Устройство для моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава Советский патент 1987 года по МПК G06G7/57 

Изобретение относится к аналогоой вычислительной технике, и может- ыть использовано при исследовании азодинамических процессо в, протекащих в тормозной магистрали железноорожного подвижного состава,

Цель изобретения - повышение точости за счет учета утечек сжатого оздуха из тормозной магистрали.

На чертеже изображено предлагаеое устройство о

Устройство содержит 2 + п блоков оделирования процессов наполнения -опорожнения тормозной магистрали вагона, каждый из которых состоит из суммирующего усилителя 1, апериодического звена 2, первого делителя 3, второго делителя 4, третьего делителя 5, инвертора 6, интегратора 7. Суммирующий усилитель 1 содержит масштабные резисторы 8-11, операционный .усилитель 12,.диод 13о Апериодическое звено 2 содержит операционный усилитель 14, диод 15, конденсатор 16 и масштабные резисторы 17-216 Устройство .работает следуюпц м об- разомо

В реальной тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава имеются неплотности, через которые происходит утечка сжатого воздуха в атмосферу о Наиболее распространенны- ми являются утечки сжатого воздуха в местах соединения рукавов вагонов и подключений воздухораспределителей- к тормозной магистрали. Наличие утечек сжатого воздуха оказывает серьезное влияние на эффективность и управляемость автотормозов подвижного состава, так как между головной и хвостовой частями поезда возникает перепад давлений, который может привести к неудовлетворительной- работе тормозов хвостовых вагонов. Утечки сжатого воздуха из тормозной магист- .рали приводят, к усиленной работе компрессоров локомотивов, что вызывает их преждевременный износ о Примерно 70% объема сжатого воздуха, вырабатываемого компрессорами локомотива, расходуется на восполнение утечек из тормозной магистрали. В зимнее время это приводит к подаче сжатого воздуха с повьшенным содержанием влаги, что может вызвать за- моражнвание тормозной или питательной магистрали и создание аварийной ситуации При утечках замедляются

отпуск и зарядка автотормозов, ухудшается их неистощимость при частых повторных торможениях,

Процесс наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона аппроксимируется звеном второго порядка, операторным изображением которого является передаточная функция

10

W(S)

1

+

где Т

15

Т - постоянные времени системы ;

S - оператор дифференцирования „ Постоянные времени Т/ц и для

процесса мулами

Т и

наполнения выражаются форK,-K,-Kj

4

Т

2ь

,1

J-2H

к

у

а для процесса опорожнения

0

1

W

Кп К, К ,

го

Tip К.

V

d

где К,

5

К, jK

0

к„ 5

К,

ПОСТОЯННЫЙ коэффициент, учитывающий сопротивление тормозной магистрали;, постоянные, не зависящие от. конструктивного параметра системы, коэффициенты передачи первого операционного усилителя при наполнении и опорожнении соответственно; коэффициент передачи, определяемый по формуле

к:. d.

К,

К,

-обобщенный параметр; -диаметр -тормозной магистрали в рукавном соединении;

-коэффициент передачи, определяемый по формуле

.К,

К,

1

V

к;

V

-обобщенный параметр;

-объем тормозной магистрали одного вагона;

Т2ц,Т2р- обобщенные параметры.

- 1345221

Величина У-гит реализуется на треть- ни Т , учитывающая сопротивление ем делителе напряжения и рассчитыва-тормозной магистрали одного вагона

ется следующим

К

2ЧТ

К.

где Kj - обобщенный параметр;

диаметр отверстия, эквивалентный определенной величине утечки сжатого воздуха из тормозной магистрали вагона, мм С учетом утечек сжатого воздуха должно выполняться условие расходов

Q(S)Q,(S)+Q;(S)+(),(S)+Q;(S),+ +Q,(s)+QUs),

где Q(S). - расход, идущий на наполнение (опорожнение) тормозной магистрали-железнодорожного подвижного состава; Q ,(S),о«Q(S) - расходы, идущие

на наполнение Сопорожне- ние)тормозной магистрали первого,0.0, к-го вагонов соответственно; - Q.,(S)o.oCi(,(S) - расходы, идущие

на утечку сжатого воздуха из тормозной магистрали первого,..,, к-го вагонов соответственно а Вход задания устройства подключен к первому входу суммирующего усилителя 1 первого блока моделирования процессов наполнения и опорожнения . тормозной магистрали вагона Нарастание выходного сигнала системы на выходах интеграторов 7 происходит до тех пор, пока на выходе операционных усилителей 12 электрический сигнал не становится равным нулю о

При отработке системой процесса наполнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава электрический сигнал на выходах операционных усилителей 12 и 14 имеет полярность, при которой диоды 13 и 15 заперты При этом дополнительные обратные связи операционных усилителей 12 и 14 отключены, Тое посредством масштабного резистора 11 основной обратной связи реализуется коэффициент К,, а параллельно включенным масштабным резистором 20 и конденсатором 16 - постоянная време.5

при наполнении, С выходов интеграторов .7 выходной сигнал поступает на делители 5 напряжения, т,ео на блоки задания параметров утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали вагона, чем реализуется коэффициент 10 Инверторы 6 служат для согласования электрических сигналов с выходов интеграторов 7 и операционных усилителей 12,

При реализации процесса опорожне- 15 ния с уменьшением управляющего сигнала или его исчезновением на выхо-с дах операционных усилителей 12 и 14 образуются электрические сигналы, полярность которых обратна указанным, Q Диоды 13 и 15 открываются, подключая к операционным усилителям 12 и 14 цепи дополнительных обратных связей операционных усилителей, которые совместно с основными обратными связями 5 реализуют на операционном усилителе 12 коэффициент К°, а на операционном усилителе -14 - Т , учитывающий сопротивление тормозной магистрали при опорожнении

Q Выходные сигналы с операционных усилителей 12 поступают на делители 3 напряжения, Тое на блоки задания параметров сечения тормозной магистрали одного вагона в рукавном соединении, на которых реализована требуемая площадь сечения о Далее электрический сигнал с делителей 3 напряжения поступает на первый вход операционного усилителя 14, на вто- 0 рой вход которого поступает выход- ной сигнал с делителем 3 напряжения, а на третий вход выходной сигнал с инвертора 6, чем реализуется уравнение расходов о

С выходов операционных усилителей 14 электрический сигнал поступает на делители 4 напряжения, т.е. на блоки параметров объема тормозной магистрали одного вагона, где реализуются параметры величины объемов исследуемых тормозных магистралей одного вагона, выход которого подключен к интеграторам 7

5

5

0

55

Формула изобретения

Устройство для моделирования про- цессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожного

подвижного состава по авт. св„ N 1277151, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет учета утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали, каждый i й (1 1,0 о с,, к) блок моделирования процессов наполнения и опорожнения

Редактор ИоКасарда

Составитель И.Дубинина Техред А.Кравчук

Заказ 4923/49Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

221 6

тормозной магистрали вагона дополнительно содержит последовательно соединенные третий делитель и инвертор, выход которого подключен к третьему входу апериодического звена, вход третьего делителя подключен к выходу интегратора.

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, и мо-- жет быть использовано при исследовании газодинамических процессов, протекающих в тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава, и является усовершенствованием устройства по авТоСВо № 1277151 о Цель изобретения - повышение точности за счет учета утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали. Устройство содержит 2 + п последовательно соединенных блоков моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, каждый из которых содержит суммирующий усилитель, апериодическое звено, делители напряжения, на которых реализованы параметры сечения тормозной магистрали в рукавном соединении, объем тормозной магистрали вагона и утечки сжато-, го воздуха С помощью основных и дополнительных обратных связей операционных усилителей реализованы коэффициенты, учитываюнгие характер истечения газа (наполнениеили опорожнение и сопротивление тормозной магистрали. Блоки моделирования связаны -между собой обратными связями, чем реализуется уравнение расходов. 1 ил, с S (Л со 4 СЛ ю ю