Устройство для моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, и мо-- жет быть использовано при исследовании газодинамических процессов, протекающих в тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава, и является усовершенствованием устройства по авТоСВо № 1277151 о Цель изобретения - повышение точности за счет учета утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали. Устройство содержит 2 + п последовательно соединенных блоков моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, каждый из которых содержит суммирующий усилитель, апериодическое звено, делители напряжения , на которых реализованы параметры сечения тормозной магистрали в рукавном соединении, объем тормозной магистрали вагона и утечки сжато-, го воздуха С помощью основных и дополнительных обратных связей операционных усилителей реализованы коэффициенты , учитываюнгие характер истечения газа (наполнениеили опорожнение и сопротивление тормозной магистрали. Блоки моделирования связаны -между собой обратными связями, чем реализуется уравнение расходов. 1 ил, с S (Л со 4 СЛ ю ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А2 (19) (И1 (51)4 G 06 6 7/57

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1277151 (21) 4044124/24-24 (22) 26.03.86 (46) 15.10.8?. Бюл. ¹ 38 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта им. Я.М.Свердлова (72) В.Е.Попов (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1277151, кл. G 06 G 7/57, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССОВ НАПОЛНЕНИЯ И ОПОРОЖНЕНИЯ

ТОРМОЗНОЙ МАГИСТРАЛИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, и может быть использовано при исследовании газодинамических процессов, протекающих в тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава, и является усовершенствованием устройства по авт,св. ¹ 1277151. Цель изобретения — повышение точности за счет учета утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали. Устройство содержит 2 + п последовательно соединенных блоков моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, каждый из которых содержит суммирующий усилитель, апериодическое звено, делители напряжения, на которых реализованы параметры сечения тормозной магистрали в рукавном соединении, объем тормозной магистрали вагона и утечки сжато-. го воздуха. С помощью основных и дополнительных обратных связей.операционных усилителейреализазаны козффициенты, учитывающиехарактер истечения газа (напалнениеили оцорожнение) и соп.ротиаление тормозноймагистрали. Блоки моделирования связаны между собой обратными связями, чем реализуется уравнение расходов. 1 ил, 1345221

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, и может-быть использовано при исследовании газодинамических процессов, протекающих в тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава.

Цель изобретения — повышение точности за счет учета утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, Устройство содержит 2 + n блоков моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, каждый из которых состоит из суммирующего усилителя 1, апериодического звена 2, первого делителя 3, второго делителя 4, третьего делителя 5, инвертора 6, интегратора 7.

Суммирующий усилитель 1 содержит масштабные резисторы 8-11, операционный усилитель 12,.диод 13. Апериодическое звено 2 содержит операционный усилитель 14, диод 15, конденсатор 16 и масштабные резисторы 17-21, Устройство .работает следующим образом.

В реальной тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава имеются неплотности, через которые происходит утечка сжатого воздуха в атмосферу, Наиболее распространенны- ми являются утечки сжатого воздуха в местах соединения рукавов вагонов и подключений воздухораспределителей. к тормозной магистрали. Наличие утечек сжатого воздуха оказывает серьезное влияние на эффективность и управляемость автотормозов подвижного состава, так как между головной и хвостовой частями поезда возникает перепад давлений, который может привести к неудовлетворительной работе тормозов хвостовых вагонов, Утечки сжатого воздуха из тормозной магистрали приводят к усиленной работе компрессоров локомотивов, что вызывает их преждевременный износ. Примерно 70 объема сжатого воздуха, вырабатываемого компрессорами локомотива, расходуется на восполнение утечек из тормозной магистрали. В зимнее время это приводит к подаче сжатого воздуха с повышенным содержанием влаги, что может вызвать замораживание тормозной или питательной магистрали и создание аварийной ситуации. При утечках замедляются отпуск и зарядка автотоpмозов, ухудшается их неистощимость при частых повторных торможениях, 5

Процесс наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона аппроксимируется звеном второго порядка, операторным изображением которого является передаточная функция

w(s) = т, т, s + T, + т,j s + 1

< 2 3 4

<н

Т„V

К dР

25 Т гн

I а для процесса опорожнения!

30 1 т, v

Т = ----"--»-- т

<О К ° К ° К К 2а К d

2 < < 4 4 где К постоянный коэффициент, учитывающий сопротивление тормозной магистрали,, постоянные, не зависящие от конструктивного параметра системы, коэффициенты передачи первого операционного усилителя при наполнении и опорожнении соответственно; коэффициент передачи, определяемый по формуле

35 н о

Ку

45

К вЂ” Ii ° d обобщенный параметр, диаметр тормозной магистрали в рукавном соединении; коэффициент передачи, определяемый по формуле где K

К„

К = К

I где К, V обобщенный параметр; объем тормозной магистрали одного вагона; обобщенные параметры.

T2Hi Tzo° где Т <, Т вЂ” постоянные вр емени системы;

S — опер а тор диффер е нцир ования.

Постоянные времени Т<„ и Т4н для процесса наполнения выражаются формулами

3 1 с

Величина К „, реализуется на трет ем делителе найряжения и рассчитывается следующим образом

34522) ь- ни Т „, учитывающая сопротивление тормозной магистрали одного вагона при наполнении. С выходов интеграторов 7 выходной сигнал поступает на делители 5 напряжения, т.е, на блоки задания параметров утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали вагона, чем реализуется коэффициент

К, Инверторы 6 служат для согласования электрических сигналов с выходов интеграторов 7 и операционных усилителей 12, При реализации процесса опорожнения с уменьшением управляющего сигнала или его исчезновением на выхо- дах операционных усилителей 12 и 14 образуются электрические сигналы, полярность которых обратна указанным.

Диоды 13 и 15 открываются, подключая к операционным усилителям 12 и 14 цепи дополнительных обратных связей операционных усилителей, которые совместно с основными обратными связями

25 реализуют на операционном усилителе

12 коэффициент К,, а на операционном усилителе 14 — Т,, учитывающий сопротивление тормозной магистрали при опорожнении.

Выходные сигналы с операционных усилителей 12 поступают на делители

3 напряжения, т.е„ на блоки задания параметров сечения тормозной магистрали одного вагона B рукавном соединении, на которых реализована тре35 буемая площадь сечения. Далее электрический сигнал с делителей 3 напряжения поступает на первый вход операционного усилителя 14, на вто4О рой вход которого поступает выходной сигнал с делителей 3 напряжения, а на третий вход выходной сигнал с инвертора б, чем реализуется уравне- ние расходов.

45 С выходов операционных усилителей

14 электрический сигнал поступает на делители 4 напряжения, т. е. на блоки параметров объема тормозной магистрали одного вагона, где реализуются параметры величины объемов исследуемых тормозных магистралей одного вагона, выход которого подключен к интеграторам 7, 2

2 т 1 т

I где К вЂ” обобщенный параметр;

d „" диаметр отверстия, эквиваГ лентный определенной величине утечки сжатого воздуха из тормозной магистрали вагона, мм.

С учетом утечек сжатого воздуха должно выполняться условие расходов где Q(S) — расход, идущий на наполнение (опорожнение) тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава;

Q,(S)...O„(S) " расходы, идущие на наполнение (опорожнение)тормозной магистрали первого,..., к-ro вагонов соответственно, 0,(S)...Q (S) - расходы, идущие на утечку сжатого воздуха из тормозной магистрали первого,..., к-го вагонов соответственно, Вход задания устройства подключен к первому входу суммирующего усилителя 1 первого блока моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона. Нарастание выходного сигнала системы на выходах интеграторов 7 происходит до тех пор, пока на выходе операционных усилителей 12 электрический сигнал не становится равным нулю, При отработке системой процесса наполнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава электрический сигнал на выходах операционных усилителей 12 и 14 имеет полярность, при которой диоды 13 и 15 заперты, При этом дополнительные обратные связи операционных усилителей 12 и 14 отключены, т.е, посредством масштабного резистора 11 основной обратной связи реализуется коэффициент К, а параллельно вклюн ченным масштабным резистором 20 и конденсатором 1б — постоянная времеФормула изобретения

Q(S) =Q, (S)+Q, (S)+Q (S)+Q (S)+. ° .+ а,(s)+Q „(s), Устройство для моделирования про цессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожного

1 345221

Составитель И,Дубинина

Техред A.Êðàâ÷óê

Редактор И.Касарда

Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 4923/49

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4 подвижного состава по авт. св, h- 1277151, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет учета утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали, каждый

1-й I,t = 1,...,К) блок моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона дополнительно содержит последовательно соединенные третий делитель и инвертор, выход которого подключен к третьему входу апериодического звена, вход третьего делителя подключен к выходу интегратора .