ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, СПОСОБ ЕГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ, РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2014 года по МПК B60T8/17 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электропневматическому тормозному механизму рельсового транспортного средства, содержащему электронное вычислительное устройство защиты от проскальзывания для сохранения коэффициента сцепления между колесом и рельсом посредством настройки присоединенных к ним и сопряженных с каждым тормозным цилиндром клапанов защиты от проскальзывания. Изобретение относится к способу функционирования электропневматического тормозного механизма, а также к компьютерному программному продукту. Рельсовое транспортное средство, оснащенное электропневматическим тормозным механизмом в соответствии с изобретением, также является предметом изобретения.

Уровень техники

Область применения изобретения распространяется на рельсовые транспортные средства, торможение которых осуществляется посредством давления воздуха. Для этой цели на один или несколько пневматических тормозных цилиндров/исполнительных органов посредством тормозного клапана, к примеру, увеличивающего объем ускорительного клапана, подается имеющееся в запасе в рельсовом транспортном средстве, прикладываемое к тормозной колодке, приводное усилие. Это осуществляется посредством пневматической регулировки торможения по мере электрической подачи заданного значения с центрального поста управления поездом. Расчет заданного значения для тормозных клапанов осуществляется при этом посредством электронного устройства управления торможением. Наряду с этим в современных электропневматических тормозных механизмах предусмотрено также вычислительное устройство защиты от проскальзывания, которое в зависимости, по меньшей мере, от одного поданного от датчика защиты от проскальзывания сигнала скорости вращения регулирует проскальзывание колес, по меньшей мере, одной оси или при помощи средств контроля роликов регистрирует скорость вращения колес. Составной частью современного тормозного механизма является также вычислительное устройство контроля ходового механизма, которое служит для диагностики ходового механизма применительно к критическим состояниям или повреждениям, таким, к примеру, как сход с рельсов, перегретые подшипники и т.д.

Из DE 10 2005 010 118 А1 известен электропневматический тормозной механизм в соответствии с оригинальной версией. При этом блок управления защиты от проскальзывания интегрирован в отдельный электронный прибор управления торможением. К нему со стороны входа присоединены датчики для определения скорости вращения колес в данный момент времени. Устройство управления торможением сравнивает скорость колеса со скоростью рельсового транспортного средства в данный момент времени и, таким образом, распознает проскальзывание колеса, В этом случае прикладываемое к тормозной колодке приводное усилие для приведения в соответствие уменьшается посредством электропневматических клапанов защиты от проскальзывания. Этот механизм защиты от проскальзывания в современных рельсовых транспортных средствах активизируется не только во время нормального процесса торможения, но должен функционировать также и при экстренном торможении. Как правило, давление в тормозном цилиндре для экстренного торможения создается чисто пневматически, независимо от электронных устройств. Устройство защиты от проскальзывания в принципе выполняет при этом функцию регулятора давления, причем клапаны защиты от проскальзывания могут рассматриваться в качестве исполнительных органов.

В электропневматических тормозных механизмах известного уровня техники устройство защиты от проскальзывания расположено обычно отдельно от стандартного устройства управления тормозным механизмом для рабочего торможения. На каждый вагон или на каждую поворотную тележку питающее давление аналогично заданному значению на нужный тормозной цилиндр снижается. Если результирующее замедление должно устанавливаться не посредством контакта между колесом и рельсом, то на прикладываемое к тормозной колодке приводное усилие оказывается воздействие посредством независимого устройства защиты от проскальзывания. В случае экстренного торможения устройство управления тормозным механизмом обходится и пневматически согласованное с фактическим весом транспортного средства усилие экстренного торможения вводится в тормозной цилиндр. Функция устройства защиты от проскальзывания такая же, как и во время нормального рабочего торможения. Так как устройство защиты от проскальзывания в состоянии уменьшать прикладываемое к тормозной колодке приводное усилие и во время экстренного торможения, то оно должно отвечать высокому уровню требований по технике безопасности, чтобы обеспечивать необходимый уровень безопасности и при таком варианте функционирования.

В качестве недостатков известного уровня техники выявили себя высокие, в частности, технические затраты на вычислительную технику, которые необходимы для реализации нормальной функции рабочего торможения, устройства защиты от проскальзывания и дополнительно контроля за транспортным средством. Дополнительно возникают затраты на технические конструктивные элементы в форме клапанов и датчиков.

Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является создание функционально интегрированного электропневматического тормозного механизма, а также способа его функционирования, который выполняет, по меньшей мере, основную функцию рабочего торможения и защиты от проскальзывания с небольшими затратами на техническое исполнение соответствующих приборов.

Задача решается в электропневматическом тормозном механизме в соответствии с признаками пункта 1 формулы изобретения. С точки зрения технического осуществления способа задача решается в соответствии с пунктом 7 формулы изобретения. Компьютерный программный продукт описан в пункте 11 формулы изобретения. Соответствующие, зависимые пункты формулы изобретения выявляют предпочтительные варианты усовершенствования изобретения.

Вычислительное устройство защиты от проскальзывания электропневматического тормозного механизма имеет электрический вход для подачи заданного значения торможения функции рабочего торможения и, что к клапанам защиты от проскальзывания дополнительно последовательно подключено по одному датчику давления для регистрации прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия, измеренные значения которого, в случае необходимости, подаются на вход вычислительного устройства защиты от проскальзывания, чтобы использовать вычислительное устройство защиты от проскальзывания дополнительно для регулировки прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия рабочего тормозного механизма. Для случая, когда отказываются от датчика давления/датчиков давления, вычислительное устройство защиты от проскальзывания оказывается в состоянии на основании заданного значения торможения или замедления и с помощью помещенных на осях/на поворотной тележке/на колесах датчиков скорости таким образом настраивать/регулировать прикладываемое к тормозной колодке приводное усилие, чтобы получающееся в результате этого замедление соответствовало заданному значению замедления транспортного средства.

Преимущество решения в соответствии с изобретением состоит в том, что система защиты от проскальзывания электропневматического тормозного механизма также привлекается к регулировке рабочего тормозного механизма. Так как, в принципе, механизм защиты от проскальзывания представляет собой полноценный регулятор, то уже имеются предпосылки касательно технического обеспечения. Решение в соответствии с изобретением может быть преобразовано посредством незначительных модификаций в отношении создания дополнительных входов для сигналов и соответствующих технических изменений обработки сигналов с действительно небольшими затратами. Посредством решения в соответствии с изобретением осуществляется, к тому же, прямое регулирование прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия / регулирование замедления, результатом чего является повышенное качество регулировки.

В предпочтительном варианте вычислительное устройство защиты от проскальзывания для регулировки прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия должно настраивать клапаны защиты от проскальзывания в качестве исполнительных элементов. Таким образом, отказываются также и от дополнительных тормозных клапанов для реализации рабочего тормозного механизма.

Для экстренного торможения, предлагается, чтобы во время экстренного торможения вычислительное устройство защиты от проскальзывания не принимало во внимание переданное со стороны центрального поста управления поездом заданное значение торможения. Через дополнительный электрический вход фактическое значение нагрузки подается на вычислительное устройство защиты от проскальзывания и в качестве альтернативы используется для торможения в качестве зависящего от нагрузки дублирующего заданного значения. Таким образом, и функцию зависящего от нагрузки экстренного торможения простым способом можно интегрировать в принцип решения в соответствии с изобретением.

В нагнетательном трубопроводе между выполненным с возможностью пополнения резервуаром питающего давления и клапанами защиты от проскальзывания расположены технические средства в форме клапанов для ограничения питающего давления, максимально подаваемого к клапанам защиты от проскальзывания со стороны подачи давления. Такие технические средства в форме клапанов могут использоваться, к примеру, в качестве клапанов ограничения давления для пневматического ограничения или в качестве непрерывного ускорительного клапана нажатия тормозных колодок для непрерывного действия.

Способ функционирования такого электропневматического тормозного механизма основывается на работе расширенного за счет соответствующих электрических входов вычислительного устройства защиты от проскальзывания, чтобы он был переведен в положение, при котором дополнительно к защите от проскальзывания могло бы регулироваться и прокладываемое к тормозной колодке приводное усилие рабочего тормозного механизма. Этот способ может быть преобразован внутри вычислительного устройства защиты от проскальзывания за счет соответствующих, заложенных в программное обеспечение, сигналов управления, которые в форме компьютерного программного продукта далее могут вводиться в память электронных запоминающих устройств вычислительных устройств защиты от проскальзывания.

Электропневматический тормозной механизмам для выполнения функции в соответствии с изобретением можно с успехом расположить в рельсовом транспортном средстве на каждой оси, на каждой поворотной тележке или в каждом вагоне.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 демонстрирует схематичное изображение блок-схемы электропневматического тормозного механизма с вычислительным устройством защиты от проскальзывания рельсового транспортного средства с четырьмя осями.

Осуществление изобретения

В соответствии с фигурой 1 электропневматический тормозной механизм содержит вычислительное устройство 1 защиты от проскальзывания. Традиционное устройство управления торможением отсутствует. Вычислительное устройство 1 защиты от проскальзывания служит в первую очередь для сохранения коэффициента сцепления между колесом и рельсом посредством электрической настройки последовательно подключенных клапанов 2а - 2d защиты от проскальзывания, которые также служат для подачи сжатого воздуха соответственно на каждый сопряженный тормозной цилиндр 3а - 3d.

Вычислительное устройство 1 защиты от проскальзывания снабжено электрическим входом 4 для подачи заданного значения c_soll торможения / замедления со стороны - не изображенного более детально - поста управления рельсового транспортного средства. Со стороны управляющей магистрали клапанов 2а - 2d защиты от проскальзывания расположены датчики 5 давления для регистрации приводного усилия, прикладываемого к тормозной колодке. Электрические измерительные сигналы датчиков 5 давления также направляются на вход вычислительного устройства 1 защиты от проскальзывания. Датчики 5 давления могут образовывать с каждым сопряженным клапаном 2а - 2d защиты от проскальзывания конструктивный узел в форме клапана 6 регулятора давления. За счет заданного значения торможения, а также фактически прилагаемого к тормозной колодке приводного усилия на каждый тормозной цилиндр 3а - 3d вычислительное устройство 1 защиты от проскальзывания - которое с точки зрения техники вычисления представляет собой полноценный регулятор - в состоянии дополнительно к функции защиты от проскальзывания брать на себя и регулировку прилагаемого к тормозной колодке приводного усилия рабочего тормозного механизма.

В рамках данной функциональности вычислительное устройство 1 защиты от проскальзывания с целью регулировки прилагаемого к тормозной колодке приводного усилия настраивает клапана 2а - 2d защиты от проскальзывания в качестве исполнительных элементов, чтобы подавать необходимое прилагаемое к тормозной колодке приводное усилие на тормозные цилиндры 3а - 3d.

Для перевода функции экстренного торможения вычислительное устройство 1 защиты от проскальзывания настроено таким образом, что заданное со стороны центрального устройства управления поездом значение c_soll торможения не принималось во внимание, а вместо этого вычислительное устройство 1 защиты от проскальзывания для альтернативного использования зависящего от нагрузки дублирующего заданного значения T_ist осуществляло бы экстренное торможение в соответствии с данным значением. Для этой цели вычислительное устройство 1 защиты от проскальзывания снабжено дополнительным электрическим входом 7.

Для ограничения питающего давления, максимально подаваемого к клапанам 2а - 2d защиты от проскальзывания со стороны подачи давления, между питаемым от магистрали 8 главного воздушного баллона резервуаром 9 питающего давления и присоединительным элементом клапанов 2а - 2d защиты от проскальзывания со стороны подачи давления в отходящий от центра резервуара 9 питающего давления нагнетательный трубопровод 10 введены технические средства в форме клапанов для ограничения давления. Эти технические средства в форме клапанов в соответствии с представленным альтернативным вариантом могут быть выполнены как клапана 11b ограничения давления. В соответствии с другим альтернативным вариантом средства для ограничения питающего давления, максимально подаваемого к клапанам 2а - 2d защиты от проскальзывания со стороны подачи давления, могут быть выполнены также как непрерывный ускорительный клапан 11 с нажатия тормозных колодок.

Описанный выше электропневматический тормозной механизм установлен в вагоне рельсового транспортного средства с целью осуществления процесса торможения всех колес.

Изобретение не ограничивается описанным выше предпочтительным примером осуществления. Возможны также модификации данного примера осуществления изобретения, которые также входят в область охранительного права последующей формулы изобретения. Так, к примеру, возможно также устанавливать электропневматический тормозной механизм на каждой оси или на каждой поворотной тележке рельсового транспортного средства. Далее могут быть использованы и другие варианты ограничения максимального давления, если они пригодны для использования с сопряженными клапанами 2а - 2d защиты от проскальзывания.

Перечень ссылочных позиций

1 вычислительное устройство защиты от проскальзывания

2 клапан защиты от проскальзывания

3 тормозной цилиндр

4 электрический вход

5 датчик давления

6 клапан регулятора давления

7 электрический вход

8 магистраль главного воздушного баллона

9 резервуар питающего давления

10 нагнетательный трубопровод

10а технические средства в форме клапанов

11b клапан ограничения давления

11с ускорительный клапан

12 датчик скорости колеса

Изобретение относится к области управления торможением рельсового транспортного средства. При экстренном торможении вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания не принимает во внимание поданное со стороны центрального поста управления поездом заданное значение (C_sol) торможения, причем вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания для альтернативного использования зависящего от нагрузки дублирующего заданного значения (T_ist) имеет электрический вход (7) для подачи фактического значения нагрузки. Достигается интеграция функции экстренного торможения в систему торможения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электропневматический тормозной механизм рельсового транспортного средства, содержащий электронное вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания для сохранения коэффициента сцепления между колесом и рельсом посредством настройки присоединенных к ним и сопряженных с каждым тормозным цилиндром (3а-3d) клапанов (2а-2d) защиты от проскальзывания, отличающийся тем, что вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания имеет электрический вход (4) для подачи заданного значения (C_soll) торможения/замедления, и предусмотрены сенсорные средства для регистрации важных с точки зрения процесса торможения параметров состояния транспортного средства, измеренные значения которых также подаются на вход вычислительного устройства (1) защиты от проскальзывания для использования вычислительного устройства (1) защиты от проскальзывания для регулировки прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия рабочего тормозного механизма, причем во время экстренного торможения вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания не принимает во внимание поданное со стороны центрального поста управления поездом заданное значение (C_soll) торможения, причем вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания для альтернативного использования зависящего от нагрузки дублирующего заданного значения (T_ist) имеет электрический вход (7) для подачи фактического значения нагрузки.

2. Электропневматический тормозной механизм по п.1, отличающийся тем, что к клапанам (2а-2d) защиты от проскальзывания последовательно подключены датчики (5) давления для регистрации прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия, измеренные значения которого также подаются на вход вычислительного устройства (1) защиты от проскальзывания.

3. Электропневматический тормозной механизм по п.1, отличающийся тем, что вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания для регулировки прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия выполнено с возможностью настраивания клапанов (2а-2d) защиты от проскальзывания в качестве исполнительных элементов.

4. Электропневматический тормозной механизм по п.1, отличающийся тем, что в нагнетательном трубопроводе (10) между резервуаром (9) питающего давления и клапанами (2а-2d) защиты от проскальзывания расположены технические средства (11) в виде клапанов для ограничения питающего давления, максимально подаваемого к клапанам (2а-2d) защиты от проскальзывания со стороны подачи давления.

5. Электропневматический тормозной механизм по п.4, отличающийся тем, что средства для ограничения питающего давления, максимально подаваемого к клапанам (2а-2d) защиты от проскальзывания со стороны подачи давления, выполнены в виде клапанов (11) ограничения давления.

6. Электропневматический тормозной механизм по п.4, отличающийся тем, что средства для ограничения питающего давления, максимально подаваемого к клапанам (2а-2d) защиты от проскальзывания со стороны подачи давления, выполнены в виде непрерывного ускорительного клапана (11) нажатия тормозных колодок.

7. Способ функционирования электропневматического тормозного механизма рельсового транспортного средства, при котором используют электронное вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания для сохранения коэффициента сцепления между колесом и рельсом посредством настройки присоединенных к ним и сопряженных с каждым тормозным цилиндром (3а-3d) клапанов (2а-2d) защиты от проскальзывания, отличающийся тем, что на вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания через электрический вход (4) подают заданное значение (C_soll) торможения и используют сенсорные средства для регистрации важных с точки зрения процесса торможения параметров состояния транспортного средства для использования вычислительного устройства (1) защиты от проскальзывания для регулировки прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия рабочего тормозного механизма, причем во время экстренного торможения вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания не принимает во внимание поданное со стороны центрального поста управления поездом заданное значение (C_soll) торможения, причем вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания для альтернативного использования зависящего от нагрузки дублирующего заданного значения (T_ist) имеет электрический вход (7) для подачи фактического значения нагрузки.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что с клапанами (2а-2d) защиты от проскальзывания сопряжены датчики (5) давления для регистрации прилагаемого к тормозной колодке приводного усилия, измеренное значение которого подают на вход вычислительного устройства (1) защиты от проскальзывания.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что посредством вычислительного устройства (1) защиты от проскальзывания для регулировки прикладываемого к тормозной колодке приводного усилия клапаны (2а-2d) защиты от проскальзывания настраивают в качестве исполнительных элементов.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что во время экстренного торможения поданное на вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания заданное значение (C_soll) торможения не принимают во внимание и на вычислительное устройство (1) защиты от проскальзывания для альтернативного использования зависящего от нагрузки дублирующего заданного значения (T_ist) через дополнительный электрический вход (7) подают фактическое значение нагрузки.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что осуществляют ограничение питающего давления, максимально подаваемого к клапанам (2а-2d) защиты от проскальзывания со стороны подачи давления.

12. Рельсовое транспортное средство, каждая ось, каждая поворотная тележка или каждый вагон которого оснащены электропневматическим тормозным механизмом по одному из предыдущих пп.1-6.