Устройство для повышения коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами


 


Владельцы патента RU 2405696:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА" (ОАО "ВНИКТИ") (RU)

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к устройствам для повышения коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами. Колесные пары со скользящими контактами механически связаны с тяговыми электродвигателями и электрически изолированы от других элементов тележки и образуют с рельсами по отношению к выходу источника тока короткозамкнутую электрическую цепь. Источник электрического тока выполнен многоканальным с гальванически развязанными между собой каналами и регулируемыми по величине выходными электрическими токами. Каждая колесная пара образует короткозамкнутую электрическую цепь с рельсами через отдельный выход многоканального источника электрического тока, а многоканальный источник электрического тока изменяет величины токов в короткозамкнутых цепях колес и рельсов прямо пропорционально величинам частоты вращения каждой колесной пары локомотива. Технический результат заключается в повышении надежности работы и безопасности движения локомотива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к устройствам повышения тяговых и тормозных усилий локомотива за счет повышения коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами, и может быть использовано в системах тягового электропривода локомотивов.

Известно устройство для повышения коэффициента сцепления ведущих колес локомотива с рельсами, содержащее тяговые электродвигатели постоянного тока с якорями и последовательными обмотками возбуждения, колесные пары, механически связанные с тяговыми электродвигателями, тяговый генератор, якорь которого подсоединен к обмоткам возбуждения электродвигателей, блок сравнения потенциалов, подключенный к тяговым электродвигателям в точках соединения якорей с обмотками возбуждения, канал системы возбуждения генератора и реле боксования, имеющее электрические связи с блоком сравнения потенциалов и каналом системы возбуждения генератора, при этом в случае возникновения боксования одной из колесных пар появляется разность электрических потенциалов точек соединения якорей тяговых электродвигателей с обмотками возбуждения, приводящая к срабатыванию реле боксования, которое посредством канала системы возбуждения тягового генератора снижает его мощность и силу тяги локомотива, обеспечивая прекращение боксования, при этом к точкам соединения якорей тяговых электродвигателей с обмотками возбуждения через скользящие контакты подключены колесные пары, которые вместе с рельсами образуют по отношению к указанным точкам соединения короткозамкнутую электрическую цепь, а реле боксования обеспечено выдержкой времени на срабатывание, при этом скользящие контакты и колесные пары снабжены электрической изоляцией от других элементов конструкции тележки локомотива (патент RU №2281216, кл. В61С 15/08, 2006 г.).

Недостатком известного устройства является невозможность одновременного увеличения величин коэффициента сцепления каждой колесной пары локомотива в зависимости от величины их относительного скольжения, поскольку по способу срабатывания известное устройство включает подвод электрического тока в зону контактирования одной боксующей колесной пары с рельсами при срабатывании реле боксования. При этом снижается мощность и сила тяги тепловоза за счет алгоритма работы системы возбуждения тягового генератора в силу ограниченной мощности дизель-генератора.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство для повышения коэффициента сцепления ведущей колесной пары тепловоза с рельсами, содержащее колесную пару, источник электрического тока - аккумуляторную батарею, датчик скорости (частоты вращения) колесной пары, блок сравнения, вход которого соединен с выходом датчиков скоростей скольжения колесной пары, при этом колесная пара снабжена скользящими контактами, при этом устройство снабжено прижимными роликами, попарно электрически связанными друг с другом, регулятором тока, силовым контактором и датчиком скорости тепловоза, выход которого подключен к входу блока сравнения, соединенного с регулятором тока, причем прижимные ролики опираются на рельсы и образуют вместе с рельсами, регулятором тока и колесной парой со скользящими контактами короткозамкнутую электрическую цепь (патент RU №2340491, кл. В61С 15/00, 2008 г.).

Недостатком известного устройства является наличие опирающихся на рельсы прижимных роликов, служащих для передачи рабочего тока устройства и усложняющих конструкцию ходовой части тепловоза, что приводит к снижению надежности и безопасности движения, отсутствие индивидуального регулирования коэффициента сцепления каждой колесной пары снижает эффективность работы устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности работы локомотива во всем диапазоне скоростей движения в режимах тяги и торможения за счет увеличения коэффициента сцепления каждой колесной пары локомотива в зависимости от частоты вращения путем внешнего теплового воздействия электрическим током на полидисперсные слои поверхностных загрязнений в зонах контактирования всех колес и рельсов и повышение безопасности движения за счет исключения прижимных роликов.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для повышения коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами, содержащее тяговые электродвигатели, источник электрического тока, колесные пары со скользящими контактами, механически связанные с валами тяговых электродвигателей, электрически изолированные от других элементов тележки и образующие по отношению к выходу источника электрического тока и рельсам короткозамкнутую электрическую цепь, датчики частот вращения колесных пар, блок сравнения частот вращения колесных пар, блок управления источником электрического тока, источник электрического тока выполнен многоканальным с гальванически развязанными между собой каналами и регулируемыми по величине выходными электрическими токами; каждая колесная пара образует короткозамкнутую электрическую цепь с рельсами через отдельный выход многоканального источника электрического тока, а многоканальный источник электрического тока изменяет величины токов в короткозамкнутых цепях колес и рельсов прямо пропорционально величинам частоты вращения каждой колесной пары локомотива.

На чертеже представлена блок-схема устройства для повышения коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами.

Устройство для повышения коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами содержит тяговые электродвигатели 1, многоканальный источник электрического тока 2, колесные пары 3 со скользящими контактами 4, механически связанные с валами 5 тяговых электродвигателей 1, электрически изолированные от других элементов тележки (на чертеже не показано) и образующие по отношению к выходным каналам 6 многоканального источника электрического тока 2 и рельсам 7 короткозамкнутую электрическую цепь 8. Устройство также содержит датчики 9 частот вращения колесных пар 3, механически связанные с осями колесных пар 3 и имеющие связь с блоком 10 сравнения частот вращения колесных пар 3, соединенным с блоком управления 11 многоканального источника электрического тока 2.

Каждая колесная пара 3 образует короткозамкнутую электрическую цепь 8 с рельсами 7 через отдельный выходной канал 6 многоканального источника электрического тока 2. При этом многоканальный источник электрического тока 2 по сигналам датчиков 9 частот вращения колесных пар 3, управляющим блоком управления 11, многоканальным источником электрического тока 2 изменяет величины выходных токов в короткозамкнутых цепях 8 колесных пар 3 и рельсов 7 прямо пропорционально величинам частоты вращения каждой колесной пары 3 локомотива. Выходные каналы 6 регулируемого многоканального источника электрического тока 2 соединены гальванически развязанными между собой короткозамкнутыми электрическими цепями 8 со скользящими контактами 4 каждой колесной пары 3, колесными парами 3 и рельсами 7.

Для обеспечения необходимых защитных функций и возможности прохождения независимых друг от друга токов от многоканального источника электрического тока 2 через контактирующие участки поверхностей колес колесных пар 3 и рельсов 7 колесные пары 3 изолированы от других элементов конструкции тележек локомотива электроизолирующими втулками под буксовыми подшипниками и ведомыми зубчатыми колесами (на чертеже не показано).

В качестве скользящих контактов 4 использованы индивидуальные для каждой колесной пары 3 буксовые токосъемники (на чертеже не показано), имеющие собственную электрическую изоляцию от других элементов тележек локомотива.

Устройство работает следующим образом

При работе локомотива каждая колесная пара 3 имеет свою собственную частоту вращения, определяемую не только системой управления локомотива, но и фрикционными свойствами контактирующих поверхностей колес колесных пар 3 и рельсов 7. Датчики 9 частоты вращения колесных пар 3 передают свои сигналы в блок 10 сравнения частот вращения колесных пар 3, который формирует сигналы управления токами выходных каналов 6 источника 2 электрического тока. Каждый выходной канал 6 многоканального источника 2 электрического тока формирует постоянный ток, пропорциональный частоте вращения каждой колесной пары 3, который через скользящие контакты 4 и контактирующие с рельсами 7 поверхности колесных пар 3 образует короткозамкнутые электрические цепи. Ток каждого выходного канала 6 источника 2 электрического тока, протекающий через зону контакта колеса колесных пар 3 с рельсом 7, разогревает слой поверхностных полидисперсных загрязнений колеса колесных пар 3 и рельса 7 в зоне контакта, что приводит к изменению фрикционных свойств контактирующих тел из-за разрушения и изменения структуры слоя загрязнений и, соответственно, к повышению величины физического коэффициента трения колеса и рельса.

Воздействие на зоны контакта отдельных колесных пар 3 локомотива и рельсов 7 независимыми друг от друга регулируемыми электрическими токами на полидисперсные слои поверхностных загрязнений в зонах контактирования всех колесных пар 3 и рельсов 7 позволяет увеличить коэффициент сцепления колес колесных пар 3 и рельсов 7, повысить эффективность и надежность работы локомотива во всем диапазоне скоростей его движения в режимах тяги и торможения, а исключение прижимных роликов позволяет повысить безопасность движения локомотива.

1. Устройство для повышения коэффициента сцепления колес локомотива c рельсами, содержащее тяговые электродвигатели, источник электрического тока, колесные пары со скользящими контактами, механически связанные с валами тяговых электродвигателей, электрически изолированные от других элементов тележки и образующие по отношению к выходу источника электрического тока и рельсам короткозамкнутую электрическую цепь, датчики частот вращения колесных пар, блок сравнения частот вращения колесных пар, блок управления источником электрического тока, отличающееся тем, что источник электрического тока выполнен многоканальным с гальванически развязанными между собой каналами и регулируемыми по величине выходными электрическими токами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая колесная пара образует короткозамкнутую электрическую цепь с рельсами через отдельный выход многоканального источника электрического тока.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что многоканальный источник электрического тока выполнен с возможностью изменения величины токов в короткозамкнутых цепях колес и рельсов прямо пропорционально величинам частоты вращения каждой колесной пары локомотива.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к путевым транспортным средствам. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к способам повышения стабильности сцепления колес транспортного средства с рельсами. .
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования сцепления колес подвижного состава с рельсами. .

Локомотив // 2376177
Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к локомотивам, предназначенным для транспортировки тяжелых путевых машин, не имеющих источников питания регулирования.

Изобретение относится к системе управления тяговым усилием железнодорожного локомотива. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к средствам повышения коэффициента сцепления колес с рельсами, выполненным в виде устройств для импульсной подачи песка под колеса локомотива.

Изобретение относится к электрическим тормозам локомотивов и может быть использовано на рельсовых транспортных средствах. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на совершенствование противобоксовочного устройства локомотивов. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и предназначено для применения на тяговом подвижном составе для подачи песка при буксовании локомотива

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и непосредственно касается электрических передач тепловозов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к средствам обнаружения начала процесса буксования колесных пар локомотива при движении поезда по рельсовому пути в реальных условиях эксплуатации

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам регулирования подачи песка под колеса локомотива при движении поезда по рельсовому пути в реальных условиях эксплуатации, например на карьерах, в горной промышленности. Устройство содержит пескоподающие трубы с соплами, которые установлены с возможностью направлять песковоздушную струю на центральную часть дорожки катания колес локомотива и в направлении гребня колеса, взаимодействующего с рабочей выкружкой головки рельса. При движении по криволинейным участкам рельсового пути подающие песок сопла в зависимости от направления поворота подвижного состава работают в режиме, обеспечивающем подачу песка исключительно в центральную часть зоны контакта колеса с рельсом на внутреннем рельсе и в зону контакта (рабочей выкружки) на гребень колеса с внутренней стороны наружного рельса. В связи с применением лубрикации (смазки) внутренней грани наружного рельса криволинейных участков рельсового пути подача песка на гребень колеса в зону его контакта с рельсом будет способствовать повышению коэффициента сцепления при движении локомотива по криволинейному участку рельсового пути. Технический результат заключается в сокращении расхода песка при движении локомотива в условиях карьеров и повышении тягового усилия локомотива за счет улучшения сцепления колес с рельсами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и направлено на повышение реализуемой силы тяги локомотива при движении поезда по рельсовому пути в реальных условиях эксплуатации, например на карьерах в горной промышленности в зимних условиях. Способ увеличения сцепления колеса с рельсом колесо-рельс в зимний период заключается в том, что песок подают в зону контакта предварительно подогретым, например, при помощи индукционного нагревателя, а величину нагрева песка определяют с учетом температуры окружающей среды (рельса). В результате уменьшения пробуксовки уменьшится износ бандажей колесных пар тягового оборудования и рельсов, что позволит избежать дополнительных энергетических потерь, связанных с буксованием. В связи с универсальностью, этот способ может быть применен для всех видов железнодорожных транспортных средств независимо от типа приводного механизма колесных пар: локомотивов с электрической и тепловой тягой, различных путевых машин, используемых на железнодорожном транспорте, а также для тяговых агрегатов, применяемых в горной промышленности. Технический результат заключается в повышении коэффициента сцепления колес с рельсами и увеличении тягового усилия локомотива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в автопоезде для предотвращения складывания его звеньев. Способ предупреждения заноса автопоезда включает сравнивание вектора движения звена автопоезда и положения руля и выполнение торможения колеса, при заметном несовпадении последних. Торможение выполняют повышением давления газов в герметичном закрытом устройстве с материалом, увеличивающим сцепление колеса с дорожным полотном, до момента разгерметизации устройства, последующим образованием из газов струи. Посредством струи одновременно очищают дорожное полотно, доставляют и внедряют в него материал. Достигается прекращение заноса автопоезда за счет увеличения сцепления колес с дорогой. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к средствам для что предотвращения буксования ведущих колес. Устройство для повышения сцепных свойств автотранспортного средства, содержит компрессор, к выходу которого подключен теплоизолированный ресивер, снабженный электронагревательным элементом, подключенным через блок автоматического регулирования температуры к источнику электропитания, к выходу ресивера через электропневматический вентиль подключена выпускная теплоизолированная магистраль горячего воздуха, на выходах которой установлены форсунки, расположенные спереди у каждого ведущего колеса. Устройство снабжено выключателем электропневматического вентиля, а концевые части выпускной теплоизолированной магистрали горячего воздуха, имеющие уклон в вертикальной плоскости к зонам контакта ведущих колес с дорогой, перед форсунками выполнены телескопическими, круглыми с внутренней стяжной пружиной, состоящими из нескольких звеньев, каждое из которых имеет в верхней части наружный буртик, входящий внутрь вышестоящего звена, а в нижней части - внутренний буртик, в который может упираться наружный буртик нижестоящего звена, и верхние звенья этих телескопических частей жестко связаны через кронштейны с балкой ведущего моста, а к нижним их звеньям соосно присоединяются форсунки. Технический результат заключается в повышении проходимости автотранспортных средств по обледенелым и заснеженным дорогам. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к средствам для предотвращения буксования ведущих колес. Противобуксовочное устройство для автотранспортного средства содержит связанный с несущей системой корпус с горловинами подачи и отвода песка, сообщающийся через электропневматический кран с источником сжатого воздуха, исполнительный орган которого выполнен в виде расширяющегося книзу прямоточного канала подачи песка. Устройство снабжено пневматическим запорным устройством, размещенным внутри последовательно расположенных, разделенных перегородкой пневматических камер. Источник электропитания снабжен выключателем электропневматического крана, а расходный патрубок выполнен телескопическим. Верхнее звено этого расходного патрубка связано посредством кронштейна жестко с балкой ведущего моста и через упругий гофрированный рукав с нижней пневматической камерой - эжектором. 1 ил.

Устройство содержит компрессор, к выходу которого подключен теплоизолированный ресивер, снабженный электронагревательным элементом, подключенным через блок автоматического регулирования температуры к источнику электропитания. К выходу ресивера через электропневматический вентиль подключена выпускная теплоизолированная магистраль горячего воздуха, на выходах которой установлены форсунки, расположенные спереди внизу у каждого ведущего колеса. Устройство также снабжено выключателем электропневматического вентиля. Каждая концевая часть выпускной теплоизолированной магистрали горячего воздуха с форсункой установлена с уклоном в вертикальной плоскости к зоне контакта ведущего колеса с дорогой и подвижно в цилиндрическом отверстии кронштейна с одетой снизу на упомянутую концевую часть пружиной сжатия. Кронштейн жестко связан с балкой моста. Упомянутая концевая часть соединена с этой магистралью гибким трубопроводом и имеет в верхней части наружный радиальный буртик, который упирается сверху в этот кронштейн, а в нижней части перед форсункой - шайбу с гайкой, в которую упирается эта пружина. К этому радиальному буртику диаметрально прикреплена скоба с тросом, связанным с двуплечим рычагом управления с сектором и защелкой. Технический результат - повышение сцепных свойств автотранспортного средства при движении по обледенелым и заснеженным дорогам. 1 ил.

Изобретение относится к системе для разбрасывания сыпучего материала (4) перед колесами (2) транспортных средств (1), в частности рельсовых транспортных средств. Устройство содержит, по меньшей мере, один бункер (3) для сыпучего материала, по меньшей мере, одно расположенное под каждым бункером (3) устройство (5) для дозирования сыпучего материала (4) с выпускным отверстием (6) для выдачи дозированного сыпучего материала (4) и устройство (7) для подачи дозированного сыпучего материала (4) по подающему трубопроводу (8) к колесу (2) транспортного средства, причем к дозирующему устройству (5) присоединены, по меньшей мере, два устройства (7) для подачи дозированного сыпучего материала (4), по меньшей мере, по двум подающим трубопроводам (8). Присоединенные к дозирующему устройству (5) подающие устройства (7) образованы приводимым в действие пневматически многопозиционным инжектором (13), по меньшей мере, с двумя полостями (10) для загрузки дозированного сыпучего материала (4), присоединением (11) для сжатого воздуха на каждую полость (10) и противоположным присоединению (11) для сжатого воздуха каждой полости (10) присоединением (12) для подающего трубопровода (8). Причем многопозиционный инжектор (13) расположен под выпускным отверстием (6) дозирующего устройства (5). Технический результат заключается в упрощении устройства и снижении затрат на монтаж и обслуживание. 6 з.п. ф-лы, 16 ил.
Наверх