Устройство для измерения тормозной мощности горочных вагонных замедлителей Советский патент 1989 года по МПК B61L17/00 

cai;HH первой телелпси вагона связаны с первыми входами счетчиков 8 или 9 импульсов, вторые входы которых подключены к генератору 10 импульсов через соответствующие блоки 11 и 12 коррекции, а выходы соединены через соответствующие блоки 13 и 14 преобразования интервалов времени с входами блока 15 вычитания энергеои15076314

тических высот, который соединен с одним входом блока 16 определения погашенной тормозной мощности вагона , к другому входу которого через блок 18 определения момента оттормажива- ния замедлителя подключен другой выход счетчика 8 импульсов, а выход соединен с блоком 17 управления и 10 индикации. 3 ил., 1 табл.

Изобретение касается железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано для измерения тормозной мощности горочных вагонных замедлителей. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит путевые датчики 1 и 2, установленные в начале и конце замедлителя 3 и соединенные с блоком 4 коммутации, выходом подключенного к входу блока 5 формирования сигнала, первый и второй выходы которого через соответствующий блок 6 или 7 фиксации осей первой тележки вагона связаны с первыми входами счетчиков 8 или 9 импульсов, вторые входы которых подключены к генератору 10 импульсов через соответствующие блоки 11 и 12 коррекции, а выходы соединены через соответствующие блоки 13 и 14 преобразования интервалов времени с входами блока 15 вычитания энергетических высот, который соединен с одним входом блока 16 определения погашенной тормозной мощности вагона, к другому входу которого через блок 18 определения момента оттормаживания замедлителя подключен другой выход счетчика 8 импульсов, а выход соединен с блоком 17 управления и индикации. 3 ил., 1 табл.

Изобретение касается железнодорожной автоматики и телемеханики и може быть использовано для измерения тормозной мощности горочных вагонных 3 амедлителей.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - вариант реализации принципиальной схемы одной части устройства; на фиг. 3 - то же, другой части устройства.

Устройство содержит путевые датчики 1 и 2, установленные (по одному) в начале и в конце замедлителя 3. Датчики 1 и 2 соединены с блоком ,4 коммутации, выход которого соединен с входом блока 5 формирования сигнала, связанного одним выходом с блоком 6 фиксации проследования двух осей первой тележки вагона над датчи ком 1 (для краткости будем называть блок 6 фиксации осей), а другим - с блоком 7 фиксации проследования двух осей первой тележки вагона над датчиком 2 (блок 7 фиксации осей).

Блоки 6 и 7 соединены соответственно со счетчиками 8 и 9 импульсов, которые определяют время, исчисляемое от момента проследования первой оси первой тележки вагона до момента проследования второй оси этой же тележки над путевыми датчиками 1 и 2.

В свою очередь, счетчики 8 и 9 импульсов одними выходами соединены с генератором 10 импульсов через блоки 11 и 12 коррекции, а другими выходами связаны соответственно с блоками 13 и 14 преобразования интервалов времени в значения энергетических высот. Выходы блоков 13 и 14 по- даны на блок 15 вычитания энергетических высот, соединенный с блоком 16 определения погашенной тормозной мощности вагона, который по вычис0

5

0

5 0

5

Q

ленному значению погашаемой замедлителем энергетической высоты при торможении первой тележки вагона прогнозирует значение пог,зшенной энергетической высоты при дальнейшем торможении второй тележки вагона и определяет результирующее Значение тормозной мощности замедлителя.

Блок 16 соединен одним выходом с блоком 17 управления и индикации, а другим - с блоком 18 определения момента торможения замедлителя, разрешающего вычисление тормозной мощности замедлителя блоком 16 в том случае, когда время с момента вступления первой тележки вагона на замедлитель 3 до появления команды на оттормаживание замедлителя 3 оператором не превьщ ает заранее установленной величины. В свою очередь, блок 18 связан с первым счетчиком 8 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений электромеханик, осуществля ощий контроль работоспособности горочных замедлителей, подключает устройство к путевым датчикам испытуемого замедлителя. При подходе к замедлителю четырехосного груженого вагона электромеханик нажимает кнопку Сброс на блоке 18 управления и индикации. При этом блок 4 коммутации подключает выход путевого датчика 1, установленного в начале замедлителя 3, к блоку 5 формирования сигнала. При проследовании первой оси тележки вагона над путевым датчиком 1 блок 5 формирует сигнал, который в блоке 6 открывает ключ, соединяющий генератор 10 импульсов через блок 11 коррекции с входом первого счетчика 8 импульсов. С этого момента счетчик 8 начинает

515

считать поступающие от генератора импульсы.

В момент проследования над датчиком 1 второй оси первой тележки вагона сигнал от датчика через блоки 4 и 5 закрывает ключ в блоке 6, и поступление импульсов от генератора 10 на вход счетчика 6 прекращается.

Таким образом, на счетчике 8 будет зафиксировано в двоичном коде

время t , определяемое моментами прохождения первой и второй осей первой тележки вагона над датчиком 1. Далее код времени t поступает на блок 13, который осуществляет дискретное преобразование t в энергетическую высоту h ,достигаемую вагоном при входе его первой тележки в замедлитель в

соответствии с известным выражением 1

1бг

h,

2g - t

мэВ

(1)

где 1 - .фиксированное расстояние

между осями одной тележки; g - ускорение свободного падения с учетом инерции вращающихся масс вагона, м/с. В процессе дальнейшего движения вагона по заторможенному замедлителю первая ось первой тележки вагона проходит над датчиком 2, импульс от которого через блоки 4 и 5 открывает ключ в.блоке 7, разрешающий поступление импульсов на вход второго счетчи- 35 медлитель до выхода второй тележки

из этого замедлителя). Достаточно i обеспечить торможение только одной первой тележки, а в дальнейшем замедлитель может быть отторможен опе

ка 9 от генератора 10 через блок 12 коррекции.

После прохода над датчиком 2 второй оси первой тележки вагона счет импульсов прекращается, на счетчике 9 будет зафиксировано в двоичном коде время t, определяемое моментами прохождения первой и второй осей первой тележки вагона над датчиком 2. Блок 14 преобразует в дискретной форме время 12 в значение энергетической высоты h, которую имеет вагон при выходе его первой тележки из заторможенного замедлителя Ч

h,

1ет т, , «зВ

(2)

Значения h

и h в

двоичном коде

подаиотся на блок 15 вычитания, который определяет погашаемую замедлителем :энергетическую высоту вагона Н, при торможении одной первой тележки:

h, - h

г

6

мэВ

(3)

Значение Н, в двоичном коде подается в блок 16, который прогнозирует величину тормозной мощности замедлителя Н но измеренному значению Н«. в соответствии с формулой

Н Н , (К + 1) + К

i

мэВ

(4)

де К,, К

- постоянные коэффициенты, учитьшающие увеличение погашаемой энергетической высоты при торможении второй тележки по сравнению с первой за счет переработки пары трения тормозная шина замедлителя - колесо (3), Величина Н Н +

Н

2

где

энерге

тическая высота, погашаемая замедлителем при торможении второй тележки вагона. В свою оче 30

редь Н,, К,Н + К. Исходя из этого получена формула (4).

Таким образом, в предлагаемом уст- ройстве для определения тормозной мощности замедлителя не требуется полного торможения вагона замедлителя (от входа первой тел ежки вагона в за-

35 медлитель до выхода второй тележки

из этого замедлителя). Достаточно i обеспечить торможение только одной первой тележки, а в дальнейшем замедлитель может быть отторможен опе40 ратором или авторегулятором скорости исходя из условий регулирования скорости.

Информация о тормозной мощности замедлителя из блока 16 в двоичном

45 коде, подается на блок 18 управления и индикации при условии, если от блока 18 поступит сигнал в форме электрического импульса о наличии корректного торможения. Торможение считает50 ся корректным, если в промежутке между измерениями h, и h, не будет дана команда на. оттормаживание или эта команда будет дана спустя некоторое

55

время Т, после измерения Ь,.Это обстоятельство связано с тем, что оператор имеет право в любой момент от- тормозить замедлитель, в том числе и при движении по нему первой тележки вагона. Вместе с тем, если оператор

.дает команду на отторможивание после того, как первая тележка вагона войдет в заторможенньп замедлитель и будет двигаться по нему в течение времени Т, то эй счет инерционности замедлителя &t на оттормаживание, равного 0,7 с, первая тележка вагона будет тормозиться замедлителем до выхода из него.

Величину 1 можно определить следующим образом.

Если известно, что v, - скорость входа первой тележки на замедлитель длиной l(v ), то с учетом замедления а., движения вагона по заторможенному замедлителю можно записать:

V,

5ll l 2

(5)

где Т

- время движения первой тележки вагона по замедлителю длиной 1-1, с.

В свою очередь, полное время Т, равно сумме времен Tj, и инерДионнос- ти U t замедлителя при оттормаживании

Тк + ut, с

(6)

Следовательно,

Т

к

Учитывая, что замедление а торможении равно в среднем длина замедлителя 1 12 м, инерционность при оттормаживании t 0,7 с, lg 1,85 м, можно преобразовать формулу (7):

i а- при 0,1 м/с2

1.85 11,85 t, 1 t(1

o7i

- 0,7, с (8)

, 0,0231 с; время Т равно соответственно, и выдачу разрешеНапример, при t 0,0264 с; 0,0308 с 1,0 с; 1,3 с; 1,8 с

Выбор времени Т, ния на отображение информации об измеренной тормозной мощности замедлителя Н осуществляет блок 18 путем дискретного моделирования выражения (8).

Предлагаемое устройство может быть реализовано как на микропроцессорной

10

15

20

5076318

элементной базе, так и на жесткой логике. На фиг. 2 и 3 в качестве примера приведены принципиальные решения, выполненные на интегральных микросхемах. Цифры в кружках обозначают номера блоков в соответствии с функциональной схемой (фиг. 1). Приемниг ками сигналов от путевых датчиков 1 и 2 служат поляризованные реле 19 и 20. Через схемы защиты от дребезга контактов, выполненные на элементах 21-24, контактами реле 19 и 20 управляются двоичные счетчики 25 и 26 импульсов соответственно.

При прохождении первой оси первой тележки вагона над датчиком 1 кратковременно срабатывает реле 19, в результате чего двоичньш счетчик 25 осей насчитывает один импульс. При этом на выходе 1 дешифратора 27 двоичного кода в десятичный появляется сигнал, переводящий RS-триггер 28 в состояние 1, с выхода которого по- 25 дается разрешение на передачу схемой 29 импульсов с генератора 10 на первый счетчик импульсов в блок 8, состоящий из одиннадцати (30-41) Т-триг- геров (блоки 11 и 12 коррекции частоты, представляющие собой кольцевые счетчики с переменным коэффициентом деления, на схеме не показаны) .

Счет импульсов от генератора 10 частотой f двоичными счетчиками 30-41 прекращается в момент проследования второй оси первой тележки вагона над датчиком 2 в связи с тем, что на выходе 2 счетчика 25 появляется сигнал переводящий дешифратор 27 в позицию 2. Вследствие этого на выходе R триггера 28 появляется импульс, переключающий его в состояние О. При этом ключ 29 прекращает по- дану импульсов от генератора на счетчики 30-41.

30

35

40

45

Таким образом, на счетчиках 30-41 фиксируется число импульсов, соответствующее времени t. Данное число импульсов преобразуется в значение энергетической высоты h при помощи логической матрицы, собранной на элементах 42-58 блока 13.

В таблице приведено состояние триггеров счетчика в блоке 8, соответствующее энергетической высоте h (см. формулу 1) при частоте генератора f 4 кГц«

9-

Градация (уровень квантования) энергетической высоты выбран равным 0,1 МэВ, Например, значению h 3,5 МэВ соответствуют границы 3,5 и 3,45 МэВ, В пределах этих границ счетчиком блока 8 может быть зафиксировано одно из двоичных чисел от 728 до 735 единиц с градацией 1 единица (если частоту генератора выбра другой, то и число насчитанных импульсов будет, естественно, другим) В пределах интервала чисел от 728 д 735 единиц можно найти такое сочетание состояний триггеров, которое будет общим для всех чисел данного интервала и не будет повторяться ни в одном другом интервале (в таблице для h 3,5 МэВ состояние триггеро от 4 до 11 обведено квадратами).

В ряде случаев для характеристик интервала чисел (например, от 736 д 747 единиц) недостаточно одной комбинации, а требуется две комбинации состояний триггеров.. Если одна из этих комбинаций имеет место, то это свидетельствует о соответствующей энергетической высоте, например 3,4 МэВ. Все отмеченные комбинации состояния триггеров схемами И или ИЛИ преобразуются в значения энергетических высот в десятичном коде, которые подаются на вход шифратора Д38. С выхода щифратора 59 информация об h в двоичном коде подается на вычитающее устройство блока 15, состоящее из четырех одноразрядных сумматоров 60-63,

При прохождении первой оси перво тележки вагона над датчиком 2 аналогично рассматриваемому вьщге ключом Д9 открьгоается канал счета импульсо от генератора 10 вторым счетчиком импульсов в блоке 9, выполненном на элементах 69-80. После прохода второй оси первой тележки вагона над датчиком 2 счет импульсов прекращается и логическая матрица блока 14 (ее устройство идентично рассмотренной выше матрице блока 13) преоб

разует значение t в

соответ

ствии с формулой (4). Значение h в двоичном коде подается на другие входы сумматоров 60-63,

Разностное значение Н ( Ь) соответствующее погашаемой энергети- ческой высоте при торможении первой тележки вагона, с выхода сумматора в двоичном коде подается на Т-триг0

5

0

7631

10

геры 81-84 блока 16 прогнозирования, В соответствии с формулой (4) логи-.ч ческая матрица, выполненная на-элементах 85-100, преобразует значения Н в Н в десятичном коде от 0,1 до 1,5 МэВ с градацией 0,1 МэВ.

С выхода шифратора 101, преобразующего десятичный код в двоичный, информация о тормозной мощности замедлителя Н поступает на схемы И (элементы 102-105), с выхода которых она подается на схемы индикации (не показаны) блока 18 управления и контроля.

Однако информация от Н поступит в блок 17 только после получения сигнала от схемы контроля корректного торможения,

В процессе измерения времени t,. импульсы от генератора 10 через ключ 29 и вывод А (фиг. 2) поступают на счетчик импульсов в блоке 18, собранный на Т-триггерах 105-116, 5 Логическая матрица 117-132, подклю.- ченная на прямые и инверсные выходы триггеров, моделирует в дискретном виде формулу (8). Принцип действия логической матрицы аналогичен рассмотренному. Значение Тц после преобразования шифратором 117 в двоичный код подается на схему сравнения текущего времени Т и расчетного времени Т. Схема сравнения собрана на четырех Т-триггерах 118-121.

Код 1 кратковременно подается на схему сравнения параллельно всеми разрядами на входы установки в 1 триггеров 118-121, Второе сравниваемое число должно быть подано после поступления первого кода (код Т|), Поэтому импульсы от генератора 122 блока 17, соответствующие текущему времени Т, начинают поступать на

0

5

0

счетчик последовательным кодом спустя некоторое время после прохода второй оси первой тележки над датчиком 1, Сигнал с выхода Б (фиг, 2) поступает на элемент 123 задержки. Спустя время, достаточное для того, чтобы

код Т мог быть записан на триггерах 118-121, переключается триггер 124, разрешая схеме И 125 пропускать импульсы от генератора на счетньй вход первого триггера 118 счетчика. Момент переключения всех четырех триггеров 118-121 в положение О свидетельствует о равенстве текущего времени Т . с расчетным Т, . При этом схема 126

совпадения выдает сигнал разрешения на схемы И 102-105. Если не бьшо от- тормаживания замедлителя оператором или авторегулятором скорости (кнопка Оттормаживание замкнута) до достижения текущего времени расчетной величины Т, (есть сигнал разрешения от схемы 126 совпадения)5 то информация о тормозной мощности Н замедлителя отображается на пульте управления и индикации, В противном случае информация от Н на пульте не появится и измерение будет считаться несостоявшимся.

Формула изобретения

Устройство для измерения тормозной мощности горочных вагонных замедлителей, содержащее установленные на входе и выходе вагонного замедли- ,теля путевые датчики, подключенные выходами,к входам блока коммутации, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала, один выход которого подключен к входу блока фиксации осей первой тележки вагона при проследовании первого датчика, . выход которого под1 Глючен к первому

входу первого счетчика импульсов, а второй - к входу блока фиксации осей первой тележки вагона при проследовании второго датчика, выход которого подключен к первому входу второго счетчика импульсов, второй вход которого и второй вход второго счетчика импульсов подключены к выQ ходам соответствующих блоков коррекции импульсов, соединенных входами с выходами генератора импульсов, а первые выходы счетчиков импульсов соединены через соответствующие пре5 образователи интервалов времени с соответствующими входами блока вычитания, и блок индикации, отличающееся TBMj что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком определения момента отторма- живания замедлителя и блоком определения погашенной тормозной мощности вагона, один вход которого соединен с выходом блока вычитания, дру5 гой вход - с выходом блока определения момента оттормаживания замедлителя, подключенного входом к другому выходу первого счетчика импульсов, а выход подключен к входу блока ин0 дикации.

0

Sss

N

s

°

JM