EA043777B1 - ROTATION CONTROL SYSTEM ON AT LEAST ONE AXIS FOR RAILWAY VEHICLE OR TRAIN - Google Patents

Description

Область техникиField of technology

Изобретение в целом относится к области железнодорожных тормозных систем. Более конкретно, изобретение относится к системе контроля вращения по меньшей мере одной оси для железнодорожного транспортного средства или поезда.The invention generally relates to the field of railway braking systems. More particularly, the invention relates to a rotation control system for at least one axle for a railway vehicle or train.

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

В системе железнодорожного транспорта, величина мгновенного сцепления между колесом и рельсами представляет максимальный предел тормозной силы, которую в данный момент можно приложить к осям, не вызывая состояние увеличивающейся пробуксовки колес указанных осей.In a railway transportation system, the amount of instantaneous adhesion between the wheel and the rails represents the maximum limit of braking force that can currently be applied to the axles without causing a condition of increasing wheel slip on said axles.

Если началась пробуксовка оси, то если быстро и должным образом не уменьшить прикладываемую тормозную силу, ось постепенно теряет угловую скорость, пока не будет полностью заблокирована, с последующим мгновенным перегревом и серьезным повреждением по причине избыточной температуры поверхности колес указанной оси в месте контакта колес с рельсами.Once an axle starts to slip, unless the applied braking force is quickly and properly reduced, the axle gradually loses angular velocity until it is completely locked, followed by instantaneous overheating and serious damage due to excessive surface temperature of the wheels of said axle where the wheels contact the rails .

Известно, что описанная выше ситуация, наряду со значительным удлинением тормозного пути по причине дальнейшего уменьшения коэффициента трения, может привести к сходу железнодорожного транспортного средства с рельсов при высоких рабочих скоростях.It is known that the situation described above, along with a significant lengthening of the braking distance due to a further decrease in the coefficient of friction, can lead to derailment of a railway vehicle at high operating speeds.

Для устранения указанного недостатка пневматические железнодорожные тормозные системы снабжены защитной системой, известной как противобуксовочная система.To overcome this disadvantage, pneumatic railway braking systems are equipped with a protective system known as traction control.

Известная противобуксовочная система изображена на фиг. 1 на примере железнодорожного транспортного средства с четырьмя осями 102, 103, 104, 105. Тормозная система 110 создает пневматическое тормозное давление в зависимости от запроса на тормозное давление или тормозную силу (не показано на фиг. 1) путем подачи питания на тормозные цилиндры 111, 112, 113, 114.A known traction control system is shown in FIG. 1 using the example of a railway vehicle with four axles 102, 103, 104, 105. The brake system 110 generates pneumatic brake pressure based on a demand for brake pressure or brake force (not shown in FIG. 1) by energizing the brake cylinders 111. 112, 113, 114.

Каждый тормозной цилиндр 111, 112, 113, 114 отвечает за торможение соответствующей оси 102, 103, 104, 105 с помощью пневматических трубопроводов 115, 116. Четыре противобуксовочных клапанных узла 117, 118, 119, 120, управляемых противобуксовочным устройством 101, размещены между пневматическими питающими трубопроводами 115, 116 и соответствующими тормозными цилиндрами 111, 122 и 113, 114.Each brake cylinder 111, 112, 113, 114 is responsible for braking the corresponding axis 102, 103, 104, 105 using pneumatic pipelines 115, 116. Four anti-slip valve units 117, 118, 119, 120, controlled by the anti-slip device 101, are located between the pneumatic supply pipelines 115, 116 and corresponding brake cylinders 111, 122 and 113, 114.

Датчики 106, 107, 108, 109 угловой скорости определяют угловую скорость осей 102, 103, 104, 105 соответственно. Датчики 106, 107, 108, 109 угловой скорости электрически соединены с противобуксовочным устройством 101 и непрерывно передают электрический сигнал, представляющий собой информацию о мгновенном значении угловой скорости каждой из осей 102, 103, 104, 105.Angular velocity sensors 106, 107, 108, 109 detect the angular velocity of axes 102, 103, 104, 105, respectively. The angular velocity sensors 106, 107, 108, 109 are electrically connected to the traction control device 101 and continuously transmit an electrical signal representing information about the instantaneous angular velocity of each of the axles 102, 103, 104, 105.

Противобуксовочное устройство 101 непрерывно оценивает мгновенную линейную скорость транспортного средства с помощью операций, выполняемых с информацией о вычисленной мгновенной линейной скорости осей 102, 103, 104, 105, полученной из относительного измеренного значения угловой скорости.The anti-traction device 101 continuously estimates the instantaneous linear speed of the vehicle by operations performed on information about the calculated instantaneous linear speed of the axles 102, 103, 104, 105 obtained from the relative measured value of the angular velocity.

Путем непрерывного оценивания разницы AV между вычисленной мгновенной линейной скоростью одной оси и вычисленной мгновенной линейной скоростью транспортного средства, противобуксовочное устройство 101 определяет, не перешла ли одна или более осей в состояние пробуксовки. Если началась пробуксовка одной или более осей, противобуксовочное устройство управляет пробуксовкой таких осей путем соответствующего уменьшения и модулирования давления тормозных цилиндров, относящихся к пробуксовывающим осям, действуя на клапанные узлы, относящиеся к указанным пробуксовывающим осям, с помощью известных алгоритмов, например описанных в патентных документах EP 3393873 и WO 2017175108, предотвращая переход указанных осей в состояние блокировки и пытаясь получить лучшую тормозную силу, оставаясь при этом в состоянии пробуксовки.By continuously estimating the difference AV between the calculated instantaneous linear velocity of one axle and the calculated instantaneous linear velocity of the vehicle, the traction control device 101 determines whether one or more axles have entered a slipping state. If one or more axles begin to slip, the traction control device controls the slip of such axles by correspondingly reducing and modulating the pressure of the brake cylinders associated with the slipping axles, acting on the valve assemblies associated with said slipping axles using known algorithms, for example those described in EP patent documents 3393873 and WO 2017175108, preventing said axles from going into a locked state and attempting to obtain better braking force while remaining in a slipping state.

Каждый из указанных противобуксовочных клапанных узлов 117, 118, 119, 120 может принимать конкретную форму устройства, содержащего два электропневматических клапана 220, 221, показанного на фиг. 2.Each of these anti-slip valve assemblies 117, 118, 119, 120 may take the particular form of a device comprising two electro-pneumatic valves 220, 221 shown in FIG. 2.

Электропневматические клапаны 220, 221 питаются от противобуксовочного устройства 201 с помощью соответствующих коммутационных элементов 202, 203. Такие коммутационные элементы 202, 203 обычно представляют собой твердотельные электронные элементы.The electro-pneumatic valves 220, 221 are powered by the traction control device 201 via corresponding switching elements 202, 203. Such switching elements 202, 203 are typically solid state electronic elements.

Чтобы упростить изображение, на фиг. 2 не показано соединение электромагнитов 204, 205, то есть электрических катушек, с землей.To simplify the illustration, FIG. 2 does not show the connection of the electromagnets 204, 205, that is, the electric coils, to the ground.

Противобуксовочные клапанные узлы 117, 118, 119, 120 могут принимать четыре основных состояния.The anti-slip valve assemblies 117, 118, 119, 120 can assume four main states.

Первое состояние, названное заполнение, соответствует состоянию, в котором питание обоих электропневматических клапанов отключено, как показано на фиг. 2: электропневматический клапан 220 обеспечивает доступ к давлению в пневматическом трубопроводе 215, соответствующем пневматическому трубопроводу 115, 116 на фиг. 1, к тормозному цилиндру 211, соответствующему тормозному цилиндру 111, 112, 113, 114 на фиг. 1, тогда как электропневматический клапан 221 предотвращает опорожнение тормозного цилиндра 211 и пневматического трубопровода 215 в атмосферу. Это состояние представляет собой состояние покоя или невмешательства противобуксовочного устройства, так как действительно представляет прямое соединение между тормозным цилиндром 211 и пневматическим трубопроводом 215, через который тормозная система напрямую регулирует давление тормозного ци- 1 043777 линдра 211 от нулевого значения до максимального значения.The first state, called filling, corresponds to a state in which the power to both electro-pneumatic valves is turned off, as shown in FIG. 2: Electro-pneumatic valve 220 provides access to pressure in pneumatic line 215 corresponding to pneumatic line 115, 116 in FIG. 1 to a brake cylinder 211 corresponding to the brake cylinder 111, 112, 113, 114 in FIG. 1, while the electro-pneumatic valve 221 prevents the brake cylinder 211 and the pneumatic line 215 from draining to the atmosphere. This state represents the state of rest or non-intervention of the traction control device, since it actually represents a direct connection between the brake cylinder 211 and the pneumatic line 215, through which the brake system directly regulates the pressure of the brake cylinder 211 from zero value to the maximum value.

Второе состояние, названное удерживание, соответствует состоянию, в котором на электропневматический клапан 220 подано питание. В этом случае, давление в тормозном цилиндре 211 не может быть изменено путем изменения давления в пневматическом трубопроводе 215. Электропневматический клапан 221 продолжает обеспечивать изоляцию тормозного цилиндра 211 от атмосферы. Таким образом, давление тормозного цилиндра 211 поддерживается постоянным без ограничения по времени, если только не будет утечек в данном тормозном цилиндре.The second state, called holding, corresponds to a state in which the electro-pneumatic valve 220 is energized. In this case, the pressure in the brake cylinder 211 cannot be changed by changing the pressure in the pneumatic line 215. The electro-pneumatic valve 221 continues to isolate the brake cylinder 211 from the atmosphere. Thus, the pressure of the brake cylinder 211 is maintained constant without any time limit unless there is a leak in the brake cylinder.

Третье состояние, названное опорожнение, соответствует состоянию, в котором на оба электропневматических клапана 220, 221 подано питание. В этом случае, давление в тормозном цилиндре 211 не может быть изменено путем изменения давления в пневматическом трубопроводе 215. Запитанный электропневматический клапан 221 соединяет тормозной цилиндр 211 с атмосферой, уменьшая давление в тормозном цилиндре, возможно до нулевого значения.The third state, called emptying, corresponds to a state in which both electro-pneumatic valves 220, 221 are energized. In this case, the pressure in the brake cylinder 211 cannot be changed by changing the pressure in the pneumatic line 215. The energized electro-pneumatic valve 221 connects the brake cylinder 211 to the atmosphere, reducing the pressure in the brake cylinder, possibly to zero.

Четвертое состояние, названное запрещение, соответствует состоянию, в котором только на электропневматический клапан 221 подано питание. В этом случае, электропневматический клапан соединяет и тормозной цилиндр 211 и пневматический трубопровод 215 напрямую с атмосферой, что приводит к ненадлежащему выпуску в атмосферу давления, создаваемого тормозной системой.The fourth state, called inhibit, corresponds to a state in which only the electro-pneumatic valve 221 is energized. In this case, the electro-pneumatic valve connects both the brake cylinder 211 and the pneumatic line 215 directly to the atmosphere, resulting in the pressure generated by the braking system being improperly released to the atmosphere.

Противобуксовочные системы регулируются европейскими железнодорожными стандартами:Traction control systems are regulated by European railway standards:

UIC 541-05 ТОРМОЗА - ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ ТОРМОЗОВ - УСТРОЙСТВО ПРОТИВОЮЗНОЙ ЗАЩИТЫ (ПЮЗ),UIC 541-05 BRAKES - TECHNICAL CHARACTERISTICS FOR THE CONSTRUCTION OF VARIOUS BRAKE PARTS - ANTI-SKID PROTECTION DEVICE (ADD),

EN 15595 Железнодорожные системы - Тормоза - Противоюзная защита.EN 15595 Railway systems - Brakes - Anti-skid protection.

Оба стандарта уделяют большое внимание случаю, в котором железнодорожный состав может эксплуатироваться со скоростями выше 200 км/ч. Более конкретно, в EN 15595 §4.2.4.3 Специальные функции систем ПЮЗ для высоких скоростей (v>200 км/ч) и его подпунктах рекомендовано использование устройства контроля вращения колес (КВК), то есть устройства для контроля вращения колес, отвечающего за проверку того, что вычисленная линейная мгновенная скорость одной оси, полученная из мгновенной угловой скорости данной оси, не опускается ниже предельной линейной мгновенной скорости, которая зависит от расчетной линейной скорости транспортного средства, в течение более чем 10 секунд.Both standards pay great attention to the case in which the train can be operated at speeds above 200 km/h. More specifically, EN 15595 §4.2.4.3 Special functions of PUZ systems for high speeds (v>200 km/h) and its subclauses recommend the use of a wheel rotation monitoring device (WMC), that is, a wheel rotation monitoring device responsible for checking that that the calculated linear instantaneous speed of one axle, derived from the instantaneous angular velocity of that axle, does not fall below the limiting linear instantaneous speed, which depends on the calculated linear speed of the vehicle, for more than 10 seconds.

Кроме того, в §4.2.4.3.3 Рекомендованные функции рекомендовано, чтобы устройство КВК имело функции, обеспечивающие возможность снятия тормозной силы в случае, когда вычисленная линейная мгновенная скорость одной оси падает ниже расчетной линейной скорости транспортного средства, однако с ограничением снятия тормозной силы на период, не превышающий 10 с.In addition, §4.2.4.3.3 Recommended Functions recommends that the CVK device have functions that provide the ability to release the braking force in the event that the calculated linear instantaneous speed of one axle falls below the calculated linear speed of the vehicle, however, limiting the release of the braking force to period not exceeding 10 s.

Также, в §4.2.4.3.2 Функциональные характеристики рекомендовано, чтобы электрические/электронные цепи устройства КВК были независимы от электрических/электронных цепей противобуксовочного устройства.Also, §4.2.4.3.2 Functional Specifications recommends that the electrical/electronic circuits of the traction control device be independent of the electrical/electronic circuits of the traction control device.

В §4.2.4.3.3 рекомендовано обеспечить возможность воздействия устройства КВК на электромагнитный клапан, называемый выпускным электромагнитным клапаном, что приводит к опорожнению тормозного цилиндра, связанного с осью, в отношении которой выявлено падение вычисленной линейной скорости ниже расчетной линейной скорости транспортного средства.§4.2.4.3.3 recommends that the CVK device be capable of acting on a solenoid valve, called the exhaust solenoid valve, to empty the brake cylinder associated with the axle for which the calculated linear speed is detected to have fallen below the calculated linear speed of the vehicle.

В §4.2.4.3.2 рекомендовано исключить электрическое воздействие устройства КВК на один из электромагнитных клапанов, принадлежащих узлам противобуксовочных клапанов, так как в противном случае будут иметься общие участки электрической цепи.In §4.2.4.3.2 it is recommended to exclude the electrical influence of the CVK device on one of the solenoid valves belonging to the anti-slip valve assemblies, since otherwise there will be common sections of the electrical circuit.

В уровне техники известно, что выпускной электромагнитный клапан, в случае если он активируется и противобуксовочным устройством, и устройством КВК, имеет два независимых электромагнита, а именно первый электромагнит, относящийся к антипробуксовочному устройству, и второй электромагнит, относящийся к устройству КВК.It is known in the art that the exhaust solenoid valve, when activated by both the traction control device and the traction control device, has two independent electromagnets, namely the first electromagnet related to the traction control device and the second electromagnet related to the traction control device.

Патентный документ EP 1577185 описывает комплексную систему, содержащую противобуксовочное устройство ПЮЗ и устройство КВК, также известное как антиблокировочное устройство. Более конкретно, фиг. 2 документа EP 1577185, показанная как фиг. 3 в настоящем изобретеии, изображает противобуксовочный клапан с электропневматическими управляющими клапанами 12, 13, имеющими резервные электропневматические управляющие клапаны 14, 15 соответственно. Клапанами 12, 13 управляет противобуксовочное устройство, а клапанами 14, 15 управляет антиблокировочное устройство, если был обнаружен отказ противобуксовочного устройства или если вычисленная мгновенная линейная скорость одной оси, связанной с указанными электропневматическими клапанами 14, 15, падает ниже расчетной линейной скорости транспортного средства, как рекомендовано в EN 15595 §4.2.4.3.Patent document EP 1577185 describes a complex system containing a traction control device PUZ and a device KVK, also known as an anti-lock device. More specifically, FIG. 2 of EP 1577185, shown as FIG. 3 in the present invention depicts an anti-slip valve with electro-pneumatic control valves 12, 13 having backup electro-pneumatic control valves 14, 15, respectively. The valves 12, 13 are controlled by the traction control device and the valves 14, 15 are controlled by the anti-lock device if a failure of the traction control device is detected or if the calculated instantaneous linear speed of one axle associated with said electro-pneumatic valves 14, 15 falls below the calculated linear speed of the vehicle, as recommended in EN 15595 §4.2.4.3.

Недавние разработки железнодорожных тормозных систем привели к значительной интеграции и упрощению железнодорожных тормозных систем, например, совмещены электропневматические элементы для управления тормозным давлением и электропневматические элементы для управления противобуксовочной функцией. Примеры можно найти в документах EP 3148853 и EP 2830918.Recent developments in railway braking systems have resulted in significant integration and simplification of railway braking systems, such as the combination of electro-pneumatic elements for controlling brake pressure and electro-pneumatic elements for controlling traction control. Examples can be found in EP 3148853 and EP 2830918.

На фиг. 1 в EP 3148853, показанной как фиг. 4 в настоящем изобретении, электропневматический клапан 10 работает, как описано в EP 3148853, в качестве управляющего для заполнения управляющей камеры переключающего клапана RV, управляемого блоком управления торможением BCU как на этапеIn fig. 1 in EP 3148853, shown as FIG. 4 in the present invention, the electro-pneumatic valve 10 operates, as described in EP 3148853, as a control for filling the control chamber of the RV switching valve, controlled by the brake control unit BCU as in the step

- 2 043777 управления торможением, так и на противобуксовочном этапе. Кроме того, электропневматический клапан 12 работает в качестве управляющего для опорожнения управляющей камеры переключающего клапана RV, управляемого блоком управления торможением BCU как на этапе управления торможением, так и на противобуксовочном этапе. Сложная взаимосвязанная логика управляет функциями программного управления торможением и противобуксовочного управления, оба из которых для выполнения соответствующих функций задействуют те же самые электропневматические клапаны. Кроме того, в уровне техники в большинстве случаев железнодорожная тормозная система имеет функцию, называемую удаленным растормаживанием. Функция удаленного растормаживания необходима для устранения случаев нежелательного остаточного давления, присутствующего в тормозных цилиндрах, относящихся к указанной тормозной системе. Такое остаточное давление может поддерживаться в тормозных цилиндрах из-за неожиданного отказа одного или более элементов, входящих в указанную тормозную систему. Остаточное давление, если оно велико, может привести к блокировке соответствующих колес с последующим серьезным повреждением колес в месте контакта с рельсами. Остаточное давление, если его значение недостаточно велико чтобы вызвать блокировку колес, приводит к постоянному нежелательному тормозящему действию по причине опасного перегрева тормозных фрикционных элементов, с опасностью возникновения пожара, что особенно серьезно для подземных поездов, внутренних туннелей, где нет выхода для пассажиров. Функция удаленного растормаживания обычно реализована с помощью электропневматического клапана, размещенного в тормозной системе в том месте пневматической схемы, где в состоянии покоя или в выключенном состоянии он не будет препятствовать нормальной работе указанной тормозной системы. Когда водитель или любая автоматическая система управления поездом, например, система контроля и управления поездом TCMS, решает отпустить тормоз по причине обнаруженного остаточного давления в тормозных цилиндрах, они выполняют действие, которое приводит к возбуждению электропневматического клапана удаленного растормаживания. В возбужденном состоянии электропневматический клапан удаленного растормаживания должен выполнять два основных действия:- 2 043777 braking control and at the traction control stage. In addition, the electro-pneumatic valve 12 operates as a control for emptying the control chamber of the RV switching valve controlled by the brake control unit BCU in both the brake control stage and the traction control stage. Complex interconnected logic controls the programmable brake control and traction control functions, both of which use the same electro-pneumatic valves to perform their respective functions. In addition, in the prior art, in most cases, the railway braking system has a function called remote brake release. The remote brake release function is necessary to eliminate cases of unwanted residual pressure present in the brake cylinders belonging to the specified brake system. Such residual pressure may be maintained in the brake cylinders due to unexpected failure of one or more components included in the said brake system. The residual pressure, if high, can cause the wheels concerned to lock, with subsequent serious damage to the wheels at the point of contact with the rails. The residual pressure, if its value is not high enough to cause wheel locking, leads to a permanent undesirable braking action due to dangerous overheating of the brake friction elements, with the risk of fire, which is especially serious for underground trains, internal tunnels where there is no exit for passengers. The remote brake release function is typically implemented by an electro-pneumatic valve located in the brake system at a location in the pneumatic circuit where, when at rest or in the disengaged state, it will not interfere with the normal operation of said brake system. When the driver or any automatic train control system, such as a TCMS, decides to release the brake due to detected residual pressure in the brake cylinders, it performs an action that causes the electro-pneumatic remote brake release valve to be energized. When energized, the electro-pneumatic remote release valve must perform two main actions:

предотвращает поток сжатого воздуха в соответствующие тормозные цилиндры, также предотвращая возможность выпуска из источника сжатого воздуха дополнительного воздуха в других направлениях, например, при атмосферном давлении, вызывает опорожнение соответствующих тормозных цилиндров при атмосферном давлении.prevents the flow of compressed air into the corresponding brake cylinders, also preventing the compressed air source from releasing additional air in other directions, for example, at atmospheric pressure, causing the corresponding brake cylinders to empty at atmospheric pressure.

На фиг. 1 EP 2830918, соответствующей фиг. 6 настоящего изобретения, электропневматические клапаны Axle 1 Hold MV и Axle 2 Hold MV работают как управляющие заполнением в отношении соответствующих связанных с ними тормозных цилиндров BCP1, BCP2, действующих на пневматические клапаны 6, 7 и 16, 17 соответственно. Кроме того, электропневматические клапаны Axle 1 Vent MV и Axle 2 Vent MV работают как управляющие опорожнением в отношении соответствующих связанных с ними тормозных цилиндров BCP1, BCP2, действующих на пневматические клапаны 6, 7 и 16, 17 соответственно. Также в этом случае электропневматические клапаны используются интегрированной управляющей электроникой одновременно для функций управления давлением торможения и противобуксовочного управления.In fig. 1 EP 2830918 corresponding to FIG. 6 of the present invention, the electro-pneumatic valves Axle 1 Hold MV and Axle 2 Hold MV operate as fill controls in relation to their respective associated brake cylinders BCP1, BCP2 acting on the pneumatic valves 6, 7 and 16, 17, respectively. In addition, the electro-pneumatic valves Axle 1 Vent MV and Axle 2 Vent MV operate as drain control valves in relation to their respective associated brake cylinders BCP1, BCP2 acting on the pneumatic valves 6, 7 and 16, 17 respectively. Also in this case, electro-pneumatic valves are used by the integrated control electronics simultaneously for the brake pressure control and traction control functions.

Оба описанных устройства могут найти применение в тормозных системах для железнодорожных транспортных средств/поездов, работающих на скоростях более 200 км/ч. Однако введение дополнительных электропневматических элементов для обеспечения соответствия нормам, указанным в EN 15595 §4.2.4.3 Специальные функции систем ПЮЗ для высоких скоростей (v>200 км/ч) и его подпунктах, негативно влияет на уровни простоты и интеграции, достигаемые указанными устройствами.Both described devices can find application in braking systems for railway vehicles/trains operating at speeds above 200 km/h. However, the introduction of additional electro-pneumatic elements to ensure compliance with the standards specified in EN 15595 §4.2.4.3 Special functions of PJSC systems for high speeds (v>200 km/h) and its subclauses negatively affects the levels of simplicity and integration achieved by these devices.

WO 2019/053599 A1 описывает систему управления для рабочего и аварийного торможения, однако указанные выше проблемы остаются нерешенными.WO 2019/053599 A1 describes a control system for service and emergency braking, but the above problems remain unresolved.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Целью настоящего изобретения является обеспечение решения, которое соответствует нормам, указанным в EN 15595 §4.2.4.3 Специальные функции систем ПЮЗ для высоких скоростей (v>200 км/ч) и его подпунктах, и не влияет негативно на уровни простоты и интеграции решения.The aim of the present invention is to provide a solution that complies with the norms specified in EN 15595 §4.2.4.3 Special functions of PSC systems for high speeds (v>200 km/h) and its subclauses, and does not negatively affect the levels of simplicity and integration of the solution.

Настоящее изобретение применимо к обычным системам.The present invention is applicable to conventional systems.

В общем, настоящее изобретение таким образом описывает использование имеющегося в тормозной системе электропневматического клапана, имеющего функцию удаленного растормаживания, в качестве приводного устройства, отвечающего за устройство КВК, для выполнения рекомендаций, указанных в EN 15595 §4.2.4.3.2 и §4.2.4.3.3.In general, the present invention thus describes the use of an electro-pneumatic valve present in a braking system, having a remote brake release function, as an actuating device responsible for the BAC device, in order to fulfill the recommendations specified in EN 15595 §4.2.4.3.2 and §4.2.4.3 .3.

Указанная выше и другие цели и преимущества достигаются, согласно аспекту изобретения, с помощью системы контроля вращения по меньше мере одной оси для железнодорожного транспортного средства или поезда, имеющей признаки, указанные в п.1 формулы. Предпочтительные варианты выполнения изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы, содержание которых должно восприниматься как неотъемлемая часть настоящего описания.The above and other objects and advantages are achieved, according to an aspect of the invention, using a rotation control system for at least one axle for a railway vehicle or train having the features specified in claim 1 of the claims. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims, the content of which should be taken as an integral part of the present description.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Далее описаны функциональные и конструктивные признаки некоторых предпочтительных вариантов выполнения системы контроля вращения по меньше мере одной оси для железнодорожного трансThe following describes the functional and design features of some preferred embodiments of a rotation control system for at least one axis for a railway vehicle.

- 3 043777 портного средства или поезда согласно изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:- 3 043777 of a tailor or train according to the invention with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 изображает всю противобуксовочную систему согласно уровню техники;fig. 1 shows the entire traction control system according to the state of the art;

фиг. 2 изображает часть узла противобуксовочного клапана и цепи управления противобуксовочного устройства;fig. 2 shows a portion of the traction control valve assembly and the traction control control circuit;

фиг. 3 изображает известный узел противобуксовочного клапана, имеющий резервные управляющие клапаны;fig. 3 depicts a known anti-slip valve assembly having redundant control valves;

фиг. 4 изображает известную комплексную железнодорожную тормозную систему;fig. 4 shows a known complex railway braking system;

фиг. 5 изображает вариант выполнения настоящего изобретения; и фиг. 6 изображает известную комплексную железнодорожную тормозную систему.fig. 5 shows an embodiment of the present invention; and figs. 6 shows a known complex railway braking system.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Прежде чем описывать подробно варианты выполнения изобретения, следует отметить, что изобретение не ограничено в своей реализации конструктивными элементами и конфигурацией компонентов, представленными в данном описании или показанными на чертежах. Возможны другие варианты выполнения изобретения, и изобретение может быть реализовано или осуществлено на практике иными способами. Также следует отметить, что формулировки и терминология использованы для описания и не могут считаться ограничивающими. Использование слов включает и содержит и их производных подразумевает добавление элементов, указанных после этих слов, и их эквивалентов, а также дополнительных элементов и их эквивалентов.Before describing in detail the embodiments of the invention, it should be noted that the invention is not limited in its implementation to the structural elements and configuration of components presented in this description or shown in the drawings. Other embodiments of the invention are possible, and the invention may be implemented or practiced in other ways. It should also be noted that the language and terminology used is descriptive and should not be considered limiting. The use of the words include and contains and their derivatives implies the addition of the elements listed after these words and their equivalents, as well as additional elements and their equivalents.

Как показано на фиг. 4, комплексная железнодорожная тормозная система имеет электропневматический клапан 20 для удаленного растормаживания, как подробно объяснено выше, управляемый электрическим сигналом RR, приходящим снаружи.As shown in FIG. 4, the complete railway braking system has an electro-pneumatic valve 20 for remote brake release, as explained in detail above, controlled by an electrical signal RR coming from outside.

Электропневматический клапан 20, в выключенном состоянии, образует прямой пневматический канал между электропневматическим заполняющим клапаном 10 и управляющей камерой переключающего клапана RV, действительно не мешая функциональности указанного электропневматического заполняющего клапана 10.The electro-pneumatic valve 20, when turned off, forms a direct pneumatic path between the electro-pneumatic filling valve 10 and the control chamber of the RV switching valve without actually interfering with the functionality of said electro-pneumatic filling valve 10.

Кроме того, электропневматический клапан 20, в выключенном состоянии, не мешает электропневматическому выпускному клапану 12. Когда клапан 20 включен, в результате внешней команды, он блокирует выходной поток воздуха из выпускного отверстия электропневматического заполняющего клапана 10, независимо от включенного / выключенного состояния заполняющего клапана 10, и соединяет управляющую камеру переключающего клапана RV с атмосферой, независимо от включенного/выключенного состояния электропневматического выпускного клапана 12.In addition, the electro-pneumatic valve 20, in the off state, does not interfere with the electro-pneumatic release valve 12. When the valve 20 is turned on, as a result of an external command, it blocks the outlet air flow from the outlet of the electro-pneumatic fill valve 10, regardless of the on/off state of the fill valve 10 , and connects the control chamber of the RV switching valve to the atmosphere, regardless of the on/off state of the electro-pneumatic exhaust valve 12.

На основании вышеизложенного, преимущественно, электропневматический клапан 20 удаленного растормаживания, если он используется в качестве приводного устройства, отвечающего за устройство КВК, может соответствовать рекомендациям, указанным в EN 15595 §4.2.4.3.2 и §4.2.4.3.3.Based on the above, advantageously, the electro-pneumatic remote brake release valve 20, if used as an actuator responsible for the CVC device, can comply with the recommendations specified in EN 15595 §4.2.4.3.2 and §4.2.4.3.3.

В настоящем изобретении физическое разделение функции выпуска воздуха между электропневматическим клапаном 20 и электропневматическим клапаном 12 имеет дополнительное преимущество, состоящее в обеспечении общего физического, а также функционального, резервирования между противобуксовочным устройством и устройством КВК.In the present invention, physically separating the air release function between the electro-pneumatic valve 20 and the electro-pneumatic valve 12 has the additional advantage of providing overall physical, as well as functional, redundancy between the traction control device and the traction control device.

Аналогичный анализ, проведенный в отношении схемы, изображенной на фиг. 3, приводит к тем же выводам.A similar analysis was carried out on the circuit shown in FIG. 3 leads to the same conclusions.

Следовательно, в одном варианте выполнения изобретения система контроля вращения по меньше мере одной оси с функцией КВК для железнодорожного транспортного средства или поезда выполнена с возможностью обнаружения падения вычисленной мгновенной линейной скорости по меньшей мере одной оси, управляемой данной системой, ниже заданной предельной мгновенной линейной скорости. Система контроля вращения по меньше мере одной оси с функцией КВК для железнодорожного транспортного средства или поезда также выполнена с возможностью снятия тормозной силы с одного или более колес, для оси которых было обнаружено падение вычисленной мгновенной линейной скорости ниже указанной заданной предельной мгновенной линейной скорости, путем снятия давления с тормозных цилиндров, относящихся к указанной по меньшей мере одной оси, для которой было обнаружено падение вычисленной мгновенной линейной скорости ниже указанной заданной предельной мгновенной линейной скорости.Therefore, in one embodiment of the invention, a rotation control system for at least one axle with a CVK function for a railway vehicle or train is configured to detect a drop in the calculated instantaneous linear speed of at least one axle controlled by the system below a predetermined limit instantaneous linear speed. The rotation control system of at least one axle with the KVK function for a railway vehicle or train is also configured to remove the braking force from one or more wheels, for the axle of which the calculated instantaneous linear speed has been detected to fall below the specified specified limit instantaneous linear speed, by removing pressure from the brake cylinders associated with the specified at least one axle for which the calculated instantaneous linear speed has been detected to fall below the specified specified limiting instantaneous linear speed.

Снятие давления с тормозных цилиндров, относящихся к указанной по меньшей мере одной оси, для которой было обнаружено падение вычисленной мгновенной линейной скорости ниже указанной заданной предельной мгновенной линейной скорости, выполняют путем воздействия на электропневматический клапан RR, выполненный с возможностью выполнения функции удаленного растормаживания, связанный с пневматическими цепями, создающими тормозное давление для указанных тормозных цилиндров и выполненный с возможностью снятия остаточного тормозного давления.Relieving pressure from the brake cylinders associated with the specified at least one axle for which a drop in the calculated instantaneous linear speed has been detected below the specified maximum instantaneous linear speed is performed by acting on an electro-pneumatic valve RR configured to perform a remote brake release function associated with pneumatic circuits creating brake pressure for said brake cylinders and configured to release residual brake pressure.

Далее описана возможная, но не единственная, схема интеграции между устройством КВК и клапаном, выполняющим функцию удаленного растормаживания.The following describes a possible, but not the only, integration scheme between the KVK device and the valve that performs the remote release function.

Как показано на фиг. 5, устройство 501 контроля вращения колес (КВК), например, содержащее микропроцессорную систему, выдает сигнал 502, который принимает логический уровень 1, когда устройство 501 КВК собирается включить электроклапан RR, выполняющий функцию удаленного расторAs shown in FIG. 5, a wheel rotation control (WMC) device 501, for example, comprising a microprocessor system, outputs a signal 502 that becomes logic level 1 when the WMC device 501 is about to turn on the RR solenoid valve, which performs the function of a remote control valve.

--

Claims (2)

маживания, путем подачи питания на электромагнит 503 последнего. Сигнал 502 активирует моностабильную цепь 507, выход 508 которой принимает логический уровень 1 на максимальное время T после перехода 0^1 указанного сигнала 502 на его входе 509. Выход 508 вновь принимает логическое значение 0 по истечении времени T или если сигнал 502 вновь принимает логический уровень 0, вызывая сброс моностабильной цепи 507 через ее вход R 510. Схема 511 логического И обрабатывает сигнал 502 с сигналом 508 и приводит в действие драйвер 504, выполненный с обеспечением возможной передачи уровня напряжения для питания электромагнита 505 реле, чей контакт 506 питает электромагнит 503 напряжением Vrr напрямую или через выделенный источник питания. Настройка моностабильной цепи 507 и схемы 511 логического И ограничивает последующее включение электропневматического клапана удаленного растормаживания на максимальное время T.smearing, by supplying power to the electromagnet 503 of the latter. Signal 502 activates monostable circuit 507, whose output 508 becomes logic level 1 for a maximum time T after the specified signal 502 transitions 0^1 at its input 509. Output 508 returns to logic 0 after time T has elapsed or if signal 502 returns to logic level 0, causing a reset of the monostable circuit 507 through its R input 510. The AND circuit 511 processes the signal 502 with the signal 508 and drives a driver 504 configured to provide a voltage level to power the relay electromagnet 505, whose contact 506 supplies the electromagnet 503 with voltage. Vrr directly or via a dedicated power supply. Setting the monostable circuit 507 and logic AND circuit 511 limits subsequent activation of the remote release electro-pneumatic valve to a maximum time T. Контакт 512, установленный параллельно с контактом 506, доступен для водителя или системы контроля и управления поездом TCMS для воздействия на электромагнит 503 электромагнитного клапана, выполняющего функцию удаленного растормаживания, обычным образом.Contact 512, installed in parallel with contact 506, is available for the driver or TCMS to operate the solenoid valve solenoid 503 performing the remote brake release function in the usual manner. Реле, содержащее электромагнит 505 и контакт 506, можно заменить опто-изолированным переключающим элементом, например, помимо прочего, оптической МОП-структурой, или функционально эквивалентной электронной схемой.The relay comprising electromagnet 505 and contact 506 may be replaced by an opto-isolated switching element, such as, but not limited to, a MOS optical structure, or a functionally equivalent electronic circuit. Если программное обеспечение устройства 501 КВК разработано с уровнем полноты безопасности SIL>3 согласно стандартам EN 50128, тогда функцию 507, 511 задержки по времени можно реализовать напрямую в программном коде устройства 501 КВК.If the software of the KVK device 501 is designed to a safety integrity level of SIL>3 according to EN 50128 standards, then the time delay function 507, 511 can be implemented directly in the program code of the KVK device 501. Иными словами, работа электропневматического клапана RR, выполненного с возможностью выполнения функции удаленного растормаживания, может регулироваться аппаратной цепью 507, 511 задержки по времени или программной функцией задержки по времени, выполненной с возможностью ограничения команды возбуждения электромагнита 503, связанного с указанным электропневматическим клапаном RR, на заданный непрерывный период времени T.That is, the operation of an RR electro-pneumatic valve configured to perform a remote brake release function may be controlled by a hardware time delay circuit 507, 511 or a software time delay function configured to limit the drive command of the electromagnet 503 associated with said RR electro-pneumatic valve to specified continuous period of time T. Программная функция задержки по времени может быть реализована напрямую в программном обеспечении системы контроля вращения по меньше мере одной оси с функцией КВК.The software time delay function can be implemented directly in the software of the rotation control system of at least one axis with the KVK function. Заданное непрерывное время T может иметь значение 10 с. Действительно, путем установки значения T=10 с обеспечено соответствие рекомендациям, указанным в EN 15595 §4.2.4.3.3.The specified continuous time T can be 10 s. Indeed, by setting the value T=10 s, compliance with the recommendations specified in EN 15595 §4.2.4.3.3 is ensured. Согласно другому аспекту, заданная предельная мгновенная линейная скорость зависит от расчетной линейной скорости транспортного средства.According to another aspect, the specified limit instantaneous linear speed depends on the estimated linear speed of the vehicle. Выше описаны различные аспекты и варианты выполнения способа реализации системы контроля вращения по меньше мере одной оси для железнодорожного транспортного средства или поезда согласно изобретению. Понятно, что любой вариант выполнения может быть скомбинирован с любым другим вариантом выполнения. Однако изобретение не ограничено описанными вариантами выполнения и возможны его изменения в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.Various aspects and embodiments of a method for implementing a rotation control system for at least one axle for a railway vehicle or train according to the invention have been described above. It will be appreciated that any embodiment may be combined with any other embodiment. However, the invention is not limited to the embodiments described and may be modified within the scope of the attached claims. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Система контроля вращения по меньше мере одной оси с функцией контроля вращения колес (КВК) для железнодорожного транспортного средства или поезда, выполненная с возможностью:1. A rotation control system for at least one axle with a wheel rotation control function (WCC) for a railway vehicle or train, configured to: обнаружения падения вычисленной мгновенной линейной скорости по меньшей мере одной оси, управляемой данной системой, ниже заданной предельной мгновенной линейной скорости, причем вычисленная мгновенная линейная скорость получается из относительного значения угловой скорости, измеренной одним или несколькими датчиками угловой скорости, снятия тормозной силы с одного или более колес, для оси которых было обнаружено падение вычисленной мгновенной линейной скорости ниже указанной заданной предельной мгновенной линейной скорости, путем снятия давления с тормозных цилиндров, относящихся к указанной по меньшей мере одной оси, для которой было обнаружено падение вычисленной мгновенной линейной скорости ниже указанной заданной предельной мгновенной линейной скорости, отличающаяся тем, что снятие давления с тормозных цилиндров, относящихся к указанной по меньшей мере одной оси, для которой было обнаружено падение вычисленной мгновенной линейной скорости ниже указанной заданной предельной мгновенной линейной скорости, выполняется путем воздействия на электропневматический клапан (20), выполненный с возможностью выполнения функции удаленного растормаживания, связанный с пневматическими цепями, создающими тормозное давление для указанных тормозных цилиндров, и выполненный с возможностью снятия остаточного тормозного давления, причем работа электропневматического клапана (20), выполненного с возможностью выполнения функции удаленного растормаживания, регулируется аппаратной цепью (507, 511) задержки по времени или программной функцией задержки по времени, выполненной с возможностью ограничения команды возбуждения электромагнита (503), связанного с указанным электропневматическим клапаном (20), на заданный непрерывный период времени (T).detecting a drop in the calculated instantaneous linear speed of at least one axis controlled by the system below a predetermined limit instantaneous linear speed, wherein the calculated instantaneous linear speed is obtained from the relative value of the angular velocity measured by one or more angular velocity sensors, removing the braking force from one or more wheels for which the calculated instantaneous linear speed has been detected to fall below said specified limit instantaneous linear speed, by removing pressure from the brake cylinders associated with the at least one axle for which the calculated instantaneous linear speed has been detected to fall below said specified limit instantaneous linear speed, characterized in that the pressure is removed from the brake cylinders related to the specified at least one axis for which a drop in the calculated instantaneous linear speed has been detected below the specified maximum instantaneous linear speed is performed by acting on an electro-pneumatic valve (20) made with the ability to perform a remote brake release function, connected to pneumatic circuits that create braking pressure for said brake cylinders, and configured to relieve residual brake pressure, wherein the operation of the electro-pneumatic valve (20), configured to perform the remote brake release function, is regulated by a hardware circuit (507 , 511) time delay or software time delay function configured to limit the excitation command of the electromagnet (503) associated with the specified electro-pneumatic valve (20) for a specified continuous period of time (T). 2. Система по п.1, в которой заданный непрерывный период времени (T) имеет величину, равную 2. The system according to claim 1, in which the specified continuous period of time (T) has a value equal to --