MX2008011426A - Modulo de aseguramiento de frenos de deslizamiento de ruedas. - Google Patents

Abstract

Se describe un módulo de aseguramiento de deslizamiento de ruedas que comprende un dispositivo (62, 80) para desactivar la válvula de deslizamiento de ruedas (60), un depósito temporizador (70) en comunicación con el dispositivo de desactivación, y un circuito de válvula de retención y bobina que proporciona conexiones paralelas entre la salida (34) de la válvula de deslizamiento de ruedas (60) y el temporizador de depósito (70) que tiene una primera trayectoria de conexión que comprende una válvula de retención (72) y bobina de carga (74) y una segunda trayectoria de conexión que comprende una bobina de disipación (76) de tal manera que flujo proveniente de la salida (34) de la válvula de deslizamiento de ruedas (60) pase a través de la válvula de retención (72) y bobina de carga (74) para cargar el depósito (70) cuando los cilindros de freno sean presurizados, y flujo opuesto pase a través de la bobina de disipación (76) permita al deposito (70) descargarse cuando se deje escapar la presión de los cilindros de freno.

Description

MODULO DE ASEGURAMIENTO DE FRENOS DE DESLIZAMIENTO DE RUEDAS ANTECEDENTES DE LA INVENCION CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a temporizadores de seguridad para control de deslizamiento de ruedas que pueden suspender una operación de control de deslizamiento de ruedas.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR Se conoce bien en la técnica del control de frenos que los sistemas de control de frenos de trenes modernos típicamente usan una unidad controladora central para controlar los frenos de los vagones que comprenden el tren. Un operador de tren ubicado en la cabina principal manipula las manij as de freno o dispositivos similares del tren para aplicar y liberar los frenos de los vagones sobre cada tren según se desee. Las entradas de las manij as de freno son procesadas típicamente por una unidad de control en cabina y pasadas a la unidad controladora central. En respuesta a estas y otras entradas, la unidad controladora central emite una señal de comando de freno a lo largo de una línea de tren a cada uno de los vehículos férreos en forma ya sea de una señal neumática o una señal eléctrica o incluso ambas. El equipo de freno en cada uno de los vagones aplica o libera los frenos de acuerdo con las órdenes de la señal de comando de freno particular recibida. La unidad controladora central envía la señal de comando de freno a cada uno de los vehículos férreos a lo largo ya sea de una línea de tren neumática o una línea de tren eléctrica.

Dependiendo del tipo de tren que esté siendo considerado, el equipo de freno en cada vagón puede incluir ya sea exclusivamente equipo neumático o una combinación de equipo eléctrico neumático (es decir, electroneumático). Cada vehículo férreo incluye típicamente un sistema de control local cuya construcción y operación se conoce generalmente en la técnica de control de frenos. El sistema de control local sobre cada vehículo férreo recibe la señal de comando de freno y varias otras señales en respuesta a las cuales controla directamente equipo electroneumático de acuerdo con principios bien conocidos en la técnica de control de frenos. Específicamente, el sistema de control local genera las señales eléctricas que abren o cierran las diferentes válvulas que suministran presión o eliminan presión de los cilindros de frenado . Los frenos en cada vehículo férreo se aplican y liberan en consecuencia.

Los sistemas de control de frenos de la técnica anterior proporcionan típicamente frenado de servicio, frenado de emergencia y funciones de control de deslizamiento de ruedas. El sistema de control local incluye un dispositivo a base de microprocesadores que lleva a cabo control de frenos de servicio, control de frenos de emergencia limitado y control de deslizamiento de ruedas. Asociado con los frenos en cada vagón está una unidad de control de cilindros de freno (B CCU) que manipula la presión del cilindro de freno con base en las entradas neumáticas y/o eléctricas provenientes de la unidad de control local . Proporciona control de presión de cilindro de freno de servicio y emergencia así como modulación de presión de cilindro de freno de deslizamiento de ruedas. La BCCU tiene electroválvulas y transductores integrados los cuales son monitoreados y controlados por la unidad de control local .

Un elemento común de la BCCU es una válvula de deslizamiento de ruedas que funciona para ajustar la presión de aire en el cilindro de freno disponible a aquella con la cual la adherencia entre la rueda y riel será adecuada. Típicamente, un dispositivo de detección externo transmite señales eléctricas a las bobinas de electroválvulas que controlan la presión piloto para conservar (mantener) y liberar válvulas. Cuando la bobina de liberación es energizada, el suministro de aire a los cilindros de freno se corta y el aire proveniente de los cilindros de freno se dej a escapar a la' atmósfera. Cuando el esfuerzo de frenado es reducido por una cantidad suficiente, el dispositivo de detección de deslizamiento de ruedas externos sirve para afectar un retraso o mantener la presión del cilindro de freno al energizar la bobina.

Antes de esta invención, la reducción de presión de control de frenos para condiciones de deslizamiento de ruedas era ya sea inhibida o monitoreada por un temporizador de seguridad electrónico de hardware. Los temporizadores de seguridad para usarse con control de deslizamiento de ruedas se conocen en la técnica, por ej emplo, como los descritos en la patente de E.U.A. No. 6,698 ,848. Dependiendo de la configuración de los componentes de freno de servicio y componentes de deslizamiento de rueda, son deseables mejoras en los temporizadores de seguridad existentes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un obj etivo de esta invención es proporcionar un sistema para asegurar que esté disponible presión para cilindros de freno en caso de que el control de deslizamiento de ruedas no sea efectivo o inoperante debido a una falla en los componentes de hardware y/o software. Un objetivo más de esta invención es proporcionar un módulo de aseguramiento neumático para monitorear y controlar independientemente presión de cilindros de freno como se controla por la válvula de deslizamiento de ruedas. Un objetivo más de esta invención es asegurar que el control de deslizamiento de ruedas sea limitado contra periodos extendidos de reducción de presión de frenado sin periodos de aplicación de freno adecuados.

Brevemente, de acuerdo con esta invención, se proporciona una mejora en un circuito de control de cilindros de freno neumáticos para controlar el suministro de aire presurizado a cilindros de freno. En un circuito de control de cilindros de freno neumáticos para controlar el suministro de aire presurizado a cilindros de freno, el circuito tiene una fuente principal de aire presurizado y un circuito de deslizamiento de ruedas que comprende una válvula de deslizamiento de ruedas que tiene dos electroválvulas para dirigir flujo de un puerto de presión piloto a válvulas de liberación y traslape accionadas neumáticamente. La válvula de deslizamiento de ruedas conecta una fuente de presión de control de freno a los cilindros de freno, libera la presión de los cilindros o mantiene la presión en los cilindros en respuesta a señales eléctricas provenientes de una unidad de detección de deslizamiento de ruedas.

La mejora de acuerdo con esta invención es un circuito temporizador neumático controlado por la presión en la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas. La presión neumática en la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas carga y descarga el circuito temporizador neumático. Cuando la presión en el circuito temporizador neumático se ha descargado hasta un nivel seleccionado con base en la presión promedio del cilindro de freno controlado por la válvula de deslizamiento de ruedas, el circuito temporizador envía una señal neumática o eléctrica para desactivar la operación de deslizamiento de ruedas de la válvula de deslizamiento de ruedas permitiendo servicio de frenado continuo o de emergencia.

La mej ora de acuerdo con una modalidad de esta invención comprende una válvula de transferencia controlada por un puerto piloto. La válvula de transferencia en una primera posición conecta el puerto de presión piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas a la fuente principal de aire presurizado y en una segunda posición conecta el puerto de presión piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas a un puerto de escape. La válvula de transferencia es polarizada en la posición desactivada para conectar el puerto piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas para la liberación de esta manera controlando la desactivación de las válvulas de retención y liberación. En esta condición, la válvula de deslizamiento de ruedas es polarizada para pasar presión de frenado a los cilindros de freno. Un depósito temporizador está en comunicación con el puerto piloto para la válvula de transferencia. Una válvula de retención y circuito de escape proporciona conexiones paralelas entre la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas y el depósito temporizador y tiene una primera trayectoria de conexión que comprende una válvula de retención y aparato de carga y una segunda trayectoria de conexión que comprende un circuito disipador de tal manera que el flujo de la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas pase a través de la válvula de retención y circuito de carga para cargar el depósito cuando los cilindros de freno sean presurizados y fluj o opuesto pase a través de la bobina de disipación permitiendo al depósito descargar cuando se dej e escapar la presión de los cilindros de freno. Así, si la presión del depósito cae debajo de la presión piloto que mantiene a la válvula de transferencia en la posición activada, la presión piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas se dej ará escapar y el control de deslizamiento será interrumpido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Características adicionales y otros obj etivos y ventaj as se harán claros a partir de la siguiente descripción detallada hecha con referencia a los dibuj os, en los cuales : La figura 1 es un esquema mucho más simplificado de un sistema de frenado ej emplar en un vehículo de tránsito en el cual puede implementarse la mejora de esta invención.

La figura 2 es un diagrama esquemático del módulo de aseguramiento de freno de deslizamiento de ruedas de acuerdo con esta invención.

La figura 3 es un diagrama esquemático de una modalidad alternativa de un módulo de aseguramiento de frenos de deslizamiento de ruedas de acuerdo con esta invención y La figura 4 es una sección esquemática a través de una válvula de deslizamiento de ruedas con la cual pueda usarse esta invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En referencia ahora a la figura 1 , el vehículo de tránsito tiene un acoplador 1 0 en cada extremo que acopla mecánicamente vehículos adyacentes y proporciona acoplamiento del tubo de freno de emergencia 32 y tubo de depósito principal 30, así como de líneas de tren eléctrico. El depósito principal y tubo de emergencia (freno) son la fuente de presión neumática para implementar frenado de servicio y emergencia. Los tubos, junto con una línea de tren eléctrica, implementa el control de frenado eléctrico y neumático (electroneumático combinado).

Como se muestra en la figura 1 , el vehículo de tránsito tiene cilindros de freno 1 2, 14, para cada vagón del tren para accionar frenos, tales como frenos de disco o tipo superficie de rodamiento, asociados con cada eje de rueda. Cada freno de los vagones es controlado principalmente por una Unidad de Control de Cilindro de Freno (BCCU) 1 6, 1 8. Las BBCUs responden a comandos de frenado de servicio y comandos de frenado de emergencia generados por sistemas de control locales, tales como la unidad de control de tubo de emergencia (EPCU) 20, unidades de control de freno de fricción, y señales de control de línea de tren, las cuales se conocen en la técnica. Estos componentes responden a señales eléctricas y neumáticas provenientes tanto de los controles de la línea de tren como de los controles locales. Las BCCUs están conectadas a depósitos de suministro locales 22, 24 los cuales son cargados por el tubo de depósito principal 30. La salida de las BCCUs es presión de cilindro de freno que se transmite a los cilindros de freno. La presión de tubo de emergencia proveniente de la EPCU es para operaciones de freno de emergencia. El tubo de depósito principal 30 es cargado desde la unidad de suministro de aire 28 , tal como un compresor y el depósito principal 26. Los detalles descritos con referencia a la figura 1 son simplemente para proporcionar el escenario en el cual el módulo de aseguramiento de freno de deslizamiento de ruedas descrito en adelante funciona. Estos detalles no forman parte esencial de la presente invención.

Una característica de control típica de la BCCU es una válvula de control de deslizamiento de ruedas. Las válvulas de control de deslizamiento de ruedas se conocen en la técnica. Un ej emplo de una válvula de control de deslizamiento de ruedas hecha y vendida por el cesionario de esta invención es la válvula de deslizamiento de ruedas "D- l " Decelostat.

En referencia a la figura 4, la válvula de deslizamiento de ruedas tiene cuatro puertos neumáticos; en particular, el puerto de suministro de presión de frenado 33 , el puerto de cilindro de freno 34, el puerto de escape 38 para escapar los cilindros de freno y un puerto de presión piloto 36 conectado a la fuente principal de presión de control, por ej emplo, el depósito de control 30. La válvula de deslizamiento de ruedas tiene una válvula de reposo 40 y una válvula de liberación 42 controladas por la electroválvula de descanso 44 (operada por solenoide) y la electroválvula de liberación 46 que controlan la presión piloto para accionar las válvulas de reposo y liberación. La válvula de liberación tiene una varilla de pistón 48 impulsada por un resorte 50 para mover la válvula de liberación 42 a un primer asiento que permite el suministro desde el puerto de suministro 33 a los cilindros de freno. Este es el modo normal de la válvula de deslizamiento de ruedas. La presión neumática al puerto de suministro es controlada por otros elementos de la BCCU. En una segunda posición, la válvula de liberación 42 es movida para asentarse en una posición que cierra el puerto de suministro 33 y abre el puerto de cilindro de freno 34 a la cámara de escape 54. Una segunda varilla de pistón 56 es impulsada por el resorte 58 para permitir comunicación entre la cámara de escape 54 y el puerto de escape 38.

La electroválvula de liberación 46, cuando es energizada, conduce presión piloto a un diafragma rodante que supera el impulso en la varilla de pistón 48 , de esta manera cambiando la válvula de liberación 42 a la posición de escape (liberada). Cuando la electroválvula de reposo 44 es energizada, la cámara de escape 54 es sellada del puerto de escape 38. Así, dependiendo de los estados energizados de las electroválvulas, los cilindros de freno pueden ser conectados a una fuente de presión de frenado, escaparse o mantenerse a una presión sellada tanto del suministro como el escape.

En referencia ahora a la figura 2, se muestra un módulo de aseguramiento de freno de deslizamiento de rueda de acuerdo con una modalidad de esta invención. La válvula de deslizamiento de ruedas 60 se muestra con conexiones a cada uno del puerto de suministro de presión de frenado 33 , el puerto de cilindro de freno 34, el puerto de escape 38 y el puerto de presión piloto 36.

Una válvula de transferencia 62 es controlada por un puerto piloto 64. La válvula de transferencia en una primera posición conecta el puerto de presión piloto 36 de la válvula de deslizamiento de ruedas 60 a la fuente principal de aire presurizado 66 y en una segunda posición conecta el puerto de presión piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas al escape 68. La válvula de transferencia es impulsada en la primera posición para conectar el puerto de presión piloto 36 de la válvula de deslizamiento de ruedas al escape, de esta manera desactivando el control de las válvulas de reposo y liberación de la válvula de deslizamiento de ruedas 60. En esta condición, la válvula de deslizamiento de ruedas es impulsada para pasar presión de frenado a los cilindros de freno.

Un depósito temporizador 70 está en comunicación con el puerto piloto 64 de la válvula de transferencia 62. Un circuito de válvula de retención y bobina proporciona conexiones paralelas entre el puerto de cilindro de frenado 34 de la válvula de deslizamiento de ruedas 60 y el depósito temporizador 70 que tiene una primera trayectoria de conexión que comprende una válvula de retención 72, y una bobina de carga 74 y una segunda trayectoria de conexión que comprende una bobina de disipación 76 de tal forma que un fluj o proveniente del puerto de cilindro de freno 34 de la válvula de deslizamiento de ruedas pase a través de la válvula de retención 72 y bobina de carga 74 para cargar el depósito temporizador 70 cuando los cilindros de freno sean presurizados y flujo opuesto pase a través de la bobina de disipación 76 permitiendo al depósito descargar cuando se dej e escapar la presión de los cilindros de freno. Así, si la presión de depósito cae debajo de la presión piloto que mantiene a la válvula de transferencia 62 en la primera posición, la presión piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas se escapará y el control de deslizamiento será interrumpido.

Durante condiciones de liberación de presión, el depósito temporizador 70 es agotado a una velocidad predecible. En condiciones de demanda de freno, el depósito temporizador es cargado y control de deslizamiento de ruedas es reiniciado la variabilidad al incrementarse la presión del control de frenos. La velocidad de reinicio y periodo de expiración son funciones del nivel de presión de control de freno y el volumen de depósito temporizador. Los componentes temporizadores, el tamaño del depósito, las bobinas y la fuerza de resorte de la válvula de transferencia o un ajuste de cambio de presión usado para controlar la válvula de deslizamiento pueden seleccionarse para satisfacer requerimientos de vehículos y rendimiento de freno deseado. La selección de componentes definirá la velocidad de reinicio que asegura niveles aceptables de presión de freno se logran después de periodos extendidos de reducción de presión de freno aplicada por la válvula de deslizamiento. La del escenario de cambio de presión de resorte de válvula de transferencia definirá el nivel al cual la presión de control de freno puede reducirse. El volumen del depósito temporizador definirá el periodo de tiempo en el que se permite una reducción continua de presión.

En la siguiente tabla se muestran detalles ej emplares de un circuito temporizador.

TABLA 1 En referencia ahora a la figura 3 , se muestra un módulo de aseguramiento de freno de deslizamiento de rueda de acuerdo con una modalidad alternativa de esta invención. En la figura 3 los elementos que corresponden a aquellos mostrados en la figura 2 tienen los mismos números. La válvula de transferencia 62 que controla la presión piloto a la válvula de deslizamiento de ruedas ha sido reemplazada con un interruptor de presión de control activado por presión 80 que desconecta la fuente de energía eléctrica a las válvulas magnéticas cuando la presión en el puerto de control cae debajo de una presión de control causando que el control de deslizamiento sea interrumpido .

La invención de los solicitantes proporciona reducción en el nivel de freno para un periodo limitado de tiempo y asegura un periodo de recuperación de freno (aplicación). Proporciona además un sistema no electrónico para regresar la presión del freno al nivel requerido.

Habiendo descrito entonces la invención con el detalle y particularidad requeridos por las Leyes de Patente, lo que se desea sea protegido por patente es lo que se muestra en las siguientes reivindicaciones.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1 . En un circuito de control de cilindro de freno neumático para controlar el suministro de aire presurizado a cilindros de freno, el circuito tiene una fuente principal de aire presurizado y un circuito de deslizamiento de ruedas que comprende una válvula de deslizamiento de ruedas que tiene válvulas de liberación y traslape, la válvula de deslizamiento de ruedas conecta una fuente de presión de control de freno a los cilindros de freno, libera los cilindros, o mantiene la presión en los cilindros en respuesta a señales provenientes de una unidad de detección de deslizamiento de ruedas, la mejora caracterizada porque comprende: medios para desactivar la válvula de deslizamiento de ruedas; un depósito temporizador en comunicación con los medios de desactivación y un circuito de válvula de retención y de bobina que proporciona conexiones paralelas entre la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas y el depósito temporizador que tiene una primera trayectoria de conexión que comprende una válvula de retención y una bobina de carga, y una segunda trayectoria de conexión que comprende una bobina de disipación de tal forma que el flujo proveniente de la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas pase a través de la válvula de retención y bobina de carga para cargar el depósito cuando los cilindros de freno sean presurizados y flujo opuesto pase a través de la bobina de disipación permitiendo al depósito descargarse cuando se dej e escapar la presión de los cilindros de freno, con lo cual si la presión del depósito cae debajo de una presión de control, los medios de desactivación desactivarán la válvula de deslizamiento de ruedas y el control de deslizamiento será interrumpido.

2. En un circuito de control de cilindro de freno neumático para controlar el suministro de aire presurizado a cilindros de freno, el circuito tiene una fuente principal de aire presurizado y un circuito de deslizamiento de ruedas que comprende una válvula de deslizamiento de ruedas que tiene dos electroválvulas para dirigir flujo de un puerto de presión piloto a válvulas de liberación y traslape accionadas neumáticamente, la válvula de deslizamiento de ruedas conecta una fuente de presión de control de freno a los cilindros de freno, libera los cilindros o mantiene la presión en los cilindros en respuesta a señales eléctricas provenientes de una unidad de detección de deslizamiento de ruedas, la mejora caracterizada porque comprende: una válvula de transferencia controlada por un puerto piloto, la válvula de transferencia en una primera posición conecta el puerto de presión piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas a la fuente principal de aire presurizado, y en una segunda posición conecta el puerto de presión piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas a un puerto de escape, la válvula de transferencia siendo impulsada a la segunda posición para conectar la fuente principal de aire presurizado a un puerto de escape, la válvula de transferencia es forzada a la primera posición por una presión piloto preestablecida en el puerto piloto; un depósito temporizador en comunicación con el puerto de presión piloto de la válvula de transferencia y un circuito de válvula de retención y bobina que proporciona conexiones paralelas entre la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas y el depósito temporizador que tiene una primera trayectoria de conexión que comprende una válvula de retención y bobina de carga, y una segunda trayectoria de conexión que comprende una bobina de disipación de tal manera que el flujo proveniente de la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas pase a través de la válvula de retención y bobina de carga para cargar el depósito cuando los cilindros de freno sean presurizados, y fluj o opuesto pase a través de la bobina de disipación permitiendo al depósito descargarse cuando se dej e escapar la presión de los cilindros de freno, con lo cual si la presión del depósito cae debaj o de la presión piloto que mantiene la válvula de transferencia en la primera posición, se dej ará escapar la presión piloto de la válvula de deslizamiento de ruedas y el control de deslizamiento será interrumpido.

3. En un circuito de control de cilindro de freno neumático para controlar el suministro de aire presurizado a cilindros de freno, el circuito tiene una fuente principal de aire presurizado y un circuito de deslizamiento de ruedas que comprende una válvula de deslizamiento de ruedas que tiene dos electroválvulas para dirigir flujo de un puerto de presión piloto a válvulas de retención y liberación accionadas neumáticamente, la válvula de deslizamiento de ruedas conecta una fuente de presión de control de freno a los cilindros de freno, libera los cilindros o mantiene la presión en los cilindros en respuesta a señales eléctricas provenientes de una unidad de detección de deslizamiento de rueda, la mej ora caracterizada porque comprende: un interruptor de presión de control que tiene un puerto de control y medios para abrir un interruptor eléctrico cuando la presión en el puerto de control caiga debajo de una presión de control ; un depósito temporizador en comunicación con el puerto de control del interruptor de presión de control y un circuito de válvula de retención y bobina que proporciona conexiones paralelas entre la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas y el depósito temporizador que tiene una primera trayectoria de conexión que comprende una válvula de retención y bobina de carga, y una segunda trayectoria de conexión que comprende una bobina de disipación de tal manera que flujo proveniente de la salida de la válvula de deslizamiento de ruedas pase a través de la válvula de retención y bobina de carga para cargar el depósito cuando los cilindros de freno sean presurizados, y flujo opuesto pase a través de la bobina de disipación permitiendo al depósito descargarse cuando se dej e escapar la presión de los cilindros de freno, con lo cual si la presión del depósito cae debajo de la presión de control, se evita que la energía eléctrica para activar las electroválvulas fluya a las electroválvulas y se interrumpirá el control de deslizamiento .