ДУБЛИРУЮЩАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Предлагаемая полезная модель дублирующей тормозной системы с электронным управлением относится к железнодорожному транспорту, к тормозным системам вагонов железнодорожного подвижного состава, метрополитена и к вагонам узкоколейного транспорта.
Известна тормозная система вагона (Крылов В.И., Крылов В.В. «Автоматические тормоза подвижного состава» Изд. 3-е, Учебник для техникумов железнодорожного транспорта, М., «Транспорт», 1977 г., стр.36-45). Тормозная система вагона состоит из воздухораспределителя и электровоздухораспределителя, монтируемых вместе, запасного резервуара и исполнительных приборов. Для вагонов локомотивной тяги тормозная система вагона состоит из воздухораспределителя, электровоздухораспределителя, запасного резервуара и одного на вагон тормозного цилиндра. Для электро- и дизель-поездов тормозная система вагона состоит из воздухораспределителя, электровоздухораспределителя, запасного резервуара, ложного резервуара, одного-двух реле давления, расположенных на вагоне, и питательного резервуара. На электро- и дизельпоездах имеется система питания, состоящая из проходящей через весь состав питательной магистрали и питательных резервуаров, расположенных на вагонах.
Машинист подает сигнал на торможение (пневматический или электрический) и, в зависимости от типа сигнала, срабатывает воздухораспределитель или электровоздухораспределитель. Воздух из запасного резервуара проходит в тормозной цилиндр вагона локомотивной тяги или на электро- и дизель-поездах, в ложный резервуар и в
камеру управления реле давления, после чего реле давления пропускает воздух из питательного резервуара в тормозные цилиндры.
Недостатками этой тормозной системы являются ненадежность и отказы в работе из-за плохого качества воздуха (большой влажности). Так, при переезде из теплого климатического пояса в холодный происходит замерзание воды во внутренних полостях приборов, намерзание на притертых поверхностях. К отказам приборов приводит не всегда высокое качество ремонта и обслуживания в депо. Существует возможность выпуска воздуха из тормозной системы во время снегопада, путем налипания снега на привод ручного отпуска тормоза. Большое количество стыков, которые во время эксплуатации могут разгерметизироваться.
Известна схема пневматического тормоза (Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава, Справочник, В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов, П.Т.Демушкин, М., Транспорт, 1989 г., стр.40), выбранная в качестве прототипа. Тормозная система включает питательную магистраль, тормозную магистраль, кран, воздухораспределитель, электровоздухораспределитель, отпускной клапан, запасной резервуар, питательный резервуар, ложный резервуар, реле давления, сбрасывающий клапан, тормозные цилиндры.
Тормозная система работает следующим образом: сигнал машиниста включает воздухораспределитель или электровоздухораспределитель. Воздух из запасного резервуара попадает в ложный резервуар и в камеру управления. Реле давления перепускает воздух из питательного резервуара в тормозные цилиндры.
Недостатком данной тормозной системы, установленной на железнодорожном вагоне, является ее ненадежность из-за непредсказуемости торможения несвязанных между собой тележек вагона, отсутствие четкой системы идентификации отказов в работе тормозной системы.
Поставленной задачей является повышение надежности работы тормозной системы железнодорожного вагона, повышение эффективности использования и имеющихся ресурсов системы торможения, повышение эффективности работы тормозной системы при экстренном торможении вагона, снижение времени на ремонт системы, автоматизация распознавания неполадок и отказов в работе узлов системы торможения.
В предлагаемой дублирующей тормозной системе с электронным управлением поставленная задача решается путем автоматического сочетания и взаимозависимости работы обеих тележек железнодорожного вагона и создания автоматизированной системы коррелирования работы системы с обнаруживаемыми в ходе работы неполадками.
Технический эффект достигается тем, что дублированная тормозная система с электронным управлением включает, относящиеся к одной тележке вагона, последовательно соединенные трубопроводами с тормозной магистралью, воздухораспределитель и электровоздухораспределитель, ложный резервуар, реле давления и питательный резервуар, соединенный краном с тормозной или питательной магистралью, к электровоздухораспределителю с помощью трубопровода подсоединены отпускной клапан и запасной резервуар, реле давления связано трубопроводами со сбрасывающими клапанами и соответствующими тормозными цилиндрами, относящиеся ко второй тележке вагона, последовательно соединенные трубопроводами с тормозной магистралью, воздухораспределитель и электровоздухораспределитель, ложный резервуар, реле давления и питательный резервуар, соединенный краном с тормозной или питательной магистралью, отпускной клапан и запасной резервуар, подсоединенные к электровоздухораспределителю с помощью трубопровода, реле давления связанное трубопроводами со сбрасывающими клапанами и соответствующими
тормозными цилиндрами, дополнительно содержит, соответствующие разным тележкам одного вагона, два питательных резервуара, соединенные с ложными резервуарами и соответствующими реле давления через последовательно связанные трубопроводами регуляторы давления, воздушные резервуары, пневмораспределители и переключательные клапаны, для каждой тележки по одному клапану ИЛИ, по два датчика давления, связанных с тормозными цилиндрами, по одному датчику давления, расположенному между питательным резервуаром и реле давления, по одному датчику давления, расположенному между воздухораспределителем и ложным резервуаром, по два перекрывающих пневмораспределителя, расположенных между сбрасывающими клапанами и реле давления, и управляющий пневмораспределитель, соединенный с одной стороны с реле давления и вторым входом клапана ИЛИ первой тележки и, с другой стороны -с реле давления и вторым входом клапана ИЛИ второй тележки, причем переключательный клапан и реле давления каждой тележки соединены через клапан ИЛИ так, что его первый вход соединен с переключательным клапаном, а выход соединен с реле давления.
На Фиг.1 представлена схема дублирующей тормозной системы с электронным управлением, где изображены: питательная магистраль 1, тормозная магистраль 2, кран 3, воздухораспределитель 4, электровоздухораспределитель 5, отпускной клапан 6, запасной резервуар 7, питательный резервуар 8, ложный резервуар 9, переключательный клапан 10, регулятор давления 11, пневмораспределитель 12, реле давления 13, сбрасывающий клапан 14 и тормозные цилиндры 15, установленные на тележке, воздушный резервуар 16, управляющий пневмораспределитель 17, перекрывающий пневмораспределитель 18-Х, датчик давления 19-Х, клапан ИЛИ. Далее в тексте обозначения
(1) и (2) относятся к первой или ко второй тележке соответственно, Х -обозначение номера датчика давления. При использовании на вагоне однопроводной схемы (на вагоне" расположена только тормозная магистраль) питание воздушного резервуара 16 осуществляется от тормозной магистрали.
В обычном режиме работы воздух из питательной магистрали 1 через кран 3 проходит в питательный резервуар 8, что подтверждается показаниями датчика давления 19-4. При повышении давления в тормозной магистрали 2 происходит зарядка воздухом запасных резервуаров 7 через блок воздухораспределитель 4 -электровоздухораспределитель 5. Отпускной кран 6 служит для выпуска воздуха из запасного резервуара 7 и тем самым отпускает тормоз. При подаче машинистом электрического сигнала на электровоздухораспределитель 5 или при понижении давления в тормозной магистрали и срабатывании воздухораспределителя 4, воздух из запасного резервуара 7 подается в ложный резервуар 9 и через переключательный клапан 10 -в камеру управления реле давления 13. При поступлении воздуха в камеру управления реле давления 13, она пропускают воздух из питательного резервуара 8 в тормозные цилиндры 15 через сбрасывающие клапаны 14. В зависимости от типа торможения на выходе реле давления 13 устанавливаются один или два перекрывающих пневмо-распределителя 18. Датчики давления 19-1 и 19-2, 19-3 подтверждают правильность работы тормозной системы. Контроль за работой тормозной системы осуществляет электронный блок путем сбора данных с датчиков давления 19. Управляющий пневмораспределитель 17 предназначен для объединения работы тормозных систем обеих тележек вагона. Процесс аналогично проходит для обеих тележек.
Из питательного резервуара 8 через регулятор давления 11 воздух поступает в воздушный резервуар 16 и к пневмораспределителю 12. Регулятор давления 11 настраивается на выходное давление, равное
величине давления воздуха в тормозных цилиндрах при экстренном торможении. При штатной работе тормозной системы пневмораспре-делйтели 12, расположенные на каждом вагоне, объединены в единую цепь и находятся под напряжением. При разрыве этой электрической цепи происходит обесточивание электромагнитов пневмораспредели-телей, и пневмораспределители пропускают воздух через переключательные клапаны 10, 19 в камеры управления реле давлений 13. Реле давления в свою очередь подают воздух с величиной экстренного торможения в тормозные цилиндры.
При работе системы электронный блок сравнивает показания датчиков 19-1, 19-2 и 19-3, которые должны показывать одинаковые значения, как для одной тележки, так и для другой, при этом датчики 19-4 показывают падение давления в питательных резервуарах. Алгоритм работы системы представлен в таблице:
Показания датчиков
Действия электронного блока
19-1(1)≠19-1(2) 19-2(1)=0; 19-2(2) >0 19-3(1)=0; 19-3(2) >0 19-4(1)=const; 19-4(2)↓
Включает управляющий пневмораспределитель 17, чем обеспечивает воздухом тормозные цилиндры 15(1)
19-1(1)=19-1(2) 19-2(1)=0; 19-2(2) >0 19-3(1)=0; 19-3(2) >0 19-4(1)=const; 19-4(2) ↓
Включает управляющий пневмораспределитель 17, чем обеспечивает воздухом тормозные цилиндры 15(1)
19-1(1)=19-1(2) 19-2(1)=0; 19-2(2) >0 19-3(1)=0; 19-3(2) >0 19-4(1)↓:19-4(2)↓
Включает перекрывающий пневмораспределитель 18-2(1). Если в течении 1-2 сек 19-2(1)=0; то включается 18-1(1) и выключается 18-2(1). Если после 1-2 сек 19-3(1)=19-2(2) и 19-3(2); то вагон тормозит тремя осями и далее следует в таком режиме. Если после 1-2 сек 19-3(1)=0; то выключается
18-2(1) и вагон следует с одной тормозной системой.
Таким образом, дублированная тормозная система с электронным управлением повышает безопасность движения, так как торможение каждой тележки вагона обеспечивает своя тормозная система, а в случае отказа тормозной системы одной тележки торможение может осуществляться тормозной системой другой тележки. При отказе воздухораспределителя или электровоздухораспределителя, при отказе реле давления тормозной системы одной из тележек или обрыва рукава, соединяющего кузов вагона с тележкой, утечек в уплотнении тормозного цилиндра происходит автоматическое замещение неработающих приборов тормозной системой второй тележки или автоматическое отключение ветви, имеющей утечки, и работающая тормозная система обеспечивает тормозами весь вагон.
Предлагаемая полезная модель по совокупности получаемого технического результата и обеспечивающих его существенных признаков не является очевидной из уровня техники и соответствует критерию «новизна».
Данная полезная модель относится ко всем вагонам железнодорожного подвижного состава, метрополитена и вагонам узкоколейного транспорта. Дублированная тормозная система вагона с электронным управлением является промышленно применимой и может быть установлена на модернизируемые при капитальном ремонте вагоны, выпускаемые серийно, и вновь разрабатываемые.