Способ контроля истощимости тормозов поезда Российский патент 2025 года по МПК B60T13/26 B60T17/22 

Изобретение относится к диагностике подвижного состава железных дорог и предназначено для контроля истощимости тормозов поезда.

Неистощимость действия тормозов является одним из основных показателей безопасности движения поезда при движении по сложному профилю пути, с частым применением торможения и отпуска. Это свойство определяется способностью тормозов обеспечивать возможность заданного снижения скорости, вплоть до остановки поезда, несмотря на утечки сжатого воздуха из тормозной системы и частого применения торможений с последующим отпуском тормозов.

В настоящее время применяющаяся пневматическая тормозная система пассажирского вагона является истощимой, а тормозная система грузового вагона, за счет применения воздухораспределителя усл. №483 (далее BP №483) классифицируется как неистощимая. Общеизвестно, что благодаря конструкции ВР №483, во время торможения, при наличии утечек сжатого воздуха из тормозных цилиндров ТЦ, происходит их подпитка из запасного резервуара ЗР и поддержание тем самым заданного давления. При этом сам запасный резервуар подпитывается сжатым воздухом из тормозной магистрали через обратный клапан в воздухораспределителе. Однако, так как диаметр проходного отверстия, используемого для подпитки ЗР, составляет 1,3 мм, то зарядка ЗР, а также его подпитка при торможении происходят крайне медленно. Так, согласно общему руководству по ремонту тормозного оборудования вагонов 732-ЦВ-ЦЛ, время зарядки тормозной системы даже одиночного вагона после ремонта, в благоприятных условиях депо, должно составлять не менее 6 минут. Фактически зарядка ЗР в большинстве случаев длится 6,5-7 минут.

Таким образом, при движении поезда нередко возникает ситуация, когда после выполненного торможения и последующего отпуска тормозов давление в тормозной магистрали восстанавливается до зарядного, воздух в тормозном цилиндре отсутствует, и по показаниям манометров и датчиков давления все параметры тормозной системы поезда в норме, но в запасном резервуаре давление еще не успело восстановиться (ни манометры, ни датчики давления на ЗР не устанавливаются). Если в этот момент возникнет необходимость в еще одном торможении, то сжатый воздух снова будет поступать из ЗР в ТЦ, дополнительно разряжая и так еще не до конца заполненный резервуар. В итоге, через 3-4 последовательных торможения может сложиться ситуация, когда надо будет снова наполнить тормозной цилиндр сжатым воздухом, но в запасном резервуаре уже не будет его в необходимом количестве (соответственно давление будет низким и недостаточным для создания нужного тормозного эффекта). Это общеизвестный недостаток тормозной системы поезда, напрямую создающий угрозу безопасности движения, поэтому в конструкции воздухораспределителя №483 даже предусмотрен специальный переключатель, переводящий работу BP с режима «равнинный» на режим «горный». Единственное назначение «горного» режима работы - специальное замедление отпуска тормозов, благодаря чему увеличивается время для подпитки запасного резервуара через воздухораспределитель и тормозную магистраль. То есть, для частичного нивелирования возможной истощимости тормозов поезда идут даже на то, чтобы останавливать поезд на станциях, расположенных перед перегонами со сложным профилем пути, переключать на каждом вагоне/воздухораспределителе переключатель из положения «равнинный» в положение «горный» (после проследования сложного участка пути поезд останавливают и переключают переключатели на каждом вагоне обратно), тем самым сознательно ухудшая управляемость тормозов поезда (увеличение времени отпуска создает дополнительные трудности для своевременного набора скорости, снижает участковую и маршрутную скорость движения, увеличивает время движения поезда).

При этом ни у локомотивной бригады, ни у работников станции (ж.д. инфраструктуры) нет никакой информации о фактическом состоянии запасных резервуаров поезда во время его движения или стоянки на станции.

Единственным параметром, по которому на сегодняшний день можно ориентироваться на обеспечение неистощимости тормозов, является минимально-допустимое время от момента постановки ручки крана в положение отпуска до момента приведения поезда в движение (во время отпуска тормозов производится подпитка запасного резервуара). Данное время, в соответствии с Правилами технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава, составляет:

После ступени торможения:

- на равнинном режиме - 1,5 мин;

- на горном режиме - 2 мин.

После полного служебного торможения:

- на равнинном режиме - 2 мин;

- на горном режиме - 3,5 мин.

После экстренного торможения:

- в поездах длиной до 100 осей - 4 мин;

- в поездах более 100 осей - 6 мин.

В зимнее время вышеуказанные нормативы увеличиваются в 1,5 раза.

При этом указанные нормативы регламентируют время отпуска тормозов в поезде и никак не учитывают возможность их истощения в случае применения нескольких последовательных торможений.

Также в Правилах технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава содержатся следующие требования: «С целью предупреждения истощения автотормозов в поезде при следовании по спуску, на котором выполняются повторные торможения, необходимо выдерживать между торможениями время не менее 60 секунд (1 минуты) для обеспечения подзарядки тормозной магистрали поезда. Для выполнения этого требования не делать частых торможений и не отпускать автотормоза при большой скорости.

Время непрерывного следования поезда с постоянной ступенью торможения на спуске при включении воздухораспределителей на равнинный режим не должно превышать 150 секунд (2,5 минуты)…»

Вышеуказанное нормативное время между торможениями (60 секунд) не обеспечивает необходимую подпитку запасного резервуара ЗР, а нацелено только на подзарядку тормозной магистрали ТМ поезда. К тому же данное требование Правил регламентирует только движение поезда по спуску. В настоящее время, полноценный контроль истощимости тормозов в поезде отсутствует.

Таким образом, целью предлагаемого изобретения является методика контроля истощимости тормозов поезда. Поставленная цель достигается следующим образом:

В существующей микропроцессорной системе управления локомотива (далее МПСУиД или МПСУ-БД) регистрируются многочисленные параметры движения, в том числе время, скорость, пройденный путь, давление в тормозной магистрали ТМ локомотива, давление в питательной магистрали ПМ локомотива, давление в тормозных цилиндрах ТЦ локомотива. Также контролируется плотность тормозной магистрали поезда (патент №2775892). Указанные параметры позволяют рассчитывать истощимость запасного резервуара во время и после торможения.

В МПСУиД (МПСУ-БД) регистрируется зарядное давление в тормозной магистрали ТМ до начала торможения (моменты начала и конца торможения и все временные интервалы торможения, перекрыши и отпуска также регистрируются) и после его выполнения. Из разницы давления в ТМ определяется величина ступени торможения или полного служебного торможения.

При этом при выполнении торможения, изменяется показатель плотности тормозной магистрали поезда. Непосредственно во время торможения сжатый воздух выходит из тормозной магистрали, но при этом его подача в ТМ из питательной магистрали локомотива через кран машиниста КМ не осуществляется. Но как только достигается требуемая величина ступени торможения, тормозная система поезда переводится в положение «перекрыша» и подпитка ТМ из ПМ через КМ (или УКТОЛ) возобновляется. Учитывая, что при выполнении ступеней торможения, в ТМ устанавливается более низкое давление, чем в ЗР, а запасный резервуар подпитывается из ТМ через обратный клапан воздухораспределителя, то в первоначальный момент времени подпитка ЗР не осуществляется. Подпитка ЗР начинается в тот момент, когда давление в резервуаре падает ниже давления в тормозной магистрали ТМ, то есть при снижении давления в ЗР вследствие утечек или при повышении давления в ТМ (когда начинается процесс отпуска тормозов давление в ТМ обратно повышается до первоначального зарядного). Именно в это время показатель плотности тормозной магистрали поезда изменяется в меньшую сторону вследствие повышения расхода сжатого воздуха из питательной магистрали ПМ в тормозную магистраль ТМ через кран машиниста КМ.

Во время отпуска тормозов, после восстановления давления в ТМ, показатель плотности снова изменяется, на этот раз в сторону увеличения (когда давление в ТМ восстанавливается до зарядного, то расход сжатого воздуха из ПМ в ТМ уменьшается). Но при этом показатель плотности все равно показывает значение меньшее, чем было до начала торможения, так как воздух из тормозной магистрали расходуется не только на утечки, но и на подпитку запасных резервуаров. Как только запасные резервуары в поезде будут полностью заряжены, то показатель плотности снова повысится до первоначального зарегистрированного значения (при котором расход воздуха в ТМ идет только на восполнение утечек в тормозной системе поезда). Момент восстановления показателя плотности тормозной магистрали поезда будет означать момент восстановления давления в запасных резервуарах до исходного зарядного значения. При этом известен график наполнения запасного резервуара ЗР из тормозной магистрали ТМ через калиброванное отверстие диаметром 1,3 мм в воздухораспределителе BP №483. Контролируя давление в ТМ, и зная темпы наполнения ЗР через калиброванное отверстие диаметром 1,3 мм, можно определить степень восстановления давления в запасном резервуаре, а по моменту восстановления показателя плотности ТМ до первоначального, можно фиксировать факт полной зарядки тормозной системы. Если до окончания зарядки ЗР произошло повторное торможение, то система МПСУиД (МПСУ-БД) регистрирует параметры снижения давления в ТМ и наполнения ТЦ с учетом недозарядки ЗР перед торможением. Учитывается, что во время перекрыши (после выполнения торможения) уже производится подпитка ЗР до величины давления в ТМ. В соответствие с известным графиком наполнения ЗР через калиброванное отверстие диаметром 1,3 мм в режиме реального времени рассчитывается и выводится на монитор информация о степени истощения запасных резервуаров. При этом анализируется показатель плотности ТМ и при его повышении делается вывод об окончании подпитки ЗР и равенства давлений в тормозной магистрали и запасных резервуарах. При отпуске тормозов снова запускается расчет наполнения запасного резервуара ЗР и сравнение показателя плотности с исходным значением.

Таким образом, во время движения поезда, на монитор МПСУиД (МПСУ-БД) локомотивной бригаде можно выводить степень разрядки запасных резервуаров поезда и подсказки об истощимости тормозной системы, фиксируя при этом степень ее восстановления и готовности к следующему торможению.

Технический эффект от применения предлагаемого способа заключается в повышении безопасности движения за счет предотвращения ситуаций, связанных со снижением тормозной эффективности, путем своевременного выявления недостаточного наполнения запасных резервуаров тормозной системы поезда.

Данный способ контроля истощимости тормозов может быть применим и к тормозной системе пассажирского поезда. В этом случае в МПСУиД пассажирского локомотива для определения истощимости запасных резервуаров будет использоваться известный график наполнения ЗР пассажирского тормоза.

Изобретение относится к диагностике подвижного состава железных дорог и предназначено для контроля истощимости тормозов поезда. Способ контроля истощимости тормозов поезда основан на определении параметров тормозной системы поезда посредством микропроцессорной системы управления локомотива. При каждом торможении, перекрыше и отпуске тормозов определяется давление сжатого воздуха в тормозной магистрали и по известному графику наполнения запасного резервуара контролируется степень его истощимости, а по определяемому показателю плотности тормозной магистрали делается вывод о частичном или полном восстановлении давления в запасных резервуарах поезда и готовности тормозной системы к последующим торможениям. Технический результат - повышение безопасности за счет предотвращения ситуаций, связанных со снижением тормозной эффективности, путем своевременного выявления недостаточного наполнения запасных резервуаров тормозной системы поезда.

Способ контроля истощимости тормозов поезда, основанный на определении параметров тормозной системы поезда посредством микропроцессорной системы управления локомотива, отличающийся тем, что при каждом торможении, перекрыше и отпуске тормозов определяется давление сжатого воздуха в тормозной магистрали и по известному графику наполнения запасного резервуара контролируется степень его истощимости, а по определяемому показателю плотности тормозной магистрали делается вывод о частичном или полном восстановлении давления в запасных резервуарах поезда и готовности тормозной системы к последующим торможениям, что позволяет предотвращать ситуации, связанные со снижением тормозной эффективности, путем своевременного выявления недостаточного наполнения запасных резервуаров тормозной системы поезда.