ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА ЛОКОМОТИВА Российский патент 2003 года по МПК B61H11/02 

Изобретение относится к тормозной системе локомотива, выполненной согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Широко известно применение воздушно-компрессорной установки в тормозной системе локомотива, которая напрямую питает линию главного воздушного баллона пневматической тормозной системы и через тормозной клапан поезда главную воздушную магистраль. Линия главного воздушного баллона предназначена для подачи сжатого воздуха в прямодействующий тормоз локомотива(так называемый прямодействующий тормоз), а также для подачи сжатого воздуха во вспомогательные устройства локомотива и всего состава, например в пневматические устройства для открывания дверей. Воздушная линия служит для питания сжатым воздухом и управления тормозами вагонов, а в случае использования традиционных тормозных систем - также для управления и приведения в действие тормоза локомотива (так называемого тормоза непрямого действия). При этом для управления множеством пневматически выполняемых функций локомотива, таких как управление тормозами локомотива (прямодействующими тормозами), управление тормозом непрямого действия, управление тормозом с пружинным энергоаккумулятором, управление очистными колодками, управление устройством смазки колесного гребня и управление устройством посыпания песка, требуется проложить, как правило, многочисленные трубопроводы сжатого воздуха к пультам, находящимся в кабине машиниста, и к локомотивным тележкам. Это приводит к необходимости наличия дополнительной площади, к увеличению веса и к дополнительным затратам (высокой стоимости монтажа), что само по себе является недостатком.

Из предшествующего уровня техники, например, из заявки ФРГ 4242392 А 1, известна тормозная система рельсового транспортного средства, в которой ряд прежних пневматических функций выполняется посредством электрических средств.

В основу настоящего изобретения положена задача создания тормозной системы локомотива указанного типа, в которой дополнительно упрощена электропневматическая система управления и в которой вспомогательные устройства локомотива объединены в единую систему.

Согласно изобретению указанная задача решается наряду с признаками ограничительной части формулы изобретения признаками отличительной части п. 1 формулы.

Преимущества изобретения состоят, в частности, в том, что отпадает необходимость в прокладке линий сжатого воздуха к пультам в кабине машиниста и к тележкам локомотива для управления прямодействующим тормозом и тормозом непрямого действия, для управления тормозом с пружинным энергоаккумулятором, для управления очистными колодками и устройством смазки колесного гребня, для управления устройством посыпания песком.

В целях безопасности питание каждой тележки осуществляется по двум раздельным линиям сжатого воздуха, сообщенным с трубопроводом главного воздушного баллона, при этом первая линия сжатого воздуха, питающая тормозные клапаны локомотива, даже при выходе из строя трубопровода главного воздушного баллона будет располагать достаточным запасом сжатого воздуха для инициирования экстренного торможения локомотива. Системы управления тормозом с пружинным энергоаккумулятором, управления очистными колодками, управления смазкой колесного гребня и управления посыпанием песком не связаны с таким важным в случае аварии источником сжатого воздуха, так как они непосредственно сообщены своей собственной второй линией сжатого воздуха с трубопроводом главного воздушного баллона.

Для управления прямодействующим тормозом и тормозом непрямого действия, а также тормозом с пружинным энергоаккумулятором, очистным блоком, устройством для смазки колесного гребня и устройством для посыпания песком, требуются лишь электрические сигнальные линии, связывающие задающие устройства на пультах кабины машиниста с тормозным управляющим блоком, а также тормозной управляющий блок с тормозным клапаном поезда, тормозные клапаны локомотива с устройствами управления. Такие сигнальные линии можно прокладывать значительно проще, чем линии сжатого воздуха. При этом достигается существенное снижение затрат, в частности, за счет упрощения монтажа.

Ниже изобретение поясняется с помощью приведенных на чертежах примеров его осуществления, на которых:
фиг.1 изображает принципиальную схему тормозной системы локомотива;
фиг. 2 изображает соединение отдельных конструктивных блоков локомотива посредством контура безопасности.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема тормозной системы локомотива (тепловоза или электровоза). В этом примере трубопроводы и линии сжатого воздуха показаны преимущественно сплошной линией, а электрические провода (сигнальные линии) - штрих-линией. Можно увидеть, что питание трубопровода 1 главного воздушного баллона обеспечивается воздушной компрессорной установкой 2, содержащей компрессор, предохранительный клапан, воздушную сушилку, фильтр, воздушный баллон и обратный клапан. К трубопроводу главного воздушного баллона 1 через устройства сцепки подсоединены соответствующие линии отдельных вагонов поезда. С воздушной компрессорной установкой 2 сообщен также тормозной клапан 3 поезда, обеспечивающий давление в линии 4 сжатого воздуха, необходимое для управление работой тормоза непрямого действия поезда (тормоза поезда). К линии 4 сжатого воздуха через устройства сцепки подключены соответствующие линии отдельных вагонов поезда. При давлении, как правило, свыше 5 бар (0,5 МПа) тормоза поезда полностью отпускаются, а при давлении от 3,4 до 5 бар (от 0,34 до 0,5 МПа) активируются ступени частичного торможения тормоза поезда, а при давлении менее 3,4 бар (0,34 МПа) инициируется экстренное торможение поезда. Посредством чисто электрической системы управления тормозным клапаном локомотива обеспечивается срабатывание тормоза непрямого действия.

К трубопроводу 1 главного воздушного баллона через клапан обратного действия 5, запорный клапан 7 и магистраль 24 сжатого воздуха подключены тормозные устройства тележки 17 локомотива. Баллон 6 сжатого воздуха обеспечивает работоспособность тормозных устройств тележки даже при выходе из строя трубопровода 1 главного воздушного баллона. Тормозные клапаны 8 или 10 локомотива сообщены с запорным клапаном 7. Эти тормозные клапаны 8 или 10 посредством задающих устройств плавно устанавливают необходимое давление в тормозном цилиндре. Каждый прямо действенный тормоз 9 или 11 имеет тормозной цилиндр, тормозной диск и тормозные башмаки или воздействующие на тормозные барабаны или колеса тормозные колодки и предназначен для торможения одной оси тележки 17. Если тележка оборудована более чем двумя осями торможения, то предусматриваются соответственно дополнительные тормозные клапаны локомотива, связанные с соответствующими тормозами.

Посредством дополнительной линии 25 сжатого воздуха тележка 17 связана с трубопроводом 1 главного воздушного цилиндра. Эта дополнительная линия 25 сжатого воздуха питает устройство 12 управления тормозами пружинного энергоаккумулятора, устройство 13 управления очистными колодками 15 и устройство 14 управления устройством 16 смазки колесного гребня. Тормоза пружинного энергоаккумулятора являются неотъемлемой составной частью тормозов 9, 11 и при необходимости приводятся в действие управляющим устройством 12.

Выше речь шла только об одной тележке локомотива. Само собой разумеется, что локомотив имеет по меньшей мере еще одну однотипную тележку, подключенную к его тормозной системе. В частности, каждая тележка имеет непосредственно связанные с ней конструктивные компоненты 5, 6, 7.

С каждой тележкой связаны устройства 19 для посыпания песком, приводимые в действие устройствами 18 управления, сообщенными с трубопроводом 1 главного воздушного баллона. Оба указанных устройств и блока управления могут так же располагаться на тележке.

Для приведения в действие тормозного клапан 3 поезда, тормозных клапанов 8, 10 локомотива и управляющих устройств 12, 13, 14, 18 используется центральный тормозной управляющий блок 20. При этом целесообразно, чтобы управляющие сигналы передавались через шину 21 передачи тормозных данных. Тормозной управляющий блок 20 на входе связан с обслуживаемыми машинистом задающими устройствами 22 пульта машиниста, как-то: выключателем "движение-торможение", задающим скорость, вращательный момент или усилие торможения, тормозным рычагом тормоза прямого действия (тормоза локомотива), тормозным рычагом тормоза косвенного действия (тормоза поезда), устройством уставки вида торможения (электрический тормоз, пневмомеханический тормоз, одновременное взаимодействие электрического и механического тормозов) и устройствами для задания команд "активирование тормозов с пружинным энергоаккумулятором", "активирование очистных колодок", "активирование устройств для смазки колесного гребня" и "активирование устройства для посыпания песком".

Кроме того, на входе тормозной управляющий блок 20 принимает сигналы устройства 23 учета данных о текущем состоянии состава поезда, например сигналы о типе поезда (товарный, пассажирский, скорый пассажирский поезд, его длина, масса поезда), сигналы о скорости движения поезда и сигналы о режиме торможения. Данные сигналы могут передаваться, например, по многофункциональной шине транспортного средства, связанной с прибором управления поездом.

При этом важно, чтобы клапан 3 торможения поезда, а также клапаны 8, 10 торможения локомотива работали по принципу замкнутого тока, т.е. чтобы из воздушной магистрали воздух удалялся через тормозной клапан 3 поезда в случае нарушения питающего напряжения или чтобы через тормозные клапаны 8, 10 локомотива продувались тормозные цилиндры при нарушении питающего напряжения. В результате удаления воздуха или продувки происходит принудительное экстренное торможение.

Важно также, чтобы в памяти тормозного управляющего блока 20 хранилась информация, обеспечивающая объединение сигналов задающего устройства 22 с сигналами из устройства 23. Так, например, поданная машинистом локомотива команда торможения приводится в соотношение с текущей скоростью движения с тем, чтобы предупредить перегрузку тормозов и обеспечить "защиту от пневматического скольжения" (регулирование давления в тормозном цилиндре с учетом защиты от пневматического скольжения). Кроме этого тормозной управляющий блок 20 задает временной градиент давления, создаваемого в тормозных клапанах 8, 10 локомотива в зависимости от длины, массы и типа поезда.

На фиг. 2 показана связь отдельных конструктивных блоков локомотива посредством контура безопасности. Тормозной управляющий блок 20, прибор 26 управления поездом, оба обслуживаемые машинистом задающие устройства (клапаны экстренного торможения) 22, 27, оба клапана 31, 32 принудительного торможения и тормозные клапаны локомотива на обеих тележках 17, 28 соединены между собой в виде кольцевой последовательной схемы посредством контура 29 безопасности и мониторинг-блока 30. Мониторинг-блок 30 постоянно подпитывает током контур безопасности 29 и следит за расходом тока. Последовательно подсоединенное релейные контакты, связанные с отдельными конструктивными блоками и управляемые ими, так сказать находящиеся под их контролем, в случае, например, аварии, показывают, что контур 29 безопасности нарушен, если неисправность возникает в конструктивных блоках. Таким образом прекращается протекание тока по контуру безопасности, и мониторинг-блок 30 вызывает экстренное торможение, причем тормозные клапаны локомотива на тележках 17, 28 в обесточенном состоянии создают в тормозном цилиндре максимальное давление, а автоматические тормозные клапаны 31, 32 максимально быстро отводят воздух из основной воздушной линии 4 (принцип замкнутого тока).

Для обеспечения безопасности тормозные клапаны локомотива на тележках 17, 28 создают максимальное давление в тормозном цилиндре, а автоматические тормозные клапаны 31, 32 удаляют воздух из основной воздушной линии 4 (и в результате чего вызывают экстренное торможение), даже в том случае, если они изолированы от источника напряжения, например вследствие обрыва кабеля или при нарушении пи тания локомотива напряжением.

Предлагается тормозная система локомотива, содержащая трубопровод 1 главного воздушного баллона, питаемый воздушной компрессорной установкой 2, и воздушную магистраль 4, питаемую воздушной компрессорной установкой 2 через тормозной клапан 3 поезда. К каждой тележке 17 подведены две линии сжатого воздуха, в частности первая линия сжатого воздуха 24, связанная через запорный клапан 7, обратный клапан 5 и воздухосборник 6 с трубопроводом 1 главного воздухосборника и обеспечивающая питание тормозных клапанов 8, 10 локомотива для приведения в действие тормозов 9, 11 тележки, и вторая линия 25 сжатого воздуха, непосредственно связанная с трубопроводом 1 главного воздухосборника и обеспечивающая питание устройства 12 управления тормозов с пружинным энергоаккумулятором, и/или устройства 13 управления очистной колодкой 15, и/или устройства 14 управления устройством 16 смазки колесного гребня. Управление производится через центральный, электронный тормозной управляющий блок 20 и шину 21 передачи тормозных данных. На вход тормозного управляющего блока 20 поступают сигналы от обслуживаемых машинистом задающих устройств 22, 27 и сигналы от устройства 23 учета текущих параметров такого типа, как длина и масса поезда, скорость движения и режим торможения. Техническим результатом является упрощение электрической схемы локомотива. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Тормозная система локомотива, содержащая трубопровод 1 главного воздушного баллона, питаемого воздушно-компрессорной установкой 2, и основную воздушную магистраль 4, питаемую через тормозной клапан 3 поезда воздушно-компрессорной установкой 2, отличающаяся тем, что к каждой тележке 17, 28 подведены две линии сжатого воздуха, а именно, первая линия 24 сжатого воздуха, сообщенная через запорный клапан 7, обратный клапан 5 и воздухосборник 6 с трубопроводом 1 главного воздушного баллона и обеспечивающая питание тормозных клапанов 8, 10 локомотива для приведения в действие тормозов 9, 11 тележки, и вторая линия 25 сжатого воздуха, напрямую связанная с трубопроводом 1 главного воздушного баллона и обеспечивающая питание устройства 12 управления тормозом с пружинным энергоаккумулятором, и/или устройства 13 управления очистной колодкой 15, и/или устройства 14 управления устройством 16 смазки колесного гребня, при этом управление тормозным клапаном 3 поезда, тормозными клапанами 8, 10 локомотива и приведение в действие устройства 12 управления тормозом с пружинным энергоаккумулятором, и/или устройства 13 управления очистной колодкой 15, и/или устройства 14 управления устройством 16 смазки колесного гребня происходит через центральный, электронный тормозной управляющий блок 20 и шину 21 передачи данных о торможении, а тормозной управляющий блок 20, принимающий на входе сигналы из задающих устройств 22, 27, выполнен управляемым машинистом локомотива и сигналами от устройства 23 учета текущих параметров, такого типа, как длина и масса поезда, скорости движения и режима торможения. 2. Тормозная система по п.1, отличающаяся тем, что тормозной управляющий блок 20 хранит информацию, которая вызывает объединение сигналов из задающих устройств 22, 27 с сигналами из устройства 23 учета текущих параметров. 3. Тормозная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что тормозной управляющий блок 20, прибор 26 управления поездом, задающие устройства 22, 27 в кабине машиниста и на тележках 17, 28 связаны между собой посредством контура 29 безопасности, при этом при нарушении одного из этих конструктивных блоков происходит отключение контура безопасности, после чего возможно инициирование экстренного торможения посредством мониторинг-блока 30.