МНОГОТИПОВОЙ ТРЕНАЖЕРНЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2010 года по МПК B60C9/00 

Изобретение относится к области тренажерной техники, в частности к устройствам по изучению режимов управления автотормозами железнодорожного подвижного состава, и может быть использовано для повышения эффективности и качества обучения специалистов и работников железнодорожного транспорта. Предлагаемый тренажерный комплекс предназначен для изучения устройства и работы автотормозов подвижного состава.

В результате проведенного патентного поиска прямых аналогов заявляемого тренажерного комплекса не найдено.

Известно, что изучение устройства и работы автотормозов является наиболее сложным разделом в программе подготовки и повышения квалификации специалистов и работников железнодорожного транспорта, связанных с эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом подвижного состава. В свою очередь от знания устройства и алгоритмов управления автотормозами напрямую зависит безопасность движения, а также жизнь и здоровье людей, участвующих в перевозочном процессе.

Задача изобретения заключается в разработке многотипового тренажерного комплекса для:

- профессиональной подготовки специалистов и работников железнодорожного транспорта по изучению работы автотормозов подвижного состава;

- оценки влияния конструктивных особенностей пневматического оборудования локомотивов и вагонов, а также управляющих действий операторов на процессы в тормозной системе;

- отработки практических навыков управления автоматическими тормозами в процессе движения и т.п.

Многотиповой тренажерный комплекс «ТОРВЕСТ-Пневмо» может работать в двух режимах:

1. Без подключения программного обеспечения и электронных устройств управления (шкаф управления);

2. С подключением программного обеспечения и электронных устройств управления (шкаф управления).

Использование тренажерного комплекса без подключения программного обеспечения и электронных устройств управления позволяет:

- наглядно демонстрировать реальные тормозные приборы и агрегаты, используемые на локомотивах и вагонах различных типов;

- изучать взаимодействие пневматического оборудования при работе в единой системе локомотив - вагон;

- изучать и отрабатывать навыки проверки и регулировки параметров узлов пневматической системы (зарядное давление в тормозной магистрали, темп ликвидации сверхзарядного давления, регулировка давления в цепях управления и др.) в соответствии с требованиями действующих ведомственных инструкций, а также процессы, происходящие в тормозной системе в зависимости от установки режимных переключателей и параметров системы;

- изучать принципы управления автоматическими или электропневматическими тормозами (в зависимости от типа подвижного состава);

Использование тренажера с программным обеспечением и подключением электронных устройств управления позволяет:

- изучать тормозные процессы, происходящие в хвостовой части поезда с числом вагонов в составе до 150;

- анализировать процессы в тормозной сети при различных параметрах тормозной системы (плотность тормозной системы, распределение утечек сжатого воздуха, режимы включения воздухораспределителей и др.) и числе вагонов в составе;

- моделировать движение подвижного состава на затяжном спуске (произвольной величины) в зависимости от режимов управления автотормозами и веса поезда с соблюдением требований безопасности движения с целью отработки навыков рационального управления автоматическими тормозами.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности и качества обучения, а также в сокращении материальных и временных затрат на обучение.

Предлагается многотиповой тренажерный комплекс, содержащий стенды с расположенным на них реальным пневматическим оборудованием и тормозными приборами локомотива и вагона; компрессор для снабжения системы сжатым воздухом; комплект датчиков давления и пневматических клапанов для управления хвостовой частью грузового или пассажирского поезда на основании данных, получаемых при расчете тормозной модели; шкаф управления с расположенной в нем электронной аппаратурой; персональный компьютер с установленным программным обеспечением; систему отображения графической информации (жидкокристаллический монитор или видеопроектор).

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На Фиг.1 представлена структурная схема, на которой показано взаимодействие между элементами многотипового тренажерного комплекса «ТОРВЕСТ-Пневмо», где:

1 - стенд (локомотив) с расположенным на нем реальным пневматическим оборудованием и тормозными приборами локомотива;

2 - стенд (вагон) с расположенным на нем реальным пневматическим оборудованием и тормозными приборами вагона;

3 - тормозные приборы;

4 - датчики давления;

5 - пневматические клапаны;

6 - компрессор для снабжения системы сжатым воздухом;

7 - шкаф управления с расположенной в нем электронной аппаратурой;

8 - компьютер с установленным на нем программным обеспечением;

9 - программное обеспечение;

10 - тормозная модель;

11 - система отображения графической информации (жидкокристаллический монитор или видеопроектор).

На Фиг.2 показан внешний вид многотипового тренажерного комплекса «ТОРВЕСТ-Пневмо».

На Фиг.3 и 4 представлены принципиальные пневматические схемы, где:

12 - главный резервуар (ГР)

13 - тормозная магистраль (ТМ)

14 - уравнительный резервуар (УР)

15 - тормозной цилиндр (ТЦ)

16 - кран машиниста (КРМ)

17 - кран вспомогательного тормоза (КВТ)

18 - воздухораспределители (BP)

19 - электропневматический клапан (ЭПК)

20 - запасный резервуар (ЗР)

21 - автоблокировка тормозная (АБТ)

22 - пневматический кран (КН)

23 - манометр (МН)

24 - кран распределительный (КР)

25 - регулятор давления

26 - датчик давления (Д)

27 - авторежим (АР)

28 - клапан электропневматический (КЭ).

На Фиг.5 представлено главное окно программного обеспечения тренажера.

На Фиг.6 и 7 представлено рабочее окно при работе локомотив - состав. В этом окне отображаются графики процессов, происходящих в различных элементах тормозной сети локомотива и вагона.

На Фиг.8 представлено окно режима «движение по спуску».

Пример осуществления изобретения

Рассмотрим работу многотипового тренажерного комплекса «ТОРВЕСТ-Пневмо» на примере тормозной системы «локомотив - грузовой вагон» (локомотив ВЛ11- полувагон).

При работе тренажера без программного обеспечения необходимо проверить порядок установки ручек разобщительных кранов на лицевой и задней части тренажера и при необходимости установить их в нормальное положение в соответствии с пневматической схемой при системе «локомотив + 1 вагон» (Фиг.3 и 4). Затем включить компрессор 6, зарядить систему сжатым воздухом до установленного давления в главном резервуаре 12 (в зависимости от применяемого типа компрессора) и произвести визуальную проверку на наличие утечек воздуха по соединениям и приборам.

После подготовки тренажера к работе возможно:

регулирование зарядного давления в тормозной магистрали 13.

Вращением регулирующего стакана редуктора крана машиниста 16 производится регулировка зарядного давления в тормозной магистрали 13. При вращении по часовой стрелке давление в тормозной магистрали 13 будет увеличиваться, при вращении в противоположном направлении - снижаться.

Регулирование темпа ликвидации сверхзарядного давления в тормозной магистрали 13 при 2-м положении ручки крана машиниста 16

Проверка темпа ликвидации сверхзарядного давления производится следующим образом:

- ручка крана машиниста 16 переводится в 1-е положение, и производится зарядка уравнительного резервуара 14 до давления 6,5-6,8 кгс/см², и затем ручка крана машиниста 16 переводится во 2-е положение;

- фиксируется время падения давления в тормозной магистрали 13 с 6,0 до 5,8 кгс/см² (согласно инструкции ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277 время ликвидации сверхзарядного давления должно быть в пределах 80-120 сек).

Регулировка производится при помощи стабилизатора крана машиниста. При вращении регулировочного винта стабилизатора по часовой стрелке темп ликвидации сверхзарядного давления будет увеличиваться.

Торможение и отпуск тормозов локомотива краном вспомогательного тормоза 17, усл. №254

Ручка крана вспомогательного тормоза 17 переводится в одно из тормозных положений. При этом происходит наполнение тормозных цилиндров локомотива. Отпуск тормозов производится путем перевода ручки крана вспомогательного тормоза 17 во 2-е (поездное) положение.

Торможение и отпуск тормозов при помощи крана машиниста 16, усл. №394(395)

Служебное торможение производится путем перевода ручки крана машиниста 16 в 5-е положение, и после разрядки уравнительного резервуара 14 на необходимую величину ручка рукоятки крана машиниста (РКМ 18) переводится в 4-е положение. Темп снижения давления в уравнительном резервуаре 14 при служебном торможении: с 5,0 до 4,0 кгс/см² за 4-6 секунд.

Экстренное торможение производится путем перевода ручки рукоятки крана машиниста 18 в 6-е положение. Происходит быстрая разрядка тормозной магистрали 13 и наполнение тормозного цилиндра 15. Темп снижения давления в тормозной магистрали 13 при экстренном торможении: с 5,0 до 1,0 за 3-4 секунды.

Отпуск и зарядка тормозов производится путем перевода рукоятки крана машиниста 18 в 1-е положение, и по достижении необходимого давления в уравнительном резервуаре 14 рукоятка крана машиниста 18 переводится во 2-е (поездное) положение. Допускается использование 2-го положения, но при этом процесс зарядки и отпуска тормозов будет протекать медленнее.

Обрыв тормозной магистрали в поезде

Данную ситуацию можно смоделировать путем поворота ручки концевого крана до момента выпуска воздуха через контрольное отверстие ⌀ 6 мм в корпусе концевого крана. При этом произойдет быстрая разрядка тормозной магистрали 13 вагона и локомотива темпом экстренного торможения, сработают на торможение воздухораспределители 19 у локомотива и вагона, произойдет наполнение тормозного цилиндра 15 локомотива и вагона.

Зависимость величины наполнения ТЦ локомотива от режима включения воздухораспределителя:

- с помощью режимного переключателя, расположенного на передней части BP 18 устанавливается порожний режим (указатель напротив буквы «П»);

- производится торможение с разрядкой УР 14 на величину 0,7-1,3 кгс/см², и по манометру фиксируется величина наполнения ТЦ 15 локомотива;

- производится отпуск тормозов, и BP 18 переводится на другой режим (средний «С» или груженый «Г»);

- производится торможение с разрядкой УР на такую же величину, как при первом торможении, и по манометру фиксируется величина наполнения ТЦ локомотива.

Зависимость величины наполнения ТЦ 15 вагона от загрузки вагона

На грузовых вагонах установлен автоматический регулятор режимов торможения 27 (далее авторегулятор), который предназначен для регулирования давления в ТЦ 15 вагона в зависимости от величины его загрузки. На стенде для имитации загрузки вагона установлен регулировочный винт. Для того чтобы посмотреть зависимость величины наполнения ТЦ 15 вагона от загрузки вагона, необходимо выполнять торможения при различных положениях хвостовика авторегулятора 27 (чем сильнее закручивать хвостовик, тем больше будет наполнение ТЦ 15 при одинаковых ступенях торможения).

Выключение тормозов локомотива из тормозной сети поезда

Перекрывается разобщительный кран, соединяющий ТМ 13 с BP 18 локомотива. Если локомотив был заторможен, то производим принудительный отпуск тормозов при помощи выпускного клапана BP 18, расположенного в правой его части. При последующих торможениях краном машиниста локомотив на торможение срабатывать не будет. При торможении КВТ 17 тормоза локомотива работают в обычном режиме.

Выключение тормозов у отдельной тележки локомотива

Перекрывается разобщительный кран, соединяющий ТЦ1 15 (ТЦ2) и РД1 (РД2). При торможении краном машиниста или КВТ 17 данный тормозной цилиндр или оба цилиндра (если перекрыты оба разобщительных крана) срабатывать на торможение не будут.

Выключение тормозов отдельного вагона

Перекрывается разобщительный кран, соединяющий ТМ 13 и BP 18 вагона. Производится выпуск воздуха из рабочей камеры BP 18 при помощи выпускного клапана. При последующих торможениях тормоза данного вагона срабатывать не будут.

Проверка работы датчика, усл. №418

Производится ступень торможения с разрядкой УР 14 на величину 0,2-0,3 кгс/см². При этом сигнализатор ТМ 13 над краном машиниста и встроенный в корпус датчика, усл. №418, светодиод будут светиться и не гаснуть. При последующей разрядке сигнализатор и светодиод погаснут. При торможении с разрядкой УР 14 на величину, большую 0,3 кгс/см², сигнализатор кратковременно загорается и гаснет.

При работе тренажерного комплекса с использованием программного обеспечения необходимо дополнительно включить электропитание аппаратного шкафа 7, расположенного на задней части стенда, произвести включение персонального компьютера, запустить необходимое программное обеспечение, после чего на экране монитора появится главное окно программного обеспечения тренажера (Фиг.5). Работа с программным обеспечением может проводиться в двух режимах:

- процессы в тормозной сети локомотива и вагона;

- движение состава по спуску.

Тренажер позволяет изучать процессы в тормозной сети как при системе «локомотив + 1 вагон», так и при системе «локомотив + состав». Программное обеспечение при запуске инициализирует систему «локомотив + 1 вагон».

Для перехода оборудования и программного обеспечения тренажера к системе «локомотив + состав» необходимо выполнить последовательность действий:

1) выполнить щелчок левой клавишей мыши на кнопке «Переход вагон №1 - вагон №…».

Необходимо произвести отпуск тормозов в тормозной сети тренажера 2-м положением РКМ 16 при условии №394 (395), что тренажер был заторможен с помощью крана машиниста 16. Если тренажер был заторможен с помощью КВТ 17, то необходимо выполнить отпуск тормозов локомотива.

2) Задать параметры поезда.

В окне «Параметры поезда» необходимо установить нужные значения:

- количество вагонов;

- плотность тормозной сети поезда;

- утечку сжатого воздуха по составу - равномерная, сосредоточенная в голове состава, сосредоточенная в середине состава или сосредоточенная в хвосте состава.

Параметры, которые необходимо задать при выполнении режима «Движение состава по спуску»:

- вес состава;

- уклон;

- ограничение скорости движения по уклону;

- начальная скорость движения.

После ввода параметров поезда необходимо нажать кнопку «Параметры заданы».

3) Выполнить ступень торможения.

4) Перекрыть размыкающий кран между тормозной магистралью локомотива и тормозной магистралью вагона.

5) Выполнить отпуск тормозов локомотива 2-м положением ручки крана машиниста.

6) Установить редуктором крана машиниста необходимое зарядное давление и нажать кнопку «ОК».

7) Дождаться окончания переходных процессов.

8) Тренажер готов к работе при системе «локомотив + состав».

На главном окне программы появится пометка красным цветом «Вагон №…», и кнопка перехода изменит название на «Переход вагон №… - вагон №1». Для перехода оборудования и программного обеспечения тренажера к системе «локомотив + 1 вагон» от системы «локомотив + состав» необходимо выполнить последовательность действий:

1) нажать кнопку «Переход вагон №… - вагон №1» на главном окне программы.

2) Открыть размыкающий кран между тормозной магистралью 13 локомотива и вагона и нажать кнопку «ОК».

3) Дождаться окончания переходных процессов в тормозных сетях локомотива и вагона.

4) Тренажер готов к работе при системе «локомотив + 1 вагон».

На главном окне программы появится пометка красным цветом «Вагон №1», и кнопка перехода изменит название на «Переход вагон №1 - вагон №…». Переход к системе «локомотив + 1 вагон» возможно производить при неработающем программном обеспечении тренажера. Для этого необходимо просто открыть размыкающий кран между тормозной магистралью локомотива и вагона.

Работа с программным обеспечением тренажера

Изучение процессов в тормозной сети локомотива и вагона. Этот режим работы программного обеспечения тренажера предназначен для изучения процессов, происходящих в тормозной сети локомотива и вагона. Режим работает при системе «локомотив+1 вагон» и «локомотив+состав». Для запуска данного режима работы необходимо в главном окне программы нажать кнопку «Процессы в тормозной сети локомотива и вагона». После этого появится рабочее окно (Фиг.6 или Фиг.7 при работе локомотив - состав). В этом окне отображаются графики процессов, происходящих в различных элементах тормозной сети локомотива и вагона. По оси «X» расположено время (сек), по оси «Y» расположено давление (кг/см²). Справа, в окне, отображаются текущие значения давлений в УР, ТМ локомотива, ТЦ локомотива, ЗР вагона, ТМ вагона и ТЦ вагона. Цвет шрифта соответствует цвету графиков на схеме. Кнопка «Пауза» предназначена для остановки процесса отображения графиков давлений в различных элементах тормозной сети локомотива и вагона. Во время паузы появляется возможность детально изучить процессы, происходящие в тормозной сети локомотива и вагона.

Режим работы программного обеспечения тренажера «Движение состава по спуску» предназначен для изучения работы тормозной сети состава при часто повторяющихся торможениях при движении состава по спуску. Работа в данном режиме возможна только при системе «локомотив + состав».

Исходные данные для работы этого режима задаются при переходе к системе «локомотив + состав».

Для запуска режима «Движение состава по спуску» необходимо перейти к системе «локомотив + состав» и нажать кнопку в главном окне программы «Движение состава по спуску». Появится окно режима движение по спуску (см. Фиг.8). После запуска режима состав сразу же начинает движение с начальной заданной скорости. Числовое и графическое отображение давлений в различных элементах тормозной сети локомотива и вагона такое же, как и в режиме «Процессы в тормозной сети локомотива и вагона».

В этом режиме, кроме графиков давлений в различных элементах тормозной сети локомотива и вагона, показаны следующие данные:

- текущая скорость движения;

- ограничение скорости движения по спуску;

- пройденный составом путь;

- время движения;

- вес состава;

- величина уклона.

Управление скоростью движения поезда на спуске производится с помощью крана машиниста (КМ) и крана вспомогательного тормоза (КВТ).

Изобретение относится к устройствам по изучению режимов управления автотормозами железнодорожного подвижного состава. Комплекс содержит стенды с расположенными на них реальным пневматическим оборудованием и тормозными приборами локомотива и вагона, компрессор, комплект датчиков давления и пневматических клапанов, шкаф управления с расположенной в нем электронной аппаратурой, компьютер с установленным на нем программным обеспечением, систему отображения графической информации. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности и качества обучения. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Многотиповой тренажерный комплекс, содержащий стенды с расположенными на них реальным пневматическим оборудованием и тормозными приборами локомотива и вагона, компрессор для снабжения системы сжатым воздухом, комплект датчиков давления и пневматических клапанов для управления хвостовой частью грузового или пассажирского поезда на основании данных, получаемых при расчете тормозной модели, шкаф управления с расположенной в нем электронной аппаратурой, компьютер с установленным на нем программным обеспечением, систему отображения графической информации.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что система отображения графической информации включает жидкокристаллический монитор или видеопроектор.