Устройство для защиты от избыточного скольжения колесных пар транспортного средства

 

Устройство относится к области транспорта , в частности к устройствам защиты колесных пар транспортных средств от пода и боксования и обеспечивает расширение диапазона заш,иты. К выходу датчика 1 частоты врашения, регулятора 2 тока подключены последовательно первое дифференцируюшее звено из конденсатора 3 и второго регулятора 4 тока и второе дифференцируюшее звено из конденсатора 5 и одного $б СО Pi 00 О5 ISJ

(191 (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 60 L 3 10

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ il) (61) 906738 (21) 3850717/27-11 (22) 07.12.84 (46) 15.06.87. Бюл. № 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт и Специальное конструкторское бюро тахометрии (72) Н. П. Дмитренко, А. И. Алешин, М. И. Тетродзе и М. Л. Недлин (53) 621.335.11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 906738, кл. В 60 1 3/10, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ

ИЗБЫТОЧНОГО СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Устройство относится к области транспорта, в частности к устройствам зашиты колесных пар транспортных средств от пода и боксования и обеспечивает расширение диапазона защиты. К выходу датчика 1 частоты вращения, регулятора 2 тока подключены последовательно первое дифференцируюшее звено из конденсатора 3 и второго регулятора 4 тока и второе дифференцирующее звено из конденсатора 5 и одного

1316860 из резисторов резисторного моста 6 сравнения. Мост 6 сравнения вместе с операционным усилителем 9 образует поровый элемент, к выходу которого через усилитель 10 мощности подключено исполнительное реле ! 2. К выходу регулятора 2 тока подключены последовательно два дополнительных дифференцирующих звена, соединенных стабилизирующим звеном из конденсатора 16, диода 30 и резистора 17, подключенным одним из входов к выходу дополнительных усилителя мощности 23 и исполнительному реле 25. При линейном возрастании или убывании сигнала с датчика 2 частоты вращения второе дифференцирующее звено в каждом канале не пропускает сигнал на вход

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам обнаружения сколь>к< ния колесных пар транспортных средств, и может быть применено для их защиты от к>за и боксования.

Цель изобретения — распшрение диапа3 >Ei3 33 >H Hl Û.

1-1а сртеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из датчика 1 частоты враiöåíèÿ колесной пары„выход которого соединен с входом регулятора 2 тока.

Конденсатор 3 включен во входную пень второго регулятора 4 тока и вместе с ним образует первое дифференцирующее звено.

Конденсатор 5 вкл>очен во входную цепь резистор но-диодного моста 6 сра внепия и вместе с одним из резисторов 7, соединенным с катодом 8 моста 6 сравнения, образует второе дифференцирующее звено. Операционный усилитель 9 подклк>чен к выходу моста 6 сравнения и вместе с ним образует пороговый элемент. Усилитель 10 мощности, выполнении>й на транзисторе, подключен к выходу операционного усилителя 9 вместе с конденсатором 11 временной задержки. К выходу усилителя 10 подклк>чено исполнительное реле 12, питание которого осуществляе ся от стабилизированного источника 13. Копденсатс>р !4 вкл>очен во входну о цепь регулятора 15 тока, вместе с которым образует первое дополнительное дифферснцирующес звено. Конденсатор 16 и резисго!> 7 образуют стабилизирующее звено.

Конденсатор !8 включен во входную >:,åïü другого резисторпо-диодного моста 19 сравнения и вместе с одним из резисторов 20, соединенным с катодом диода 21, образует второе дополнительное дифференциальное

1О

ЗО операционного усилителя 9 или 21 и исполнительное реле 12 или 25 не срабатывает.

При боксовании сигнал с датчика 1 изменяется по нелинейному закону и на выходе второго дифференцирующего звена (напряжение на резисторе 7) появляется сигнал, вызывая при достижении порогового значения появление сигнала на входе усилителя 9 и срабатывание реле 12, воздействующего на исполнительные органы, прекращающие боксование. При ходе срабатывает реле 25 благодаря наличию стабилизирующего звена, обеспечивающего появление сигнала на выходе второго дополнительного дифференцирующего звена при отрицательном знаке сигнала датчика 1 ил.

2 звено. Дополнительный операционный усилитель 22 подключен к выходу моста 19 сравнения . и вместе с ним образует дополнительный пороговый элемент. Дополнителbный усилитель 23 мощности, выполненный на транзисторе, подключен к выходу операционного усилителя 22 вместе с конденсатором 24 временной задержки. К выходу усилителя 23 подключено дополнительное иси ол н и тел b H ое реле 25.

Первое и второе дифференцирующие звенья включены последовательно. Первое и второе дополнительные дифференцирующие звенья включены между собой стабилизирующим звеном, один из входов которого соединен с выходом дополнительного усилителя 22 мощности. В устройство также входят разделительные и разрядные диоды

26 — 30.

Устройство в режиме обнаружения боксования колесных пар локомотива работает следующим образом.

В момент трогания локомотива с места возникает первоначальный бросок напряжения и тока датчика 1 скорости, который сглаживается регулятором 2 тока за счет разности токов, возрастающей в результате изменения режима регулятора 2 тока при переходе его под воздействием напряжения датчика 1 скорости, поступающего на его вход, из исходного состояния в состояние стабилизации. Кроме того, регулятор 2 тока с заданной линейностью осуществляет разряд конденсатора фильтра. обеспечивая тем самым заданные начальные параметры устройства при последовательно повторяющемся боксовании колесных пар локомотива.

При разгоне локомотива линейное ускорение, и значит и угловое ускорение датчи1316860

1О

3 ка 1 скорости, нарастают линейно или же по закону, близкому к линейному. Напряжение на регуляторе 2 и соединенной с ним последовательно обкладке конденсатора

3, т. е. на выходе дифференцирующего звена, также линейно.

На выходе дифференцирующего звена, работающего в режиме непрерывного дифференцирования, выделяется напряжение, равное константе. Регулятор 4 тока, служащий нагрузкой дифференцирующего конденсатора 3, настроен таким образом, что напряжение, выделенное на вторичной обкладке конденсатора 3 и последовательно соединенной с ним первичной обкладке конденсатора 5, проходит на отрицательную шину, не вводя регулятор 4 тока в режим стабилизации. Таким образом, регулятор 4 тока понижает напряжение на выходе первого звена, появляющееся в результате линейного разгона локомотива соответственно до уровня, определенного параметрами настройки регулятора 4 тока.

Следовательно, разность токов, протекающих через регулятор 4 тока в его исходном состоянии и в режиме стабилизации, определяет (в пересчете на линейные ускорения) уставку разгонных ускорений, на которую устройство не должно реагировать.

Электрические параметры регулятора 2 и

4 тока определяются крутизной характеристики датчика 1 скорости и устанавливаются подбором соответствующих номиналов базовых резисторов.

Боксование локомотива возникает вследствие уменьшения коэффициента сцепления колесных пар с рельсами. Характер изменения коэффициента сцепления вызывает пропорционально нарастающее изменение углового ускорения датчика 1 скорости и следовательно, его напряжения. Это напряжение нарастает по закону, описываемому уравнением второго или более высокого порядка, и поступает на первичную обкладку конденсатора 5 второго дифференцирующего звена.

На вторичной обкладке конденсатора 5 и резисторе 7, т. е. на выходе второго дифференцирующего звена, выделяется напряжение, служащее сигналом боксования.

При нарастании напряжения сигнала боксования, выделяющегося на катоде диода 8 и резисторе 7, диод запирается, вследствие чего на аноде диода 8 скачкообразно возрастает напряжение, осуществляющее включение операционного усилителя 9.

Изменением величины сопротивления резистора 7 можно изменять ток, протекающий в плечах моста 6 сравнения, в том числе протекающий и через диод 8 и резисторе 7. Поэтому величина этого тока определяет (в пересчете на линейное ускорение) величину уставки ускорения боксования, на которую реагирует устройство.!

Усиленное операционным усилителем 9 напряжение боксования поступает с его выхода на управляющий вход усилителя 10 мощности, в цепь нагрузки которого включено исполнительное реле 12. Контакты исполнительного реле (не показаны) воздействуют на устройство прекращения боксования. Для стабилизации переходных процессов, связанных с прекращением боксования, к управляющему входу усилителя 10 мощности подключен конденсатор 11 временной задержки с определенным временем блокировки усилителя 10 во включенном положении.

Устройство для обнаружения боксования позволяет подключать к выходу датчика 1 идентичные каналы обнаружения боксования, различающиеся только значением уставок пределов, для воздействия, например, на дизель, песочницы, тормоз. применение в конструкции устройства для обнаружения боксования регуляторов тока, двойного дифференцирования и моста сравнения позволяет значительно улучшить электрические параметры устройства по сравнению с известным, такие как чувствительность, температуростойкость, отсутствие ложных срабатываний при трогании с места, постоянная готовность устройства к работе при последовательно повторяющихся срывах колесных пар локомотива, четкость выделения ускорений боксования из всех разгонных ускорений. Настройка схемы производится с высокой точностью при помощи аналого-вычислительной машины. Все это повышает ее надежность.

Устройство в режиме обнаружения юза колесных пар локомотива работает следующим образом.

При движении локомотива датчик 1 скорости вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости движения, которое сглаживается конденсатором фильтра. Кроме того, регулятор 2 тока с заданной линейностью осуществляет разряд конденсатора фильтра, обеспечивая тем самым начальные параметры устройства при заданной скорости движения локомотива в данный момент времени.

При торможении локомотива линейное замедление, а значит и угловое замедление (ускорение с минусом) датчика 1 скорости снижаются линейно или по закону, близкому к линейному: напряжение на регуляторе 2 тока и соединенной с ним последова гельно обкладке конденсатора 14 уменьшается также линейно.

На выходе первого дополнительного дифференцирующего звена, работающего в режиме непрерывного дифференцирования, поддерживается напряжение, равное константе. Это осуществляется следующим образом.

1316860

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 2282/15 Тираж 598 Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Регулятор 15 тока, служащий нагрузкой дифференцирующего конденсатора 14, настроен таким образом, что напряжение на вторичной обкладке конденсатора 14 и последовательно соединенной с ним первичной обкладке конденсатора 18 поддерживается постоянным посредством последовательного стабилизирующего звена, состоящего из конденсатора 16 и диода 30 с резистором 17, не выводя регулятор 15 тока из режима стабилизации. Таким образом, регулятор 15 тока с последовательной цепью конденсатора 16 и диод 30 с резистором 17 поддерживают напряжение на выходе первого дополнительного дифференцирующего звена, понижающегося в результате линейного замедления локомотива соответственно до уровня, определенного параметрами настройки регулятора 15 тока и последовательной цепи. Следовательно, разность токов, протекающих через регулятор 15 тока в его исходном состоянии и в режиме стабилизации, определяет (в пересчете на линейные замедления) уставку линейных замедлений, на которую устройство не должно реаги ровать.

Электрические параметры регуляторов 2 и 15 тока определяются крутизной характеристики датчика 1 скорости и устанавливаются подбором соответствующих номиналов базовых резисторов, а также величинами емкости конденсатора 16 и резистора цепи 17.

1Оз локомотива (заклинивание колес) возникает вследствие превышения силы нажатия тормозных колодок над силами сцепления колесных пар с рельсами. Частота вращения датчика 1 скорости уменьшается до нуля, следовательно, и его напряжение тоже уменьшается до нуля. Это напряжение спадает по закону, описываемому уравнением второго или более высокого порядка. Цепь из конденсатора 16, диода 30 и резистора 17 не успевает поддерживать это напряжение и на первичной обкладке конденсатора 18 второго дополнительного дифференцирующего звена.

На вторичной обкладке конденсатора 18 и резисторе 20, т. е. на выходе второго дополнительного дифференцирующего звена, выделяется напряжение, спужащее сигналом юза.

Выделенное напряжение поступает на катод диода 21, включенного в одно из плеч моста 19 сравнения, порогового устройства. Диод 21, включаясь, нарушает равновесие моста 19 сравнения. Операционный усилитель 22 включается.

Изменением величины сопротивления резистора 20 в цепи диода 21 можно изменять ток, протекающий в плечах моста 19 сравнения. Поэтому величина этого тока определяет (в пересчете на линейное замедление) величину уставки замедления при стремлении к юзу (заклиниванию) колесных пар локомотива, на которую реагирует устройство.

Усиленное операционным усилителем 22 напряжение замедления поступает с его выхода на управляющий вход усилителя 23 мощности, в цепь нагрузки которого включено исполнительное реле 25. Контакты исполнительного реле (не показаны) воздействуют на устройства прекращения юза колесных пар, например, сброс давления из тормозных цилиндров, подсыпка песка.

Для стабилизации переходных процессов, связанных с прекращением юза, к управляющему входу усилителя 23 мощности подключен конденсатор 24 временной задержки с определенным временем блокировки усилителя 23 во включенном положении.

Использование в конструкции блока последовательной цепи, состоящей из конденсатора 16 и диода 30 с резистором 17, позволяет использовать его для обнаружения юза колесных пар локомотива, а также значительно улучшить электрические параметры устройства по сравнению с известными, такими как чувствительность, отсутствие ложных срабатываний при линейном торможении локомотива, постоянная готовность устройства к работе при последовательно повторяющемся заклинивании колесных пар локомотива. Настройка схемы производится с высокой точностью (++- 0,01 м/с ) при помощи аналого-вычислительной машины. Это повышает ее надежность из безопасность движения.

Устройство для защиты от избыточного скольжения колесных пар транспортного средства по авт. св. № 906738, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона защиты, оно снабжено стабилизирующим звеном, дополнительными дифференцирующими звеньями, пороговым элементом, усилителем мощности и исполнительным реле, подключенным через дополнительный усилитель мощности к выходу дополнительного порогового элемента, соединенного входом с выходом одного из дополнительных дифференцирующих звеньев, вход которого соединен с выходом стабилизирующего звена, подключенного входами к выходу дополнительного усилителя мощности и выходу другого дополнительного дифференцирующего звена, вход которого соединен с выходом регулятора тока первого дифференцирующего звена.