ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПРЯМЫМ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИМ ТОРМОЗОМ
PNEUMATIC BRAKING DEVICE FOR RAIL VEHICLE WITH DIRECT ELECTROPNEUMATIC BRAKE

Изобретение относится к пневматическому тормозному устройству для рельсового транспортного средства с прямым электропневматическим тормозом с тормозным блоком управления, содержащим тормозной управляющий прибор с подключенными тормозными исполнительными органами и соединенный с тормозными исполнительными органами тормозной датчик предварительного управляющего давления, и с нагружаемым тормозными исполнительными органами тормозным предварительным управляющим давлением преобразователем давления, который соединен с подключенным тормозным цилиндром.
Пневматическое тормозное устройство этого рода известно из DE 102012013521 А1. В этом известном пневматическом тормозном устройстве тормозной блок управления оборудован тормозным управляющим прибором, к которому подключены тормозные исполнительные органы в виде тормозного и отпускающего электромагнитных клапанов. С известными тормозными исполнительными органами соединен датчик давления. К тормозным исполнительным органам в известном пневматическом тормозном устройстве подключен преобразователь давления, нагружаемый устанавливаемым тормозными исполнительными органами тормозным предварительным управляющим давлением. К преобразователю давления подключены тормозные цилиндры. Известный способ служит для обнаружения утечек в направляющей тормозное давление напорной магистрали.
В основе изобретения лежит задача создания пневматического тормозного устройства для рельсового транспортного средства с прямым электропневматическим тормозом с улучшенной тормозной характеристикой и высокой надежностью, в частности при резких торможениях.
Для решения этой задачи в пневматическом тормозном устройстве описанного выше рода, согласно изобретению, параллельно тормозному блоку управления расположен независимый контрольный блок управления, который содержит контрольный управляющий прибор с подключенными контрольными исполнительными органами и соединенный с контрольными исполнительными органами контрольный датчик предварительного управляющего давления; за счет использования контрольного датчика предварительного управляющего давления на выходе контрольных исполнительных органов регулируется контрольное предварительное управляющее давление, причем соответственно более высокое давление из тормозного предварительного управляющего давления и контрольного предварительного управляющего давления или в случае некорректного поведения тормозного блока управления контрольное предварительное управляющее давление переключается на тормозной цилиндр; с преобразователем давления соединен вход датчика давления, тогда как выход датчика давления соединен с контрольным управляющим прибором.
Из DE 19510755 С2 известно тормозное устройство для содержащего несколько тормозных систем рельсовой тяговой подвижной единицы с системой контроля экстренного торможения, у которой посредством каскада регистрации тормозного действия регистрируется значение замедления в продольном направлении подвижной единицы, которое подается на каскад контроля тормозной силы, причем исполнительные команды этого каскада служат для управления тормозными системами подвижной единицы, однако в этом известном тормозном устройстве значение замедления регистрируется в центральном месте подвижной единицы, и, исходя из этого, в случае экстренного/резкого торможения происходит управление децентрализованными тормозными исполнительными органами. Однако в известном тормозном устройстве нельзя определить, какие децентрализованные тормозные системы тяговой подвижной единицы прикладывают слишком мало тормозной силы.
Существенное преимущество предложенного пневматического тормозного устройства следует усматривать в том, что посредством независимого и взаимодействующего с тормозным блоком управления контрольного блока управления соответственно можно определить, какие децентрализованные тормозные системы в рельсовом транспортном средстве несвоевременно прикладывают слишком мало тормозной силы, и в значительной степени компенсировать это. Посредством предложенного пневматического тормозного устройства достигается то, что предельные коэффициенты сцепления на определенных колесных парах рельсового транспортного средства можно индивидуально соблюдать за счет того, что посредством контрольного управляющего прибора можно задавать и, тем самым, соблюдать зависимые от скорости, допустимые предельные коэффициенты сцепления. Существенным для изобретения является то, что контрольный блок управления работает независимо от тормозного блока управления, поскольку контрольный блок управления может содержать записанные, например, электронным путем тормозные характеристические кривые. При этом можно действовать таким образом, что посредством датчика давления на преобразователе давления соответственно более высокое давление из тормозного предварительного управляющего давления и контрольного предварительного управляющего давления подается на тормозной цилиндр или что при некорректном поведении тормозного блока управления контрольное предварительное управляющее давление на преобразователе давления воздействует на тормозной цилиндр.
Некорректное поведение тормозного блока управления можно обнаружить за счет собственной диагностики, однако можно также посредством датчика давления, подключенного к выходу преобразователя давления, с помощью диагностической программы в контрольном блоке управления, зная передаточное отношение преобразователя давления, сделать вывод об ошибке тормозного блока управления. В этом случае можно было бы в качестве альтернативы максимальному выбору предусмотреть также управляемое переключение преобразователя давления в отношении тормозного предварительного управляющего давления на контрольное предварительное управляющее давление.
Регулируемое управление предложенным пневматическим тормозным устройством позволяет создавать максимально возможную тормозную силу, поскольку влияние каскадов при записи тормозных характеристических кривых в тормозном управляющем приборе мало; если дополнительно к предложенному пневматическому тормозному устройству предусмотрена дополнительная тормозная система, то мала и зависимость от тормозной мощности этой тормозной системы. Кроме того, при использовании тормозных систем, действующих на одинаковые колесные пары, вследствие максимально возможных тормозных сил можно в полном объеме, используя допустимые предельные коэффициенты сцепления, использовать, например, электромагнитные тормоза или гидравлические тормоза-замедлители, в частности, также при быстрых торможениях. Минимизирующие износ тормозные системы больше не приходится ограничивать в зависимости от скорости.
В предложенном пневматическом тормозном устройстве формированный контрольным управляющим прибором электрический контрольный сигнал может быть формирован по-разному. Предпочтительным считается, если тормозные характеристические кривые записаны в тормозном управляющем приборе и в контрольном управляющем приборе.
С другой стороны, также возможно и, при необходимости, предпочтительно, что в зависимости от тормозной мощности дополнительного тормоза (например, электрического тормоза или тормоза-замедлителя) рельсового транспортного средства в тормозной управляющий прибор и в контрольный управляющий прибор подается сигнал, с помощью которого регулируется необходимая пневматическая тормозная сила в зависимости от тормозной силы/тормозной мощности этого дополнительного тормоза.
В любом случае тормозные характеристические кривые или сигнал, формированный в зависимости от тормозной мощности дополнительного электрического тормоза рельсового транспортного средства, служат/служит для того, чтобы задать тормозному управляющему прибору и контрольному управляющему прибору тормозную характеристику.
Предпочтительным оказалось далее то, что тормозной управляющий прибор и контрольный управляющий прибор, в частности тормозной блок управления и контрольный блок управления, выполнены по-разному.
Предложенное пневматическое тормозное устройство может использоваться по-разному, в частности оно может использоваться в качестве быстродействующего тормоза, как и в качестве резервного рабочего тормоза, поскольку в обоих случаях обеспечивается преимущество расположения контрольного блока управления параллельно тормозному блоку управления.
Предпочтительным оказалось далее то, что к контуру быстрого торможения пневматического тормозного устройства подключено клапанное устройство, от которого преобразователь давления нагружается минимальным давлением, которое ниже тормозного предварительного управляющего давления и контрольного предварительного управляющего давления.
Изобретение поясняется с помощью чертежа, на котором изображен пример выполнения пневматического тормозного устройства с тормозным управляющим прибором и контрольным управляющим прибором.
На чертеже изображен тормозной блок управления 1 для пневматического тормозного устройства с тормозным управляющим прибором 2, как это само по себе известно и содержится в указанном выше уровне техники. К тормозному управляющему прибору 2 подключены тормозные исполнительные органы 3, выполненные, например, в виде тормозного и отпускающего электромагнитных клапанов. С тормозными исполнительными органами 3 соединен вход тормозного датчика 4 предварительного управляющего давления, выход которого соединен с тормозным управляющим прибором 2.
Тормозной блок управления 1 создает на своем выходе А1 предварительное управляющее давление Cv1, которое в данном примере нагружает преобразователь 5 давления с максимальным выбором на первом управляющем входе Е1.
Параллельно и независимо от тормозного блока управления 1 в данном примере предусмотрен контрольный блок управления 6, содержащий контрольный управляющий прибор 7, к которому подключены контрольные исполнительные органы 8. С контрольными исполнительными органами 8 соединен контрольный датчик 9 предварительного управляющего давления, выход которого, образуя регулирующий контур, соединен с контрольным управляющим прибором 7. В этом отношении контрольный блок управления 6 построен полностью аналогично тормозному блоку управления 1.
На выходе А2 за счет контрольного блока управления 6 создается контрольное предварительное управляющее давление Cv2, которое нагружает преобразователь 5 давления с максимальным выбором на втором управляющем входе Е1.
Как тормозной блок управления 1, так и контрольный блок управления 6 могут быть нагружены на совпадающих, при необходимости, сигнальных путях 10, 11 для регистрации требования торможения. При этом в качестве сигнальных путей рассматриваются информационно-управляющая система рельсового транспортного средства, понижение давления в главной воздушной магистрали рельсового транспортного средства до уровня быстрого торможения, предохранительный контур в рельсовом транспортном средстве или управляющая магистраль.
Далее по сигнальным путям 12, 13 подается сигнал, который является мерой данной скорости рельсового транспортного средства. Скорость имеет значение, чтобы не превысить зависимые от скорости, соответственно максимально допустимые предельные коэффициенты сцепления и/или ограничить зависимые от скорости вводы мощности в тормозную механику. Можно также расположить на сигнальных путях 12, 13 датчики скорости, посредством которых определяется скорость рельсового транспортного средства.
Как тормозной блок управления 1, так и контрольный блок управления 6 содержат соответствующий сигнальный вход 14, 15, через который передаются тормозные характеристические кривые, или в зависимости от тормозной мощности дополнительной тормозной системы, например, электродинамического тормоза, регулируется необходимая пневматическая тормозная сила. В качестве альтернативы тормозные характеристические кривые могут быть записаны в блоках управления также непосредственно и/или, например, по сигнальным путям 14, 15 могут передаваться текущие фактические значения мощности электродинамического тормоза. Характеристические кривые могут быть зависимыми от скорости.
Выходная магистраль 16 на преобразователе 5 давления ведет к тормозному цилиндру (не показан). К выходной магистрали 16 подключен вход 18 датчика 17 давления, а его выход 19 соединен с контрольным управляющим прибором 7. С помощью этого соединения можно контролировать, переключено ли корректное и соответственно более высокое давление из тормозного предварительного управляющего давления Cv1 и контрольного предварительного управляющего давления Cv2 на тормозной цилиндр; следовательно, в этом варианте предложенного пневматического тормозного устройства на тормозной цилиндр подается более высокое из обоих давлений.
Однако можно также в случае некорректного поведения тормозного блока управления 1 переключить на тормозной цилиндр контрольное предварительное управляющее давление.
Изображенное пневматическое тормозное устройство оборудовано далее клапанным устройством 20, которое, с одной стороны, соединено с контуром 21 быстрого торможения (показан лишь частично), а, с другой стороны, – с преобразователем 5 давления. Клапанное устройство 20, выход А3 которого соединен с третьим управляющим входом Е3 преобразователя 5 давления, создает на преобразователе 5 давления минимальное давление Cv3, которое ниже тормозного предварительного управляющего давления Cv1 и контрольного предварительного управляющего давления Cv2; минимальное давление Cv3 устанавливается независимо от названных предварительных управляющих давлений. При этом минимальное давление Cv3 выбрано для создания экстренной тормозной силы так, что при наличии ошибки как в тормозном блоке управления 1, так и в контрольном блоке управления 6 вследствие максимального выбора преобразователя 5 давления на тормозной цилиндр переключается минимальное давление Cv3.