способ диагностирования тормозной магистрали железнодорожного состава

Формула изобретения

Способ диагностирования тормозной магистрали железнодорожного состава, в котором фиксируют моменты прохода тормозной волны от источника места утечки воздуха в тормозной магистрали до головы состава t₁ и до хвоста состава t₂, измеряют интервал времени (t₁-t₂) между упомянутыми моментами и определяют вагон, в котором находится источник утечки воздуха, отличающийся тем, что подсоединяют тормозную магистраль к источнику сжатого воздуха, определяют калибровочную зависимость (T₁-T₂)=f(n), где T₁ и Т ₂ - моменты прохода тормозной волны от n-ого воздухораспределителя соответственно до головы и хвоста состава при принудительном срабатывании n-ого воздухораспределителя; фиксируют моменты времени t₁ и t₂ при снижения давления темпом 0,2 атм за 80 с и определяют вагон, в котором находится источник утечки воздуха, по калибровочной зависимости и интервалу времени (t₁-t₂).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способам диагностирования тормозной системы железнодорожного подвижного состава, и может быть использовано для определения места неисправности тормозной системы.

Известен способ контроля исправности тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава, заключающийся в том, что фиксируют моменты начала снижения давления в начальном и конечном участках тормозной магистрали, определяют время прохождения тормозной волны от начального до конечного участка при служебном торможении и при отпуске тормозов, по разности времен определяют время распространения тормозной волны, сравнивают это время с нормативной величиной, и в случае равенства времен фиксируют исправность тормозной системы (1).

Недостатком известного способа является то, что он выявляет только наличие исправности тормозной магистрали поезда, но не определяет, в каком месте именно магистраль имеет неисправность.

В качестве прототипа заявляемого технического решения выбран способ определения места утечки воздуха в тормозной магистрали поезда (2), заключающийся в следующем. Определяют время прохождения тормозной волны t_п от начального до конечного участков тормозной магистрали, для чего выполняют разрядку тормозной магистрали на величину ступени торможения краном машиниста, расположенным на локомотиве. В момент, когда тормозная волна достигает хвоста поезда, давление на конечном участке тормозной магистрали понизится темпом выше темпа служебного торможения на величину зоны нечувствительности воздухораспределителя. Посредством установленных в голове и хвосте поезда датчиков давления и дифференциаторов осуществляется мониторинг скорости изменения давления dP / dt. При возникновении неисправности воздухораспределителя в обе стороны от места утечки воздуха начинает распространяться тормозная волна и в голове и хвосте поезда фиксируется снижение давления темпом выше темпа служебного торможения.

Для локализации неисправного воздухораспределителя вычисляется величина (t₁-t₂) - интервал времени между моментами t₁-t₂ начала снижения давления на начальном и конечном участках тормозной магистрали, и знак (t₁-t₂), определяющий направление, откуда первоначально приходит сигнал о превышении темпа изменения давления. Если первоначально сигнал приходит с конечного участка тормозной магистрали, то (t₁-t₂)>0, а если с начального участка, то (t₁-t₂)<0. Затем по формуле

n-N(1/2±(t₁-t₂)/2t_п ), (1)

где N - число вагонов в поезде, определяют номер “n” вагона, в котором находится источник утечки воздуха.

Известный способ имеет следующие недостатки. Использование формулы (1) предполагает линейный характер зависимости скорости распространения тормозной волны от номера вагона. Однако в реальных условиях эта зависимость нелинейна и носит экспоненциальный характер.

Этот факт объясняется следующим причинами. Рассмотрим распространение тормозной волны от неисправного воздухораспределителя к голове состава. При подходе тормозной волны, например, ко второму вагону, считая от головы состава, находящийся во втором вагоне воздухораспределитель срабатывает и начинает сбрасывать воздух. Это, в свою очередь, приводит к понижению давления темпом ниже темпа служебного торможения в первом вагоне.

Трубопровод, соединяющий тормозную аппаратуру локомотива с тормозной магистралью первого вагона, имеет малую протяженность, которой можно пренебречь. В то же время тормозная аппаратура локомотива начинает компенсировать происходящие утечки, что замедляет скорость распространения тормозной волны в начале состава.

Приведенная картина справедлива для первого вагона, однако в зависимости от соотношения производительности воздухораспределителей и тормозной аппаратуры локомотива замедление тормозной волны может распространиться на произвольное число вагонов в головной части состава.

Таким образом, использование формулы (1), в которой не учитывается нелинейный характер распространения тормозной волны, снижает точность определения места неисправности тормозной магистрали поезда.

Известный способ является “пассивным”, так как определяет уже возникшую неисправность в тормозной магистрали и не может быть использован для “активной” диагностики - поиска воздухораспределителей, недостатки настройки которых могут привести к возникновению таких неисправностей. Выявление неисправностей тормозной магистрали на более позднем этапе снижает оперативность ее диагностирования.

Задача, решаемая заявляемым изобретением - повышение точности локализации источника утечки воздуха в тормозной магистрали железнодорожного состава и повышение оперативности диагностирования тормозной магистрали.

Указанная задача решается тем, что в способе диагностирования тормозной магистрали железнодорожного состава, в котором фиксируют моменты прохода тормозной волны от источника места утечки воздуха в тормозной магистрали до головы состава t₁ и до хвоста состава t₂, измеряют интервал времени (t₁-t₂) между упомянутыми моментами и определяют вагон, в котором находится источник утечки воздуха, подсоединяют тормозную магистраль к источнику сжатого воздуха; определяют калибровочную зависимость (T₁-T₂ )=f(n), где T₁ и T₂ - моменты прохода тормозной волны от n - ого воздухораспределителя, соответственно, до головы и хвоста состава при принудительном срабатывании n - ого воздухораспределителя; фиксируют моменты времени t₁ и t₂ при снижения давления темпом 0,2 атм за 80 сек и определяют вагон, в котором находится источник утечки воздуха, по калибровочной зависимости и интервалу времени (t₁-t₂).

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором схематически изображено устройство, реализующее заявляемый способ.

Устройство для диагностирования тормозной магистрали железнодорожного состава включает установленные в хвосте состава датчик давления 1, дифференциатор 2, компаратор 3 и радиомодем 4, связанный с радиомодемом 5, установленным в голове состава и соединенным с микропроцессором 6. В голове состава установлены датчик давления 7, дифференциатор 8 и компаратор 9, подключенный к микропроцессору 6. Кроме того, устройство содержит источник сжатого воздуха 10, соединенный посредством пневматической аппаратуры и питающего трубопровода с тормозной магистралью 11 состава в районе первого вагона. Пневматическая аппаратура служит для задания величины давления в тормозной магистрали 11 и темпов ее изменения в рабочих режимах.

Предлагаемый способ состоит из 2-х этапов: 1 этап - снятие калибровочной зависимости, 2 этап - поиск неисправного воздухораспределителя. На первом этапе определяют зависимость временного интервала (T₁-Т₂ ) от номера вагона, что эквивалентно снятию зависимости скорости распространения тормозной волны от номера вагона. Для этого оператор передвигается от хвоста состава к его голове, перекрывая разобщительный кран на воздухораспределителе n - ого вагона, что приводит к торможению. Возникающая тормозная волна распространяется в двух направлениях - к голове и к хвосту состава. Скорость распространения тормозной волны по направлению к голове и к хвосту состава различна. Распространяясь к голове, она встречает большее сопротивление, так как навстречу ей перемещается поток сжатого воздуха, поступающий в тормозную магистраль 11 через питающий трубопровод от пневматической аппаратуры. Соответственно, скорость распространения тормозной волны к голове состава будет меньше, чем к хвосту состава, причем скорость распространения тормозной волны через один вагон будет уменьшаться по мере продвижения волны к голове состава.

Датчики 1 и 7 регистрируют величину давления Р, а дифференциаторы 2 и 8 определяют скорость изменения давления dP/dt. С выходов дифференциаторов 2 и 8 сигналы поступают на входы компараторов 3 и 9, где сравниваются с заданным порогом. Сигнал с выхода компаратора 3 поступает на радиомодем 4, который передает его в голову состава на радиомодем 5. Принятый сигнал поступает на первый вход микропроцессора 6. Сигнал с выхода компаратора 9 поступает на второй вход микропроцессора 6, который вычисляет разность (T₁-Т₂) и заносит ее в память вместе с номером вагона, которому соответствует данное значение (T₁-Т₂).

Оператор повторяет указанную процедуру или для каждого вагона или через несколько вагонов. По полученным данным микропроцессор 6 строит калибровочную зависимость (T₁-T₂)=F(n), где n - номер вагона. Как показали экспериментальные данные, указанная зависимость имеет экспоненциальный характер. На втором этапе, на котором одновременно осуществляется опробование тормозов, производится зарядка тормозной магистрали 11 с помощью источника сжатого воздуха 10 до сверхзарядного давления с последующим снижением давления темпом 0,2 атм за 80 сек. Такой темп снижения давления провоцирует неисправный воздухораспределитель к срабатыванию и самопроизвольному торможению, в результате чего в обе стороны от неисправного воздухораспределителя распространяется тормозная волна. По темпу снижения давления в сравнении с темпом служебного торможения - аналогично описанному выше - измеряется интервал (t₁-t₂). Микропроцессор 6 сопоставляет полученное значение (t₁-t₂) с хранящейся в его памяти калибровочной кривой и определяет по ней номер вагона, где находится неисправный воздухораспределитель.

Заявляемый способ по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

- учет нелинейного характера распространения тормозной волны позволяет повысить точность локализации источника утечки воздуха в тормозной магистрали поезда;

- совмещение процесса опробования тормозов с контролем исправности тормозного оборудования и поиском самопроизвольно срабатывающих тормозов позволяет значительно снизить временные затраты, повысить оперативность диагностирования тормозной магистрали;

- использование внешнего источника сжатого воздуха позволяет проводить одновременное диагностирование нескольких составов; в рамках способа - прототипа это не всегда возможно, так как требует большого количества локомотивов.