, когда скорость рельсового транспортного средства превысит пороговое значение. Как уже сказано, это является особенно экономичным вариантом способа. В отличие от сравнения скоростей возможны также другие способы обработки, определяющие состояние, в котором происходят ненужные процессы подачи воздуха в пневморессору и его выпуска из нее.
Предпочтительным образом объемный поток в соответствующем пневмопроводе ограничивается до меньшего значения. Согласно этому предпочтительному варианту, по меньшей мере, одно определенное регулирование уровня возможно даже на более высоких скоростях, а неплотности в системе пневморессор могут быть компенсированы, причем, однако, в самой значительной степени предотвращен ненужный выпуск воздуха.
Согласно одному целесообразному варианту воздушный поток в соответствующем пневмопроводе динамически согласуется со скоростью рельсового транспортного средства. Согласно этому варианту предусмотрен, например, клапан, который обеспечивает непрерывное или поэтапное сужение пневмопровода, так что можно целенаправленно управлять определенными этапами сужения. Этот вариант способа обеспечивает постепенное согласование регулирования пневморессоры со случаем высокой скорости рельсового транспортного средства, когда может возникнуть максимальный, ненужным образом отданный объем сжатого воздуха. Однако на низких скоростях комфорт движения сохраняется.
В отличие от этого объемный поток ограничивается, как только разрешающий сигнал сообщит о том, что все двери рельсового транспортного средства закрыты и, тем самым статическая нагрузка на пневморессору больше не изменяется за счет входа или выхода пассажиров. Другими словами, это означает, что как только поезд начнет движение, объемный поток в соответствующем пневмопроводе ограничивается или прерывается. В этом варианте регулирование уровня прекращается тогда непосредственно после выезда со станции.
Как уже сказано, в рамках изобретения возможно также ограничение объемного потока, как только рельсовое транспортное средство превысит предварительно установленную пороговую скорость. Регулирование уровня происходит тогда, например, только на скорости ниже 100 км/ч.
Согласно одному предпочтительному варианту способа объемный поток в соответствующем пневмопроводе полностью прерывается.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения и его преимущества являются объектом нижеследующего описания его примеров со ссылкой на прилагаемый чертеж, на единственной фигуре которого схематично изображен пример выполнения устройства.
Устройство 1 предназначено для регулирования давления и потока воздуха в пневморессоре 2, которая состоит из двух частей и закреплена на тележке (не показана). На пневморессору 2 опирается кузов вагона (не показан), причем пневморессора 2 помимо системы первичного рессорного подвешивания, состоящей, например, из винтовых пружин, предназначена также для подрессоривания и амортизации кузова вагона на тележке.
Пневморессора 2 посредством пневмопровода 3 сообщена с источником 4 сжатого воздуха, обозначенным лишь схематично. Нагрузка кузова вагона определяется измерительным датчиком 5, которым определяется также давление в пневморессоре 2. По давлению можно судить о нагрузке кузова вагона. Для установления давления и объема сжатого воздуха в пневморессоре 2 предусмотрен клапан 6, причем воздух выпускается из нее через выпускной трубопровод 8 в качестве дополнительного пневмопровода. Клапан связан с блоком регулирования (не показан), с которым связан также измерительный датчик 5. Блок регулирования обеспечивает, например, регулирование уровня, так что, например, при повышенной нагрузке кузова вагона понижение его уровня можно компенсировать за счет сжатия первичной рессоры. Для этого блок регулирования подает измеренное измерительным датчиком 5 значение давления к встроенной в блок регулирования логической схеме, которая на основе заданных значений и значения давления вызывает повышение давления посредством клапана 6.
В одном видоизмененном примере осуществления изобретения (не показан) блок регулирования выполнен чисто механическим, причем клапаны через рычаг и систему тяг механически соединены параллельно пневморессоре с кузовом вагона. Таким образом, с каждым изменением уровня через систему тяг и рычаг происходит управление клапаном, который тогда подает воздух в пневморессору и выпускает его из нее.
Кроме того, блок регулирования связан с запорными клапанами 7, которые расположены как в пневмопроводе 3, так и в выпускном трубопроводе 8. Когда блок регулирования управляет запорными клапанами 7 посредством запорного сигнала, запорные клапаны 7 перекрывают пневмопроводы 3, 8, в результате чего пневматическая связь пневморессоры 2 с источником 4 сжатого воздуха или с атмосферой прерывается. Кроме того, блок обработки связан с дверным датчиком (не показан), который передает на блок регулирования посредством соответствующих сигналов состояние дверей рельсового транспортного средства, т.е. «двери открыты» или «двери закрыты». Блок регулирования управляет также на основе встроенной в него логической схемы запорными клапанами 7 для открывания, когда дверные датчики укажут, что двери рельсового транспортного средства открыты. В этом случае блок регулирования обеспечивает регулирование сжатого воздуха в пневморессоре 2 и регулирование уровня. Однако как только двери рельсового транспортного средства закроются, блок регулирования начнет управлять запорными клапанами 7 для перекрытия пневмопроводов 3, 8, что предотвращает ненужное регулирование уровня и тем самым ненужные процессы подачи воздуха в пневморессору 2 и его выпуск из нее.