Устройство для индикации скольжения колесной пары Советский патент 1984 года по МПК B60L3/10 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор- сброса выполнен на логических элементах И-НЕ, выходы которых

являются выходами генератора сброса, а входы попарно объединены и являются входами генератора сброса.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ, содержащее тахогенератор, к выходу которого подключены рабочие входы первого и второго электронных ключей, подключенных своими выходами к рабочим входам соответствующих блоков памяти, входы сброса которых соединены с выходами генератора сброса, третий электронный ключ, вспомогательный генератор, выход которого связан с входом счетчика, и логический элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и повышения быстродействия, оно снабжено блоком сравнения, логическими элементами НЕ и И-НЕ, вторым логическим элементом И и пороговым элементом, вход которого соединен с выходом третьего электронного ключа, а выход - с одними из входов генератора сброса, логического элемента И-НЕ и логических элементов И, другие входы которых соответственно соединены с первым и вторым выходами счетчика и выходами логических элементов НЕ, подключенных входами к третьеМ.У и четвертому выходам счетчика, при.чем выход блока сравнения соединен с входом третьего электронного ключа, а входы - с выходами блоков памяти, при этом выходы логического элемента И-НЕ и первого (/} и второго логических -элементов И соответственно подключены к управляющим вхо дам первого, второго и третьего электронных ключей. СП со

1

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть- исполь овано для обнаружения скольжения колесных пар локомотивов.

Известно устройство для индикации скольжения колесной пары, содержащее тахогенератор, к выходу которого подключены рабочие входы первого и второго электронных ключей, подключенных своими выходами к рабочим входам соответствующих блоков памяти, входы сброса которых соединены с выходами генератора сброса, третий электронный ключ, вспомогательный генератор, выход которого связан с входом счетчика, и логический элемент И 1.

Недостатком известного устройства является то, что оно не может обеспечить индикацию одновременного юза или буксования всех колесных пар локомотива, так как подобные устройства могут обнаружить недопустимое по величине проскальзывание колеса относительно рельса только в том случае, если как минимум одна колесная пара не буксует (не юзит), при этом последняя используется как эталонная. Например, при срыве в буксование или юз всех колесных пар локомотива происходит равномерное заполнение блоков памяти сигналами частотных тахогенераторов, рассогласование между временами их заполнения будет стремиться к нулю, что не вызовет срабатывания устройства. Вторым недостатком устройства является невысокая точность измерения скольжения, так как она зависит от количества Импульсов, необходимых для полного заполнения блоков памяти, что, в свою очередь, .увеличивает время выявления скольжения с момента его возникновения, а также от количества импульсов выходного сигнала частотного тахогенератора за один оборот колеса, которое на низких скоростях движения локомотива мало.

Цель изобретения - повыщение точности измерения и повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для индикации скольжения ко: лесной пары, содержащее тахогенератор, к выходу которого подключены рабочие входы первого и второго электронных ключей, подключенных своими выходами к рабо1 им входам соответствующих блоков памяти, входы сброса которых соединены с выходами генератора сброса, третий электронный ключ, вспомогательный генератор, выход которого связан с входо.м счетчика, и логический элемент И, снабжено блоком сравнения, логическими элементами НЕ и И-НЕ, вторым логическим элементом И и пороговым

элементом, вход которого соединен с выходом третьего электронного ключа, а выход - с одними из входов генератор,а сброса, логического элемента И-НЕ и логических элементов И, другие входы которых соответственно соединены с первым и вторым выходами счетчика и выходами логических элементов НЕ, подключенных входами к третье.му и четвертому выходам счетчика, причем выход блока сравнения соединен с входом третьего электронного ключа, а входы - с выходами блоков памяти, при этом выходы логического элемента И-НЕ и первого и второго логических элементов И соответственно подключены к управляющим входам первого, второго и третьего электронных ключей. Генератор сброса выполнен на логичес0 ких элементах И-НЕ, выходы которых являются выходами генератора сброса, а входы попарно объединены и являются входами генератора сброса.

5 На чертеже приведена блок-схема устройства для индикации скольжения колесной пары.

Устройство для- индикации скольжения колесной пары содержит тахогенератор 1, к выходу которого подключены рабочие вхо0 ды электронных ключей 2 и 3, подключенных своими выходами к рабочим входам блоков 4 и 5 памяти, входы сброса которых соединены с выходами генератора 6 сброса, вспомогательный генератор 7, выход которого соединен с входом кольцевого счетчика 8,

5 пороговый элемент 9, вход которого соединен с выходом электронного ключа 10, а вь ход - с входами а генератора 6 сброса, логических элементов И-НЕ 11, И 12 и 13, входы б которых соответственно соединены

Q с выходами а и б кольцевого счетчика и выходами логических элементов НЕ 14 и 15, подключенных входами к выходам виг счетчика 8. Причем выход блока 16 сравнения соединен с входом электронного ключа 10, а входы - с выходами блоков 4 и 5

5 памяти. При этом выходы логического элемента И-НЕ 11 и логических элементов И 12 и 13 соответственно подключены к управляющих входам электронных ключей 2, 3 и 10, а генератор 6 сброса выполнен на логических элементах И-НЕ 17 и 18, выходы которых являются выходами генератора 6, а входы попарно объединены и являются входами генератора б сброса. Принцип работы предлагаемого индикатора скольжения колесной пары основан на непрерывном вычислении ускорения колеса в точке его касания с рельсом и сравнении вычисленной величины с величиной, пропорциональной предельно возможному ускорению локомотива. Дифференцирование выходного сигнала тахогенератора 1, пропорционального скорости движения колеса в точке его касания с рельсом, осуществляется частотой вспомогательного генератора 7. Вспомогательный генератор 7 генерирует импульсы с определенной длительностью амплитуды и частоты. Эти импульсы поступают на вход колъ: цевого счетчика 8, на выходах а, б, в и г которого циркулирует положительный импульс, т. е. логическая единица. Кольцевой счетчик 8 построен таким образом, что сигналы логической единицы, последовательно появляющиеся на его соседних выходах; сдвинуты один относительно другого по фазе равной периоду генерируемых вспомогательным генератором 7 импульсов. Сигналы логических единиц, появляющиеся на выходах виг кольцевого счетчика 8, инвертируются логическими элементами НЕ 14 и 15. Устройство работает следующим образом. Предположим, что недопустимого по величине проскальзывания колеса относительно рельса нет. Появление сигнала логической единицы на выходе б кольцевого счетчика 8 открывает электронный ключ 2, таким образом, на его управляющем входе, т. е. на выходе логического элемента И-НЕ 11, появляется логический нуль. Электронный ключ 2 пропускает на вход блока 4 памяти импульс напряжения, амплитуда которого равна сигналу тахогенератора I, пропорциональному скорости движения колеса в данный момент времени. В момент, когда на выходе б кольцевого счетчика 8, устанавливается сигнал логического нуля, электронный ключ 2 закрывается, а на выходе блока 4 памяти устанавливается напряжение, неизменное в дальнейщем и пропорциональное скорости движения колеса в момент ее измерения. Следующий сигнал логической-единицы появляется на выходе в кольцевого счетчика 8. Сигнал 11 логического нуля поступает на вход б элемента И 12, на выходе которого также появляется логический нуль, и электронный ключ 3 открывается. Электронный ключ 3 пропускает на вход блока 5 памяти импульс напряжения, величина которого пропорциональна скорости движения колеса во второй момент ее измерения. Когда на выходе в кольцевого счетчика 8 появляется логический нуль, электронный ключ 3 закрывается и на выходе блока 5 памяти устанавливается напряжение, неизмененн ое в дальнейщем и пропорциональное величине скорости движения колеса во второй момент измерения. Таким образом, напряжение на выходе блока 16срав.нения, осуществляющего выделение и усиление разности двух входны.х величин по абсолютному значению, после того, как электронный ключ 3 закрывается, равно приращению напряжения тахогенератора I. Если время между двумя измерениями выходного напряжения тахогенератора будет стремиться к нулю, т. е. частота вспомогательного генератора 7 будет достаточно большой, то выходное напряжение элемента сравнения -будет пропорционально ускорению колеса. Сигнал логической единицы, пояБИВщейся на выходе г кольцевого счетчика 8, инвертируется логическим элементом НЕ 15. При этом логический нуль с выхода элемента НЕ 15 поступает на вход б элемента И 13, на выходе которого также появляется логический нуль, и электронный ключ 10 открывается, пропуская на вход порогового элемента напряжение с выхода блока 16 сравнения. Когда колесная пара не теряет с рельсом сцепления, величина выходного напряжения блока 16 сравнения не превышает порога срабатывания элемента 9, величина которого определяется предельно возможным ускорением локомотива, и эле.мент 9 не опрокидывается. Далее появляется сигнал логической единицы на выходе а кольцевого счетчика 8, который поступает на вход б генератора 6 сброса, блоки 4 и 5 памяти сбрасываются в нуль. Далее описанный цикл повторяется. Предположим, что колесо потеряло сцепление с рельсом, т. е. начало пробуксовывать. Величина его ускорения резко увеличилась, и, естественно, увеличилось выходное напряжение тахогенератора 1. После соответствующего цикла измерения, описанного выще, на выходе блока 16 сравнения установится напряжение, пропорциональное ускорению колеса в момент возникновения скольжения. А так как в этот момент времени ускорение локомотива не может измениться мгновенно и возрастать в темпе роста ускорения колеса, то под действием выходного напряжения блока 16 сравнения пороговый элемент 9 опрокинется. На его выходе появится сигнал логического нуля. Сигнал логического нуля с выхода элемента 9 откроет электронный ключ 3, заблокирует электронные ключи 2 и 10, блоки 4 и 5 пдмяти, причем электронный ключ 2 будет закрыт, электронные ключи 3 и 14 открыты, а блоки 4 и 5 памяти не будут сбрасываться в нуль независимо от появления сигналов логической единицы на выходах кольцевого счетчика 8. Причем на выходе блока 4 памяти будет сохраняться напряжение, пропорциональное скорости движения колеса непосредственно в момент перед буксованием, а блок 5 памяти через открытый Электронный ключ 3 будет следить за изменением выходного сигнала тахогенератора I, т. е. за скоростью движения колеса в момент буксования. Естественно, напряжение блока 16 сравнения, пропорциональное ускорению буксующего колеса, будет удерживать элемент 9 через открытый электронный ключ 10 в опрокинутом состоянии. При этом выходной сигнал логического нуля с элемента 9 сигнализирует о наличии скольжения, в данном случае о недопустимой по величине пробуксовке, и может воздействовать на какойлибо исполнительный орган, например клапан песочницы, уменьшая буксование. Как только буксование прекратится, выходные напряжения блоков памяти выравняются и вь1ходное напряжение блока 16 сравнения упадет до нуля, элемент 9 вернется в свое первоначальное устойчивое состояние.

Далее описанный цикл измерения и регистрации скольжения повторяется.,

Таким образом, время выявления возникновения избыточного скольжения определяется только частотой вспомогательного генератора и не зависит от частотных свойств тахогенератора, что позволяет повысить точность и быстродействие устройства, а также обеспечить выявление избыточного скольжения при потере скольжения всеми колесными парами локомотива.