СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛОТНОСТИ ТОРМОЗНОЙ МАГИСТРАЛИ ПОЕЗДА
METHOD FOR CONTROL OF DENSITY OF TRAIN BRAKE LINE

Изобретение относится к диагностике тягового подвижного состава железных дорог и предназначено для контроля плотности тормозной магистрали поезда.
Расход сжатого воздуха из тормозной магистрали поезда является важным диагностическим средством контроля состояния тормозной системы подвижного состава. В настоящее время проверка плотности тормозной магистрали производится именно по расходу сжатого воздуха, в соответствии с таблицей IV. 1 Приложения 2, Правил технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава, в которой приводятся нормативы времени понижения давления в главных резервуарах на величину установленного перепада, для различного объема ГР локомотива и длины состава. По существу, в качестве показателя расхода воздуха, дается время в зависимости от числа вагонов в поезде и количества воздуха на пополнение утечек. Применяемый способ является весьма трудоемким, количе-, ство вагонов приводится с измерительным диапазоном 50 осей, что снижает точность проверки; измерения производятся вручную, при высокой плотности тормозной сети поезда процесс определения и контроля плотности занимает длительное время; кроме того, принятый способ не позволяет определить отдельный показатель плотности состава вагонов.
Известен способ определения фактического объема пневматических питательных сетей локомотива (патент RU 2252884 С2 В60Т 17/22, опубл. 27.05.2005), основанный на методе сравнения. Согласно данному способу после определения расхода сжатого воздуха на утечки из пневматических сетей локомотива по расчетному объему главных резервуаров по времени снижения давления на величину установленного перепада к линии постоянного давления на выходе крана машиниста подключают атмосферный дроссель известного диаметра. Определяют расход сжатого воздуха на утечки из пневматических сетей локомотива при наличии искусственной утечки из атмосферного дросселя. Методом сравнения полученных результатов определяют фактический объем пневматических питательных сетей локомотива.
Недостатком известного способа является то, что с помощью него осуществляют контроль тормозной сети по расходу сжатого воздуха из главных резервуаров, что не позволяет определить целостность тормозной магистрали поезда, выявить перекрытие концевых кранов в поезде, которое приводит к потере тормозной эффективности и отрицательно сказывается на безопасности движения поездов. Также к недостаткам данного способа относится низкая точность определения плотности, которая зависит от определяемого объема главных резервуаров, и в зависимости от расхода сжатого воздуха имеет значительные погрешности даже при незначительных изменениях времени падения давления.
Также известен способ контроля плотности тормозной сети поезда посредством определения длины тормозной магистрали поезда и числа вагонов, включенных в тормозную систему (патент RU 2725834 В60Т 17/22, приоритет изобретения от 22.08.2019). Данный способ основывается на измерении темпов понижения давления в тормозной магистрали после ее дополнительной разрядки, вызванной кратковременным открытием концевых кранов и срабатыванием воздухораспределителей, а также после подключения к тормозной магистрали дополнительной утечки, с расходом известной величины. Далее длину тормозной магистрали поезда определяют по соотношению полученных темпов и удельному объему тормозной магистрали.
Все перечисленные способы, а также многие другие, основаны на контроле плотности тормозной магистрали путем измерения давления в питательной магистрали (главных резервуарах) локомотива или тормозной магистрали, имеют недостатки, обусловленные самим принципом диагностики. При измерении давления (и темпов его изменения) в питательной магистрали невозможно учесть все дополнительные источники расхода сжатого воздуха, располагающиеся на локомотиве и существенно влияющие на точность определения плотности тормозной магистрали поезда. Для исключения влияния дополнительных источников сжатого воздуха на точность измерения необходимо ограничивать контроль плотности, осуществляя его только в установившихся режимах (стоянка поезда или движение в режиме "выбега", при условии неиспользования звуковых сигналов и подачи песка). При измерении давления (и темпов его изменения) непосредственно в тормозной магистрали, для определения условной длины поезда необходимо вызывать срабатывание тормозов, что делает данный способ контроля возможным к применению только на стоянке поезда, по запросу локомотивной бригады.
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в создании способа контроля плотности тормозной магистрали поезда, свободного от перечисленных недостатков, осуществляющего контроль посредством определения расхода сжатого воздуха, поступающего из тормозной магистрали локомотива в тормозную магистраль состава вагонов, на пополнение утечек и поддержание зарядного давления в тормозной магистрали поезда.
Технический результат - повышение безопасности движения поездов за счет контроля состояния плотности и целостности тормозной магистрали поезда, выявления ледяных пробок или перекрытия концевых кранов в поезде, посредством определения изменения относительной величины расхода сжатого воздуха.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата в способе контроля плотности тормозной магистрали поезда, основанном на измерении расхода сжатого воздуха в тормозной магистрали, согласно изобретению, расход сжатого воздуха, поступающего из тормозной магистрали локомотива в тормозную магистраль состава вагонов, определяется непрерывно в условных единицах и по изменению данного показателя в большую или меньшую сторону делается вывод о соответствующем изменении плотности тормозной магистрали поезда.
Повышение расхода сжатого воздуха свидетельствует о появлении дополнительных утечек в тормозной магистрали, и, следовательно, о возникновении таких отказов, как обрыв или излом тормозной магистрали, обрыв подводящего трубопровода или расцепление соединительных рукавов. Уменьшение расхода сжатого воздуха свидетельствует о сокращении существующих утечек в тормозной магистрали, а значит о возникновении таких отказов, как перемерзание магистрали с образованием ледяной пробки в трубопроводе, или перекрытии концевых кранов, в результате чего часть тормозной магистрали отсекается от пневматического соединения с тормозной магистралью локомотива, и, следовательно, отсекаются и существующие в отключенной части утечки. Таким образом, реализуется возможность качественного контроля плотности тормозной магистрали, целостности тормозной магистрали и выявления перекрытия концевых кранов в поезде, что обеспечивает повышение безопасности движения поездов.
Сущность способа контроля плотности тормозной сети поезда состоит в следующем:
Устанавливать тахометрические, вихревые, термометрические, термо-анемометрические расходомеры, или расходомеры перепада давления в тормозную магистраль нельзя, так как принцип действия данных типов расходомеров основан на изменении проходного сечения трубопровода, что недопустимо по условиям безопасности (запрещается изменять сечение тормозной магистрали, а также размещать в ее рабочем сечении любые элементы с целью недопущения ухудшения проходимости сжатого воздуха). Ультразвуковой расходомер как готовое техническое изделие устанавливать нецелесообразно, так как все необходимые измерительные элементы системы контроля плотности, за исключением ультразвуковых датчиков, уже есть на локомотиве в составе системы управления или системы безопасности. Дублирование компонентов только усложнит и повысит стоимость системы контроля.
Поэтому в тормозную магистраль локомотива устанавливаются два ультразвуковых датчика (каждый выполняет функцию и передатчика и приемника) для определения скорости сжатого воздуха, проходящего внутри магистрали. Датчики устанавливаются на участке тормозной магистрали локомотива, после крана машиниста (или системы управления тормозами, выполняющей функции крана машиниста, такой как УКТОЛ или ТОЛ). Ультразвуковые датчики устанавливаются в тормозную магистраль друг напротив друга таким образом, чтобы никак не изменять проходное сечение магистрали (заподлицо трубопроводу). Ультразвуковые датчики определяют скорость движения воздуха в трубопроводе тормозной магистрали по известному принципу (скорость прохождения сигнала от передатчика до приемника будет меняться каждый раз при движении воздуха; если ультразвуковой сигнал идет по направления потока воздуха, то время уменьшается, если против - увеличивается; по разности времени прохождения сигнала по потоку и против него и рассчитывается скорость движения воздуха) и непрерывно передают информацию в систему управления локомотива. Далее, по известной формуле:
2
Q=60π⋅r⋅v,
где Q - объемный расход сжатого воздуха; r - внутренний радиус трубопровода; v - скорость воздуха, в микропроцессорной системе управления локомотива вычисляется текущий объемный расход сжатого воздуха. Затем, используя данные датчиков давления и температуры сжатого воздуха в тормозной магистрали, системой управления вычисляется и приводится к стандартным условиям массовый расход сжатого воздуха. Все вычисления производятся по общеизвестным формулам.
Таким образом, системой управления (или системой безопасности) локомотива непрерывно определяется и регистрируется приведенный массовый расход сжатого воздуха, идущий в тормозную магистраль поезда. А контроль изменения этого показателя позволяет своевременно обнаружить соответствующий отказ тормозной системы поезда, связанный с изменением плотности тормозной магистрали, тем самым непрерывно обеспечивая безопасность движения в любых режимах эксплуатации локомотива и поезда в целом.