Способ интеллектуальной диагностики тормозной сети поезда и устройство для его реализации

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для диагностики тормозной сети поезда, и может использоваться на локомотивах всех марок и серий, осуществляющих тягу пассажирских и грузовых поездов.

Известно устройство для контроля плотности тормозной магистрали поезда [1], содержащее кран машиниста с контроллером, установленным между тормозной и питательной магистралями, блок измерения плотности тормозной магистрали, один из входов которой соединен с переключателем осей поезда, блок сигнализации, блок управления тягой и тормозами, временной селектор с регулируемой установкой, аналоговый ключ и логический элемент «И». Блок измерения плотности тормозной магистрали выполнен в виде датчика расхода воздуха, на который воздействует подвижная перегородка повторителя.

Недостатками устройства являются сложность конструктивного увязывания устройства с краном машиниста, наличие сложных дорогостоящих датчиков расхода воздуха, отсутствие визуального контроля за состоянием тормозной магистрали.

Известно устройство для контроля плотности тормозной магистрали поезда [2], содержащее датчик давления в тормозной магистрали выходом соединенный с управляющим входом ключевого элемента, имеющего реле, выводами обмотки которого образован упомянутый управляющий вход, генератор импульсов, соединенный одним выходом с информационным входом ключевого элемента, информационный выход которого соединен с входом счетчика импульсов, соединенного с индикатором, задатчик давления в тормозной магистрали и исполнительный блок.

В устройстве после достижения минимальной величины давления включается компрессор, прекращается отсчет импульсов, запускается делитель, который выполняет операцию деления задаваемой пневматической характеристики на число отсчитанных импульсов, и полученный результат в виде числа вагонов выдается на индикатор. Эта информация используется для вычисления исправности тормозной сети поезда и используется при формировании поезда на стоянке.

Однако эта информация недостоверна в условиях эксплуатации при движении поезда, т.к. исходные данные берутся по паспорту вагона, а в реальных условиях утечки на каждом вагоне индивидуальны и существенно отличаются друг от друга (один вагон имеет нулевые утечки, а другой - максимальные, граничащие с неисправностью, угрожающей безопасности движения). Кроме того, результат, выраженный в количестве вагонов, не несет информации о месте повреждения поезда.

Другой недостаток заключается в том, что устройство работает кратковременно лишь в момент включения компрессора и не позволяет судить о работе компрессора. Время индикации измеряется так быстро (1-2 с), что машинист может и не заметить показания индикатора, и в случае перекрытия концевых кранов при создавшейся аварийной ситуации машинист для подтверждения информации будет ждать следующего цикла индикации до 5 мин, а за это время поезд может стать неуправляемым.

Известно «Устройства для контроля и испытания тормозных систем; сигнальные устройства» [3].

Недостатком данного устройства является высокая сложность конструкции из-за большого количества элементов и, как следствие, низкая надежность в целом; условность аварийного сигнала, не дающая конкретной величины отклонения параметра плотности от нормального значения при неисправности тормозной магистрали; затрудненное применение устройства в эксплуатации поездов из-за ложных срабатываний аварийного сигнала при использовании свистка, тифона, песочниц, вспомогательного тормоза локомотива и т.д.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Устройство контроля плотности тормозной магистрали УКПТМ» [4].

Недостатком данного устройства является большая продолжительность времени замера, отсутствие учета кратковременных утечек из тормозной и питательной магистрали, отсутствие диагностики тормозной сети поезда.

Целью изобретения является повышение безопасности движения поездов. Цель достигается тем, что неисправности, такие как перекрытие кранов, возникновение ледяных пробок, возникновение утечек и обрывов тормозной магистрали, определяются путем диагностирования по параметру плотности тормозной сети поезда.

Задачей изобретения является сокращение времени определения неисправности тормозной сети поезда и автоматизация процесса определения неисправности тормозной сети поезда.

Решение предлагаемой задачи достигается тем, что во время работы локомотива с поездом осуществляется слежение за параметром плотности тормозной сети поезда на предмет ее отклонения от нормы, устанавливаемой индивидуально для каждого поезда автоматически, и выявления причин отклонения на основании изменения давления в тормозных цилиндрах, тормозной магистрали и оценки характера изменения давления в главных резервуарах (по скорости утечки постоянная или скачкообразная). В случае отклонения плотности тормозной сети от нормы подконтрольные параметры тормозной сети поезда системно оцениваются, после чего ИДТСП делает вывод о характере изменения утечки (рабочий, аварийный), определяет режим работы тормозной системы и осуществляет вывод информации на дисплей.

Функциональная схема устройства интеллектуальной диагностики тормозной сети поезда (ИДТСП) представлена на рис. 1. На рис.: 1 - датчик давления тормозного цилиндра (ДДТЦ), 2 - микроконтроллерный блок (МКБ), 3 - датчик давления питательной магистрали (ДДПМ), 4 - датчик давления тормозной магистрали (ДДТМ), 5 - блок индикации (БИ), 6 - блок аварийной сигнализации (БАС), 7 - панель индикации (ПИ), 8 - блок питания (БП).

Устройство интеллектуальной диагностики тормозной сети поезда работает следующим образом: с ДДПМ (3) на МКБ (2) поступает сигнал (рис. 1), характеризующий величину давления в главных резервуарах. Далее, МКБ (2) вычисляет текущую плотность тормозной сети поезда и анализирует ее значение на предмет отклонения от нормативного значения плотности, вычисленного автоматически заранее МКБ (2) для данного поезда в условиях нормальных утечек. После чего, на основании информации с ДДТЦ (1), ДДТМ (4), по величине изменения плотности тормозной сети, выявляется причина ее отклонения. Результат диагностирования выводится на БИ (5) вместе с величиной отклонения плотности тормозной сети поезда. В случае возникновения отклонения плотности более чем на 20% срабатывает БАС (6). Настройки задаются на ПИ (7). Питание МКБ (2) осуществляется БП (8). Устройство позволяет выявлять следующие виды неисправностей тормозной сети поезда: перекрытие концевых кранов, образование ледяных пробок в тормозной магистрали, возникновение утечек воздуха в тормозной сети, обрыв тормозной магистрали.

В результате применения способа ИДТСП и устройства для его реализации существенно повышается безопасность движения поезда и сокращается время обнаружения неисправностей тормозной сети.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №432024, кл. В60Т 17\22, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР №432024, кл. В60Т 17\22, 1970.

3. Шитов В.А., Шевяков А.В., Морозов С.В. «Устройства для контроля и испытания тормозных систем; сигнальные устройства».

4. Венцевич Л.Е. Локомотивные устройства обеспечения безопасности движения поездов и расшифровка информационных данных их работы: учебник. - [2-е стер. Изд.]. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. - 328 с.