Устройство для исследования тормозных приборов железнодорожных транспортных средств

Устройство для исследования тормозных приборов железнодорожных транспортных средств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3810317/27-!1 (22) 30.10.84 (46) 15.05.86. Бюл. № 18 (71) Днепропетровский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта им. М. И. Калинина (72) Е. П. Блохин, О. М. Савчук, Л. А. Манашкин, М. М. Кедря, М. Е. Итин, В. Т. Стороженко и С. Г. Крюков (53) 625.2.592.52 (088.8) (56) Кузьмина Е. И. Лабораторные испытания электронной модели поезда. Труды

В НИ ИЖТ: Вып. 529, М.: Транспорт, 1975, с. 57 — 63. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОРМОЗНЫХ ПРИБОРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ

СРЕДСТВ, содержащее формирователи сиг„„SU„„1230891 д1 ш 4 В 60 Т 17/22; G 01 М 17 00 налов, пропорциональных скорости модели локомотива и моделей вагонов, связанные входом через формирователи сигналов, пропорциональных тормозной силе, с блоком моделирования тормозной системы, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения точности путем имитации сил, сопровождающих движение транспортного средства по переменному профилю, оно снабжено формирователем сигнала, пропорционального продольной составляющей силы тяжести, и блоками задержки, связанными выходами с вторыми входами формирователей сигналов, пропорциональных скорости моделей вагонов, а выход формирователя сигнала, пропорционального продольной составляющей силы тяжести, соединен с вторым входом формирователя сигнала, пропорционального скорости модели локомотива.

1230891

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для исследования тормозных приборов транспортных средств и систем управления тягой и тормозной силой локомотива.

Цель изобретения — повышение точности путем имитации сил, сопровождающих движение поезда по переломному профилю.

На чертеже показана структурная схема устройства для исследования тормозных приборов транспортных средств.

Устройство содержит блок 1 управления, модель 2 локомотива, модели 3 вагонов, блок 4 моделирования тормозной системы, формирователи 5 сигнала, пропорционального коэффициенту трения тормозных колодок, формирователи 6 сигнала, пропорционального тормозной силе, формирователь

7 сигнала, пропорционального составляющей силы тяжести, и блоки 8 задержки, Количество моделей 3 вагонов равно числу вагонов в поезде. На модель 2 локомотива и на каждую модель 3 вагона приходится по одному формирователю 5 сигнала, пропорционального коэффициенту трения, и формирователю 6 сигнала, пропорционального тормозной силе. На каждую модель 3 вагона приходится по одному блоку 8 задержки.

Блок 1 управления содержит элемент 9 управления тягой и электрическим торможением, элемент 10 управления пневматическим торможением, а также приборы контроля, средства включения и выключения и устройства энергопитания всех элементов устройства (не показаны), Модель 2 локомотива содержит формирователь 11 сигнала, пропорционального силе локомотива, и формирователь 12 сигнала, пропорционального скорости с имитатором массы. Каждая модель 3 вагона содержит формирователь 13 сигнала, пропорционального силе в автосцепке с имитатором сигнала, пропорционального зазору, и формирователь 14 сигнала, пропорционального скорости с имитатором массы.

Блок 4 моделирования тормозной системы содержит модель 15 тормозной системы локомотива и модель 16 тормозной системы вагонов. В модели 2 локомотива выход формирователя 11 сигнала, пропорционального силе локомотива, связан с первым входом формирователя 12 сигнала, пропорционального скорости, а выход формирователя 12 скорости связан с вторым входом формирователя 11 сигнала, пропорционального силе локомотива. Первый вход формирователя 11 сигнала, пропорционального силе локомотива, связан с элементом 9 управления тягой и электрическим торможением блока 1 управления. В каждой модели вагона выход формирователя 13 сигнала силы в автосцепке связан с первым входом формирователя

14 сигнала, пропорционального скорости, а выход формирователя 14 связан с первым входом формирователя 13. Все модели как

V;+ m;(S,— S;„ 1- F,+ Q,— — Вп);

q„— 1 ; — V„;

s,= s,(q, q );

i=0,n; Sp=S >=0; q,==0; F,= „=0, где m;, V; — масса и скорость движения

i-го экипажа;

S;, S;+> — силы, действующие на этот экипаж со стороны соседних экипажей;

q; — относительное перемещение i-го экипажа в поезде;

Ро — сила тяги или электрического торможения, прикладываемая к локомотиву;

Q; — продольная составляющая силы тяжести i-ro экипажа;

В; — сила пневматического торможения, действующая на i-й экипаж.

При этом знак «плюс» перед Fo соответствует приложению к локомотиву («нулевому» экипажу) силы тяги, знак «минус»вЂ”

50 локомотива, так и вагонов связаны между собой следующим образом: выход формирователя сигнала, пропорционального скорости предыдущей модели, подключен к второму входу формирователя сигнала, пропорционального силе последующей модели, а выход формирователя сигнала, пропорционального силе последующей модели, соединен с вторым входом формирователя сигнала, пропорционального скорости предыдущей модели. Третьи входы формирователей сигнала, пропорционального скорости в каждой модели, соединены с выходами соответствующих им формирователей 6, а четвертые входы — с выходами формирователя 7 сигнала, пропорционального составляющей силы тяжести (для модели локомотива), и с выходами соответствующих блоков 8 запаздывания (для модели вагонов). Первые входы преобразователей 6 соединены с соответствующими им выходами блока

2О 4 моделирования тормозной системы, а вторые — с соответствующими им выходами формирователей 5 сигнала, пропорционального коэффициенту трения. Вход каждого формирователя 5 подключен к выходу формирователя сигнала, пропорционального скорости соответствующей ему модели.

Элемент 10 управления пневматическим торможением блока 1 управления связан с входом блока 4.

К выходу формирователя 7 сигнала, Зп пропорционального составляющей силы тяжести, подключен блок 8 задержки, далее— выход предыдущего блока задержки подключен к входу последующего.

В основе построения схем и взаимодействия отдельных блоков устройства между з собой лежат, дифференциальные уравнения движения поезда, которые имеют вид (поезд из и+ 1 экипажей — локомотива и п вагонов) 1230891 силы электрического торможения; знак

«плюс» перед Q; соответствует движению

i-го экипажа на спуске, знак «минус» на подъеме.

Конструктивно устройство состоит из следующих блоков и элементов, взаимо связанных друг с другом.

Элемент 9 управления тягой и силой электрического торможения представляет собой контроллер машиниста.

Элемент 10 управления пневматическим 10 торможением содержит прямодействующий тормоз и кран машиниста.

Блок 4 моделирования тормозной системы, имеющий n+ 1 секций, представляет собой групповую испытательную станцию— реальную тормозную магистраль, каждая

15 секция которой содержит воздухораспределитель, запасной резервуар и тормозной цилиндр. Длина каждой секции соответствует длине тормозной магистрали одного вагона. Секции соединяются между собой соединительными рукавами. В конце тормозной системы поезда имеется концевой кран. Тормозные цилиндры оборудованы датчиками давлений, преобразующими изменение давления в тормозных цилиндрах в электрические напряжения — аналоги сил нажатия тормозных колодок.

Остальные элементы устройства построены на базе электронных узлов аналоговых вычислительных машин.

Работа устройства в соответствии с режимами движения реального поезда мозо жет быть разбита на следующие этапы: трогание с места; движение по участку заданного продольного профиля пути с определенной скоростью; отпуск тормозов и движение на выбеге; торможение с целью остановки.

Этап первый — трогание с места. При подаче сигнала посредством элемента 9 управления тягой и силой электрического торможения блока 1 управления включается в работу формирователь 11. Выработанное 40 этим формирователем электрическое напряжение — аналог силы тяги поступает иа первый вход формирователя 12 сигнала, пропорционального скорости с имитатором массы, модели 2 локомотива, на выходе которого формируется электрическое напря- 45 жение — аналог скорости движения локомотива. Это напряжение подается на второй вход формирователя 13 сигнала, пропорционального силе в автосцепке с имитатором зазора, модели 3 первого вагона, на выходе которого формируется электрическое напряжение — аналог продольной силы. Это напряжение поступает на второй вход формирователя 12 модели 2 и на первый вход формирователя 14 с имитатором массы модели

3. Теперь формирователем 12 модели 2 фор- у мируется электрическое напряжение аналог скорости движения локомотива с учетом взаимодействия локомотива и первого вагона, как и в реальном составе. На выходе формирователя 14 модели 3 появляется электрическое напряжение — аналог скорости движения первого вагона. Это напряжение одновременно поступает на формирователь !3 модели 3, которым формируется теперь электрическое напряжение — аналог силы в автосцепках между локомотивом и первым вагоном с учетом скоростей движения локомотива и первого вагона. Далее напряжение с выхода формирователя 14 поступает на второй вход формирователя 13 сигнала, пропорционального силе в автосцепке с имитатором зазора, модели 3 второго вагона.

При трогании с места, в отсутствии давления в тормозных цилиндрах, на выходах преобразователей 6 напряжение отсутствует, поэтому третьи входы формирователей 12 и 14 не используются. Также не используются четвертые входы перечисленных формирователей, так как на выходах формирователя 7 и блоков 8 запаздывания напряжения также отсутствуют.

Когда на выходах формирователей 12 и 14 установится одинаковое напряжение (с учетом масштабов моделирования), процесс трогания можно считать законченным.

Этап второй — движение по участку заданного продольного профиля пути с определенной скоростью.

Все электрические напряжения — аналоги на выход формирователей 11 — 13 предполагаются действующими с первого этапа.

Включается формирователь 7, который вырабатывает электрическое напряжение аналог продольной составляющей силы тяжести экипажа поезда при движении по участку ломанного продольного профиля пути. Это напряжение поступает на четвертый вход формирователя 12. В этом случае формирователем 12 формируется электрическое напряжение — аналог скорости движения локомотива с учетом алебраической суммы электрических напряжений— аналогов составляющих сил тяжести, сил в автосцепке и силы тяги локомотива, приходящих с формирователей 7, 13 и 11 на соответствующие входы формирователя 12.

Электрическое напряжение — аналог скорости движения локомотива изменяется. Одновременно сигнал с формирователя 7 поступает на вход блока 8 задержки. Через промежуток времени, соответствующий проезду локомотивом с заданной скоростью участка продольного профиля пути, имитируется въезд первого вагона на этот участок. При.этом с блока 8 задержки на четвертый вход формирователя 14 поступает электрическое напряжение — аналог составляющей силы тяжести первого вагона. На выходе формирователя 14 по аналогии с формирователем 12 происходит изменение электрического напряжения — аналога скоро1230891

S0

5 сти движения первого вагона поезда. В дальнейшем с выходов блоков 8 задержки последовательно поступают электрические напряжения — аналоги составляющих сил тяжести последующих вагонов поезда. По аналогии с тем, как изменилось электрическое напряжение — аналог скорости движения локомотива и первого вагона поезда, изменяются электрические напряжения — аналоги скоростей движения всех остальных вагонов.

Если продольный профиль пути таков, что поезд идет на подъем и надо поддержать постоянную скорость, то как и в случае этапа трогания с места посредством элемента 9 управления подается сигнал на дополнительный набор силы тяги. При этом в модели 2 локомотива и в модели 3 вагонов происходят процессы, аналогичные процессам при трогании.

В случае, когда на участке продольного профиля пути есть спуск, скорость поезда может увеличиться. Ее снижение производится торможением.

Предполагается, что к началу торможения сила тяги снимается, т.е. исчезает электрическое напряжение — аналог силы тяги на выходе формирователя 11 по сигналу элемента 9. Все остальные электрические напряжения — аналоги сохраняют свои мгновенные (текущие) значения.

Рассматриваются три основных вида торможения: пневматическое с торможением всего состава (торможение краном машиниста); пневматическое с торможением только локомотива (торможение прямодействующим тормозом); электрическое торможение локомотива (рекуперативное или реостатное) .

Рассмотрим последовательность работы элементов установки при первом виде торможения. По сигналу элемента 10 управления пневматическим торможением снижается давление во всей модели 4 тормозной системы поезда. Изменение давления в тормозных цилиндрах тормозной системы поезда фиксируется датчиками давления, которыми оборудованы тормозные цилиндры (тормозные цилиндры и датчики давления отдельно не показаны). Электрические напряжения — аналоги давлений в тормозных цилиндрах поступают на первые входы формирователей 6 сигнала, пропорционального тормозной силе. На вход формирователя 5 подается сигнал с выхода формирователя 12, на входы формирователей 5 подаются сигналы с выходов формирователей 14. На вторые входы формирователей 6 с выходов формирователей 5 поступают электрические напряжения — аналоги коэффициентов трения тормозных колодок. В формирователях

6 происходит перемножение этих напряжений по схеме двухквадрантного множительно-делительного устройства и на выходах формирователей 6 появляются электрические

45 напряжения — аналоги тормозных сил, действующих на соответствующие экипажи.

В блоке 4 тормозная система поезда является реальной и при ее работе сигналы с датчиков давлений каждого тормозного цилиндра появляются последовательно, начиная с первого, по мере распространения тормозной волны. В соответствии с этим электрические напряжения — аналоги тормозных сил экипажей также последовательно формируются на выходах формирователей 6 и поступают на третьи входы формирователей 12 и 14. При этом формирователями 12 и 14 формируются электрические напряжения — аналоги скоростей движения экипажей поезда с учетом алгебраических сумм электрических напряжений — аналогов составляющих сил тяжести, сил в автосцепке и тормозных сил. На выходах формирователей 12 и 14 электрические напряжения— аналоги скоростей движения экипажей поезда снижаются до определенного уровня.

При втором виде — торможении прямодействующим тормозом — по сигналу элемента 10 управления пневматическим торможением происходит увеличение давления в тормозных цилиндрах только модели 15 тормозной системы локомотива. Аналогично описанному происходит формирование электрического напряжения — аналога тормозной силы локомотива на выходе формирователя

6. На выходе формирователя 12 уменьшается электрическое напряжение — аналог скорости движения локомотива с учетом алгебраической суммы электрических напряжений— аналогов продольных составляющих сил тяжести, тормозных сил локомотива и значения продольной силы в автосцепке между локомотивом и первым вагоном. Таким образом, изменяется электрическое напряжение-аналог продольной силы на выходе формирователя 13 и уменьшается электрическое напряжение — аналог скорости первого вагона на выходе формирователя 14.

В дальнейшем происходит срабатывание формирователей 13 и 14 до последней модели вагона. В результате на выходах формирователей 12 и 14 напряжения — аналоги скоростей движения локомотива и вагонов снижаются до определенного уровня.

В случае применения электрического торможения по команде элемента 9 управления происходит формирование электрического напряжения-аналога силы электрического торможения локомотива на выходе формирователя ll противоположного знака по отношению к электрическому напряжению-аналогу силы тяги локомотива на этапе трогания с места. Это электрическое напряжение-аналог тормозной силы локомотива, сформированное без участия тормозных цилиндров модели 4 тормозной системы поезда, как в предыдущем случае, поступает на вход формирователя 12 модели 2. Проис1230891

20

Составитель В. Татарников

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий .

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 2313/2! ходит уменьшение электрического напряжения-аналога скорости локомОтива на выходе формирователей 12 модели 2, уменьшается электрическое напряжение-аналог скорости первого вагона на выходе формирователя 14 модели 3 и так далее «по волне», как и в случае применения прямодействующего пневматического тормоза. В результате на выходах формирователей 12 и 14 напряжение-аналог скоростей движения локомотива и вагонов также снижаются до определенного уровня.

Этап третий — отпуск тормозов и движение на выбеге. В случае отпуска тормозов в поезде по команде элемента 10 управления давление в тормозных цилиндрах поезда уменьшается. Такое изменение давления, как и в случае торможения, преобразуется датчиками давления в электрические напряжения-аналоги давлений и подаются в формирователи 6 последовательно, начиная с первого. При этом электрические напряжения-аналоги тормозных сил уменьшаются по своему абсолютному значению. На выходах формирователя 12 модели 2 и формирователей 14 моделей 3 электрические напряжения-аналоги скоростей V, — Ч прекраща1от уменьшаться, чем имитируется движение на «выбеге».

В случае снятия прямодействующего пневматического тормоза по команде элемента 10 управления происходит снижение давления в тормозных цилиндрах локомотива.

Как и в предыдущем случае, это изменение давления преобразуется датчиком давления в электрическое напряжение — аналог давления в тормозном цилиндре локомотива, передается в формирователь 6 и электрическое напряжение — аналог тормозной силы локомотива уменьшается по абсолютной величине. При этом прекращается уменьшение электрических напряжений — аналогов скорости локомотива и соответственно по мере распространения вдоль модели поезда и скоростей вагонов.

В случае снятия электрического торможения по команде элемента 9 управления прекращается работа формирователя 11, т. е. на его выходе исчезает электрическое напряжение — аналог тормозной силы локомотива. Как и в предыдущем случае, прекращают уменьшаться электрические напряжения — аналоги скорости локомотива и по мере распространения вдоль модели поезда и скорости вагонов. Таким образом, также имитируется движение на выбеге.

Этап четвертый — торможение с целью остановки. В этом случае давление в тормозной магистрали тормозной системы поезда сбрасывается до тех пор, пока на выходах формирователя 12 модели 2 и формирователей 14 моделей 3 электрические напряжения — аналоги скоростей движения локомотива и вагонов не станут равными нулю, что свидетельствует об остановке поезда.

В процессе работы установки на этапах трогания, регулировочного торможения, отпуска тормозов и остановочного торможения регистрирующим устройством (не показано) записываются процессы изменения напряжений — аналогов продольных сил в поезде и давлений в тормозной магистрали и тормозных цилиндрах.