RU2347698C1 - Device for pulsed feed of sand under locomotive wheels - Google Patents
Device for pulsed feed of sand under locomotive wheels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347698C1 RU2347698C1 RU2008105949/11A RU2008105949A RU2347698C1 RU 2347698 C1 RU2347698 C1 RU 2347698C1 RU 2008105949/11 A RU2008105949/11 A RU 2008105949/11A RU 2008105949 A RU2008105949 A RU 2008105949A RU 2347698 C1 RU2347698 C1 RU 2347698C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- locomotive
- sand
- wheels
- output
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к рельсовому транспорту, а конкретно к устройствам для импульсной подачи песка под колеса локомотивов (электровозов, тепловозов, моторных вагонов), что широко используется в практике эксплуатации рельсового транспорта для повышения коэффициента сцепления колес с рельсами. Устройствами пескоподачи оборудованы все локомотивы и моторные вагоны железнодорожного и промышленного транспорта.The invention relates to rail transport, and in particular to devices for pulsed sand feeding under the wheels of locomotives (electric locomotives, diesel locomotives, motor cars), which is widely used in the practice of operating rail vehicles to increase the coefficient of adhesion of wheels to rails. All locomotives and motor cars of railway and industrial vehicles are equipped with sand supply devices.
Известно устройство для импульсной подачи песка под колеса локомотива, содержащее датчик боксования - юза и песочную форсунку, обеспечивающую генерацию песковоздушной смеси и ее направление под колеса локомотива, причем для управления указанной форсункой предусмотрен электропневматический вентиль, электрическая катушка включения которого соединена с источником электропитания цепей управления локомотива посредством ключевого элемента, соединенного своим входом управления с генератором импульсов напряжения [1]. Такие устройства использованы на большинстве современных локомотивов, причем частота генератора импульсов обычно равна 0,5-0,6 Гц (период Т=2-1,66 сек) при постоянном коэффициенте заполнения импульсного цикла γ, равного 0,3-0,4, т.е. при длительности импульса напряжения τи, равной 0,6-0,7 сек (γ=τи/Т).A device for a pulsed sand supply under the wheels of a locomotive, comprising a boxing sensor - a skid plate and a sand nozzle that generates a sand-air mixture and its direction under the wheels of a locomotive, moreover, to control this nozzle an electro-pneumatic valve is provided, the electric inclusion coil of which is connected to the power source of the control circuits of the locomotive by means of a key element connected by its control input to a voltage pulse generator [1]. Such devices are used on most modern locomotives, and the frequency of the pulse generator is usually 0.5-0.6 Hz (period T = 2-1.66 sec) with a constant duty cycle γ, equal to 0.3-0.4, those. with a voltage pulse duration τ and equal to 0.6-0.7 sec (γ = τ and / T).
В качестве прототипа предложенного изобретения целесообразно принять устройство для импульсной подачи песка под колеса локомотива, содержащее датчик избыточного проскальзывания колес относительно рельсов и песочную форсунку, выходные патрубки которой соединены с соплами, направленными в зоны контакта колес с рельсами, ее первый входной патрубок соединен с песочным бункером, ее второй входной патрубок подключен к пневмомагистрали локомотива посредством электропневматического вентиля, электрическая катушка которого соединена с источником электропитания цепей управления локомотива посредством ключевого элемента, вход управления которым соединен с выходом генератора импульсов, причем вход управления включением-выключением указанного генератора соединен с выходом релейного датчика избыточного проскальзывания колес [2].As a prototype of the proposed invention, it is advisable to adopt a device for pulsed sand feeding under the wheels of a locomotive, comprising a sensor for excessive slippage of the wheels relative to the rails and a sand nozzle, the outlet nozzles of which are connected to nozzles directed into the zones of contact of the wheels with the rails, its first input nozzle is connected to the sand hopper , its second inlet pipe is connected to the pneumatic line of the locomotive by means of an electro-pneumatic valve, the electric coil of which is connected to the source the power supply source of the locomotive control circuits by means of a key element, the control input of which is connected to the output of the pulse generator, and the input on-off control of the specified generator is connected to the output of the wheel slip relay relay [2].
Недостаток прототипа связан со сложностью его настройки в реальных условиях эксплуатации, поскольку при постоянных параметрах импульсного цикла управления форсункой имеем избыточную пескоподачу при трогании поезда и низкой скорости движения и недостаточную пескоподачу при скоростях более 40 км/ч. Кроме того, указанный прототип не учитывает влияние внешних факторов на сцепление колеса с рельсом (температуры наружного воздуха, влажности, загрязнения рельсов и др.). Это вызывает снижение реализуемых значений коэффициента сцепления, перерасход песка на тяговом плече обращения локомотива и повышение энергозатрат на тягу поездов по причине того, что избыточная подача песка увеличивает основное сопротивление движению.The disadvantage of the prototype is associated with the complexity of its adjustment in real operating conditions, since with constant parameters of the pulse cycle of the nozzle control we have excessive sand supply when starting the train and low speed and insufficient sand supply at speeds of more than 40 km / h. In addition, this prototype does not take into account the influence of external factors on the adhesion of the wheel to the rail (outdoor temperature, humidity, rail pollution, etc.). This causes a decrease in the realized values of the coefficient of adhesion, an overspending of sand on the traction arm of the locomotive and an increase in energy consumption for traction of trains due to the fact that excessive supply of sand increases the main resistance to movement.
Цель данного предложения состоит в исключении указанных недостатков прототипа путем изменения длительности импульса выходного напряжения генератора импульсов в зависимости от скорости движения и внешних факторов воздействия на коэффициент сцепления, что особенно важно для эксплуатируемых и перспективных электровозов и тепловозов с повышенной мощностью на ось.The purpose of this proposal is to eliminate the specified disadvantages of the prototype by changing the pulse duration of the output voltage of the pulse generator depending on the speed and external factors affecting the adhesion coefficient, which is especially important for operated and promising electric and diesel locomotives with increased axle power.
Эта цель достигается за счет того, что дополнительно предусмотрен датчик скорости движения локомотива, выход которого подключен к одному из входов управления коэффициентом заполнения импульсного цикла генератора импульсов, а другой вход генератора импульсов соединен с пультом управления машиниста.This goal is achieved due to the fact that an additional locomotive speed sensor is provided, the output of which is connected to one of the inputs of controlling the duty cycle of the pulse cycle of the pulse generator, and the other input of the pulse generator is connected to the control panel of the driver.
Дополнительная цель предложенного изобретения - упрощение устройства. Эта цель достигается за счет того, что в качестве датчика скорости движения локомотива использован датчик напряжения, подключенный к якорной обмотке тягового электродвигателя, вал которого соединен с колесной парой соответствующего колесно-моторного блока локомотива.An additional objective of the proposed invention is to simplify the device. This goal is achieved due to the fact that a voltage sensor connected to the anchor winding of the traction electric motor, the shaft of which is connected to the wheel pair of the corresponding wheel-motor block of the locomotive, is used as a locomotive speed sensor.
Сущность предлагаемого технического решения по заявляемому изобретению разъясняется ниже на конкретном примере реализации.The essence of the proposed technical solution according to the claimed invention is explained below on a specific implementation example.
Предлагаемое устройство (фиг.1) реализует оптимальную подачу песка в зону контакта 1 «колесо 2 - рельс 3». Струя песковоздушной смеси 4 подается в зону 1 посредством сопла 5, насаженного на выходной патрубок 6 песочной форсунки 7. Ее главный входной патрубок 8 служит для подачи в форсунку песка самотеком из бункера 9. В него песок периодически подсыпают при экипировке локомотива в депо через заправочный люк 10.The proposed device (figure 1) implements the optimal flow of sand into the contact zone 1 "wheel 2 - rail 3". The sand-air mixture jet 4 is fed into zone 1 by means of a nozzle 5 mounted on the
Пневмопатрубок 11 на входе форсунки 7 посредством электропневматического вентиля ЭПВ 12 подключен к напорной воздушной магистрали 13 локомотива. В составе стандартного ЭПВ [3] имеется электромагнит, катушка которого соединена с выходом ключа 14, один из входов которого подключен к выходу генератора импульсов ГИ 15 (широтно-импульсного модулятора ШИМ) [4], а другой вход - к источнику электропитания цепей управления локомотива (электровозы +50 В, тепловозы +110 В). В данном примере в качестве ключевого элемента 14, работающего в режиме «включен-выключен», использован транзистор.Pneumatic tube 11 at the inlet of the nozzle 7 by means of an electro-pneumatic valve EPV 12 is connected to the pressure air line 13 of the locomotive. The standard EPI [3] contains an electromagnet, the coil of which is connected to the output of the key 14, one of the inputs of which is connected to the output of the pulse generator ГИ 15 (pulse-width modulator PWM) [4], and the other input is to the power supply of the locomotive control circuits (electric locomotives +50 V, diesel locomotives +110 V). In this example, a transistor is used as a key element 14 operating in an on-off mode.
Вход 16 ГИ 15 соединен с выходом датчика избыточного проскальзывания колес ДИПК 17. В качестве ДИПК использован простейший датчик релейного типа «включено - выключено». Вход 18 ГИ 15 соединен с выходом датчика 19 скорости движения локомотива ДС, а вход 20 - с ГИ выходом пульта управления машиниста ПУМ 21. В качестве ДС может быть использован импульсный датчик частоты вращения n колесной пары 2.The input 16 ГИ 15 is connected to the output of the sensor of excessive slippage of the wheels of DIPK 17. As the DIPK, the simplest sensor of the on-off relay type is used. The
Для упрощения изобретения предлагается выполнить его как датчик напряжения ДН 20, вход которого подключен к якорной обмотке 23 тягового электродвигателя ТЭД 22 (см. также фиг.2).To simplify the invention, it is proposed to perform it as a
Предложенное устройство работает следующим образом (фиг.3). При отсутствии избыточного проскальзывания колес на выходе ДИПК 17 присутствует нулевой сигнал, а ГИ 15 выдает постоянное отрицательное напряжение -15 В, поддерживающее КЭ 14 в выключенном состоянии. При этом пескоподача не работает. При появлении избыточного проскальзывания (начальная фаза буксования или юза колес 2) ДИПК 17 срабатывает (фиг.3а) и своим единичным выходным сигналом включает ГИ 15. Этот момент на фиг.3 обозначен временем t1. В условиях нормального сцепления колеса с рельсом ГИ вырабатывает (фиг.3б) двуполярные импульсы постоянной частоты с периодом Т=1,3 сек при длительности импульса напряжения τи. Коэффициент заполнения импульсного цикла γ регулируется автоматически в функции сигнала скорости движения локомотива υ. Зависимость γ(υ) дана на фиг.4. На фиг.3в показана диаграмма напряжения UЭПВ на выходе КЭ 14 и, соответственно, на входе катушки ЭПВ 12.The proposed device operates as follows (figure 3). In the absence of excessive wheel slippage, a zero signal is present at the output of DIPK 17, and the ГИ 15 generates a constant negative voltage of -15 V, supporting the FE 14 in the off state. At the same time, the sand supply does not work. When excessive slippage occurs (the initial phase of slipping or skidding of wheels 2), DIPK 17 is triggered (Fig. 3a) and turns on the GI 15 with its single output signal. This moment in Fig. 3 is indicated by time t 1 . Under conditions of normal adhesion of the wheel to the rail, the GI generates (Fig.3b) bipolar pulses of constant frequency with a period of T = 1.3 sec with a voltage pulse duration of τ and . The duty cycle γ is automatically adjusted as a function of the locomotive speed signal υ. The dependence γ (υ) is given in figure 4. On figv shows a voltage diagram U EPV at the output of the CE 14 and, respectively, at the input of the coil EPV 12.
При наличии напряжения +50 В на катушке ЭПВ 12 сжатый воздух по патрубку 12 подается в форсунку 7 и последняя подает песковоздушную смесь 4 по патрубку 6 и соплу 5 в зону контакта 1 «колесо 2 - рельс 3». По ликвидации избыточного проскальзывания и снятии напряжения с ЭПВ 12 пескоподача прекращается.If there is a voltage of +50 V on the EPV coil 12, compressed air is supplied through the nozzle 12 to the nozzle 7 and the latter feeds the sand-air mixture 4 through the
При плохих условиях сцепления колеса с рельсом с пульта управления машиниста ПУМ поступает сигнал на вход 20 ГИ 15, который вырабатывает импульсы постоянной частоты с периодом Т=1,8 сек, увеличивая длительность импульса τи и интенсивность пескоподачи.In bad conditions wheels engaging the rail from the control PIP operator enters the signal at
Зависимость γ(υ) по фиг.4 установлена эмпирически и проверена экспериментально. Она соответствует современной теории сцепления колеса с рельсом [5, 6, 7]. При ее исполнении обеспечиваются оптимальные условия реализации максимально возможных значений коэффициента сцепления.The dependence γ (υ) in Fig. 4 is established empirically and verified experimentally. It corresponds to the modern theory of wheel-rail adhesion [5, 6, 7]. During its execution, optimal conditions for the implementation of the maximum possible values of the coefficient of adhesion are provided.
Эффективность данного изобретения получается за счет повышения коэффициента сцепления и, соответственно, предельных реализуемых значений сил тяги-торможения локомотива на 15-22% при одновременном снижении расхода песка в 1.4-1.8 раза и уменьшении загрязнения балласта пути. Это особенно важно, поскольку все локомотивные и мотор-вагонные депо имеют специальные отделения для просеивания, просушки (прожаривания) песка и засыпки в бункера тягового подвижного состава. Расход песка электровозом составляет в среднем 4-20 кг на каждый километр пути.The effectiveness of this invention is obtained by increasing the coefficient of adhesion and, accordingly, the maximum realized values of the traction and braking forces of the locomotive by 15-22% while reducing sand consumption by 1.4-1.8 times and reducing the contamination of the ballast of the track. This is especially important, since all locomotive and motor-car depots have special compartments for sifting, drying (roasting) sand and filling into the hopper of the traction rolling stock. The consumption of sand by an electric locomotive is on average 4-20 kg per kilometer of track.
Источники информацииInformation sources
1. Бочаров В.И. и др. «Магистральные электровозы». М., Энергоатомиздат, 1994 г., стр.316-324.1. Bocharov V.I. and others. "Main electric locomotives." M., Energoatomizdat, 1994, pp. 316-324.
2. Тушканов Б.А., Пушкарев Н.Г. и др. «Электровоз ВЛ85». М., Транспорт, 1992 г., стр.227, 260-261.2. Tushkanov B.A., Pushkarev N.G. and others. "Electric locomotive VL85." M., Transport, 1992, pp. 227, 260-261.
3. Марченко B.C. и др. «Электрооборудование тепловозов», М., ИКЦ «Академкнига», 2003, стр.142-145, рис.92.3. Marchenko B.C. and others. "Electrical equipment of diesel locomotives", Moscow, ICC "Akademkniga", 2003, pp. 142-145, Fig. 92.
4. Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М. «Подвижной состав электрофицированных железных дорог», М., Транспорт, 1980, стр.413-415, рис 401.4. Tikhmenev B.N., Trakhtman L.M. "Rolling stock of electrified railways", Moscow, Transport, 1980, pp. 413-415, Fig. 401.
5. Голубенко А.Л. «Сцепление колеса с рельсом», Киев, 1993, раздел 6.4.5. Golubenko A.L. “Wheel-rail grip”, Kiev, 1993, section 6.4.
6. Исаев И.П. «Случайные факторы и коэффициент сцепления», М., Транспорт, 1970, раздел 2.6. Isaev I.P. "Random factors and coefficient of adhesion", M., Transport, 1970, section 2.
7. Каменев Н.Н. «Эффективное использование песка для тяги поездов», Труды ЦНИИ МПС, вып.366, М., Транспорт, 1968.7. Kamenev N.N. "The effective use of sand for traction trains", Proceedings of the Central Research Institute of the Ministry of Railways, issue 366, M., Transport, 1968.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008105949/11A RU2347698C1 (en) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | Device for pulsed feed of sand under locomotive wheels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008105949/11A RU2347698C1 (en) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | Device for pulsed feed of sand under locomotive wheels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2347698C1 true RU2347698C1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40529788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008105949/11A RU2347698C1 (en) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | Device for pulsed feed of sand under locomotive wheels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347698C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502623C1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Device to feed sand under locomotive wheels |
RU2780751C1 (en) * | 2022-02-22 | 2022-09-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for adaptive control of automatic supply of sand under the wheels of a locomotive |
-
2008
- 2008-02-20 RU RU2008105949/11A patent/RU2347698C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502623C1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Device to feed sand under locomotive wheels |
RU2780751C1 (en) * | 2022-02-22 | 2022-09-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for adaptive control of automatic supply of sand under the wheels of a locomotive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7290807B2 (en) | Method and system of limiting the application of sand to a railroad rail | |
US8215436B2 (en) | Hybrid trailer system | |
US9981517B2 (en) | Railway traction vehicle | |
EP1371516A3 (en) | Locomotive wheel slip control and method | |
CN108583608A (en) | Rack rails bogie suitable for heavy grade rail vehicle transportation | |
CA2320623C (en) | Method and apparatus for control of a rail contaminant cleaning system | |
AU2016222302B2 (en) | Adhesion control system and method | |
RU2347698C1 (en) | Device for pulsed feed of sand under locomotive wheels | |
CA2310060A1 (en) | Apparatus to facilitate rail transit by motor vehicles | |
CN208429073U (en) | A kind of rack drives system | |
RU74864U1 (en) | DEVICE FOR PULSE FEEDING OF SAND UNDER A LOCOMOTIVE WHEEL | |
RU2504492C1 (en) | Method to up wheel-to-rail adhesion | |
RU2348557C1 (en) | Lubricating device and modifier of friction on rails | |
CN208429088U (en) | Rack rails bogie suitable for heavy grade rail vehicle transportation | |
KR20130000751A (en) | Tube train system using magnetic hydrodynamic propulsion apparatus | |
RU2446969C2 (en) | Method of reducing drag friction and wear in wheel - rail system | |
JPS63268405A (en) | Train driving system | |
CN108569302A (en) | A kind of novel locomotive sand sprayer automatic control device | |
JPS5934550B2 (en) | Energy-saving running method using adhesive drive | |
US283759A (en) | Eleoteio locomotive | |
EA036624B1 (en) | Rail vehicle and method for operating a rail vehicle | |
RU2340491C1 (en) | Device for locomotive wheel pair-rail adhesion improvement | |
US379815A (en) | Apparatus for increasing the traction of vehicles and motors | |
KR101312543B1 (en) | Tow apparatus with a braking function | |
RU2150399C1 (en) | Diesel locomotive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150710 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |