Система регистрации пути локомотивов

Авторы патента:

Сорокин Вячеслав Константинович (RU)

Полезная модель относится к средствам регистрации и определения пройденного пути подвижного состава местоположения или опознавания подвижного состава или поезда, а именно к системам регистрации пройденного расстояния, включающих датчики, устанавливаемые на железнодорожных локомотивах - электровозах и тепловозах, мотор-вагонных подвижных составах. В системе регистрации пути, содержащей датчик пути, блок регистрации и обработки импульсов датчика, в качестве импульсного датчика пути использован бесконтактный импульсный датчик Холла, установленный вблизи вала скоростемера, на котором жестко закреплена пластинка, выполненная из магнито-мягкого материала, и расположенная в плоскости, перпендикулярной оси вала скоростемера, при этом ширина пластинки не менее ширины корпуса датчика. 3 п.ф, фиг.4.

Типовая система регистрации пройденного пути включает в себя датчик для преобразования величины перемещения в пропорциональное количество электрических импульсов и электронный блок регистрации и обработки импульсов датчика, позволяющий по определенному алгоритму преобразовать их в информацию о величине этого пути, скорости, ускорении и т.д. или (и) управлять системами автоматизации определенных процессов.

Известны системы регистрации пройденного пути, устанавливаемые на тяговых подвижных составах. [http://www linc-i5/22/2008mpex.by/content/view/202/70/], в которых в качестве датчиков пути, формирующих электрические сигналы для расчета параметров движения, используются оптоэлектронные датчики угла поворота типа Л 178/1.2 (ЦАКТ 402131.005), или датчики угла поворота типа ДПСУ (ПЮИ.468179.001). Они интегрированы в такие современные системы обеспечения безопасности движения локомотивов, как: «КЛУБ» (Комплексное Локомотивное Устройство Безопасности), «САУТ» (Система Автоматического Управления Торможением), КПД (Комплекс средств сбора, регистрации и передачи данных) и других.

только на буксах колесных пар ТПС. Использование их отдельно от указанных выше систем, в которые они интегрированы, экономически и технически не целесообразно, так как требует больших материальных затрат и решения ряда сложных технических вопросов: обеспечения питания их гальванически развязанным постоянным стабилизированным напряжением +12 В, механической стыковки с подвижным составом и передачи на них вращающего момента от колеса

Известны системы определения местоположениями [RU 2032955, кл. Н01Н 36/00, 1993, С1 и RU 2035082, кл. Н01Н 36/00, 1993 С1], в которой используется датчик пройденного пути, выполненный на базе герметичного контакта - геркона. Электрический импульс с его помощью формируется при прохождении вблизи него магнита, установленного на вращающейся детали подвижного объекта, кинематически связанного с его колесом.

Использование в качестве датчика пути геркона с механически замыкаемыми контактами является существенным недостатком такой системы. Любая механическая система с упругими элементами может прийти в состояние затухающих колебаний с собственной резонансной частотой. В частности, при движении электровоза с большой скоростью скорость прохождения магнита возле геркона оказывается настолько высокой, что замыкание контактов геркона происходит с сильным ударом, в результате чего контакты отскакивают друг от друга и происходит дополнительное - ложное размыкание-замыкание (дребезг контактов), в результате чего в схему счета импульсов поступает дополнительный (ложный) сигнал, и показания системы регистрации пути завышаются. Кроме указанного недостатка герконам присущ эффект «залипания контактов», что является причиной занижения показания регистрирующей системы. Однако, основным недостатком герконовых датчиков является их низкая эксплуатационная надежность. Им присущи все недостатки, свойственные механическим системам, основанным на использовании

упругих свойств материалов. А именно, их надежность резко снижается при работе в области отрицательных температур из-за изменения упругости подвижного контакта. Они характеризуются значительной инерционностью - число допустимых колебаний упругого элемента в единицу времени (порядка 50 Гц), и ограниченным число срабатываний, за которым наступает их деградация.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности работы и снижения стоимости системы регистрации пути локомотивов.

Поставленная задача решается тем, что в системе регистрации пути, содержащей датчик пути, блок регистрации и обработки импульсов датчика, в качестве импульсного датчика пути использован бесконтактный импульсный датчик Холла, установленный вблизи вала скоростемера, на котором жестко закреплена пластинка, выполненная из магнито-мягкого материала, и расположенная в плоскости, перпендикулярной оси вала скоростемера, при этом ширина пластинки не менее ширины корпуса датчика, а длина ее не превышает суммы расстояний от поверхности вала до ближайшей точки корпуса датчика и глубины щели датчика для ввода пластинки.

Сравнительный анализ с известными решениями показал, что заявленное решение отличается тем, что вместо герконовых датчиков в системе регистрации пути используют датчик Холла, что позволяет судить о соответствии критерию «новизна».

Полезная модель поясняется рисунками, где на фиг.1 - пример установки датчика Холла, например датчика ДМИ-1 (паспорт 1112.3855) в система автоматического гребнесмазывателе (АГС), на фиг.2 - разрез схемы установки по линии А-А, на фиг.3 представлена схема подключения датчика ДМИ-1 к блоку управления системы АГС8, на фиг.4 - вариант подключения датчика к блоку без доработки.

Датчик 1 устанавливается вблизи вала скоростемера 2, на котором жестко закреплена выполненная из стали пластинка 3, установленная в плоскости, перпендикулярной оси вала скоростемера.

Датчик ДМИ 1 представляет собой магнитоуправляемую микросхему (МУМС), нагруженную на транзистор, включенный по схеме с открытым коллектором. Все это объединено с постоянным магнитом в герметично залитом компаундом корпусе. Между МУМС и магнитом сформирована «щель» для ввода шторки - магнитного замыкателя. Замыкатель служит для экранирования МУМС от магнитных силовых линий при нахождении его в «щели». При изменении напряженности магнитного поля от максимума до 0 внутреннее сопротивление транзистор изменяется от максимального значения до минимального. Таким образом формируется единичный импульс информации на входе подключенного к нему электронного блока. Достоинством системы является: высокая эксплуатационная надежность, широкий диапазон рабочих температур, малые габариты, универсальность, устойчивость к воздействию маслобензиновой смеси, низкая стоимость, незначительные материальные и трудовые затраты на его установку на подвижном объекте, доступность приобретения и др. Этот малогабаритный датчик выпускается отечественной промышленностью и широко используется в автомобильной промышленности в системах бесконтактного зажигания.

Датчик ДМИ1 был размещен в систему АГС-8 (автоматический гребнесмазыватель, ТУ 32 ЦТ 2194-93, разработанного НПП «Формир», г.Ростов), устанавливаемую на локомотивах, головных вагонах электро и дизель поездов, на рельсовом автобусе 731.25 содержащий датчик пройденного расстояния и электронный блок управления (Блок управления АГС 8.10М2. Руководство по эксплуатации АГС8.10М2.00.00 РЭ), предназначенный для организации циклов смазывания и автоматического дозирования подачи

смазочного материала на гребни колесной пары. Блок управления, в зависимости от модификации, использует информацию о движении ТПС (тягового подвижного состава) от систем безопасности, которыми могут быть оборудованы локомотивы (КЛУБ, САУТ, КПД. Известны системы регистрации пройденного пути, устанавливаемые на тяговых подвижных составах. [http://www linc-i5/22/2008mpex.by/content/view/202/70/], в которых в качестве датчиков пути, формирующих электрические сигналы для расчета параметров движения, используются оптоэлектронные датчики угла поворота типа Л 178/1.2 (ЦАКТ 402131.005), или датчики угла поворота типа ДПСУ (ПЮИ.468179.001). Они интегрированы в такие современные системы обеспечения безопасности движения локомотивов, как: «КЛУБ» (Комплексное Локомотивное Устройство Безопасности), «САУТ» (Система Автоматического Управления Торможением), КПД (Комплекс средств сбора, регистрации и передачи данных) и других.

Недостаткам перечисленных выше датчиков является то, что они представляют собой специализированные, дорогостоящие и громоздкие электронно-механические устройства, которые предназначены для установки только на буксах колесных пар ТПС. Использование их отдельно от указанных выше систем, в которые они интегрированы, экономически и технически не целесообразно, так как требует больших материальных затрат и решения ряда сложных технических вопросов: обеспечения питания их гальванически развязанным постоянным стабилизированным напряжением +12 В, механической стыковки с подвижным составом и передачи на них вращающего момента от колеса.

На месте ранее установленного герконового датчика устанавливается датчик ДМИ1. Вместо постоянного магнита с системой его крепления закреплена пластина 3, выполненная из магнито-мягкого материала (отожженная сталь). Ширина пластинки выполняется не менее ширины корпуса датчика и

составляет 15 мм, а длина равна или меньше суммы расстояния от поверхности вала до ближайшей точки корпуса датчика и глубины щели датчика для ввода экрана. Схема доработки блока управления АГС8.10М2-2 и подключения к нему датчика ДМИ-1 приведена на фиг.3. Суть доработки заключается в выводе на разъем X1 блока напряжения +12 В. На фиг.4 приведен вариант подключения датчика к блоку без доработки. В этом случае необходимо предусмотреть схему формирования напряжения 12 В из электровозного +50 В. Схема источника приведена там же.

Система регистрации пути работает следующим образом. Пластина 3 во время движения локомотива вращается вместе с валом 2 привода скоростемера. Когда пластинка проходит в щели датчика 1 между МУМС и постоянным магнитом, которые входят в его конструкцию, она экранирует МУМС от магнитного поля постоянного магнита, в результате чего на выходе датчика вместо высокого напряжения, близкого к напряжению питания датчика (порядка +12 В), формируется низкий уровень, который характеризует открытое состояние, подключенного к выходу МУМС выходного транзистора. Низкий выходной уровень поступает на вход блока управления системы АГС8 (контакты 6 и 8 разъема Х1 (фиг.3). Блок управления производит подсчет числа срабатываний датчика в единицу времени, и согласно выбранному алгоритму управляет маслосмазочной форсункой системы УГС8 (цепи управления и др. на рисунках не приведены).

1. Система регистрации пути, содержащая бесконтактный импульсный датчик пути, блок регистрации и обработки импульсов датчика, отличающаяся тем, что в качестве импульсного датчика пути использован бесконтактный импульсный датчик Холла, установленный вблизи вала скоростемера, на котором жестко закреплена пластинка, выполненная из магнито-мягкого материала, и расположенная в плоскости, перпендикулярной оси вала скоростемера.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что ширина пластинки из магнито-мягкого материала равна не менее ширины корпуса датчика, а длина ее равна или менее суммы расстояний от поверхности вала до ближайшей точки корпуса датчика и глубины щели датчика для ввода пластинки.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что пластина выполнена из отожженной стали.