СПОСОБ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ БУКС ДВИЖУЩЕГОСЯ ПОЕЗДА Российский патент 2008 года по МПК B61K9/04 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматизированного контроля технического состояния букс подвижного состава железнодорожного транспорта.

Буксовые узлы вагонов и локомотивов являются предметом для особого контроля. Актуальность проблемы контроля особенно повысилась в связи с удлинением тяговых плеч и гарантийных участков безостановочного следования грузовых вагонов без технического обслуживания на промежуточных ПТО (пунктах технического обслуживания).

Известно устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортного средства [1], включающее электронную метку, выполненную с возможностью дистанционной передачи информации на напольные устройства, размещенные вдоль следования транспортных средств, и связанную с термодатчиком с помощью двух электропроводных элементов, подключенных к цепи задания кода сигнала электронной метки.

Осуществление контроля таким устройством затруднено в период неблагоприятных погодных условий, особенно в снегопад. Снег (или грязь) забивает электронную метку и дистанционная передача информации осуществляется с большой погрешностью в измерении.

Известно также устройство для контроля перегрева букс транспортного средства [2], содержащее закрепленный на буксе цилиндр с поршнем, в одной из торцевых стенок которого выполнено отверстие для штока поршня. В стенке цилиндра имеется отверстие для соединения с тормозной магистралью и термочувствительный элемент. В полости цилиндра поршень подпружинен с обратной стороны штока, на который нанесена светящаяся метка. Поршень закреплен в нижнем положении термочувствительным элементом из легкоплавкого материала, а в теле поршня выполнен клапан прямого действия, отрегулированный на определенное давление, и соединен через тормозную магистраль с атмосферой.

Недостатком данного устройства является то, что светящаяся метка находится в поле зрения лишь обходчиков, когда они находятся рядом с составом, а машинист может ее обнаружить только при остановке состава. Но не всегда складываются благоприятные для остановки поезда условия.

В настоящее время на российских железных дорогах используются системы определения температуры букс «ПОНАБ», «Диск», «КТСМ» [3]. Последняя представляет микропроцессорные устройства и отличается оригинальной конструкцией малогабаритных напольных камер (болометров), инфракрасная оптика которых сориентирована на буксы. В помещении дежурного по станции устанавливается компьютер. В тот момент, когда напольные устройства заканчивают осмотр проходящего по перегону поезда, компьютер оповещает, что прошел поезд с таким-то номером. На мониторе текстом сообщается результат обследования буксовых узлов. Информация о перегретой буксе передается через речевую связь машинисту, который принимает решение: либо двигаться дальше на пониженной скорости, либо остановить состав.

Такая система дистанционного измерения температуры букс имеет ряд недостатков: неблагоприятные погодные условия (дождь, снег, туман) препятствуют дистанционному измерению температуры и вносят большую погрешность; существует «паразитическая засветка солнцем», когда букса нагревается сама по себе; расположение устройства вблизи станции отрицательно влияет на результаты измерений, так как поезда при подходе к станции существенно снижают скорость, что влечет за собой снижение нагрева букс, особенно зимой. В системе КТСМ существуют затруднения по определению температуры и типа подшипника из-за нескольких порогов определения температуры.

Известны способы определения температуры букс по системе «Пальма» [4], основанные на радиочастотной модуляции сигнала, позволяющие при облучении внешним радиополем пассивных меток принять информацию о температуре букс. Основу системы образует облучающая считывающая аппаратура. В ее состав входят считыватель с антенной и кодовый бортовой датчик, представляющий собой пассивный элемент, не содержащий источника питания. Необходимая для его работы энергия поступает от считывателя в виде электромагнитного сигнала. Кодовый бортовой датчик имеет конструкцию, позволяющую устанавливать его на борт транспортного средства только один раз, что предохраняет его от несанкционированного перекодирования. При проходе поезда мимо пункта считывания системы «Пальма» срабатывают датчики фиксации прохода колес, что приводит к излучению питающего СВЧ-сигнала. Считанная информация вместе с данными о срабатывании колесных датчиков передается в станционный концентратор информации линейного уровня.

Недостатком способа является то, что необходим достаточно высокий уровень внешнего радиоизлучения, зависимого от погодных условий; и, кроме того, при быстром движении поезда не хватает времени для накопления-энергии, необходимой для осуществления ответа.

Наиболее существенным недостатком всех известных способов является передача информации по проводной связи, проведение которой требует больших финансовых вложений и трудозатрат.

Предлагаемый способ мониторинга состояния букс движущегося поезда направлен на решение следующих задач:

- повышение точности контроля технического состояния букс движущегося поезда;

- простота реализации и надежность;

- снижение трудоемкости определения местонахождения перегретой буксы;

- непрерывность мониторинга в процессе движения поезда.

Поставленные задачи решаются тем, что в способе мониторинга состояния букс движущегося поезда, заключающемся в измерении параметров состояния букс и передаче полученной информации машинисту локомотива для принятия оперативного решения, буксы, подлежащие контролю, снабжают активными приемопередатчиками, установленными на внешней стороне крышки буксы. Источником питания приемопередатчика служит закрепленный на торце оси колесной пары диск с магнитами, расположенный напротив обмотки проводов, выполненной в виде лепестков на внутренней стороне крышки буксы. При движении колесной пары диск с магнитами начинает вращаться и создает индукцию (работает как генератор).

Приемопередатчик считывает информацию о состоянии букс и ретранслирует сигнал от каждой буксы на индикаторное устройство, находящееся на рабочем месте машиниста локомотива, по радиоканалу беспроводной связи в процессе всего движения поезда с заданным интервалом времени.

Поскольку каждый приемопередатчик имеет свой встроенный номер, то можно однозначно сказать, какая букса перегрета. Это важно, поскольку в настоящее время существует два типа букс, у каждой из которых разная допустимая температура нагрева. Если для одного типа букс условная температура является допустимой, то для другого - это уже перегрев.

Информация о температурном режиме букс поступает машинисту локомотива на индикаторное устройство типа «alarm» (будильник), где и отображается сигнал тревоги при перегреве букс.

Кроме информации о температурном режиме букс предлагаемый способ позволяет получать информацию о скорости вращения колесной пары и контролировать тормозную систему всего поезда и каждой колесной пары. Если в воздушной магистрали тормозной системы поезда на каком-то участке произошло засорение, то распространение воздуха на этом участке замедляется, что фиксируется с помощью генератора. Меняются энергия, форма и характеристики электрического сигнала, вырабатываемого генератором. Информацию об этих изменениях с помощью приемопередатчиков можно передать машинисту локомотива. По номеру приемопередатчика определяют на уровне какого вагона возникла проблема.

За счет вращения диска с магнитами на оси колесной пары снимается информация не только о том, с какой скоростью вращается колесная пара, но и определяется состояние, когда колесо не крутится (например, состав встал). Используя этот сигнал для перевода приемопередатчика в режим «slip» (спать), можно осуществлять экономию, т.к. приемопередатчики в этом режиме энергию не потребляют.

Таким образом, процесс мониторинга состояния буксы транспортного средства может осуществляться непрерывно в состоянии движения транспортного средства, на любой скорости и позволяет получать сведения о перегреве букс, состоянии тормозной системы и скорости вращения колесных пар.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 - общая схема мониторинга состояния букс,

Фиг.2 - схема источника питания приемопередатчика.

Фиг.3 - схема обмотки проводов, выполненной в виде лепестков, на внутренней стороне крышки буксы.

Способ мониторинга состояния букс осуществляется с помощью сети активных приемопередатчиков (1), расположенных на крышках букс и индикаторного устройства в кабине машиниста локомотива (2). Источником питания приемопередатчика является генератор, состоящий из диска с магнитами (4), размещенного на конце оси колесной пары (6) напротив обмотки проводов (5), выполненной в виде лепестков на внутренней стороне крышки буксы.

Осуществляется способ следующим образом.

Система работает только во время движения поезда. При движении поезда генератор (источник питания) вырабатывает энергию и, когда ее становится достаточно для запуска приемопередатчика, последний включается и начинает считывать информацию с датчиков о состоянии контролируемой буксы. Для каждого типа буксы задается свой предел температуры. Передача зафиксированной информации идет не постоянно, а с заданным интервалом (не менее одного раза во время движения поезда) по радиоканалу беспроводной связи машинисту локомотива. В кабине машиниста установлено индикаторное устройство, где и отображается переданная информация, необходимая для принятия оперативного решения.

Таким образом, реализация предлагаемого изобретения позволяет осуществлять процесс мониторинга состояния букс непрерывно в процессе движения, на любой скорости, и позволяет получать сведения о перегреве букс, состоянии тормозной системы и скорости вращения колесных пар.

Источники информации

1. RU 2220866, 6 B61K 9/04.

2. RU 2096220, 6 B61K 9/04.

3. «В поисках горячей буксы». Общероссийская транспортная газета «Гудок», 25.04.2006.

4. ЮНИСКАН/GSI RU SSIA, сайт: www.gslru.org.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматизированного контроля технического состояния букс подвижного состава железнодорожного транспорта. Способ осуществляют с помощью активных приемопередатчиков, установленных на внешней стороне крышки буксы. Источником питания приемопередатчика служит закрепленный на торце оси колесной пары диск с магнитами, расположенный напротив обмотки проводов, выполненной в виде лепестков на внутренней стороне крышки буксы. Приемопередатчики считывают и передают информацию о состоянии букс на индикаторное устройство машинисту локомотива по радиоканалу беспроводной связи на протяжении всего времени движения поезда с заданным интервалом времени. Технический результат заключается в повышении точности контроля технического состояния букс движущегося поезда. 3 ил.

Способ мониторинга состояния букс движущегося поезда, заключающийся в измерении параметров состояния букс и передаче полученной информации машинисту локомотива для принятия оперативного решения, отличающийся тем, что буксы, подлежащие контролю, снабжают активными приемопередатчиками, расположенными на внешней стороне крышки буксы, в комплекте с источником питания, состоящим из диска с магнитами, размещенного на конце оси колесной пары напротив обмотки проводов, выполненной в виде лепестков на внутренней стороне крышки буксы, с помощью которых считывают и передают информацию о состоянии букс на индикаторное устройство машинисту локомотива по радиоканалу беспроводной связи на протяжении всего времени движения поезда с заданным интервалом времени.