ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ТОРМОЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ELECTRICALLY-PNEUMATIC DEVICE FOR CONTROLLING BRAKING SYSTEM OF RAILWAY VEHICLE

Настоящее изобретение относится к электропневматическому прибору для управления системой торможения железнодорожного транспортного средства.
В частности, изобретение касается электропневматического прибора,
содержащего средство формирования сигнала о нагрузке транспортного средства,
измерительное устройство, предназначенное для подачи измеренного пневматического давления в зависимости от сигнала о нагрузке, и
первый и второй блоки управления тормозами, соединенные с измерительным устройством и содержащие соответствующие ускорительные клапаны, которые подают через свои выходы соответствующее тормозное давление, измененное в зависимости от упомянутого измеренного пневматического давления, на соответствующие тормозные приводы, связанные с колесами соответствующей оси или соответствующей тележки транспортного средства.
Описание электропневматического прибора такого типа по существу дается в предыдущей итальянской заявке на патент №102014902265250 от имени настоящего заявителя.
В решении по этой предыдущей заявке на патент блоки управления тормозами, связанные с тормозными приводами, получают пневматическое давление от той же основной тормозной магистрали.
С помощью этого решения в случае неисправности, которая приводит к невозможности торможения оси (или тележки), основная тормозная магистраль должна быть отсоединена от блока управления, связанного с осью (или тележкой), пока проблема не будет устранена. До этого времени не существует другого способа торможения другой оси той же тележки (или другой тележки того же транспортного средства).
Одной задачей настоящего изобретения является описание электропневматического прибора управления, который позволит устранить вышеуказанные недоработки решения известного уровня техники.
Решение этой и других задач достигается в соответствии с настоящим изобретением с помощью электропневматического прибора для управления системой торможения железнодорожного транспортного средства, основные характеристики которого определяются в прилагаемом пункте 1.
Таким образом, в этом электропневматическом приборе средства подачи пневматического давления содержат два независимых напорных резервуара, присоединенных соответствующими запорными клапанами к входам ускорительных клапанов первого и второго блоков управления тормозами, соответственно, связанных с тормозными приводами двух осей (или двух тележек), в случае поломки или выхода из строя, что приводит к невозможности торможения оси тележки (или тележки транспортного средства), это возможно путем закрытия запорного клапана соответствующей оси (или тележки), что позволяет обеспечить функциональность системой торможения оси тележки (или другой тележки транспортного средства).
В другом варианте осуществления изобретения упомянутое измерительное устройство включает электропневматический привод в сборе, содержащий электромагнитный впускной клапан и электромагнитный выпускной клапан, выполненные с возможностью повышения и понижения давления, соответственно; в пневматическом накопительном резервуаре, выход которого соединен с первым и вторым блоками управления тормозами, связанными с первой и второй осью тележки или с первой и второй тележкой транспортного средства, а вход которого соединен с пневматическим устройством подачи с помощью ограничителя давления.
В целях удобства этот ограничитель давления разработан так, чтобы давление, находящееся в упомянутом накопительном резервуаре, всегда было на 50% выше тормозного давления, указанного для условия максимальной загрузки.
В более предпочтительном варианте осуществления изобретения упомянутый ограничитель давления разработан так, чтобы давление, находящееся в упомянутом накопительном резервуаре, всегда было, по меньшей мере, равным тормозному давлению, которое соответствует собственному тормозному давлению транспортного средства.
Дополнительные характеристики и преимущества настоящего изобретения будут рассмотрены в следующем подробном описании, предоставленном исключительно в виде неограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых Фигуры 1-3 показывают разные варианты размещения прибора в соответствии с настоящим изобретением.
На Фигуре 1 под номером 1 указан в целом прибор для управления системой торможения (ось за осью) осей А1 и А2 тележки железнодорожного транспортного средства известного типа. Однако, этот же прибор 1 подходит, с внесением соответствующих изменений, для обеспечения аналогичного управления системой торможения (тележка за тележкой) тележками того же железнодорожного транспортного средства.
Оси А1 и А2 связаны с соответствующими тормозными цилиндрами ВС1 и ВС2.
Эти тормозные цилиндры ВС1 и ВС2 связаны с соответствующими электропневматическими блоками управления в сборе ЕРСА1, ЕРСА2, имеющими, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, одинаковую архитектуру.
Управление этими электропневматическими блоками управления в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2 обеспечивается, в проиллюстрированном варианте осуществления изобретения, соответствующими электронными блоками управления тормозами BCU1 и BCU2, которые также могут быть встроены в один электронный блок.
Упомянутые электропневматические блоки в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2 имеют соответствующие первые пневматические входы i1, соединенные с выходом того же электропневматического привода в сборе, управление которым в процессе эксплуатации осуществляется электронным измерительным блоком управления ИБУ.
Электропневматические блоки управления в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2 также имеют соответствующие вторые входы i2, подсоединенные через соответствующие линии 11 и 12 к соединению А и В первого и второго входа прибора 1.
Соединения А и В прибора 1 подключаются через соответствующие запорные клапаны или краны R1 и R2 к соответствующим вспомогательным пневматическим резервуарам AR1 и AR2.
Под номером 2 на чертеже указан прибор для формирования сигналов, показывающих нагрузку или вес транспортного средства (или ее части, например, части нагрузки на тележку), прибор подсоединен к электронному блоку и (способом, который здесь не указан) к блоку управления или блокам BCU1, BCU2, связанным с электропневматическими блоками управления в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2.
Электронные блоки ИБУ и BCU1, BCU2 могут быть выполнены в виде отдельно стоящих электронных блоков или, при необходимости, могут быть встроены вместе в один электронный блок управления.
Каждый электропневматический блок управления в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2 включает соответствующий ускорительный клапан, подсоединенный между входом i2 и соответствующим тормозным цилиндром ВС1, ВС2.
Укорительные клапаны RV являются клапанами мощности.
Как было упомянуто выше, входы i2 блоков управления в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2 подсоединены через линии или магистрали 11 и 12, соответственно, к резервуарам AR1 и AR2 с помощью запорных клапанов R1 и R2. Выходы этих клапанов R1 и R2 соединены с переключателем максимального давления, выход которого соединен с входом i электропневматического привода в сборе.
На практике переключатель может быть двухседельным контрольным клапаном.
Как будет видно из следующего описания, измерительный блок управления предназначен для управления блоком в сборе таким образом, чтобы во время эксплуатации пневматическое давление подавалось на входы i1 блоков ЕРСА1 и ЕРСА2, и при этом такое давление являлось бы «измеренным» пневматическим давлением, определяющим максимальное тормозное давление с ограничением в зависимости от сигнала о нагрузке, подаваемом датчиком 2, которое применимо для тормозных цилиндров ВС1 и ВС2.
С другой стороны, блок или блоки BCU1 и BCU2 выполнены с возможностью управления соответствующими блоками управления в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2 таким образом, чтобы они могли применяться для соответствующих тормозных цилиндров ВС1 и ВС2, тормозное давление которых равно или ниже упомянутого измеренного давления и, как правило, может изменяться в зависимости от уровня запроса на торможение рабочим тормозом или запроса на торможение экстренным тормозом, которые получают на блоках BCU1 и BCU2 известным способом.
Блок или блоки BCU1 и BCU2 также в целях удобства выполнены с возможностью управления ускорительными клапанами таким образом, чтобы обеспечить противо-юзную защиту, когда сигналы скорости вращения колеса позволяют определить заблокированное состояние.
Более подробно, электропневматический привод в сборе включает пневматический регулятор давления 3, выход которого подсоединен к входу электромагнитного впускного клапана 5, управление которым во время эксплуатации осуществляется измерительным блоком управления.
Выход электромагнитного впускного клапана 5 подсоединен к входу напорного резервуара 6 и к входу электромагнитного выпускного клапана 7, управление которым во время эксплуатации также осуществляется измерительным блоком управления.
В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения электромагнитные клапаны 5 и 7 являются трехходными двухпозиционными клапанами, закрытыми в нормальном режиме работы.
Под номером 4 на Фигуре 1 указан регулятор давления, подсоединенный между регулятором 3 и резервуаром 6, по существу, параллельно электромагнитному впускному клапану 5.
Электропневматический привод в сборе также включает два электронных датчика давления, или преобразователя, 9а и 9b для определения давления на входе регулятора 3 и на выходе резервуара 6, соответственно. Оба этих датчика подсоединены к измерительному блоку управления.
И наконец, выход электромагнитного выпускного клапана 7 установлен наружу через соответствующее выверенное дросселирующее отверстие 7а.
Каждый электропневматический блок управления тормозами в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2 включает электромагнитный приемный клапан 10, который является электромагнитным впускным или наполнительным клапаном. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения этот электромагнитный клапан является трехходным, двухпозиционным, нормально открытым клапаном, с выходом, подсоединенным к входу следующего электромагнитного клапана 20, выход которого подсоединен к входу привода d ускорительного клапана.
Электромагнитный клапан 20 также является трехходным, двухпозиционным, нормально открытым клапаном.
Выход электромагнитного клапана 20 подсоединен к входу электромагнитного выпускного или вакуумирующего клапана 12, являющегося трехходным, двухпозиционным, нормально открытым клапаном.
Электромагнитный клапан 20 предназначен для того, чтобы при его включении отпускать тормоз с помощью соответствующего тормозного цилиндра ВС1 или ВС2.
Датчик давления или преобразователь 13 подсоединен пневматическим способом между выходом ускорительного клапана и выходом соответствующего тормозного цилиндра ВС1 или ВС2 для подачи во время эксплуатации электрического сигнала, который указывает на наличие давления на выходе упомянутого ускорительного клапана.
Упомянутый прибор для управления системой торможения осей А1 и А2 тележки железнодорожного транспортного средства работает, по существу, следующим образом.
Электронный измерительный блок управления получает от прибора 2 сигнал, который указывает вес железнодорожного транспортного средства или часть нагрузки на управляемую тележку.
Измерительный блок управления управляет электромагнитными клапанами 5 и 7 электропневматического блока в сборе таким образом, что когда эти электромагнитные клапаны выключены, первый клапан 5 отсоединяет резервуар 6 от выхода регулятора давления 3, а второй клапан 7 предотвращает сброс содержимого резервуара 6 в атмосферу.
Когда электромагнитный впускной клапан 5 отключен, он соединяет резервуар 6 с выходом клапана, и, таким образом, с источником подачи давления через регулятор давления 3.
Когда отключен электромагнитный выпускной клапан 7, давление, предварительно накопленное в резервуаре 6, сбрасывается в атмосферу, хотя и очень медленно, что связано с наличием выверенного отверстия 7а.
Датчик давления, или преобразователь, 9b подает электрический сигнал, который указывает на постоянное присутствие давления на выходе резервуара 6 к электронному измерительному блоку управления.
Осуществляя управление электромагнитными клапанами 5 и 7, блок управления работает таким образом, чтобы на выходе резервуара 6 присутствовало измеренное пневматическое давление, это давление определяет максимальное значение тормозного давления, применимого для тормозных цилиндров ВС1 и ВС2.
Регулятор давления на входе 3 предотвращает превышение давления на входе электромагнитного клапана 5 предварительно установленного максимального значения.
Ограничитель давления 4 разработан так, чтобы давление, находящееся в резервуаре 6, всегда было на 50% выше тормозного давления, указанного для условия максимальной загрузки.
Это, по меньшей мере, обеспечит сохранение тормозного усилия на ось, если другая ось той же тележки не сможет выполнять торможение из-за любого вида неисправности.
В целях удобства ограничитель давления 4 разработан так, чтобы давление, находящееся в резервуаре 6, всегда было, по меньшей мере, равным тормозному давлению, которое соответствует собственному тормозному давлению транспортного средства.
В случае с железнодорожным транспортным средством для пассажирских перевозок собственное тормозное давление транспортного средства всегда на 50% больше общего веса.
Так как электропневматический прибор 1 разработан таким образом, чтобы при любых обстоятельствах тормозной цилиндр каждой оси A1, А2 поставлялся, по меньшей мере, с давлением, равным собственному тормозному давлению (тормозное давление, которое может обеспечить торможение пустого транспортного средства (исключительно собственный вес) на протяжении заданного тормозного пути), торможение тележки, при торможении собственным тормозным давлением, осуществляется как в случае с тележкой, в которой торможение одной оси осуществляется при правильном давлении, соответствующем постоянной нагрузке, а торможение второй оси не осуществляется вообще.
Таким образом, транспортное средство проходит тормозной путь аварийной остановки, даже если торможение тележки осуществляется собственным тормозным давлением, а не правильным.
В процессе нормальной эксплуатации железнодорожного транспортного средства, блок или блоки управления BCU1 и BCU2 контролируют значения давления на выходе ускорительных клапанов таким образом, чтобы это давление было пропорционально измеренному давлению привода, направленному на их входы d электропневматическим приводом в сборе, и пропорционально запросу на торможение рабочим тормозом, применимому к этому блоку или блокам BCU1, BCU2.
Когда блок или блоки BCU1, BCU2, на основании сигналов, которые указывают на скорость вращения колес транспортного средства, определяют условие буксования, это приводит к снижению тормозного давления на соответствующем тормозном цилиндре, приводя в действие соответствующий электромагнитный впускной клапан 10 и отключая электромагнитный выпускной клапан 12 до того, пока не будет устранено условие буксования.
Электромагнитный клапан 20 каждого блока в сборе ЕРСА1, ЕРСА2 может быть приведен в действие контрольным сигналом дистанционного отпускания тормоза (сигнал дистанционного отпускания).
Размещение электромагнитных клапанов 20, которые обеспечивают контроль отпускания тормоза, между соответствующими электромагнитными клапанами 10 и клапаном 12 устроено таким образом, чтобы они не влияли на скорость потока воздуха между приводной камерой ускорительных клапанов и электромагнитными выпускными клапанами 12.
Такое размещение электромагнитных клапанов 20 предотвращает замедление опустошения приводной камеры соответствующих ускорительных клапанов в процессе противогазного торможения.
В ходе эксплуатации измерительный блок управления обеспечивает постоянное регулирование пневматического давления в резервуаре 6 в случае перепадов давления в приводных камерах ускорительных клапанов электропневматических блоков управления в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2, как при торможении рабочим тормозом, так и при торможение экстренным противоюзным тормозом.
В целях удобства объем резервуара 6, по меньшей мере, в десять раз больше общего объема приводных камер ускорительных клапанов, что обеспечивает «мягкий» контроль.
Давление в резервуаре 6 можно контролировать на основании предварительно заданного алгоритма, например, алгоритма, описание которого дается в предыдущей итальянской заявке на патент, упомянутой ранее.
В соответствии с настоящим изобретением в приборе ограничитель давления 4 играет довольно важную роль: даже в случае неисправности измерительного блока управления и/или электромагнитных клапанов 5 и 7, он обеспечивает срабатывание тормозных цилиндров ВС1 и ВС2 тормозным давлением, по меньшей мере, равным собственному давлению, которое, в случае с пассажирским транспортным средством, всегда больше тормозного давления оси в самых худших условиях нагрузки (максимальной загрузки).
Выверенное отверстие 7а служит для ограничения потери давления из резервуара 6 в случае защемления электромагнитного выпускного клапана 7 при условии, когда этот резервуар выведен наружу.
В случае неисправности части прибора 1, связанной с осью А1 или А2, можно отсоединить соответствующий вспомогательный резервуар AR1 или AR2 с помощью соответствующего запорного клапана R1 или R2. При этом торможение на другой оси А2 или А1 продолжает работать.
На Фигурах 2 и 3 показано два варианта осуществления изобретения. На этих рисунках, частям и элементам, упомянутым ранее, были присвоены те же буквенно-цифровые обозначения, используемые ранее. Два варианта осуществления изобретения отличаются от прибора, изображенного на Фигуре 1, исключительно строением электропневматического привода в сборе.
В варианте осуществления изобретения на Фигуре 2 электропневматический привод в сборе включает электромагнитный ускорительный клапан 40 с входом (для мощности), подсоединенным к клапану SV через регулятор давления 3, и выходом, подсоединенным к входам i1 электропневматического блока управления в сборе ЕРСА1 и ЕРСА2. Вход привода ускорительного клапана 40 подсоединен к выходу электромагнитного впускного клапана 5. Кроме того, пневматический накопительный резервуар 6 подсоединен (исключительно) к выходу упомянутого впускного клапана 5.
Ограничитель давления 4 выполнен и работает в соответствии с описанием, данным выше, со ссылкой на Фигуру 1.
Режим эксплуатации варианта осуществления изобретения на Фигуре 2 аналогичен режиму эксплуатации прибора на Фигуре 1.
Вариант осуществления изобретения на Фигуре 3 в общем аналогичен варианту осуществления изобретения на Фигуре 2, от которого он отличается по существу тем, что ускорительный клапан 40 электропневматического привода в сборе разработан таким образом, что он функционирует как ограничитель давления.
Очевидно, что при условии сохранения принципа изобретения, формы применения и детали осуществления могут значительно отличаться от того, что описано и проиллюстрировано исключительно в качестве неограничивающего примера, не отходя тем самым от объема охраны изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.