УЛУЧШЕННОЕ ТОРМОЖЕНИЕ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
IMPROVED BRAKING FOR RAILWAY VEHICLE

Изобретение касается управляющего устройства для тормозной системы рельсового транспортного средства, по меньшей мере, с одним первым и одним вторым тормозным устройством, а также тормозной системы рельсового транспортного средства, рельсового транспортного средства и способа управления тормозной системой рельсового транспортного средства.
Для торможения рельсового транспортного средства применяются тормоза различного типа. В качестве регулярно используемых рабочих тормозов, как правило, применяются так называемые тормоза, зависящие от силы сцепления. Такие тормоза, зависящие от силы сцепления, передают тормозное усилие через контакт между колесом и рельсом. Однако такой контакт может только ограниченно принимать тормозное усилие. Способность принятия тормозного усилия через контакт колесо-рельс определяется посредством силы сцепления между колесом и рельсом, которая может определяться величиной силы сцепления. Если посредством управляющего усилия для торможения колеса передаваемое посредством силы сцепления тормозное усилие превышает установленное значение, колесо может буксовать или может быть заблокировано. Для того чтобы это предотвратить, тормозные системы рельсовых транспортных средств имеют устройства для защиты от буксования, которые могут снизить управляющее усилие для одного тормоза, если сила сцепления превышена. Кроме того, при превышении силы сцепления не устанавливается предусмотренное общее тормозное усилие для торможения рельсового транспортного средства, в результате чего тормозной путь может увеличиться. Сила сцепления зависит в значительной степени от условий трения между колесом и рельсом и может, в особенности при длинных рельсовых транспортных средствах, отличаться от колеса к колесу из-за различных условий.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить улучшенное торможение посредством тормозной системы с тормозными устройствами, зависящими от силы сцепления.
Эта задача решается посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения.
Другие предпочтительные варианты выполнения изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с этим описанием рельсовое транспортное средство может иметь один или несколько вагонов с собственным приводом или без привода и/или тягач в любой комбинации. Рельсовое транспортное средство может иметь, в особенности, моторный вагон. Возможно, чтобы на вагоне рельсового транспортного средства были предусмотрены один или несколько поворотных тележек, на которых могут быть предусмотрены, соответственно, одна или несколько колесных осей. Колесная ось может соединять, соответственно, жестко два колеса между собой или служить для отдельного подвешивания колеса. Тормозная система может иметь несколько тормозных устройств, в особенности, несколько тормозных устройств, зависящих от силы сцепления. Тормозное устройство, зависящее от силы сцепления, может передавать на рельс действующее от нее тормозное усилие для торможения через контакт колесо-рельс. Тормозные устройства, зависящие от силы сцепления, могут содержать, в особенности, устройства с фрикционными тормозами, такие как колодочные тормоза, дисковые тормоза или комбинированные колодочно-дисковые тормоза. Устройства с фрикционными тормозами могут посредством приложения управляющего усилия приводить во фрикционный контакт друг с другом фрикционные элементы, чтобы затормозить рельсовое транспортное средство и/или колесо рельсового транспортного средства.
Устройство с фрикционным тормозом может иметь фрикционную пару. При этом фрикционная пара содержит, по меньшей мере, два фрикционных элемента, которые при приведении в действие вводятся в контакт друг с другом. Фрикционная пара, например, в виде фрикционных элементов, может содержать фрикционную накладку на тормозной колодке, рабочую поверхность колеса или тормозной диск и одну или несколько фрикционных накладок дискового тормоза с цангой. Одно отдельное устройство с фрикционным тормозом может быть образовано для торможения отдельного колеса или отдельной колесной оси. Тормозное устройство может быть образовано для торможения, по меньшей мере, одного соответствующего колеса, с помощью которого оно может передавать тормозное усилие на рельс. В общем случае тормозное устройство может иметь одно или несколько устройств с фрикционными тормозами для торможения колеса, и/или одной колесной оси, и/или колес, и/или колесных осей, соответствующих поворотной тележке, например, один или несколько тормозных дисков и соответствующие тормоза с цангой или одна, или несколько тормозных колодок. Может быть предусмотрено, чтобы тормозное устройство имело одно или несколько устройств для создания нагрузки, которые могут быть предусмотрены для создания управляющего усилия для торможения соответствующего колеса, соответствующей колесной оси, колес или колесных осей, соответствующих поворотной тележке или установленных на вагоне колес или колесных осей. Устройство или устройства для создания нагрузки могут регулироваться отдельно для торможения колеса или колесной оси, и/или на них подается тормозное давление или тормозной ток. Сила, действующая для торможения колеса или рельсового транспортного средства по отношению к рельсу, называется тормозным усилием. Действующее на рельсовое транспортное средство общее тормозное усилие получается как сумма всех действующих тормозных устройств и отдельных тормозных усилий, способствующих эффекту торможения. Сила, воздействующая для торможения на устройство с фрикционным тормозом, называется управляющим усилием. Управляющее усилие может передаваться, например, посредством тормоза с цангой, которая входит во фрикционный контакт с одной или несколькими фрикционными колодками с помощью тормозного диска дискового тормоза. Также сила, которая приводит во фрикционный контакт тормозную колодку с помощью рабочей поверхности колеса, может считаться управляющим усилием. Управляющее усилие, которое прикладывается для приведения в действие тормозного устройства, может определяться посредством суммы управляющих усилий, которые прикладываются для торможения одинаковых колес или одинаковых колесных осей на устройства с фрикционными тормозами тормозного устройства.
Также возможно, чтобы управляющее усилие, которое прикладывается для приведения в действие тормозного устройства, может определяться посредством суммы управляющих усилий, оказываемых для торможения колес или колесных осей поворотной тележки на устройства с фрикционными тормозами тормозного устройства. Из-за эффекта трения внутри устройства с фрикционным тормозом и между колесом и рельсом не все управляющее усилие преобразуется в тормозное усилие. Для создания управляющего усилия тормозное устройство может иметь, по меньшей мере, одно соответствующее ему устройство для создания усилия или одно устройство для преобразования усилия. Таким устройством для создания усилия может быть, например, напорный цилиндр, обеспечивающий тормозное давление или исполнительный механизм, приводимый в действие с помощью электрического тока. Если тормозное давление создается с помощью пневматической системы, такое тормозное устройство называется пневматическим. Если тормозное давление создается с помощью гидравлической системы, такое тормозное устройство называется гидравлическим. Если исполнительный механизм с электрическим выключателем питается электрическим тормозным током, который он преобразует в управляющее усилие, речь идет об электрическом или электромеханическом тормозном устройстве. Может быть предусмотрено, чтобы для управления тормозного давления были предусмотрены электроуправляемые вентильные устройства, то есть магнитные клапаны. Тормозное устройство с таким электроуправляемым вентильным устройством называется электропневматическим или электрогидравлическим тормозным устройством. Одно определенное тормозное устройство может отличаться от другого тормозного устройства тем, что оно может передавать тормозное усилие с помощью другого колеса, другой колесной оси, других колес и/или других колесных осей как дополнительное тормозное устройство на рельс.
Также возможно, чтобы определенное тормозное устройство определялось как устройство для создания усилия, которое регулируется и/или на которое подается общее тормозное давление с помощью общего блока управления, например общего устройства с регулирующими вентилями. Включение тормозного устройства может означать создание определенного тормозного давления или тормозного тока и/или управление такого типа, что прикладывается определенное управляющее усилие и/или тормозное усилие. Такое включение может выполняться посредством управляющего устройства, в особенности, электронного управляющего устройства. Например, электронное управляющее устройство может быть выполнено для того, чтобы включать электрически регулируемые вентильные устройства тормозного устройства таким образом, чтобы на одно или несколько устройств для создания усилия, соответственно, направлялось определенное тормозное давление, которое может преобразовывать эти устройства для создания усилия, соответственно, в управляющее усилие. Возможно, чтобы устройство для создания усилия одного или нескольких тормозных устройств управлялось таким образом, чтобы оно передавало, соответственно, одинаковое управляющее усилие или чтобы оно передавало различные управляющие усилия. Для этого, например, можно предусмотреть, чтобы устройство для создания усилия или устройства с фрикционными тормозами могли регулироваться по отдельности или группами. В особенности, возможно, чтобы устройства для создания усилия соответствовали пневматическому или гидравлическому тормозному устройству, соответственно, устройствам с регулирующими вентилями, с помощью которых можно менять подачу основного тормозного давления, подаваемого на несколько устройств для создания усилия: соответственно, индивидуально для каждого отдельного устройства для создания усилия или для группы устройств для создания усилия. В особенности, могут быть предусмотрены сливные вентили, через которые может снижаться тормозное давление, приложенное к устройству для создания усилия. Такие сливные вентили могут быть частью устройства для защиты от буксования.
Настоящее изобретение касается управляющего устройства для тормозной системы для рельсового транспортного средства, причем тормозная система имеет, по меньшей мере, одно первое тормозное устройство и одно второе тормозное устройство, которые во время торможения могут приводиться в действие с помощью управляющего усилия. Первое тормозное устройство и второе тормозное устройство - это тормозные устройства, зависящие от силы сцепления. Управляющее устройство может принимать или формировать сигнал об отсутствии силы сцепления, который сигнализирует для первого и/или второго тормозного устройства о недостаточной силе сцепления. Кроме того, управляющее устройство выполнено для того, чтобы во время торможения при наличии сигнала об отсутствии силы сцепления включать первое и/или второе тормозное устройство с помощью увеличенного управляющего усилия. Тем самым, в соответствии с изобретением предусмотрено, чтобы по сигналу об отсутствии силы сцепления, по меньшей мере, на одно из тормозных устройств тормозной системы передавалось увеличенное управляющее усилие. При этом исходят из того, что не все колеса и/или соответствующие тормозные устройства имеют недостаточную силу сцепления, так что, по меньшей мере, одно колесо и/или одно соответствующее тормозное устройство имеет резервы по силе сцепления, которые позволяют увеличить тормозное усилие. Таким образом, посредством такого тормозного устройства создается дополнительное тормозное усилие, которое компенсирует не переданное тормозное усилие из-за отсутствия силы сцепления. При этом первое тормозное устройство может быть предназначено для торможения первого колеса, которое может соответствовать первой колесной оси. Второе тормозное устройство может быть выполнено для торможения второго колеса, которое соответствует второй колесной оси. Первое колесо и второе колесо могут вращаться независимо друг от друга, причем они могут располагаться не на одной общей колесной оси. Возможно, чтобы первая колесная ось предусматривалась на другой поворотной тележке, чем вторая колесная ось.
В общем случае первое тормозное устройство может быть выполнено для торможения одного или нескольких колес первой поворотной тележки. Второе тормозное устройство может быть выполнено для торможения одного или нескольких колес второй поворотной тележки. Может быть предусмотрено, чтобы тормозные устройства во время торможения при наличии сигнала об отсутствии силы сцепления приводились в действие с помощью управляющего усилия, которое меньше, чем увеличенное управляющее усилие. Увеличение управляющего усилия, с помощью которого приводится в действие первое и/или второе тормозное устройство, может быть достигнуто, например, посредством того, что приведение в действие одного или нескольких уже приведенных в действие устройств с фрикционными тормозами соответствующего тормозного устройства обеспечивается с увеличенным усилием посредством управляющего устройства. Для этого, например, может подаваться соответствующее увеличенное тормозное давление или тормозной ток. Альтернативно или дополнительно может быть предусмотрено, чтобы приводилось в действие одно или несколько устройств с фрикционными тормозами или устройство для создания усилия тормозного устройства, которое до этого не было активировано или приведено в действие. По меньшей мере, одно из первого и второго тормозного устройства может иметь при этом одно или несколько дополнительных устройств с фрикционными тормозами и/или устройство для создания усилия. Возможно, чтобы первое и второе тормозное устройство имели различное число устройств с фрикционными тормозами. При этом может быть предусмотрено, чтобы тормозное устройство управлялось с помощью большего числа тормозных устройств с фрикционными тормозами для приведения в действие с увеличенным управляющим усилием.
Соответствующее управление можно выполнить посредством управляющего устройства, например, на основе требования торможения. Возможно, чтобы включение выполнялось на основе требования торможения и/или приведение в действие с помощью соответствующего управляющего усилия посредством другого управляющего устройства, например посредством тормозного управляющего устройства. Следует учесть, что сигнал об отсутствии силы сцепления подается только в том случае, если действительно имеется недостаточная сила сцепления, по меньшей мере, в одном колесе. В общем случае может быть предусмотрено, чтобы тормозные устройства приводились в действие до подачи сигнала об отсутствии силы сцепления в результате включения с помощью первого управляющего усилия, которое меньше, чем увеличенное управляющее усилие. Сигнал об отсутствии силы сцепления может считаться имеющимся, если он был создан и/или принят посредством управляющего устройства.
Тормозная система может иметь систему защиты от буксования, которая, при отсутствии силы сцепления для колеса и/или соответствующего тормозного устройства, может таким образом управлять соответствующим тормозным устройством, что ее управляющее усилие уменьшится настолько, что буксование или блокировка соответствующего колеса или соответствующих колес предотвращается и/или прикладываемое тормозное усилие настолько снижается, что оно может передаваться на рельс. В общем случае сигнал об отсутствии силы сцепления может означать, что для колеса не имеется достаточной силы сцепления, чтобы в достаточной мере преобразовать в тормозное усилие управляющее усилие, передаваемое от тормозного устройства, используемого для торможения колеса, чтобы выполнить требование торможения. Такой случай означает, что для тормозного устройства, предусмотренного для торможения колеса, не имеется достаточной силы сцепления. Сигналом об отсутствии силы сцепления может быть сигнал, который формируется на основе измерения силы сцепления. Сигнал об отсутствии силы сцепления может указывать количественную и/или качественную характеристику недостаточной силы сцепления. Возможно, чтобы сигнал об отсутствии силы сцепления был основан на сравнении действительной величины торможения рельсового транспортного средства и заданного значения торможения. Посредством управляющего устройства проводится сравнение соответствующих сигналов, которые могут формироваться посредством соответствующих датчиков или управляющих устройств, чтобы создать сигнал об отсутствии силы сцепления. Также возможно, чтобы соответствующий сигнал об отсутствии силы сцепления передавался на управляющее устройство.
В общем случае может быть предусмотрено, чтобы управляющее устройство для формирования сигнала об отсутствии силы сцепления было выполнено на основе данных, касающихся силы сцепления, и/или могло принимать сигнал об отсутствии силы сцепления, сформированный на основе данных, касающихся силы сцепления. Управляющее устройство для включения, по меньшей мере, первого тормозного устройства и второго тормозного устройства может быть соединено или может подключаться. Приведение в действие тормозного устройства с определенным управляющим усилием может содержать такое включающее устройство элементов тормозной системы и/или тормозного устройства, что одно или несколько устройств для создания усилия тормозного устройства создают определенное управляющее усилие и/или что создается определенное, немного увеличенное управляющее усилие. Такое включающее устройство может быть выполнено посредством соответствующего управляющего устройства, в особенности, посредством управляющего устройства, выполненного для приема и/или формирования сигнала об отсутствии силы сцепления. Для этого, например, может быть предусмотрено, чтобы управляющее устройство включало одно или несколько устройств с регулирующими вентилями таким образом, чтобы на одно или несколько устройств для создания усилия действовало определенное тормозное давление, чтобы создать управляющее усилие.
Включающее устройство тормозного устройства посредством управляющего устройства может содержать включающее устройство тормозного устройства для создания определенного тормозного давления или для формирования определенного управляющего усилия и/или тормозного усилия, например, посредством электронного управляющего устройства, такого как устройство для управления тормозного усилия. Также включающее устройство тормозного устройства посредством устройства для защиты от буксования или компьютера для защиты от буксования с целью уменьшения тормозного давления и/или управляющего усилия может быть предусмотрено как включающее устройство посредством управляющего устройства, причем устройство для защиты от буксования или компьютер для защиты от буксования соответствуют управляющему устройству. Кроме того, управляющее устройство может быть выполнено для того, чтобы принимать сигнал об отсутствии силы сцепления от другого управляющего устройства или датчика. Управляющее усилие может быть увеличенным, если при таком же требовании торможения оно выше, чем управляющее усилие, необходимое для выполнения требования торможения. Для формирования сигнала об отсутствии силы сцепления может быть предусмотрен датчик силы сцепления. В связи с этим в качестве датчика силы сцепления может быть предусмотрен, например, датчик числа оборотов колеса, поскольку по данным о числе оборотов колеса можно определить, что колесо проскальзывает, и сделать вывод о том, что сила сцепления недостаточная, или, например, если известно, какие тормозные усилия и/или управляющие усилия были приложены, а также сделать вывод о том, какова величина силы сцепления. Возможно, чтобы управляющее устройство было выполнено для того, чтобы интерпретировать сигнал, описывающий количественно силу сцепления, как сигнал об отсутствии силы сцепления, если указанная сила сцепления меньше предварительно заданной силы сцепления.
Может быть предусмотрено, чтобы отсутствие силы сцепления регистрировалось в том случае, и/или сигнал об отсутствии силы сцепления формировался в том случае, если, по меньшей мере, для одного колеса и/или, по меньшей мере, для одного тормозного устройства, соответствующего одному колесу, имеется недостаточная сила сцепления, чтобы выполнить требование торможения или установить заданную величину торможения. Требование торможения или заданная величина торможения могут подаваться, например, с помощью внешнего включающего устройства на управляющее устройство, например посредством ввода машинистом или управляющим устройством верхнего или того же уровня. Разумеется, что тормозная система может иметь больше чем два тормозных устройства, зависящих от силы сцепления. Возможно, чтобы управляющее устройство было выполнено для того, чтобы на основе сигнала об отсутствии силы сцепления проводить управление зависящих от силы сцепления соответствующих тормозных устройств транспортного средства по его длине, в особенности, тормозных устройств общего типа.
Тормозные устройства могут быть одного типа, если их управляющее усилие создается одинаково и/или если они могут одинаково преобразовывать управляющее усилие в тормозное усилие. В особенности, устройства с фрикционными тормозами, как дисковые тормоза и колодочные тормоза, относятся, соответственно, к одному типу. Предусмотрено, что управление может выполняться по сигналу об отсутствии силы сцепления, если оно выполняется по приему или формированию сигнала об отсутствии силы сцепления, то есть в том случае, если имеется сигнал о силе сцепления. Управляющее устройство может быть выполнено для того, чтобы при наличии сигнала об отсутствии силы сцепления включалось одно или несколько таких тормозных устройств с увеличенным управляющим усилием. Возможно, чтобы управляющее устройство могло приводить в действие определенные тормозные устройства, чьи соответствующие колеса имеют большую силу сцепления, чем другие тормозные устройства, с большим управляющим усилием, в то время как другие тормозные устройства приводятся в действие с помощью неизменного и/или меньшего управляющего усилия.
Управляющее устройство может содержать несколько компонентов, например несколько блоков управления, соединенных друг с другом для передачи данных. Может быть предусмотрено, что управляющим устройством является компьютер для защиты от буксования, компьютер тормоза, устройство для управления тормозным усилием или компьютер поезда или такое управляющее устройство содержит несколько таких устройств. Возможно, чтобы управляющее устройство было выполнено для того, чтобы принимать данные о силе сцепления, касающиеся одного или нескольких колес и/или одного и/или нескольких тормозных устройств, и на основе данных о силе сцепления управлять тормозной системой и/или тормозными устройствами. Данные о силе сцепления могут, например, определяться и передаваться с помощью соответствующего датчика. В общем случае может быть целесообразно выполнять управляющее устройство для того, чтобы приводить в действие тормозное устройство только с помощью увеличенного управляющего усилия, если тормозное устройство и/или соответствующие колеса могут преобразовывать увеличенное управляющее усилие в тормозное усилие. Для этого может быть предусмотрено устройство для контроля силы сцепления соответствующих колес. В особенности, может быть предусмотрено, что управляющее устройство на основе сигнала об отсутствии силы сцепления ставится в соответствии тормозному устройству, которое из-за недостаточной силы сцепления не может передавать на рельс необходимое тормозное усилие. С точки зрения целесообразности управляющее устройство может быть выполнено для того, чтобы привести в действие соответствующие тормозные устройства не с увеличенным управляющим усилием.
Альтернативно или дополнительно может быть предусмотрено, чтобы управляющее устройство включало мероприятия по увеличению силы сцепления для одного или нескольких тормозных устройств и/или колес. В общем случае может быть целесообразно, чтобы управляющее устройство было выполнено для того, чтобы обеспечивалось приведение в действие с увеличенным управляющим усилием тормозных устройств, для которых посредством мероприятий, например, таких как засыпание песком, следует ожидать преобразование увеличенного управляющего усилия в тормозное усилие.
Управляющее устройство может быть выполнено для того, чтобы привести в действие первое и/или второе тормозное устройство с увеличенным управляющим усилием, в то время как поступил сигнал об отсутствии силы сцепления. Тем самым, в особенности, можно отреагировать на текущий сигнал об отсутствии силы сцепления. При этом можно исходить из того, что сигнал об отсутствии силы сцепления формируется в режиме реального времени в том случае, если, по меньшей мере, на одном колесе действительно отсутствует сила сцепления.
Может быть целесообразно, если управляющее устройство выполнено для того, чтобы обеспечить увеличенное управляющее усилие посредством повышения тормозного давления. Это позволяет особенно простым образом обеспечить увеличенное управляющее усилие для тормозных устройств, которые приводятся в действие с помощью давления. При этом может быть обеспечено увеличенное тормозное давление для одного или нескольких тормозных устройств.
В другом варианте выполнения может быть предусмотрено, чтобы управляющее устройство было выполнено для того, чтобы при наличии сигнала об отсутствии силы сцепления включить, по меньшей мере, одну установку для рассеивания частиц, чтобы внести увеличивающие силу сцепления частицы на рельс. Посредством включения, по меньшей мере, одной установку для рассеивания частиц при этом можно увеличить силу сцепления, по меньшей мере, для нескольких колес. Установка для рассеивания частиц может иметь установку для внесения частиц на рельс. Частицы могут содержать, например, песок или керамические материалы. Возможно, чтобы установка для рассеивания частиц соответствовала одному или нескольким колесам, силу сцепления которых она может увеличить посредством внесения частиц. Установка для рассеивания частиц может соответствовать колесам, которые расположены в направлении движения рельсового транспортного средства позади нее. При этом управляющее устройство выполнено для того, чтобы привести положение установки для рассеивания частиц в соответствии с направлением движения. Включение установки для рассеивания частиц может выполняться при наличии сигнала об отсутствии силы сцепления, прежде чем будет приложено увеличенное управляющее усилие. Тем самым, можно выполнить двухступенчатую реакцию по сигналу об отсутствии силы сцепления. На первой ступени предусмотрено включение, по меньшей мере, одной установки для рассеивания частиц, чтобы улучшить силу сцепления, по меньшей мере, для некоторых колес. Если установки для рассеивания частиц недостаточно, на второй ступени дополнительно можно выполнить увеличение управляющего усилия для одного или нескольких тормозных устройств. Также возможно, чтобы включение установки для рассеивания частиц и приложение увеличенного управляющего усилия, главным образом, выполнялось одновременно. Также возможно, чтобы управляющее устройство включало устройство для очистки рельса как альтернативное или дополнительное мероприятие, увеличивающее силу сцепления, и/или включало магнитное тормозное устройство для очистки рельса.
Можно предусмотреть, чтобы управляющее устройство было выполнено для того, чтобы включать тормозное устройство с помощью увеличенного управляющего усилия, которое может тормозить колесо, которое соответствует установке для рассеивания частиц. Таким образом, можно обеспечить, чтобы с помощью соответствующего колеса можно было преобразовывать увеличенное управляющее усилие также в увеличенное тормозное усилие. Тормозным устройством может быть первое и/или второе тормозное устройство.
Возможно, чтобы управляющее устройство было выполнено для того, чтобы для приведения в действие первого тормозного устройства и/или второго тормозного устройства приводить в действие, по меньшей мере, дополнительное устройство для создания усилия с помощью увеличенного управляющего усилия. Дополнительное устройство для создания усилия может быть, в особенности, выполнено для того, чтобы увеличить управляющее усилие, передаваемое посредством тормозного устройства для торможения колеса или колесной оси, и/или действующее тормозное усилие. Дополнительное устройство для создания усилия может быть выполнено для того, чтобы передать дополнительное управляющее усилие на фрикционный элемент, на который уже передается управляющее усилие. Также возможно, чтобы одному дополнительному устройству для создания усилия, по меньшей мере, соответствовал один дополнительный фрикционный элемент, например, дополнительная тормозная колодка. Дополнительный фрикционный элемент при приведении в действие дополнительного устройства для создания усилия может приводиться во фрикционный контакт с тормозящим колесом, чтобы увеличить все управляющее усилие, передаваемое для торможения колеса.
Может быть предусмотрено, чтобы во время нормального торможения, если увеличенное управляющее усилие не передается, дополнительное устройство для создания усилия не приводилось в действие, в особенности, не подавалось тормозное давление. Первому и/или второму тормозному устройству может соответствовать, соответственно, по меньшей мере, одно дополнительное устройство для создания усилия и/или одно дополнительное тормозное устройство с фрикционным тормозом. В общем случае, может быть предусмотрено, чтобы одному или нескольким определенным тормозным устройствам соответствовало, по меньшей мере, одно дополнительное устройство для создания усилия и/или одно дополнительное устройство с фрикционным тормозом. При этом не каждому тормозному устройству должно соответствовать дополнительное устройство для создания усилия. Для тормозного устройства, которое приводится в действие с помощью давления, на дополнительное устройство для создания усилия может подаваться такое же тормозное давление, как на одно или несколько дополнительных устройств для создания усилия соответствующего тормозного устройства. Таким образом, расчет системы управления с помощью давления и систем напорных трубопроводов остается таким же, как для обычной системы, в то время как создается увеличенное управляющее усилие. Кроме того, уже имеющиеся тормозные системы могут быть легко оснащены дополнительными устройствами для создания усилия и, например, с небольшими изменениями в системе для защиты от буксования. Возможно, чтобы дополнительному устройству для создания усилия соответствовал дополнительный регулирующий вентиль, с помощью которого в дополнительном устройстве для создания усилия может создаваться тормозное давление. Управляющее устройство может быть выполнено для того, чтобы по сигналу об отсутствии силы сцепления таким образом регулировать этот регулирующий вентиль, чтобы в дополнительном устройстве для создания усилия создавалось тормозное давление. В особенности может быть предусмотрено, чтобы дополнительный регулирующий вентиль регулировался посредством управляющего устройства для создания тормозного давления для дополнительного устройства для создания усилия при наличии или только при наличии сигнала об отсутствии силы сцепления.
Сигнал об отсутствии силы сцепления может подаваться от устройства для защиты от буксования рельсового транспортного средства. Такое устройство для защиты от буксования, как правило, выполнено для того, чтобы обнаруживать отсутствие силы сцепления и передавать соответствующий сигнал. Таким образом, могут продолжать применяться уже имеющиеся системы рельсового транспортного средства. Сигнал об отсутствии силы сцепления может быть представлен посредством сигнала, который обеспечивает размыкание устройства для защиты от буксования.
Настоящее изобретение касается также тормозной системы для рельсового транспортного средства с одним первым и вторым тормозным устройством, зависящим от силы сцепления, и описанного в нем управляющего устройства, причем первое и второе тормозные устройства могут приводиться в действие с помощью управляющего усилия в соответствии с сигналом от управляющего устройства.
Кроме того, изобретение касается рельсового транспортного средства с описанной здесь тормозной системой и/или с описанным здесь управляющим устройством.
Кроме того, изобретение касается способа для управления тормозной системой рельсового транспортного средства посредством управляющего устройства, причем тормозная система содержит, по меньшей мере, одно первое и одно второе тормозное устройство. Первое и второе тормозные устройства являются тормозными устройствами, зависящими от силы сцепления, и могут приводиться в действие во время торможения с помощью управляющего усилия. Способ содержит шаги приема и/или формирования посредством управляющего устройства сигнала об отсутствии силы сцепления, который передается на первое и/или второе тормозное устройство в случае недостаточной силы сцепления, и приведения в действие посредством управляющего устройства во время торможения при наличии сигнала об отсутствии силы сцепления первого и/или второго тормозного устройства с увеличенной силой сцепления. Управляющим устройством может быть описанное здесь управляющее устройство. Тормозной системой может быть описанная здесь тормозная система. Перед шагом приема сигнала об отсутствии силы сцепления способ может содержать шаг включения первого и второго тормозного устройства для торможения с помощью определенного первого управляющего усилия. Увеличенное управляющее усилие может быть больше, чем первое управляющее усилие. Управляющее устройство или другое управляющее устройство может быть выполнено для включения торможения с помощью одного определенного управляющего усилия, причем управляющее устройство выполнено для того, чтобы, по меньшей, приводить в действие первое и второе тормозное устройство с помощью увеличенного управляющего усилия, пока имеется сигнал об отсутствии силы сцепления. Управляющее устройство может включать увеличенное управляющее усилие посредством увеличения тормозного давления. Возможно, чтобы управляющее устройство при наличии сигнала об отсутствии силы сцепления включало, по меньшей мере, одну установку для рассеивания частиц, чтобы внести частицы с увеличенной силой сцепления на рельс. В другой форме выполнения управляющее устройство может включать тормозное устройство с увеличенным управляющим усилием, которое может тормозить колесо, которое соответствует, по меньшей мере, одной установке для рассеивания частиц. Возможно, чтобы управляющее устройство для приведения в действие, по меньшей мере, первого и/или второго тормозного устройства приводило в действие с помощью увеличенного управляющего усилия, по меньшей мере, одно дополнительное устройство для создания усилия. Сигнал об отсутствии силы сцепления может быть передан от устройства для защиты от буксования рельсового транспортного средства.
Изобретение поясняется со ссылкой на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - схематичное изображение рельсового транспортного средства с тормозной системой;
фиг. 2 - схематичное изображение распределения тормозного усилия для различных вариантов торможения.
На фиг. 1 в схематичном виде показано рельсовое транспортное средство 10. Рельсовое транспортное средство 10 имеет несколько вагонов, которые содержат одну первую поворотную тележку 12, вторую поворотную тележку 14, третья поворотную тележку 16 и четвертую поворотную тележку 18. На первой поворотной тележке 12 расположены колесные оси 21, 22. На второй поворотной тележке 14 предусмотрены колесные оси 23, 24, в то время как на поворотной тележке 16 предусмотрены колесные оси 25, 26, на поворотной тележке 18 предусмотрены колесные оси 27, 28. Колесные оси поворотной тележек соответствуют, соответственно, тормозным устройствам, которые приводятся в действие с помощью давления, на которые тормозное давление подается с помощью общего регулирующего вентиля. Таким образом, первой поворотной тележке 12 соответствует первый регулирующий вентиль 32, второй поворотной тележке 14 соответствует второй регулирующий вентиль 34, третьей поворотной тележке 16 соответствует третий регулирующий вентиль 36 и четвертой поворотной тележке соответствует четвертый регулирующий вентиль 38. Регулирующие вентили 32, 34, 36, 38 подключены к одному главному напорному трубопроводу, который обычным образом направляет управляющее давление на устройства для управления регулирующими вентилями 32, 34, 36 и 38 в соответствии с сигналом от включающего устройства с помощью системы управления тормозами 40. Устройства для управления регулирующими вентилями 32, 34, 36 и 38 выполнены для того, чтобы на основе давления управления подавать тормозное давление. Альтернативно тормозное давление может подаваться также с помощью установленных в каждом вагоне систем управления тормозом, которые могут принимать центральный электрический сигнал торможения и, соответственно, преобразовывать его в тормозное давление. Каждая колесная ось 21-28 соответствует в этом примере устройству с фрикционным тормозом 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, например 48, которое может затормозить соответствующую ось колеса.
Каждое устройство с фрикционным тормозом имеет тормозную колодку и один пневматический цилиндр, который служит в качестве устройства для создания усилия для преобразования тормозного давления, которое подается с помощью устройств для управления регулирующими вентилями 32, 34, 36 или 38, в управляющее усилие. Соответственно, устройства с фрикционными тормозами 41 и 42 подают тормозное давление через регулирующий вентиль 32, устройства с фрикционными тормозами 43 и 44 подают тормозное давление через регулирующий вентиль 34, устройства с фрикционными тормозами 45 и 46 подают тормозное давление через регулирующий вентиль 36 и устройства с фрикционными тормозами 47 и 48 подают тормозное давление через регулирующий вентиль 38. Устройства для управления регулирующими вентилями 32, 34, 36 и 38 могут управляться с помощью только пневматической или электронной системы, чтобы подать требуемое тормозное давление. Устройства с фрикционными тормозами 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 следует считать частью стандартного оборудования рельсового транспортного средства, и тормозное давление на них подается обычным способом.
Возможны альтернативные варианты для обеспечения тормозного давления в устройствах с фрикционными тормозами. Например, может быть предусмотрен вариант с применением кранов экстренного торможения с общей петлей безопасности экстренного торможения или установленная в каждом вагоне система управления тормозами с индивидуальным вводом заданных значений. Кроме того, вместо пневматической тормозной системы может быть предусмотрена гидравлическая или электрическая или электромеханическая тормозная система с управляемыми соответствующим образом устройствами с фрикционными тормозами и устройствами для создания усилия. Кроме того, каждой поворотной тележке соответствует устройство для защиты от буксования, относящееся к одной установке для защиты от буксования. В особенности, первой поворотной тележке 12 соответствует первое устройство для защиты от буксования 52, второй поворотной тележке 14 соответствует второе устройство для защиты от буксования 54, третьей поворотной тележке 16 соответствует третье устройство для защиты от буксования 56 и четвертой поворотной тележке 18 соответствует четвертое устройство для защиты от буксования 58.
Каждое устройство для защиты от буксования 52, 54, 56, 58 соединено с датчиками числа оборотов колес, чтобы принимать данные о числе оборотов колес, соответственно, колесных осей 21-28. На основе данных о числе оборотов колес устройство для защиты от буксования может определить, имеется ли недостаточная сила сцепления, соответственно, для колесной оси или для поворотной тележки. Для этого устройство для защиты от буксования может, например, контролировать проскальзывание колеса для одного или нескольких колес. Кроме того, предусмотрено устройство для управления тормозным усилием 60, которое может обмениваться данными с устройствами для защиты от буксования 52, 54, 56 и 58. С помощью устройства для управления тормозным усилием и/или устройства для защиты от буксования можно управлять регулируемыми с помощью магнита сливными вентилями, которые, соответственно, расположены между одним из регулирующих вентилей 32, 34, 36 или 38 и устройствами с фрикционными тормозами, на которые подается тормозное давление через этот регулирующий вентиль. С помощью этих сливных вентилей может быть снижено подаваемое на соответствующие устройства с фрикционными тормозами тормозное давление, если для соответствующего устройства для защиты от буксования определено отсутствие силы сцепления. Таким образом, снижается управляющее усилие, передаваемое на соответствующее устройство с фрикционным тормозом. Это мероприятие может считаться размыканием устройства для защиты от буксования. Устройство для защиты от буксования при размыкании и/или определении отсутствия силы сцепления формирует соответствующий сигнал об отсутствии силы сцепления, который может передаваться на устройство для управления тормозным усилием 60.
Кроме того, первой поворотной тележке 12 соответствует установка для рассеивания частиц 63, а четвертой поворотной тележке 18 соответствует установка для рассеивания частиц 65, причем установки для рассеивания частиц 63 и 65 соединены с устройство для управления тормозным усилием 60. Кроме того, установка для рассеивания частиц 63 соединена с первым устройством для защиты от буксования 52, а установка для рассеивания частиц 65 соединена с четвертым устройством для защиты от буксования 58. Каждая установка для рассеивания частиц может управляться с помощью устройства для управления тормозным усилием 60 и/или с помощью соответствующего устройства для защиты от буксования 52 или 58, чтобы внести частицы на рельс.
Для второй поворотной тележки 14 и третьей поворотной тележки 16 установка для рассеивания частиц не установлены. Как показано на фиг. 1, установки для рассеивания частиц в этом примере выполнены для того, чтобы вносить частицы на участок шин для колесной оси 22 или для колесной оси 28. Таким образом, для колесной оси 22 и ее колес соответствует установка для рассеивания частиц 63, а для колесной оси 28 и ее колес соответствует установка для рассеивания частиц 65. Кроме того, на первой поворотной тележке 12 предусмотрены дополнительные устройства с фрикционными тормозами 71, 72, которые, соответственно, могут тормозить колесную ось 21 или колесную ось 22. Эти дополнительные устройства с фрикционными тормозами имеют, соответственно, дополнительные устройства для создания усилия, на которые может подаваться тормозное давление с помощью с помощью регулирующего вентиля 32. Также на четвертой поворотной тележке 14 предусмотрены дополнительные устройства с фрикционными тормозами 77, 78, которые, соответственно, могут тормозить колесную ось 27 или колесную ось 28. Эти дополнительные устройства с фрикционными тормозами 78 имеют, соответственно, дополнительные устройства для создания усилия, на которые может подаваться тормозное давление с помощью с помощью регулирующего вентиля 38. К устройству с фрикционными тормозами 71, 72 и к устройству с фрикционными тормозами 77, 78 относятся, соответственно, магнитные вентили 62, 68, которые могут регулироваться посредством устройства для управления тормозного усилия 60. С помощью магнитного вентиля 62, 68 по соответствующему сигналу включающего устройства можно подавать тормозное давление на дополнительные устройства с фрикционными тормозами 71, 72 или 77, 78 посредством устройства для управления тормозного усилия 60. Если устройство для управления тормозного усилия 60 получает от устройства для защиты от буксования 52, 54, 56 или 58 сигнал об отсутствии силы сцепления, устройство для управления тормозного усилия 60 может выполнить двухступенчатый процесс для улучшения силы сцепления и/или тормозного усилия рельсового транспортного средства. На первой ступени устройство для управления тормозного усилия 60 может включить установку для рассеивания частиц 63 и/или установку для рассеивания частиц 65 для того, чтобы внести частицы на рельс. Тем самым улучшается, по меньшей мере, сила сцепления колесных осей 22 и 28, в результате чего на рельс передается увеличенное общее тормозное усилие. Если увеличенного общего тормозного усилия не достаточно для того, чтобы обеспечить требуемый эффект торможения, на второй ступени устройство для управления тормозного усилия 60 может привести в действие одно или несколько дополнительных устройств с фрикционными тормозами 71, 72, 77 или 78. Тем самым, в особенности, увеличивается управляющее усилие соответствующих колесным осям 21, 22, 27 и/или 28 устройств с фрикционными тормозами 41, 42, 47 и/или 48, к которым относится установка для рассеивания частиц, в результате чего для этих колесных осей можно эффективно увеличить тормозное усилие. Это может привести к увеличению общего тормозного усилия. Также может быть предусмотрено, чтобы устройство для управления тормозного усилия 60 было выполнено для того, чтобы обеспечить возможность управления одного или нескольких регулирующих вентилей 32, 34, 36 или 38 и увеличения с их помощью тормозного давления с целью увеличения соответствующих управляющих усилий. Тем самым можно регулировать увеличенные тормозные усилия, в особенности, для колесных осей 21, 22, 27 и/или 28, относящихся к установке для рассеивания частиц. Такое управление регулирующими вентилями 32, 34, 36 или 38 может выполняться альтернативно или дополнительно для приведения в действие дополнительных устройств с фрикционными тормозами 71, 72, 77 или 78. Альтернативно может быть предусмотрено, что устройство для управления тормозного усилия 60 одновременно приводит в действие одну или несколько установок для рассеивания частиц 63, 65 и одно или несколько дополнительных устройств с фрикционными тормозами 71, 72, 77, 78 и/или одновременно увеличивает тормозное давление посредством, по меньшей мере, одного регулирующего вентиля 32, 34, 36 или 38.
Возможно, чтобы устройство для управления тормозного усилия 60 могло управляться с помощью обозначенного на фиг. 1 буквой а датчика с выключателем для того, чтобы повысить эффективность силы сцепления. При этом может быть предусмотрено, что машинисту поступает сигнал о том, что сила сцепления отсутствует. Этот сигнал может, например, передаваться с помощью механического устройства для регистрации торможения. Устройства с фрикционными тормозами 41-48 действуют, соответственно, на различные колеса или колесные оси, на которые могут передаваться различные силы сцепления. Устройства с фрикционными тормозами 41 и 71, устройства с фрикционными тормозами 42 и 72, а также устройства с фрикционными тормозами 47 и 77 и устройства с фрикционными тормозами 48 и 78 действуют, соответственно, на одну и ту же колесную ось.
В показанном на фиг. 1 варианте на устройства с фрикционными тормозами, соответствующие, соответственно, поворотным тележкам 12, 14, 16 или 18, подается общее тормозное давление. Таким образом, все соответствующие поворотной тележке устройства с фрикционными тормозами считаются частью тормозного устройства. Например, первое тормозное устройство может содержать устройства с фрикционными тормозами 41, 42, 71 и 72, а второе тормозное устройство может содержать устройства с фрикционными тормозами 43 и 44. Соответственно, третье тормозное устройство может содержать устройства с фрикционными тормозами 45 и 46, а четвертое тормозное устройство может содержать устройства с фрикционными тормозами 47, 48, 77 и 78. В этом примере устройство для управления тормозного усилия 60 выполнено в виде электронного управляющего устройства, которое во время торможения может увеличивать управляющее усилие, действующее на определенные тормозные устройства. В особенности, управляющее усилие, действующее на первое тормозное устройство и/или на четвертое тормозное устройство, может быть увеличено посредством приведения в действие дополнительных устройств с фрикционными тормозами 71, 72 и/или 77, 78. Эти дополнительные устройства с фрикционными тормозами 71, 72 и/или 77, 78 во время торможения могут дополнительно подключаться. При этом установленное тормозное давление может оставаться на прежнем уровне. Устройства с фрикционными тормозами 41-48, 71, 72, 77, 78 и регулирующие вентили 32, 34, 36, 38 могут рассматриваться как часть тормозной системы рельсового транспортного средства 10. Также устройства для защиты от буксования 52, 54, 56, 58 и устройство для управления тормозного усилия 60 могут рассматриваться как часть тормозной системы.
На фиг. 2 в схематичном виде показаны кривые распределения тормозного усилия для различных приведенных в качестве примеров состояний торможения рельсового транспортного средства. Показаны, соответственно, типичные кривые зависимости проскальзывания колеса от силы сцепления для колесных осей, соответствующих поворотным тележкам 12, 14, 16, 18. При этом исходят из того, что условия для колесных осей, расположенных на одной поворотной тележке, не отличаются. Представлены четыре строки А, В, С, D с соответственно различными вариантами торможения. В строке А показана ситуация, в которой для всех поворотных тележек имеется сила сцепления, достаточная для того, чтобы передать требуемое тормозное усилие FBR на рельс. Следует заметить, что в строке А для каждой поворотной тележки могут передаваться еще большие тормозные усилия, поскольку максимум на кривых зависимости силы сцепления, соответственно, лежит выше обозначенного черной линией тормозного усилия F_BR. В строке В показана ситуация, в которой для поворотной тележки 12 и 14 передается меньшая сила сцепления, примерно такая, как в ситуации, когда поворотная тележка едет по мокрому участку рельса. В этом примере система защиты от буксования входит в сцепление и регулирует с помощью тормозных устройств поворотных тележек 12 и 14 передаваемое управляющее усилие таким образом, что, соответственно, создается тормозное усилие, которое может передаваться с помощью меньшей силы сцепления. Тормозное усилие, которое устанавливается с помощью системы защиты от буксования, обозначается как F_WSP и показано пунктирной линией. Для поворотных тележек 16 и 18 показана ситуация, похожая на ситуацию, представленную на строке А. В состоянии, показанном на строке В, в целом, на рельс передается меньшее тормозное усилие, чем требуется, поскольку с помощью поворотных тележек 12 и 14 передается меньшее тормозное усилие, чем требуется. В строке С показано состояние торможения, в котором управляющее устройство для тормозного устройства поворотных тележек 12, 14, 16 и 18 устанавливает, соответственно, увеличенное управляющее усилие, которое может привести к увеличению тормозного усилия. Условия силы сцепления соответствуют таким же условиям силы сцепления, что и для строки В. Для поворотных тележек 12 и 14 устройство для защиты от буксования обеспечивает контроль за тем, чтобы эффективным было только одно управляющее усилие, преобразованное для тормозного усилия F_WSP. Однако для поворотных тележек 16 и 18 условия силы сцепления допускают преобразование увеличенного управляющего усилия в увеличенное тормозное усилие F_BR*. В соответствии с этим поворотные тележки 16, 18 тормозятся более эффективно, чем в состоянии, представленном на строке В, и в целом, на рельсовое транспортное средство действует более высокое тормозное усилие. В строке D показано состояние, в котором с помощью увеличенного управляющего усилия приводятся в действие только те тормозные устройства, которые соответствуют колесам, которые в качестве тормозного усилия могут передавать на рельс увеличенное управляющее усилие. В этом случае управляющее устройство в результате размыкания устройства для защиты от буксования поворотных тележек 12 и 14 включает соответствующие этим поворотным тележкам тормозные устройства не с помощью увеличенного управляющего усилия. В результате тормозные устройства поворотных тележек 12, 14 приводятся в действие только с помощью малого управляющего усилия, которое могло бы соответствовать тормозному усилию F_BR, если бы оно передавалось на рельс. В действительности, устройства для защиты от буксования этих поворотных тележек 12, 14 снижают управляющее усилие, соответственно, настолько, что оно принимает значение, соответствующее тормозному усилию F_WSP. Тормозные устройства поворотных тележек 16, 18, наоборот, приводятся в действие с помощью увеличенного управляющего усилия, которое соответствует тормозному усилию F_BR*. Общее тормозное усилие, представленное на строке D, соответствует тормозному усилию, представленному на строке С, даже в том случае, если представленному на строке С тормозные устройства поворотных тележек 12, 14 управляются с помощью более высоких управляющих усилий.
Признаки изобретения, перечисленные в приведенном выше описании, в чертежах, а также в пунктах формулы изобретения, могут быть существенными как по отдельности, так и в любой комбинации для осуществления изобретения.