УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА С РЕЛЬСАМИ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к средствам для предотвращения юза и боксования колесных пар.
Известно устройство для увеличения сцепления колесных пар электроподвижного состава с рельсами (RU №2164483, В61С 15/10, 1997), содержащее корпус, сообщенный с магистралью и каналами подачи сжатого воздуха и связанный со средствами автоматического включения пескоподачи, в которые входят датчики скорости, исполнительный орган выполнен в виде прямоточного канала подачи песка, соединенного верхней горловиной с емкостью запаса песка. Для увеличения сцепления колесных пар электроподвижного состава с рельсами в устройстве подается песок в область контакта колеса с рельсом.
Недостатком устройства является повышенный износ колесных пар и рельсов, загрязнение балласта железнодорожного пути песком, уменьшение адгезионного взаимодействия в зоне контакта колеса с рельсом.
Известно устройство для увеличения сцепления колесных пар электроподвижного состава с рельсами (RU №45114, B60L 3/10, 2005 - прототип), содержащее датчики скорости, счетчики импульсов, логические элементы И, ИЛИ, счетчик результата. Для увеличения сцепления колесных пар электроподвижного состава с рельсами в устройстве введен цифровой индикатор скорости скольжения. По сигналу индикатора машинист принимает решение о подаче песка при боксовании и юзе.
Недостатком устройства, принятого за прототип, является недостаточное быстродействие реагирования машинистом, повышенный износ колесных пар и рельсов, загрязнение балласта железнодорожного пути песком, уменьшение адгезионного взаимодействия в зоне контакта колеса с рельсом.
Задача полезной модели - создать устройство для увеличения сцепления колесных пар электроподвижного состава с рельсами, обеспечивающее высокое
быстродействие, уменьшающее износ колесных пар и рельсов, исключающее загрязнение песком балласта железнодорожного пути, увеличивающее адгезионное взаимодействие в зоне контакта колеса с рельсом.
Технический результат достигается тем, что в устройство для увеличения сцепления колесных пар электроподвижного состава с рельсами, содержащее два датчика скорости, два счетчика импульсов, выход первого счетчика импульсов соединен с первым входом логического элемента ИЛИ и первым входом логического элемента И, выход второго счетчика импульсов соединен со вторым входом логического элемента ИЛИ и вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, выход логического элемента ИЛИ соединен со вторым входом триггера, на третий вход которого подается логическая единица, выход триггера соединен со вторым входом регистра результата и вторым входом счетчика результата и входом формирователя импульсов, выход формирователя импульсов через элемент задержки соединен с третьим входом счетчика результата, вторым входом второго счетчика импульсов и вторым входом первого счетчика импульсов, выход счетчика результата соединен с первым входом регистра результата, его выход соединен с входом дешифратора, мультиплексор, в него дополнительно введены второй мультиплексор, генератор импульсов, первый и второй умножители частоты, лазерная установка, выход первого датчика скорости соединен с входом первого умножителя частоты, его выход соединен с первым входом первого мультиплексора, выход второго датчика скорости соединен с первым входом второго мультиплексора, выход генератора импульсов соединен со вторыми входами первого и второго мультиплексоров, выход триггера соединен с третьими входами первого и второго мультиплексоров, выход первого мультиплексора соединен с входом второго умножителя частоты, его выход соединен с первым входом первого счетчика импульсов, выход второго мультиплексора соединен с первым входом второго счетчика импульсов, выход дешифратора соединен с входом лазерной установки.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
В соответствии с чертежом устройство для увеличения сцепления колесных пар электроподвижного состава с рельсами, содержащее первый 1 и второй 2 датчики скорости, первый 3 и второй 4 счетчики импульсов, выход первого счетчика импульсов 3 соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 5 и первым входом логического элемента И 6, выход второго счетчика импульсов 4 соединен со вторым входом логического элемента ИЛИ 5 и вторым входом логического элемента И 6, выход которого соединен с первым входом триггера 7, выход логического элемента ИЛИ 5 соединен со вторым входом триггера 7, на третий вход которого подается логическая единица, выход триггера 7 соединен со вторым входом регистра результата 8 и вторым входом счетчика результата 9 и входом формирователя импульсов 10, выход формирователя импульсов 10 через элемент задержки 11 (в качестве элемента задержки используется один элемент преобразователя уровня без инверсии 564ПУ4) соединен с третьим входом счетчика результата 9, вторым входом второго счетчика импульсов 4 и вторым входом первого счетчика импульсов 3, выход счетчика результата 9 соединен с первым входом регистра результата 8, его выход соединен с входом дешифратора 12, выход первого датчика скорости 1 соединен с входом первого умножителя частоты 13, его выход соединен с первым входом первого мультиплексора 14 (например, микросхема типа 564КП1), выход второго датчика скорости 2 соединен с входом второго умножителя частоты 15, его выход соединен с первым входом второго мультиплексора 16 (например, микросхема типа 564КП1), выход генератора импульсов 17 соединен со вторыми входами первого 14 и второго 16 мультиплексоров, выход триггера 7 соединен с третьими входами первого 14 и второго 16 мультиплексоров, выход первого мультиплексора 14 соединен с первым входом первого счетчика импульсов 3, выход второго мультиплексора 16 соединен с первым входом второго счетчика импульсов 4, выход дешифратора 12 соединен с входом лазерной установки 18 (например,
волоконный лазер, Д.Бейли, Э.Райт. Волоконная оптика теория и практика: Москва, 2006 год, стр 157-173.).
пор
Устройство для увеличения сцепления колесных пар электроподвижного состава с рельсами работает следующим образом. В исходном состоянии первый и второй счетчики импульсов 3, 4 и счетчик результата 9 установлены в «нуль». Триггер 7 также установлен в «нуль» и его инверсный выход находится в состоянии «единица». Так как на второй вход (разрешение счета) счетчика результата 9 подана логическая «единица» с инверсного выхода триггера 7, то операция счета им не выполняется. На первые (счетные) входы первого и второго счетчиков импульсов 3 и 4 подаются сигналы с первого 13 и второго 15 умножителей частоты через первый и второй мультиплексоры 14 и 16 соответственно. При достижении одним из счетчиков (который соединен с колесной парой с большей скоростью) состояния Z≥100 на его выходе появляется сигнал логической «единицы» и состояние выхода схемы логического элемента ИЛИ 5 меняется с логического «нуля» на логическую «единицу». При этом в триггер 7 по второму входу (записи) записывается логическая «единица», которая постоянно подана на третий (информационный) вход. Состояние триггера 7 меняется и на его инверсном выходе устанавливается логический «нуль».
Сигнал логический «нуль» с выхода триггера 7 одновременно подается на второй вход счетчика результата 9, разрешая счет импульсов поступающих на первый (счетный) вход и на третьи (адресные) входы первого 14 и второго 16 мультиплексоров. С выходов мультиплексоров импульсы с частотой генератора 17 поступают на счетные входы счетчиков импульсов 3 и 4, состояние счетчика результата 9 увеличивается синхронно с первым 3 и вторым 4 счетчиками импульсов.
пор
Когда счетчик импульсов, связанный с датчиком скорости колесной пары вращающейся с меньшей скоростью, также достигнет пороговой величины Z≥100, и на его выходе также появится логическая «единица», выход схемы 6 логического элемента И установится в состояние логической
«единицы», которая поступит на первый вход (сброса) триггера 7, при этом триггер сбросится, и его инверсный выход перейдет из состояния логического «нуля» в состояние логической «единицы». При этом второй вход (разрешение счета) счетчика результата 9 устанавливается в состояние логической «единицы» и счет импульсов прекращается, при этом на второй вход (записи) регистра результата 8 подается положительный фронт, и в регистр результата 8 записывается текущее состояние счетчика результата 9. Положительный фронт сигнала с выхода триггера 7 поступает также на вход формирователя импульсов 10, который формирует короткий импульс «сброса» счетчиков импульсов и счетчика результата, который через элемент задержки 11 подается на вторые входы (установки в состояние логического «нуля») счетчиков импульсов 3 и 4 и третий вход счетчика результата 9 соответственно. Элемент задержки 11 необходим для того, чтобы результат подсчета импульсов в счетчике результата 9 гарантированно записывался в регистр 8 без искажений.
После сброса счетчиков устройство возвращается в исходное состояние и начинает следующий цикл измерения разности скоростей вращения колесных пар. Умножители частоты 13 и 15 служат для получения требуемого быстродействия схемы. При достижении пороговой величины скольжения сигнал с выхода дешифратора 12 поступает на управляющий вход лазерной установки 18, луч лазера направлен в зону контакта «колесо-рельс» и нагревает пленку загрязнения до температуры 600°С. От действия высокой температуры загрязняющая пленка разрушается и боксование прекращается. При прекращении боксования лазерная установка выключается.