Способ интеллектуальной диагностики тормозной сети поезда и устройство для его реализации Российский патент 2018 года по МПК B60T17/22 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для диагностики тормозной сети поезда, и может использоваться на локомотивах всех марок и серий, осуществляющих тягу пассажирских и грузовых поездов.

Известно устройство для контроля плотности тормозной магистрали поезда [1], содержащее кран машиниста с контроллером, установленным между тормозной и питательной магистралями, блок измерения плотности тормозной магистрали, один из входов которой соединен с переключателем осей поезда, блок сигнализации, блок управления тягой и тормозами, временной селектор с регулируемой установкой, аналоговый ключ и логический элемент «И». Блок измерения плотности тормозной магистрали выполнен в виде датчика расхода воздуха, на который воздействует подвижная перегородка повторителя.

Недостатками устройства являются сложность конструктивного увязывания устройства с краном машиниста, наличие сложных дорогостоящих датчиков расхода воздуха, отсутствие визуального контроля за состоянием тормозной магистрали.

Известно устройство для контроля плотности тормозной магистрали поезда [2], содержащее датчик давления в тормозной магистрали выходом соединенный с управляющим входом ключевого элемента, имеющего реле, выводами обмотки которого образован упомянутый управляющий вход, генератор импульсов, соединенный одним выходом с информационным входом ключевого элемента, информационный выход которого соединен с входом счетчика импульсов, соединенного с индикатором, задатчик давления в тормозной магистрали и исполнительный блок.

В устройстве после достижения минимальной величины давления включается компрессор, прекращается отсчет импульсов, запускается делитель, который выполняет операцию деления задаваемой пневматической характеристики на число отсчитанных импульсов, и полученный результат в виде числа вагонов выдается на индикатор. Эта информация используется для вычисления исправности тормозной сети поезда и используется при формировании поезда на стоянке.

Однако эта информация недостоверна в условиях эксплуатации при движении поезда, т.к. исходные данные берутся по паспорту вагона, а в реальных условиях утечки на каждом вагоне индивидуальны и существенно отличаются друг от друга (один вагон имеет нулевые утечки, а другой - максимальные, граничащие с неисправностью, угрожающей безопасности движения). Кроме того, результат, выраженный в количестве вагонов, не несет информации о месте повреждения поезда.

Другой недостаток заключается в том, что устройство работает кратковременно лишь в момент включения компрессора и не позволяет судить о работе компрессора. Время индикации измеряется так быстро (1-2 с), что машинист может и не заметить показания индикатора, и в случае перекрытия концевых кранов при создавшейся аварийной ситуации машинист для подтверждения информации будет ждать следующего цикла индикации до 5 мин, а за это время поезд может стать неуправляемым.

Известно «Устройства для контроля и испытания тормозных систем; сигнальные устройства» [3].

Недостатком данного устройства является высокая сложность конструкции из-за большого количества элементов и, как следствие, низкая надежность в целом; условность аварийного сигнала, не дающая конкретной величины отклонения параметра плотности от нормального значения при неисправности тормозной магистрали; затрудненное применение устройства в эксплуатации поездов из-за ложных срабатываний аварийного сигнала при использовании свистка, тифона, песочниц, вспомогательного тормоза локомотива и т.д.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Устройство контроля плотности тормозной магистрали УКПТМ» [4].

Недостатком данного устройства является большая продолжительность времени замера, отсутствие учета кратковременных утечек из тормозной и питательной магистрали, отсутствие диагностики тормозной сети поезда.

Целью изобретения является повышение безопасности движения поездов. Цель достигается тем, что неисправности, такие как перекрытие кранов, возникновение ледяных пробок, возникновение утечек и обрывов тормозной магистрали, определяются путем диагностирования по параметру плотности тормозной сети поезда.

Задачей изобретения является сокращение времени определения неисправности тормозной сети поезда и автоматизация процесса определения неисправности тормозной сети поезда.

Решение предлагаемой задачи достигается тем, что во время работы локомотива с поездом осуществляется слежение за параметром плотности тормозной сети поезда на предмет ее отклонения от нормы, устанавливаемой индивидуально для каждого поезда автоматически, и выявления причин отклонения на основании изменения давления в тормозных цилиндрах, тормозной магистрали и оценки характера изменения давления в главных резервуарах (по скорости утечки постоянная или скачкообразная). В случае отклонения плотности тормозной сети от нормы подконтрольные параметры тормозной сети поезда системно оцениваются, после чего ИДТСП делает вывод о характере изменения утечки (рабочий, аварийный), определяет режим работы тормозной системы и осуществляет вывод информации на дисплей.

Функциональная схема устройства интеллектуальной диагностики тормозной сети поезда (ИДТСП) представлена на рис. 1. На рис.: 1 - датчик давления тормозного цилиндра (ДДТЦ), 2 - микроконтроллерный блок (МКБ), 3 - датчик давления питательной магистрали (ДДПМ), 4 - датчик давления тормозной магистрали (ДДТМ), 5 - блок индикации (БИ), 6 - блок аварийной сигнализации (БАС), 7 - панель индикации (ПИ), 8 - блок питания (БП).

Устройство интеллектуальной диагностики тормозной сети поезда работает следующим образом: с ДДПМ (3) на МКБ (2) поступает сигнал (рис. 1), характеризующий величину давления в главных резервуарах. Далее, МКБ (2) вычисляет текущую плотность тормозной сети поезда и анализирует ее значение на предмет отклонения от нормативного значения плотности, вычисленного автоматически заранее МКБ (2) для данного поезда в условиях нормальных утечек. После чего, на основании информации с ДДТЦ (1), ДДТМ (4), по величине изменения плотности тормозной сети, выявляется причина ее отклонения. Результат диагностирования выводится на БИ (5) вместе с величиной отклонения плотности тормозной сети поезда. В случае возникновения отклонения плотности более чем на 20% срабатывает БАС (6). Настройки задаются на ПИ (7). Питание МКБ (2) осуществляется БП (8). Устройство позволяет выявлять следующие виды неисправностей тормозной сети поезда: перекрытие концевых кранов, образование ледяных пробок в тормозной магистрали, возникновение утечек воздуха в тормозной сети, обрыв тормозной магистрали.

В результате применения способа ИДТСП и устройства для его реализации существенно повышается безопасность движения поезда и сокращается время обнаружения неисправностей тормозной сети.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №432024, кл. В60Т 17\22, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР №432024, кл. В60Т 17\22, 1970.

3. Шитов В.А., Шевяков А.В., Морозов С.В. «Устройства для контроля и испытания тормозных систем; сигнальные устройства».

4. Венцевич Л.Е. Локомотивные устройства обеспечения безопасности движения поездов и расшифровка информационных данных их работы: учебник. - [2-е стер. Изд.]. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. - 328 с.

Во время работы локомотива с поездом осуществляется слежение за параметром плотности тормозной сети поезда на предмет ее отклонения от нормы, устанавливаемой индивидуально для каждого поезда автоматически, и выявление причин отклонения на основании изменения давления в тормозных цилиндрах, тормозной магистрали и оценки характера отклонения плотности: кратковременное или постоянное отклонение. Повышается безопасность движения поезда и сокращается время обнаружения неисправностей тормозной сети. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ интеллектуальной диагностики тормозной сети поезда (ИДТСП), отличающийся тем, что во время работы локомотива с поездом осуществляется слежение за параметром плотности тормозной сети поезда на предмет ее отклонения от нормы, устанавливаемой индивидуально для каждого поезда автоматически, и выявление причин отклонения на основании изменения давления в тормозных цилиндрах, тормозной магистрали и оценки характера отклонения плотности (кратковременное или постоянное отклонение).

2. Устройство для реализации способа ИДТСП, состоящее из блока датчиков давления, блока питания, микроконтроллерного блока, микроконтроллера, сигнальной лампы микроконтроллера, блока аварийной сигнализации, блока индикации, датчика давления тормозного цилиндра, датчика давления питательной магистрали, датчика давления тормозной магистрали, отличающееся тем, что микроконтроллерный блок осуществляет определение причин отклонения плотности тормозной сети поезда от установленной нормы на основании информации, поступающей с датчиков давления, с учетом характера изменения плотности тормозной сети поезда (кратковременное скачкобразное или постоянное).