UA61692A

UA61692A - Device for automatic breaking of train in case of carriage derailment

Info

Publication number: UA61692A
Application number: UA2003032719A
Authority: UA
Inventors: Ko Oleksandr Mykolaiovyc Pshin; Yevhen Petrovych Blokhin; Serhii Vitaliiovych Miamlin; Vitalii Mykhailovy Mykhailenko; Svitlana Petrivna Optovets; Oksana Hryhorivna Yevdomakha
Original assignee: Academician V Lazarian Dniepro
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2003-11-17

Abstract

A device for automatic braking a train in case of a carriage derailment which contains gauges of vertical accelerations mounted on non spring-suspended parts of the carriage, low-pass filters, detectors, comparator, source of resistance voltage and block of turning on of brakes. The device is equipped with block of averaging to which inputs are connected outputs of all detectors, and its output is connected to input of the adder which second input is connected to the source of base voltage, the output of the adder is connected to the second input of the comparator.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до залізничного транспорту, а саме стосується пристроїв автоматичної зупинки поїзду 2 при сході з рейок, зокрема, при сході вагону пасажирського поїзду.The invention relates to railway transport, namely to devices for automatically stopping the train 2 when derailing, in particular, when a passenger train car is derailing.

Інтенсифікація перевезень і зниження експлуатаційних показників рейкових колій веде до збільшення числа сходів рухомого складу з рейок, що у свою чергу супроводжується важкими наслідками. Запобігти або зменшити тягар цих наслідків можливо, якщо зупинити поїзд у момент сходу, до того ж незалежно від дій машиніста.The intensification of transportation and the decrease in operational indicators of rail tracks leads to an increase in the number of rolling stock derailments, which in turn is accompanied by serious consequences. It is possible to prevent or reduce the burden of these consequences if the train is stopped at the moment of departure, moreover, regardless of the actions of the driver.

Відомий пристрій автоматичного гальмування поїзду при сході з рейок "Устройство для автоматического 70 торможения подвижного состава при сходе с рельсов" а. с. СРСР Мо 891493. Цей пристрій складається з блоку виявлення сходу та блоку включення гальм. Блок виявлення сходу містить датчик прискорення, який встановлено на обресореній частині вагону таким чином, щоб він реагував на поздовжні прискорення, формувач імпульсів, джерело опірної напруги, дирференцюючий елемент та інтегратор.The well-known device for automatic braking of a train when derailing "Device for automatic 70 braking of rolling stock when derailing" a. with. USSR Mo 891493. This device consists of a start detection unit and a brake activation unit. The step detection unit contains an acceleration sensor, which is mounted on the braced part of the car in such a way that it responds to longitudinal accelerations, a pulse generator, a source of resistance voltage, a differentiating element and an integrator.

Але цей пристрій має ряд недоліків. При великих швидкостях руху поїзда у випадку сходу колеса з рейки, як 12 правило, змінення швидкості вагону незначне. Тому незначно змінюється і його прискорення. Ці змінення значно менші, ніж прискорення, що виникають у нормальному експлуатаційному режимі (зрушення, гальмування). Таким чином, пристрій буде реагувати, в першу чергу, при зрушеннях, гальмуваннях, а не при сході. В цьому разі з'являється висока вірогідність помилкових спрацювань пристою.But this device has a number of disadvantages. At high train speeds, in the event of a wheel coming off the rail, as a rule, the change in the speed of the car is insignificant. Therefore, its acceleration also changes slightly. These changes are much smaller than the accelerations that occur in normal operating mode (shifting, braking). Thus, the device will react, first of all, when moving, braking, and not when starting. In this case, there is a high probability of false alarms.

Найбільш близьким до винаходу аналогом по технічній сутності та результату, що досягається, є "Устройство для автоматического торможения поезда при сходе вагонов с рельсов" а. с. СРСР Мо 1428627. Пристрій складається з датчика поздовжнього прискорення, встановленого на обресореній частині вагону, першого компаратора з джерелом опірної напруги, а також датчиків вертикальних прискорень, встановлених на необресорених частинах вагону та сполучених через фільтри нижніх частот та детектори з першим входом другого компаратора, а на його другий вхід подається напруга від джерела опірної напруги. Виходи обох компараторів сполучені із входом логічного елемента І, а його вихід - із входом формувача імпульсів. Вихід « формувача імпульсів підключено до входу блоку включення гальм. Принцип дії пристрою полягає у перетворенні поздовжніх та вертикальних прискорень, що виникають при сході, у електричний сигнал, який викликає гальмування поїзда.The closest analog to the invention in terms of technical essence and the result achieved is "Device for automatic braking of a train when wagons leave the rails" and. with. USSR Mo 1428627. The device consists of a longitudinal acceleration sensor installed on the sprung part of the car, the first comparator with a source of resistance voltage, as well as vertical acceleration sensors installed on the non-sprung parts of the car and connected through low-pass filters and detectors to the first input of the second comparator, and its second input is supplied with voltage from a resistive voltage source. The outputs of both comparators are connected to the input of logic element I, and its output to the input of the pulse generator. The output of the pulse generator is connected to the input of the brake activation unit. The principle of operation of the device is to convert the longitudinal and vertical accelerations that occur during descent into an electrical signal that causes the train to brake.

Недоліком цього пристрою є те, що його поріг спрацювання є "жорстким", тому що він задається рівнем сч напруги джерела опірної напруги. А величини вертикальних прискорень залежать від багатьох факторів - Ф) жорсткості колії, стану колії, стану ходових частин рухомого складу і т. Тому може виявитися, що при нормальній експлуатації рівень прискорень може перевищувати поріг, який задається джерелом опірної напруги. ее,The disadvantage of this device is that its trigger threshold is "hard", because it is set by the DC voltage level of the resistance voltage source. And the values of vertical accelerations depend on many factors - Ф) track stiffness, track condition, condition of running parts of the rolling stock, etc. Therefore, it may turn out that during normal operation, the level of accelerations may exceed the threshold set by the resistive voltage source. eh

Також при цьому швидкість вагону може непердбачувано змінюватись, наприклад, при наборі швидкості і пе особливо при гальмуванні (тобто при перехідних режимах руху), що веде до змінений поздовжніх прискорень.Also, at the same time, the speed of the car can change unpredictably, for example, when picking up speed and especially when braking (that is, during transient modes of movement), which leads to changed longitudinal accelerations.

Таким чином, при збігу декількох несприятливих факторів можуть виникнути помилкові спрацювання пристрою. оThus, when several unfavorable factors coincide, false activations of the device may occur. at

Технічним завданням, що вирішує винахід, є уточнення порогу чутливості, що дозволяє збільшити надійність, точність та чутливість визначення сходу і в значній мірі уникнути помилкових його спрацювань.The technical task solved by the invention is to clarify the sensitivity threshold, which allows to increase the reliability, accuracy and sensitivity of the determination of the step and to a large extent to avoid its false activations.

Сутність винаходу, що пропонується, полягає у тому, що джерелом опірної напруги, є блок усереднення, « вихідний сигнал якого є пропорційним усередненому значенню прискорень необресорених частин вагону. З 70 Пристрій для автоматичного гальмування поїзду при сході вагону з рейок містить датчики вертикальних с прискорень, які встановлено на необресорених частинах вагона (буксових вузлах), фільтри нижніх частот, з» детектори, компаратор та блок включення гальм. Відрізняється цей пристрій тим, що він обладнаний блоком усереднення і суматором. До входів блоку усереднення підключені виходи усіх детекторів, а його вихід сполучено з першим входом суматора, а другий вхід суматора - із джерелом опірної напруги. Вихід суматора сполучено з другим входом компаратора. б На кресленні представлено функціональну схему запропонованого пристрою. - Пристрій для автоматичного гальмування поїзду при сході вагону з рейок містить датчики 1 вертикальних прискорень, виходи яких підключено до входів фільтрів 2 нижніх частот, а їх виходи сполучено із входамиThe essence of the proposed invention is that the source of resistance voltage is an averaging block, whose output signal is proportional to the average value of the accelerations of the unreinforced parts of the car. C 70 The device for automatic braking of the train when the car derails contains sensors of vertical c accelerations, which are installed on unsuspended parts of the car (axle units), low-pass filters, c" detectors, a comparator and a brake activation unit. This device is distinguished by the fact that it is equipped with an averaging unit and an adder. The outputs of all detectors are connected to the inputs of the averaging unit, and its output is connected to the first input of the adder, and the second input of the adder is connected to the resistance voltage source. The output of the adder is connected to the second input of the comparator. b The drawing shows the functional scheme of the proposed device. - The device for automatic train braking when the car derails contains vertical acceleration sensors 1, the outputs of which are connected to the inputs of the low-frequency filters 2, and their outputs are connected to the inputs

Ме детекторів З, виходи детекторів підключено через розв'язувальні діоди 4 до першого входу компаратора 5. (Те) 20 Виходи детекторів також підключено до входів блоку 6 усереднення, а його вихід підключено до першого входу суматора 7, а до другого входу суматора підключено джерело 8 опірної напруги. Вихід суматора 7 під'єднано до о другого входу компаратора 5, а вихід компаратора з'єднаний з блоком 9 включення гальм.Me detectors Z, the outputs of the detectors are connected through decoupling diodes 4 to the first input of the comparator 5. (Te) 20 detector outputs are also connected to the inputs of the averaging block 6, and its output is connected to the first input of the adder 7, and the source is connected to the second input of the adder 8 resistance voltage. The output of the adder 7 is connected to the second input of the comparator 5, and the output of the comparator is connected to the block 9 for activating the brakes.

Таким пристроєм обладнується кожний вагон поїзду. Датчики вертикальних прискорень встановлюються на необресорених частинах вагону, наприклад, буксових вузлах. Як блок 7 включення гальм може бути 52 використаний електропневматичний клапан, підключений до гальмівної магістралі. в. Пристрій працює таким чином.Each carriage of the train is equipped with such a device. Sensors of vertical accelerations are installed on non-reinforced parts of the car, for example, axle assemblies. An electro-pneumatic valve connected to the brake line can be used as a block 7 of the brake activation. in. The device works like this.

При русі поїзду по колії необресорені частини вагону рухаються також і з вертикальними прискореннями, величини яких за допомогою датчиків 1 вертикальних прискорень перетворюються в електричні сигнали. Кожен із датчиків встановлено на відповідному буксовому вузлі колісної пари. Сигнали датчиків 1 надходять до входів бо відповідних фільтрів 2 нижніх частот, частота срізу яких визначається часом, за який стається схід колеса з рейки. З виходів фільтрів нижніх частот сигнали надходять до входів детекторів 3, де вони випрямляються для одержання абсолютних значень їх величин. Ці сигнали через розв'язувальні діоди 4 надходять до першого входу компаратора 5. З виходів детекторів З сигнали надходять також до блоку б усереднення, де вони усереднюються. Якщо ШО 4, О2...Од - напруги пропорційні прискоренням відповідного буксового вузла, одержані бо на виходах детекторів, тоді середнє значення напруги О пропорційної усередненному по всім буксовим вузлам значенню прискорень будеWhen the train moves along the track, the non-reinforced parts of the car also move with vertical accelerations, the values of which are converted into electrical signals with the help of sensors 1 of vertical accelerations. Each of the sensors is installed on the corresponding axle assembly of the wheelset. The signals of the sensors 1 are sent to the inputs of the corresponding low-pass filters 2, the cutoff frequency of which is determined by the time it takes for the wheel to leave the rail. From the outputs of the low-pass filters, the signals are sent to the inputs of the detectors 3, where they are rectified to obtain the absolute values of their magnitudes. These signals, through the decoupling diodes 4, are sent to the first input of the comparator 5. From the outputs of the detectors C, the signals are also sent to the averaging unit b, where they are averaged. If SHO 4, O2...Od - the voltages are proportional to the accelerations of the corresponding hub node, because they are obtained at the outputs of the detectors, then the average value of the voltage O is proportional to the acceleration value averaged over all hub nodes will be

У і-ї. с п де п - число буксових вузлів. З виходу блока 6 усереднення сигнал надходить на перший вхід суматора 7, а на його другий вхід надходить певне значення напруги з джерела 8 опірної напруги. Таким чином, його вихідний сигнал становить суму середніх значень сигналів датчиків 1, яка залежить від значень вертикальних прискорень 70 буксових вузлів вагона та певної напруги джерела 8. Напруга джерела 8 дозволяє змінювати чутливість пристрою, чим вона більша, тим менша чутливість, а при значенні її, рівному нулю, чутливість максимальна, але це може приводити до помилкових спрацювань пристрою. При сході буксовий вузол колеса переміщується до підошви рейки з певним прискоренням, перевищуючим експлуатаційні значення, що приводить до збільшення сигналу на першому вході компаратора 5 відносно усередненого рівня на другому вході. У результаті цього на /5 виході компаратора з'являється рівень напруги, який приводить у дію блок включення гальмування у вигляді підсилювача струму та електропневматичного клапана, який з'єднує гальмівну магістраль з атмосферою, що викликає екстрене гальмування.In the i-th с п where п is the number of buckling nodes. From the output of the averaging block 6, the signal enters the first input of the adder 7, and a certain voltage value from the source 8 of the resistance voltage enters its second input. Thus, its output signal is the sum of the average values of the signals of the sensors 1, which depends on the values of the vertical accelerations of 70 axle nodes of the car and a certain voltage of the source 8. The voltage of the source 8 allows you to change the sensitivity of the device, the greater it is, the lower the sensitivity, and at its value , equal to zero, the sensitivity is maximum, but this can lead to false activations of the device. When climbing, the hub of the wheel moves to the sole of the rail with a certain acceleration, exceeding the operating values, which leads to an increase in the signal at the first input of the comparator 5 relative to the averaged level at the second input. As a result of this, a voltage level appears on the /5 output of the comparator, which activates the braking activation unit in the form of a current amplifier and an electropneumatic valve that connects the brake line to the atmosphere, which causes emergency braking.

Технічний результат заявленого винаходу полягає у підвищенні безпеки руху та можливості у випадку сходу коліс вагону з рейок привести у дію гальма поїзду з достатнью надійністю незалежно від дій машиніста, що значно зменшить наслідки аварії.The technical result of the claimed invention consists in increasing traffic safety and in the event of derailment of the wheels of the car, it is possible to activate the train brakes with sufficient reliability regardless of the driver's actions, which will significantly reduce the consequences of the accident.

Claims

The formula of the invention Device for automatic braking of a train when the car derails, containing sensors of vertical 29 accelerations, installed on non-reinforced parts of the car, low-pass filters, detectors, a comparator, a source of resistance voltage and a brake activation unit, which is distinguished by the fact that it is equipped averaging block, the inputs of which are connected to the outputs of all detectors, and its output is connected to the input of the adder, the second input of which is connected to the source of resistance voltage, the output of the adder is connected to the second input of the comparator. (o) (Se) «- (Se)

- and? (o) - (o) se) Ko) 60 b5