УСТРОЙСТВО ЭКСТРЕННОГО ТОРМОЖЕНИЯ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
EMERGENCY BRAKING DEVICE FOR RAIL VEHICLE

Изобретение относится к устройству экстренного торможения для рельсового транспортного средства, оборудованного пневматической тормозной системой.
Согласно соответствующим правилам допуска пассажирские железнодорожные вагоны должны быть оборудованы экстренными тормозами, которыми могут управлять пассажиры. Их режим работы основан на том факте, что давление в магистрали сжатого воздуха, так называемом главном воздуховоде, снижается путем ручного нажатия ручки, что приводит к контакту тормозных накладок с тормозными дисками или дискам колес. Кроме того, устройства экстренного торможения оснащены дополнительными функциями, например, блокировкой экстренного торможения, чтобы предотвратить остановку транспортного средства на неподходящем участке маршрута, например, в туннеле или на мосту. Функция экстренного тормоза требует, чтобы главный воздуховод или участок трубы, соединенный с главным воздуховодом и подключенный к нему, проходили к каждому пассажирскому экстренному тормозу. Поскольку железнодорожные пассажирские вагоны обычно оборудованы несколькими пассажирскими экстренными тормозами (в спальных вагонах также по одному на отсек), к главному воздуховоду подсоединяют множество линий сжатого воздуха. Это требует больших затрат на трубопроводы и увеличивает вероятность ошибок, поскольку любая утечка в этих линиях сжатого воздуха может привести к ошибочному срабатыванию экстренного тормоза. Исключительно электрическое подключение пассажирских электрических тормозов может обеспечить значительное упрощение, но используется только в мотовагонных поездах. В случае обычных пассажирских вагонов UIC/RIC требования безопасности в настоящее время не могут быть реализованы без прямого подключения пассажирских экстренных тормозов к системе сжатого воздуха. Также имеются требования к безопасности от сбоя бортового напряжения, такой сбой не должен приводить к несанкционированному срабатыванию экстренного тормоза, и обеспечивать безопасность обнаружения срабатывания (единичный сбой не должен приводить к тому, что срабатывание экстренного торможения, не отображается в кабине водителя).
Таким образом, изобретение основано на задаче создания устройства экстренного торможения для рельсового транспортного средства, которое может использоваться в пассажирских вагонах UIC/RIC и которое требует только электрических соединений с пассажирскими экстренными тормозами.
Поставленная задача решается устройством экстренного торможения для рельсового транспортного средства с признаками п.1. Целесообразные конфигурации являются предметом зависимых пунктов.
В соответствии с основной идеей изобретения описывается устройство экстренного торможения для рельсового транспортного средства с пневматической тормозной системой, в котором торможение может осуществляться за счет снижения давления воздуха в главном воздуховоде, при этом предусмотрен по меньшей мере один пассажирский экстренный тормоз, который содержит приводимую в действие вручную ручку пассажирского экстренного тормоза, которая действует на соответственно электрический размыкающий контакт и замыкающий контакт, и при этом предусмотрен бистабильный электромагнитно приводимый клапан сжатого воздуха, который установлен для выпуска воздуха из главного воздуховода в окружающее пространство, и который соответственно имеет открывающий магнитный привод и закрывающий магнитный привод, и при этом предусмотрено размыкающее реле, которое соответственно содержит электрический размыкающий контакт и замыкающий контакт, при этом предусмотрено замыкающее реле, которое соответственно содержит электрический размыкающий контакт и замыкающий контакт, при этом входы электрического размыкающего контакта и замыкающего контакта соединены с питающим напряжением, а выход размыкающего контакта пассажирского экстренного тормоза ведет к электрическому приводу размыкающего реле, а выход замыкающего контакта пассажирского экстренного тормоза ведет к электрическому приводу замыкающего реле, при этом входы размыкающего контакта и замыкающего контакта размыкающего реле соединены с питающим напряжением, при этом выход замыкающего контакта размыкающего реле ведет ко входу размыкающего контакта замыкающего реле, при этом вход замыкающего контакта замыкающего реле соединен с питающим напряжением, при этом выход размыкающего контакта замыкающего реле ведет к закрывающему магнитному приводу клапана сжатого воздуха, и при этом как выход размыкающего контакта размыкающего реле, так и выход замыкающего контакта замыкающего реле ведут к открывающему магнитному приводу клапана сжатого воздуха.
Это имеет то преимущество, что можно обойтись без известных из решений предшествующего уровня техники трубопроводов сжатого воздуха к пассажирским экстренным тормозам и обеспечить исключительно электрическую передачу срабатывания экстренного тормоза на клапан сжатого воздуха.
В этом случае выполняются основные требования к устройству экстренного торможения, которые еще не могли выполняться в случае обычных пассажирских вагонов (UIC/RIC), поскольку они вынужденно предусматривают непосредственное подключение пассажирских экстренных тормозов к системе сжатого воздуха.
В частности, преимущество состоит в том, что пропадание рабочего напряжения не может привести к нежелательному срабатыванию экстренного торможения.
В соответствии с изобретением предусмотрен бистабильный клапан сжатого воздуха, который соединен с линией сжатого воздуха, давление в которой управляет активацией тормозов, при этом торможение срабатывает, когда давление в этой линии падает. В зависимости от активации этот клапан сжатого воздуха выпускает воздух из трубопровода сжатого воздуха в окружающую среду или блокирует этот выпуск. Клапан сжатого воздуха имеет два электромагнитных привода, с помощью которых клапан сжатого воздуха может переключаться между открытым и закрытым положением. Без электрического управления клапан сжатого воздуха остается в своем последнем положении.
При использовании двух контактов (один размыкающий и один замыкающий) в пассажирском экстренном тормозе, которые подают соответствующий инвертированный друг относительно друга сигнал, единичные ошибки не могут иметь никакого эффекта. В частности, в схеме согласно изобретению один из двух контактов пассажирского экстренного тормоза может быть неисправен без ограничения функции экстренного тормоза.
В дальнейшем усовершенствовании изобретения предпочтительно оборудовать устройство экстренного торможения средством передачи сигналом к системе управления транспортного средства. Управляющий открывающим магнитным приводом сигнал, то есть выход размыкающего контакта размыкающего реле, как и выход замыкающего контакта замыкающего реле должен быть направлен в систему управления вагона. Таким образом, машинисту транспортного средства могут быть переданы другие функции, в частности, информация о срабатывании экстренного торможения.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрен электромагнитно управляемый перепускной клапан экстренного тормоза, расположенный между главным воздуховодом и бистабильным электромагнитным клапаном сжатого воздуха. Таким образом, срабатывание экстренного торможения может блокироваться машинистом транспортного средства, так что может предотвращаться остановка в неподходящем месте.
Питающее напряжение может быть получено от защищенного источника, который предпочтительно спроектирован с резервированием. Это особенно важно, поскольку простые (единичные) ошибки, например, пропадание питающего напряжения устройства экстренного торможения, не должны приводить к срабатыванию экстренного тормоза, но срабатывание также больше невозможно в случае отказа. Поэтому, питающее напряжение может быть взято из электрической цепи с буферизацией от аккумуляторной батареи, предусмотренной только для устройства экстренного торможения, которое согласно режиму питается от преобразователя тока через диодный мост. В случае нарушения электроснабжения вагона питающее напряжение для устройства экстренного торможения может быть получено от остальной части состава поезда, то есть от соседних вагонов.
В качестве примера показано:
Фиг. 1 - устройство экстренного торможения.
На фиг. 1 показан пример и схематично устройство экстренного торможения. Показаны электрические и пневматические схемы устройства 1 экстренного торможения. Это устройство 1 экстренного торможения содержит пассажирский экстренный тормоз 2, бистабильный электромагнитный клапан 6 сжатого воздуха, размыкающее реле 10 и замыкающее реле 13. Пассажирский экстренный тормоз 2 оборудован ручкой 3 пассажирского экстренного тормоза с ручным управлением, которая механически соединена с размыкающим контактом 4 и замыкающим контактом 5, и эти контакты 4, 5 могут перемещаться между положением покоя, как показано на фиг.1, и положением экстренного торможения. Клапан 6 сжатого воздуха пневматически соединен с главным воздуховодом 7 и имеет выпуск 17 воздуха, через которое сжатый воздух, подаваемый в главном воздуховоде 7, может выходить наружу. Клапан 6 сжатого воздуха может переключаться между закрытым и открытым положением, для чего предусмотрены два привода 8, 9. Предусмотрены открывающий магнитный привод 8 для открытия клапана 6 сжатого воздуха и, следовательно, вывода воздуха из основного воздуховода 7, и закрывающий магнитный привод 9 для закрытия клапана 6 сжатого воздуха. Если ни один из приводов не находится под напряжением, клапан 6 сжатого воздуха остается в своем последнем положении. Размыкающее реле 10 с электромагнитным приводом снабжено соответственно размыкающим контактом 11 и замыкающим контактом 12, которые могут приводиться в действие одновременно электромагнитным приводом. Замыкающее реле 13 имеет ту же структуру, что и размыкающее реле 10, и, таким образом, также содержит электромагнитный привод, размыкающий контакт 14 и замыкающий контакт 14. Входы обоих контактов 4, 5 пассажирского экстренного тормоза 2, а также входы контактов 11 и 12 размыкающего реле 10 соответственно снабжаются питающим напряжением 16. На вход замыкающего контакта 15 замыкающего реле 13 также подается питающее напряжение 16. Выход замыкающего контакта 12 размыкающего реле 10 подключен к входу размыкающего контакта 14 замыкающего реле 15. Выходы размыкающего контакта 11 размыкающего реле 10 и выход замыкающего контакта 15 замыкающего реле 13 подключены каждый к входу открывающего магнитного привода 8 клапана сжатого воздуха 6, выход размыкающего контакта 14 замыкающего реле 13 подключен к входу закрывающего магнитного привода 9 клапана 6 сжатого воздуха. Фиг.1 показывает устройство 1 экстренного торможения согласно изобретению в обесточенном состоянии, в котором ни одно из реле 10, 13 не находится под напряжением, а клапан 6 сжатого воздуха остается в своем последнем положении.
Функция устройства 1 экстренного торможения при наличии питающего напряжения 16 и при срабатывании экстренного торможения описана ниже.
Устройство экстренного торможения 1 при наличии питающего напряжения 16:
Если подается питающее напряжение 16, то, когда ручка 2 экстренного тормоза не задействована, оно передается через замкнутый размыкающий контакт 4 пассажирского экстренного тормоза 2 на привод размыкающего реле 10, которое, таким образом, активируется и размыкающее реле 10 размыкает свой размыкающий контакт 12 и замыкает замыкающий контакт 12. На замыкающее реле 13 при этом не подается питание, поскольку замыкающий контакт 5 пассажирского экстренного тормоза 2 разомкнут. Таким образом, питающее напряжение 16 передается через замкнутый замыкающий контакт 12 и через замкнутый размыкающий контакт 14 к закрывающему приводу 9 клапана 6 сжатого воздуха, тем самым переводя клапан 6 сжатого воздуха в его закрытое положение или удерживая его в этом положении, и при этом нет выхода сжатого воздуха через выпуск 17 воздуха.
Если в этом состоянии устройства 1 экстренного торможения пропадает питающее напряжение 16, размыкающее реле 10 отключается, но клапан 6 сжатого воздуха остается в закрытом положении и воздух из воздуховода 7 не выпускается.
Устройство экстренного торможения 1 при наличии питающего напряжения 16 и срабатывании экстренного тормоза:
Если срабатывает экстренный тормоз, то есть, если приводится в действие ручка 3 пассажирского экстренного тормоза, размыкающий контакт 4 пассажирского экстренного тормоза 2 размыкается, а замыкающий контакт 5 пассажирского экстренного тормоза 2 замыкается. Таким образом, питающее напряжение 16 не подается на привод размыкающего реле 10, в результате чего оно больше не запитывается и отключается. В результате размыкающий контакт 11 размыкающего реле 10 замыкается, а замыкающий контакт 12 размыкающего реле 10 размыкается. Через замкнутый замыкающий контакт 5 пассажирского экстренного тормоза 2 питающее напряжение 16 подается на привод замыкающего реле 1, при этом размыкающий контакт 14 замыкающего реле 13 размыкается, а замыкающий контакт 15 замыкающего реле 13 замыкается. При размыкании размыкающего контакта 14 замыкающего реле 13 на закрывающий магнитный привод 9 клапана 6 сжатого воздуха больше не подается питание. На открывающий привод 8 клапана 6 сжатого воздуха действует питающее напряжение 16 как через замкнутый размыкающий контакт 11 размыкающего реле 10, так и через замкнутый замыкающий контакт 15 замыкающего реле 13. В результате клапан 6 сжатого воздуха перемещается в открытое положение или удерживается в этом положении, и сжатый воздух выпускается через выпуск 17 воздуха.
В вагонах с несколькими пассажирскими экстренными тормозами 2 выходы их замыкающих контактов 5 должны быть подключены параллельно, и должны вести к приводу замыкающего реле 13, а размыкающие контакты 4 должны быть подключены последовательно так, чтобы питающее напряжение 16 подавалось только на один вход размыкающего контакта. В результате функция согласно изобретению может быть также реализована для множества пассажирских экстренных тормозов 2.
Список ссылочных позиций
1 Устройство экстренного торможения
2 Пассажирский экстренный тормоз
3 Ручка пассажирского экстренного тормоза
4 Размыкающий контакт пассажирского экстренного тормоза
5 Замыкающий контакт пассажирского экстренного тормоза
6 Бистабильный электромагнитный клапан сжатого воздуха
7 Главный воздуховод
8 Открывающий магнитный привод
9 Закрывающий магнитный привод
10 Размыкающее реле
11 Размыкающий контакт размыкающего реле
12 Замыкающий контакт замыкающего реле
13 Замыкающее реле
14 Размыкающий контакт замыкающего реле
15 Замыкающий контакт замыкающего реле
16 Питающее напряжение
17 Выпуск воздуха