Система управления торможением поезда
TRAIN BRAKING CONTROL SYSTEM

Изобретение относится к устройствам для управления тормозной системой транспортных средств и может быть использована на железнодорожном транспорте в пневматических системах торможения поездов.
Известна, распределенная система для управления торможением локомотивным поездом повышенной длины (см. патент на изобретение РФ №2388630, МПК В60Т 7/12, B61L 25/00, дата публикации 10.05.2010), содержащая установленные на локомотиве пульт управления машиниста, соединенный с управляющим вычислительным контроллером. К контроллеру подключены радиомодем, блок спутниковой навигации, блок памяти, датчик скорости и пройденного пути и управляющие клапаны, соединенные с краном машиниста. Кран машиниста соединен с тормозной магистралью и датчиками давления, выходы которых подключены к управляющему вычислительному контроллеру. Съемные блоки торможения установлены на вагонах и подключены к тормозной магистрали. Съемный блок торможения состоит из управляющего контроллера с подключенными к нему радиомодемом, датчиками давления и управляющими клапанами, связанными с тройником для подключения к тормозной магистрали.
В известной системе торможение осуществляют из нескольких точек состава, что значительно ускоряет процесс торможения. Однако это не обеспечивает одновременное срабатывание тормозов на всех подвижных единицах состава, что снижает надежность ее работы.
Кроме того, недостатком указанной системы является невозможность выполнения отпуска тормозов одновременно по всему составу, что приводит к возникновению опасных продольно-динамических сил и требует принятия специальных защитных мер, например, таких как подтормаживание локомотива, что влечет потерю пропускной способности.
Наиболее близкой по существенным признакам является система управления торможением поезда (см. патент РФ на полезную модель №111495, МПК В60Т 7/08, В60Т 13/36, В60Т 15/04, дата публикации 20.12.2011), состоящего из локомотива и вагонов, включающая блоки торможения, расположенные в каждом вагоне,; подключенные к пневматической тормозной магистрали, и оснащенных штатными тормозными приборами: воздухораспределителем, запасным резервуаром и тормозным цилиндром, на локомотиве установлены блок управления и соединенные с ним: радиомодем, пульт управления, кран машиниста, который соединен с пневматической тормозной магистралью, при этом каждый блок торможения вагонов снабжен управляющим контроллером с подключенными к нему радиомодемом, блоком управляющих вентилей, включающем электромагнитные вентили торможения и отпуска, а также датчиком давления в тормозной магистрали и резервуаром сжатого воздуха с обратным клапаном, соединенным через вентиль отпуска с пневматической тормозной магистралью.
Недостатком известной системы торможения поезда является отсутствие контроля работы штатных тормозных приборов вагонов: воздухораспределителем, запасным резервуаром, цилиндром торможения, что приводит к отсутствию контроля за фактическим торможением каждого вагона, которое определяется наличием сжатого воздуха в его тормозном цилиндре, и отсутствию контроля за давлением в запасных резервуарах. Такое отсутствие контроля величины давления в запасных резервуарах при частых повторных или длительных торможениях может привести к истощимости пневматических тормозов - снижению давления сжатого воздуха в запасных резервуарах ниже допустимого уровня, при котором обеспечивается процесс торможения - наполнение тормозных цилиндров. К недостатку следует отнести и отсутствие сопрягаемости данной системы с другими локомотивными системами, например с системами безопасности дистанционного управления и т.п..
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности управления системой торможения поезда путем получения достоверных результатов о торможении и отпуске тормозов каждого вагона.
Указанный технический результат достигается тем, что система управления торможением поезда, состоящего из локомотива и вагонов, включающая блоки торможения, расположенные в каждом вагоне, подключенные к пневматической тормозной магистрали, и оснащенных штатными тормозными приборами: воздухораспределителем, запасным резервуаром и тормозным цилиндром, а также установленный на локомотиве блок управления и соединенные с ним радиомодем, пульт управления, штатный кран машиниста, который соединен с пневматической тормозной магистралью, при этом каждый блок торможения вагона снабжен управляющим контроллером с подключенными к нему радиомодемом, датчиком давления, блоком управляющих вентилей, включающем вентиль торможения и вентиль отпуска, а также резервуаром сжатого воздуха с обратным клапаном, соединенным через вентиль отпуска с пневматической тормозной магистралью, согласно, блок управления на локомотиве снабжен узлом сопряжения, соединенным с системами безопасности и дистанционного управления, каждый блок торможения вагонов дополнительно оснащен датчиком давления, установленным в тормозном цилиндре и датчиком давления, установленным в запасном резервуаре, которые также соединены с управляющим контроллером, при этом к блоку управления на локомотиве и управляющему контроллеру подключены дополнительные радиомодемы, установленные по обеим сторонам локомотива и вагонов соответственно.
Установка узла сопряжения, соединяющего блок управления локомотива с системами безопасности и дистанционного управления, обеспечивает повышение безопасности движения поезда и расширяет функциональные возможности указанных систем.;
Введение датчика давления в тормозной цилиндр позволяет получить достоверную информацию о торможении и отпуске в каждом вагоне. Введение датчика, установленного в запасном резервуаре, позволяет получить своевременную информацию на пульте управления локомотива о недопустимо низкой величине давления в запасных резервуарах каждого вагона, что позволяет избежать истощимости тормозов и предотвратить возможные катастрофические последствия.
Установка дополнительных радиомодемов на блок управления локомотива и контроллер каждого вагона при размещении их по обеим сторонам локомотива и вагонов позволяет обеспечить устойчивую радиосвязь на участках пути любой кривизны.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждает пример конкретного выполнения заявляемой системы управления торможением поезда
На фигуре представлена структурная схема системы управления торможением поезда.
Система управления торможением поезда, состоящего из локомотива 1 и вагонов 2, включает блоки торможения 3, расположенные в каждом вагоне 2, подключенные к пневматической тормозной магистрали 4, штатные тормозные приборы: воздухораспределитель 5., тормозной цилиндр 6 и запасной резервуар 7.
На локомотиве 1 установлены блок управления 8 и соединенные с ним радиомодем 9, пульт управления 10, штатный кран машиниста 11, который соединен с пневматической тормозной магистралью 4, при этом каждый блок торможения 3 вагона 2 снабжен управляющим контроллером 12, с подключенными к нему радиомодемом 13, датчиком давления 14 в тормозной магистрали, блоком управляющих вентилей 15, включающим вентиль торможения 16 и вентиль отпуска 17, выполненные электромагнитными. К управляющему контроллеру также подключен резервуар 18 сжатого воздуха с обратным клапаном 19, соединенным через вентиль отпуска 17 с пневматической тормозной магистралью 4.
Блок управления 8 снабжен узлом сопряжения 20, соединяющим его с системами безопасности и дистанционного управления (не показаны на схеме), при этом каждый блок торможения 3 оснащен датчиком давления 21, установленным в тормозном цилиндре 6 и датчиком давления 22, установленном в запасном резервуаре 7, которые соединены с управляющим контроллером 12, а к блоку управления 8 и управляющему контроллеру 12 подключены дополнительные радиомодемы 23 и 24, которые совместно с радиомодемами 9 и 13 установлены по обеим сторонам локомотива 1 и вагонов 2 соответственно.
Система управления торможением поезда работает следующим образом. При необходимости выполнения торможения поезда на локомотиве 1 приводят в действие штатный кран машиниста 11 путем перевода его ручки в положение торможения. При этом сигнал со штатного крана машиниста 11 поступает в блок управления 8, где формируется команда телеуправления на торможение, передаваемая посредством радиомодемов 9 и 23 локомотива 1.. При приеме сигнала радиомодемами 13 и 24 на каждом блоке торможения 3 команда торможения поступает на управляющий контроллер 12 и передается им на блок управляющих вентилей 15 и далее через вентиль торможения 16 воздействует на пневматическую тормозную магистраль 4, сообщая ее с атмосферой. Таким образом, происходит разрядка пневматической тормозной магистрали 4 на величину, заданную в полученной команде, и осуществляется торможение поезда.
Аналогично осуществляется процесс торможения при срабатывании систем безопасности и дистанционного управления (не показаны на схеме). Сигнал на торможение, сформированный этими системами через узел сопряжения 20 поступает в блок управления 8, который воздействует на кран машиниста 11 и через радиомодемы 9 и 23 передает команды управления на вагоны 2.
При необходимости отпуска тормозов соответствующая команда, формируемая штатным краном машиниста 11, поступает в блок управления 8, откуда команда телеуправления на отпуск тормозов передается радиомодемами 9 и 23 на радиомодемы 13 и 24 каждого блока торможения 3.
Далее радиомодемы 13 и 24 каждого вагона 2 передают команду на отпуск на управляющий контроллер 12, откуда она поступает на блок управляющих вентилей 15 и воздействует на вентиль отпуска 17, который соединяет резервуар 18, имеющий предтормозное давление сжатого воздуха, с пневматической тормозной магистралью 4. Давление в пневматической тормозной магистрали А повышается и происходит отпуск тормозов. Зарядка резервуара 18 сжатого воздуха происходит через обратный клапан 19 до давления, которое соответствует установленному на штатном кране машиниста 11 поездному (то есть нормальному зарядному) давлению.
Команды сигнализации с каждого блока торможения 3 формируются управляющим контроллером 12 от датчиков давления 14, 21 и 22 в определенные моменты выполнения процессов торможения и отпуска и передаются через радиомодемы 13 и 24 на радиомодемы 9 и 23 локомотива 1.
Радиомодемы 9 и 23 локомотива принимает команды сигнализации (обратные команды) и передают их в блок управления 8, который после обработки сигналов отображает выполнение команд управления блоками торможения 3 на пульте управления 10 локомотива 1
Заявляемая система управления торможением поезда позволяет снизить износ тормозных колодок на 26%, уменьшить повреждаемость колес при торможении, снизить затраты энергоресурсов на тягу поезда, повысить среднюю скорость движения поезда, снизить негативное воздействие на путь в кривых участках пути.