Admin

Специалистам ОАО МТЗ ТРАНСМАШ, создавшим на базе микропроцессорной техники новую тормозную систему локомотива с краном машиниста дистанционного управления, выдан патент на изобретение № 2444454.

Отечественные тормозные системы всегда создавались предприятиями, которые по заданию МПС разрабатывали различные виды подвижного состава для железнодорожного транспорта: магистральные и маневровые локомотивы, пассажирские и грузовые вагоны, а также специальный подвижной состав (ремонтный, строительный) и другие виды средств передвижения и эксплуатации железных дорог.

Разрабатывали тормозные системы с использованием приборов и устройств, которые изготавливали различные предприятия тяжелого машиностроения. Флагманом этих предприятий был и остается Московский тормозной завод — ныне ОАО МТЗ ТРАНСМАШ. Многие годы он выпускает различные тормозные приборы, которые используются в тормозных системах всех видов подвижного состава.

В начале 2000-х годов на российский рынок стали активно приходить западные фирмы, которые изготавливают комплектное тормозное оборудование для всех видов подвижного состава. Поэтому выходить на рынок только с отдельными приборами не гарантирует полноценную конкуренцию. В связи с этим перед отечественными производителями была поставлена задача комплектно изготавливать тормозное оборудование. Однако решать подобные задачи сегодня можно только, если активно обновлять выпускаемую продукцию, используя при разработке тормозного оборудования современного уровня электронику и микропроцессорную технику.

В публикуемой статье вниманию читателей предлагается одна из последних разработок ОАО МТЗ ТРАНСМАШ — кран машиниста с дистанционным управлением 230Д. Если подходить объективно, то представляемая разработка является частью тормозной системы локомотива, а кран машиниста — только одна из ее функций.

Кран машиниста 230Д предназначен для обеспечения управления: автоматическими пневматическими тормозами грузовых поездов; неавтоматическими электро-пневматическими тормозами пассажирских поездов. Кран машиниста состоит из ряда приборов и узлов, которые располагаются в кабине и машинном отделении локомотива. В кабине размещены (рис. 1, 2):

- контроллер крана машиниста;

- кран резервного управления;

- клапан аварийного экстренного торможения;

- выключатель цепей управления;

- электронный редуктор;

- блок индикации и ввода данных;

- регистратор «черный ящик» (может располагаться в машинном отделении);

- переключатель.

В машинном отделении устанавливается (см. рис. 1, 2) исполнительный блок, выполненный по интегральной технологии, который содержит:

- блок управляющих вентилей;

- уравнительный резервуар;

- датчики давления;

- срывной клапан;

- питательный клапан;

- устройство блокировки тормозов;

- реле давления.

Также в машинном отделении находятся: источник стабилизированного питания ИП-ЛЭ; шлюз (может располагаться в кабине машиниста).

В кабине машиниста или в машинном отделении локомотива при необходимости, кроме того, могут располагаться модемы основного и резервного каналов для управления тормозами длинносоставного поезда с его головной и хвостовой части, а также для реализации функции распределенного управления тормозами поезда (РУТП).

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ КРАНА

Контроллер крана машиниста 230Д.

Управление краном машиниста осуществляется одним из двух контроллеров — семипозиционным 230Д. 10.600 или трехпозиционным 230Д. 10.300. Оба контроллера имеют одинаковые функциональные возможности. Каждый контроллер снабжен светодиодом, сигнализирующим о его активности. Единовременно активным может быть только один из контроллеров.



Семипозиционный контроллер (рис. 3) работает аналогично кранам машиниста 130 или 395. Он может быть установлен в одну из семи позиций. Все положения фиксированные, за исключением сверхзарядки. Самовозврат из сверхзарядки осуществляется в поездное положение.
Трехпозиционный контроллер (рис. 4) имеет позиции: отпуск, нейтральная позиция, тормоз. Позиции отпуска и тормоза не фиксированы, с самовозвратом в фиксированную нейтральную позицию. Трехпозиционный контроллер позволяет управлять краном машиниста с помощью автоматических команд. В основе управления лежат команды отпуска или торможения. Для того чтобы дать команду, необходимо кратковременно перевести контроллер в соответствующее положение и отпустить. При этом он самостоятельно вернется в нейтральную позицию.

На трехпозиционном контроллере установлены рукоятки с индикаторами «Режим работы» и «Ступень торможения», при вращении которых устанавливаются режим и ступень. Эти параметры определяют алго-
ритм работы трехпозиционного контрол1 лера. В зависимости от режима работы команды отпуска или торможения имеют функции, приведенные в табл. 1.

Также существуют другие разновидности контроллеров, например:

- совмещенный семипозиционный и трехпозиционный под одной панелью (рис. 5);

- совмещенный семипозиционный, пневматический резерв и трехпозиционный под одной панелью (рис. 6);

- совмещенный семипозиционный и пневматический резерв (рис. 7).


Большая разновидность контроллеров, выполненных по модульной схеме, позволяет проектировщику тормозной системы конкретного локомотива или другой тяговой единицы железнодорожного транспорта выбрать оптимальный вариант для управления тормозами.

Для того чтобы начать управление трехпозиционным контроллером, необходимо перевести семипозиционный контроллер в положение IV (перекрыта с питанием, положение рукоятки — вертикальное). В случае любого воздействия на рукоятку семипозиционного контроллера управление трехпозиционным контроллером блокируется. При этом управление передается семипозиционному контроллеру.

Кран резервного управления 025М (рис. 8). Предназначен для резервного пневматического управления локомотивным тормозом при отказе основного. Технические характеристики и устройство соответствуют ТУ 3184-100-05756760— 2010 и руководству по эксплуатации 025М.000-1 РЭ.

Клапан аварийного экстренного торможения 130.30 (рис. 9). Обеспечивает разрядку тормозной магистрали темпом экстренного торможения с одновременным отключением тяги и включением песочницы. Он устанавливается в пульт кабины машиниста. Технические характеристики и устройство соответствуют ТУ 3184-051-05756760—2002 и руководству по эксплуатаций 30.30.000 РЭ.


Выключатель цепей управления (рис. 10). Служит для включения и отключения крана машиниста 230Д. Технические характеристики и устройство соответствуют ТУ 3184-036-05756760—2004 и руководству по эксплуатации 130.00.000 РЭ.

Электронный редуктор (рис. 11). Устанавливается на пульт управления локомотивом, позволяет дистанционно из кабины машиниста вводить поездное давление, отображая его значение на цифровом индикаторе. Для того чтобы изменить поездное давление, следует перевести семипозиционный контроллер в положение VI (экстренное торможение). Поездное давление устанавливается вращением ручки электронного редуктора и может быть установлено в пределах 0,45 — 0,56 МПа (4,5 — 5,6 кгс/см2).

Также электронный редуктор, расположенный на пульте управления локомотивом, снабжен кнопкой (см. рис. 11), при нажатии которой можно установить сверхзарядное давление (завышение давления относительно зарядного при выполнении сверхзарядки трехпозиционным контроллером). Для того чтобы изменить сверхзарядное завышение давления, следует нажать кнопку на электронном редукторе и, удерживая ее нажатой, вращать рукоятку этого же устройства (см. рис. 4).

Блок индикации и ввода данных (рис. 12). Устанавливается на пульт машиниста, отображает основные параметры тормозной системы локомотива и поезда, обеспечивает ввод основных параметров тормозной системы. Блок используется при переоборудовании локомотивов старых серий, когда отсутствует штатный диагностический монитор. Если локомотив оснащен штатным монитором, то вся информация и ввод данных осуществляются с него.

( Окончание следует)

Канд. техн. наук С.Г. ЧУЕВ, генеральный конструктор ОАО МТЗ ТРАНСМАШ, инженеры С.А. ПОПУЛОВСКИЙ, первый заместитель генерального конструктора, П.М. ТАГИЕВ, заместитель генерального конструктора

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Admin

При включении питания блок индикации и ввода работает в режиме индикации. Данные, отображаемые блоком индикации и ввода в этом режиме, схематично приведены на рис. 13 и в табл. 2.

Чтобы осуществить переход в другой режим, следует нажать кнопку «Выход в главное меню». После нажатия этой кнопки блок индикации и ввода отображает главное меню с возможными режимами работы (рис. 14). В главном меню следует выбрать с помощью стрелок вверх/вниз необходимый пункт и нажать «Ок».


Помимо основного режима индикации, блок индикации и ввода может работать в следующих режимах:

- ввода данных (рис. 15). Блок индикации и ввода отображает наименование вводимого параметра и его величину. Выбирается вводимый параметр стрелками вверх/вниз. После выбора нужного параметра следует нажать «Ок», а затем с помощью цифр ввести значение и повторно нажать «Ок». С помощью блока индикации и ввода вводятся зарядное (поездное) давление (вводится только при полной разрядке уравнительного резервуара), идентификация машиниста, текущие дата и время, параметры работы системы РУТП;

- опробования тормозов (рис. 16 и 17). Этот режим предусматривает несколько страниц, переключаемых кнопками влево/вправо. При входе в этот режим начинается опробование тормозов. В процессе опробования система выполняет указанные стадии и автоматически измеряет необходимые параметры (давление и время). Участие человека в процессе опробования состоит в управлении контроллерами по инструкциям, которые отображаются в верхней части экрана. Результаты опробования записываются в таблицу, отображаемую на экране. Страницы этой таблицы могут переключаться только после завершения опробования (о завершении опробования будет выведено соответствующее сообщение в верхней части экрана). Стадии опробования, результаты которых вышли за пределы норматива, помечаются красным цветом, а которых уложились в норматив — зеленым;

- режим работы с регистратором (рис. 18). В этом режиме на экране отображается меню с командами для регистратора. С помощью стрелок вверх/вниз выбирается необходимая команда и подтверждается кнопкой «Ок»;

- режим диагностики оборудования — контроль его исправности (рис. 19). В этом режиме на экране отображается таблица, показывающая исправность всего электронного оборудования.

Регистратор «черный ящик» (рис. 20). Регистратор обеспечивает регистрацию и запись основных параметров тормозной системы, а также считывание записанных параметров на внешний носитель (USB-Flash). Регистратор может записывать до 10 поездок. Последующие записываются по кругу, т.е. первая поездка перезаписывается.

Для того чтобы активизировать регистратор, необходимо перейти в меню
«Работа с регистратором» в блоке индикации и ввода, а затем дать команду «Начало поездки». Для остановки регистратора в этом же меню предусмотрена команда «Конец поездки».

Также меню содержит команды «Переписать последнюю поездку» и «Переписать все поездки». Перед выполнением этих команд следует предварительно вставить запоминающее устройство (Flash) в разъем USB на регистраторе. Расшифровка записанной поездки осуществляется при помощи специального программного обеспечения.

Переключатель (рис. 21) обеспечивает пневматическое разблокирование ключа выключателя цепей управления в соответствии с алгоритмом логического элемента «И».

Исполнительный блок (рис. 22) является исполнительной частью крана машиниста. В блок входят: блок управляющих вентилей; уравнительный резервуар, закрепленный на кронштейне; датчики давления; срывной и питательный клапаны, устройства блокировки тормозов, которые интегрированы в алюминиевом корпусе; реле давления; электронный блок управления.

Источник стабилизированного питания ИП-ЛЭ (рис. 23) предназначен для преобразования нестабилизированно-го бортового напряжения номинальным значением 50 или 110 В в постоянное стабилизированное напряжение 50 ± 2 В для питания электронной части крана машиниста.

Шлюз (рис. 24) служит для физического и логического разделения внутренней и внешней CAN-сети.

РАСШИФРОВКА ЗАПИСЕЙ РЕГИСТРАТОРА («ЧЕРНОГО ЯЩИКА»)

В регистраторе, когда идет процесс работы крана машиниста при движении или стоянке локомотива, сохраняется большое количество различных параметров функционирования крана. В том числе записываются все действия машиниста по переводу различных рукояток, включая положения семи- и трехпозиционных контроллеров.


Регистрируются также состояние и все срабатывания вентилей, входящих в кран, давления в различных точках пневматической системы и другие параметры. Все они пишутся в «черный ящик» в реальном масштабе времени. Объем памяти позволяет записать в среднем десять поездок средней протяженности.


Записываемые параметры работы тормозной системы могут быть использованы в депо при проведении ремонтных работ, а также при технических обслуживаниях. Особое значение записанные параметры приобретают при разборе действий локомотивной бригады в нештатных ситуациях, особенно приводящих к тяжелым последствиям.

Для наглядности регистрируемых параметров специалисты ОАО МТЗ ТРАНСМАШ разработали специальный расшифровщик, позволяющий на персональном компьютере получить визуально в реальном масштабе времени расшифровку всех записанных процессов. Для примера на рис. 25 и 26 представлена «расшифровка опробования тормозов».

Интерфейс 1 (рис. 25) позволяет видеть работу оборудования и различные параметры для процессов, происходящих в течение десятков и сотен минут. Интерфейс 2 (рис. 26) предназначен для более детальной расшифровки зарегистрированных процессов, вплоть до секунд.

Результаты испытаний. Кран машиниста с дистанционным управлением № 230Д прошел весь цикл предварительных испытаний согласно разработанной программе. В декабре 2011 г. в соответствии с проектом, выполненным ПКБ ЦТ ОАО «РЖД», кран машиниста установили на электровоз ВЛ10-269 (рис. 27 — 29), который затем был направлен для опытной эксплуатации в депо Московка Западно-Сибирской дороги. На сентябрь 2012 г. пробег локомотива с краном машиниста 230Д составил более 100 тыс. км. В июне 2012 г. приемочная комиссия приняла решение об изготовлении установочной партии.

Заключение. Кран машиниста с дистанционным управлением 230Д:

- адаптирован для замены крана машиниста 395 с блокировкой 367 и любых приставок, применяемых к данному крану, на действующем парке локомотивов. Возможно переоборудование любого эксплуатируемого локомотива на кран машиниста 230Д силами депо;

- может устанавливаться на все типы вновь создаваемых локомотивов;

- кроме базовой модели, может поставляться с устройствами, реализующими дополнительные опции: блок хвостового вагона для реализации функции РУТП, блок индикации и ввода, электронный редуктор и др.;

- имеет дистанционный электронный редуктор;

- оснащен уравнительным резервуаром объемом 2 л (краны машиниста 395 и 130 имеют уравнительный резервуар 20 л);


- осуществляет автоматически компенсацию термодинамических процессов;

- может использоваться в системе автоведения;

- имеет встроенную диагностику;

- выполняет функцию опробования тормозов на стоянке и в движении поезда в соответствии с Инструкцией по эксплуатации автотормозов № ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277;

- содержит датчики давления, которые могут использоваться в других системах по CAN-интерфейсу, включая контуры управления;

- облегчает управление тормозами поезда за счет применения микропроцессорных средств управления и диагностики;

- уменьшает концентрацию внимания при управлении краном и, как следствие, уменьшает утомляемость машиниста.

- автоматически выполняет необходимые требования при управлении торможением с учетом типа поезда (пассажирский или грузовой);

- имеет высокую надежность, так как использовался системный подход к разработке, что исключает отказ важных функций крана. Выполняется делегирование функций неисправного блока другому блоку;

- имеет диагностику предотказа. Система начинает видеть уже небольшое отклонение от штатной работы отдельных устройств и предупреждает машиниста о возможной неисправности до ее явного возникновения;

- имеет значительно уменьшенные габариты по сравнению с краном машиниста 130 за счет применения интегральной конструкции и новых принципов управления;

- может работать по интеллектуальному интерфейсу с любой системой управления и безопасности.

Следует отметить, что отечественные тормозные системы и приборы, создаваемые в последние годы на базе микропроцессорной техники, позволяют реализовывать функции, зачастую невыполнимые с помощью пневматических приборов. При этом микропроцессорные средства управления и диагностики, расширяя функциональность тормозных систем, не изменяют конфигурацию их аппаратной части и не усложняют пневматическую составляющую.

Канд. техн. наук С.Г. ЧУЕВ, генеральный конструктор ОАО МТЗ ТРАНСМАШ, инженеры С.А. ПОПУЛОВСКИЙ, первый заместитель генерального конструктора, П.М. ТАГИЕВ, заместитель генерального конструктора

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin