Устройство для обнаружения юза колесных пар транспортного средства

 

1. УСТР.ОЙСТБО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЮЗА КОЛЕСНЫХ ПАР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее датчики скорости вращения колесных пар, подключенные выходами к одним входам соответствующих блоков сравнения и одним входам блока вьщеления максимального сигнала, к другому входу которого подключен выход блока формирования сигнала условной эталонной скорости, причем выход блока вьщеления максимального сигнала связан с другими входами блоков сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено формирователем сигнала замедления транспортного средства и подключенным выходом ко входу блока формирования условной эталонной скорости сумматором , вычитаю1Щ1й и суммируклций входы которого соединены соответственно с выходами формирователя сигнала замедления транспортного средства и блока вцделения максимального сигнала . 2. Устройство поп, 1, отличающееся тем, что формирователь сигнала замедления транспортного средства вьшолнен в виде функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом блока вьщеления максимального сигнала, причем зависимость мелду входным Vg, и вы (Л ходнь Vg, напряжениями этоШо преовразователя выражается формулой V V о ах w i - i-vrT . вых где VP - постоянное напряжение,ol и olj постоянные коэффициенты.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(s1) В 60 L 3/10

" ®ОЗРДу

13 @ЯР Ы

®НЕЛЯ ) rgy

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ч +Ч „

Вых 1 Ч л ф, Ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3696412/24-11 (22) 31. 01. 84 (46) 28. 02. 85 Бюп. У 8 (72) В.С.Росланас и К;Н.Рюхин (7 I ) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н.Образцова (53) 621.335.11(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 1017533, кл. В 60 L 3/10, 15.05.83. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕ-

НИЯ ЮЗА КОЛЕСНЫХ ПАР ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА, содержащее датчики скорости вращения колесных пар, подключенные выходами к одним входам соответствующих блоков сравнения и одним входам блока выделения максимального сигнала, к другому входу которого подключен выход блока формирования сигнала условной эталонной скорости, причем выход блока выделения максимального сигнала связан с другими входами блоков сравнения, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено формирователем сигнала замедления транс„„SU„JJ1231 А портного средства и подключенным выходом ко входу блока формирования условной эталонной скорости сумматором, вычитающнй и суммирующий входы которого соединены соответственно с выходами формирователя сигнала замедления транспортного средства и блока выделения максимального сигнала.

2. Устройство по п, 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирователь сигнала замедления транспортного средства выполнен в виде функционального преобразователя, вход кото" рого соединен с выходом блока выделения максимального сигнала, причем зависимость между входным V и выходным Ч „, напряжениями этого преобразователя выражается формулой где V постоянное напряжение, с .1 и

: с - постоянные коэффициенты.

1142318

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к, системам противоюзной защиты подвижного состава, и может быть использовано на всех железнодорожных транспортных средствах, оборудованных тормозами с электрическим управлениемм.

Известно устройство для обнаружения rosa колесных пар транспортного средства, содержащее датчики скорости вращения колесных пар, подключенные выходами к одним входам соответствующих блоков сравнения и одним входам блока вьщеления максимального сигнала, к другому входу которого подключен выход блока формирования сигнала условной эталонной скорости, причем выход блока выделения максимального сигнала связан с другими входами блоков сравнения $1 ).

20

При юзе одной или нескольких (но не всех одновременно) колесных пар блок выделения максимального сигнала формирует сигнал эталонной скор ости V» paBHQH скорости нескользящей колесной пары, так как эта скорость является наибольшей. Действие

° 30 узла масштабного умножения, узлов сравнения позволяет устройству осуществлять непрерывный контроль величины относительного скольжения колесных пар.

При этом на одном из входов блока вьщеления максимального сигнала, соединенном с блоком формирования сигнала условной эталонной скорости, имеется напряжение, модулирующее эталонную скорость Ч в некоторый предшествующий момент времени. Это напряжение меньше, чем напряжение на выходе узла вьщеления максимального сигнала в р раз, поэтому через узел выделения максимального сигнала зто напряжение не передается.

При одновременном юзе колесных пар резко уменьшаются величины всех напряжений, поступающих на входы блока выделения максимального сигнала, кроме напряжения, поступающего с выхода блока формирования сигнала условной эталонной скорости. Это напряжение становится, таким образом, максимальным из всех входных напряжений блока вьделения максимального сигнала, и передается на его выход, моделируя условную эталонную скорость V

Наиболее точное определение сколь}.

- жения колесных пар достигается в том случае, когда график изменения сигнала, моделирующего эталонную скорость V>>, соответствует изменению во времени скорости поступательного движения транспортного средства при торможении. Иначе говоря, производная во времени функции условной эталонной скорости должна быть возможно ближе по абсолютному значению и величине реального замедления В транспортного средства при торможении. Величина указанного замедления

В зависит от скорости движения транспортного средства (т.е. от реальной эталонной скорости V ) по следующему закону (определяемому характеристиками трения колодок о колесо)

or+U, э =, „, Зр где  — замедление транспортного средства при нулевой скорости движения (т.е. в момент остановки); а и с — постоянные коэффициенты, . определяемые характеристиками тормозной системы транспортного средства.

Производная моделируемой эталонной скорости в известном устройстве и реальное эталонное замедление В р совпадают только в одной точке и существенно различаются во всем остальном диапазоне скоростей движе-. ния ° Соответственно различается и характер изменения во времени условной эталонной скорости, моделируемой в устройстве, и реальной скорости движения транспортного средства, которую следует принимать за эталонную.

Таким образом,. сигнал, пропорциональный величине условной эталонной скорости и получаемый при одновременном rose всех колесных пар, не соответствует характеру изменения во времени реальной эталонной скорости, что снижает точность определения скольжения колесных пар в широком диапазоне скоростей движения.

Цель изобретения — повышение точности.

Цель достигается тем, что устройство дпя обнаружения юза колесных пар транспортного средства, содержащее датчики скорости вращения колеснык пар, подключенные выходами к одз 11423 ним входам соответствующих блоков сравнения и одним входам блока вьщеления максимального сигнала, к другому входу которого подключен выход блока формирования сигнала условной эталонной скорости, причем выход блока вьщеления максимального сигнала

» связан с другими входами блоков сравнения, снабжено формирователем сигнала замедления транспортного средства и подключенным выходом ко входу блока формирования условной эталонной скорости сумматором, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами формирователя сигнала замедления транспортного средства и блока вьщеления максимального сигнала.

Кроме того, формирователь замедления транспортного средства выполнен .в виде функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом блока выделения максимального сигнала, причем зависимость между в д ым Пвх ыход ым Пв„» напряжениями этого преобразователя выражается формулой

0 +О „

"ВЫХ="»»» +; Ц

О 2 ВХ 30 где Uo — постоянное напряжение; о( и В(- постоянные коэффициенты.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства для обнаружения юза колесных пар транспортного средства; на фиг. 2— функциональная схема формирователя сигнала замедления транспортного средства.

Устройство для обнаружения юэа 4О содержит датчики 1 скоростей вращения колесных пар, блоки 2 сравнения, блок 3 выделения максимального сигнала, блок 4 формирования сигнала условной эталонной скорости, формирователь 5 сигнала замедления транспортного средства и сумматор 6. Выход каждого датчика 1 скорости вращения соединен со входом блока 2 сравнения. Вход F каждого блока срав- нения соединен с выходом блока 3 вьщеления максимального сигнала, вход м которого соединен с выходом блока 4, а входы 5 и В с выходами датчиков 1 скоростей вращения колесных пар. Вход блока 4 формирования условной эталонной скорости соединен с выходом сумматора 6, суммирующий

18 4 и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходом блока 3 выделения максимального сигнала и с выходом формирователя 5 сигнала замедления. Последний может быть выполнен в виде функционального преобразователя, который (фиг. 2) содержит сумматоры 7 и 8 и блок 9 деления, выход которого является выходом формирователя 5 сигнала замедления.

При этом выходом формирователя 5 являются объединенные между собой входы щ сумматоров 7 и 8. Входы сумматоров 7 и 8 объединены и подЯ ключены к источнику постоянного напряжения U ° Выходы сумматоров 7 и 8 соединены с входами соответственно делимого и делителя блока 9 деления.

Устройство для обнаружения юза работает следующим образом.

Датчики 1 вырабатывают электрические сигналы, определенный параметр которых (например напряжение и», ) прямо пропорционален скорости

U,. вращения i-й колесной пары. Приэтом датчик 1 может быть выполнен в виде. тахогенератора постоянного тока, тахогенератора .переменного тока с выпрямителем на выходе или в виде импульсного (частотного) датчика скорости, соединенного с преобразователем частоты в напряжение.

Сигналы с выходов датчиков 1, а также с выхода блока 4 формирования условной эталонной скорости поступают на входы узла 3 вьщеления максимального сигнала. На выходе узла 3 формируется напряжение U> (являющее ся эталонным напряжением U ).

Эталонное напряжение Иэ поступает на вход О каждого из блоков 2 сравнения, на вход м которого поступает напряжение U« i-ro датчика 1. Блок

2 сравнения выполняет заданную операцию над входными напряжениями так, что его выходное напряжение иВ, прямо пропорционально тому параметру, кото" рый выбран в качестве основного при обнаружении юза. Например, выходное напряжение U z» может быть прямо пропорционально величине абсолютного скольжения i-й колесной пары, определяемого выражением

v, V

Очевидно, что если скольжение отсутствует, что U =Ч. и U . =О.

Э

Если проскальзывают одна или несколько (но не все одновременно) 1142318 колесные пары, то U =U, где 1 номер не проскальзывающей (эталонной) колесной пары, так как напряжение U1 датчика этой колесной пары является наибольшим из всех входных напряжений узла .3, включая и напряжение U с выхода узла 4 задержки.

При одновременном юзе всех колесных пар транспортного средства резко уменьшаются величины напряжений 11. 10

11 всех датчиков 1. В этом случае, при отсутствии эталонной колесной пары, напряжение U моделирует условную эталонную скорость V

При этом напряжение на выходе 15 блока 3 равно напряжению U4 на выходе блока 4. Мгновенное значение на- пряжения 11 определяется следующей формулой:

О4(+)=и,(-с), (З) гО где и — напряжение на выходе суммаЬ тора 6; — постоянная времени блока.

В свою очередь ь 5 Б 3 5

u (-".)=(1 (e )-u (a- )-u (<-С)-u (<-С) «) 2где 11 — напряжение на выходе форми5 рователя 5 сигнала замедления .

Из выражений (3) и (4) получаем иапо«) и(r) (5)

ЗО

При достаточнр малой величине за— держки выражение, стоящее в левой части формулы (4), можно считать равным производной эталонного напряже- g5 ния U по времени

Интегрируя, будем иметь

1 ъ„(<) к И,(1) +с ()

I Э" о где t - текущее значение времени, отсчитываемое от момента срыва сцепления последней колесной пары; 45

С вЂ” постоянная интегрирования.

Значение постоянной С определим из начального условия: при t=O, 7з,„ =7 „ . Тогда формула (6) будет иметь вид 50

1 — U (t) d4 . (7}

О

Из формулы (6) следует, что при одновременном юзе всех колесных пар сигнал условной эталонной скорости

V „изменяется во времени в соответствии с текущим значением напряжения

U формирователя 5 сигнала замедления, и, следовательно, выбирая соответствую1цие параметры и схем- формирователя 5, можно придать сигналу эталонной скорости любой вид.

Пусть например U (1:) =сопят =05о, т. е. формирователь 5 выполнен в виде источника постоянного напряжения.

В этом случае согласно формуле (7) () 5 =Ч -S" t, (S)

3 1О К 3 где  — расчетное замедление трансД гор тного средства.

Таким образом, при данном варианте выполнения формирователя 5 сигнал условной эталонной скорости будет изменяться с постоянным замедлением

В . Такой характер торможения свойственен транспортным средствам, оборудованным дисковыми тормозами.

Наиболее точное приближение условной эталонной скорости к реальной может быть достигнуто, если в качестве формирователя 5 сигнала замедления используется датчик линейного замедления (линейный акселерометр), жестко связанный с кузовом или тележкой транспортного средства. В этом случае напряжение U (t) формировате5 ля 5 будет прямо пропорционально ве— личине реального замедления В о (t) транспортного средства.

Если транспортное средство оборудовано тормозами колодочного типа, замедление при торможении функцио-. нально связано со скоростью движения приближенной формулой (1). Для такого транспортного средства формирователь 5 сигнала замедления может быть выполнен в виде функционального преобразователя, схема которого приведена на фиг. 2. На его вход, соединенный с выходом блока 3 выделения максимального сигнала, поступает напряжение Ug =Цу ) моделирующее услов ную эталонную скорость Ч „. Это напряжение поступает на входы а сумматоров 7 и 9, на входы о которых подаетсЯ постоннное напРЯжение По .

Выходные напряжения U> и U< суммато— ров поступают на делитель 9, выходное напряжение U > .которого прямо про" порционально частному от деления его входных напряжений о р

Ы =К вЂ” „о, ((", ()

0 2 6х

7, 114231 коэффициент пропорциональности. цО с(1 0 2 формирователя исходя из следующих согде К = К,—

Параметры

5 выбираются отношений: 0 =K м о

Ы,=к i8

К йс!

g+ Ч ц Э

3 se Ъ+сЧ

Составитель И.Гаврилов

Редактор А.Долииич ТехредЛ.Мартяшова, ÊîððåêòîðÑ.Шекмар

Заказ 630/16 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"., г.ужгород,. ул.Проектная, 4

1 где В,, а, .с - параметры, входящие в формулу(1) .

Тогда, учитывая, что Usx.—.-Uý= K V из (9) и (10) получим выражение для выходного сигнала формирователя 5

Сопоставляя формулы (11) и (1), видим, что выходное напряжение форми- 20 рователя 5 сигнала замедления прямо пропорционально в каждый момент времени расчетному замедлению транспорт-! ного средства при данном значении скорости его движения. .В устройстве, благодаря наличию новых блоков и связей, реализуется такой характер изменения во времени сигнала условной эталонной скорости, который соответствует реальному характеру движения транспортного средства при торможении. Правильный подбор параметров формирователя сигнала замедления обеспе ивает более точное определение величины,проскальзывания колесных пар при их одновремен" ном юзе. Это, в свою очередь, позволяет осуществлять оптимальное управление тормозами транспортного средства и уменьшает опасные последствия юэа.