|
|
Автор:
С.Г. ЧУЕВ, заместитель технического директора ОАО МТЗ ТРАНСМАШ, кандидат технических наук
Тормозные системы, эксплуатируемые в настоящее время на различном подвижном составе — грузовых и пассажирских вагонах, локомотивах и метрополитене, — представляют собой пневматические или электропневматические приборы. В них входят кран машиниста (основной орган управления тормозами на пульте машиниста), воздухораспределители, разобщительные краны, соединительные трубы и др. Развитие тормозных средств всегда шло по пути совершенствования пневматических приборов, повышения их надежности, долговечности, быстродействия, улучшения эксплуатационных показателей.
Следует отметить, что до настоящего времени в стране эксплуатируются и продолжают серийно выпускаться тормозные приборы, которые были разработаны в 50-60-е годы. Поэтому в последние годы стала весьма актуальной задача создания принципиально новых тормозных систем, которые отвечают современным требованиям как с точки зрения технических параметров, так и эргономики, дизайна, особенно для электропоездов и локомотивов скоростного движения. Развитие тормозных систем нового поколения идет по пути разработки новых электропневматических приборов, позволяющих управлять тормозами и по поездным проводам, и от микропроцессорных систем.
В настоящее время и, вероятно, в ближайшей перспективе микропроцессорные системы управления будут применяться не на всех видах подвижного состава. Например, использование даже элементарной автоматики на грузовом подвижном составе весьма затруднительно из-за тяжелых условий его эксплуатации и отсутствия источников питания, обеспечивающих электроэнергией управляющую и исполнительные части тормозной системы. Поэтому тормоза грузового подвижного состава еще продолжительное время останутся пневматическими. Сегодня применять микропроцессорные средства управления наиболее целесообразно на пассажирских вагонах, метрополитене и, особенно, на новом скоростном подвижном составе.
Электронная техника в отечественном тормозостроении впервые появилась в конце прошлого тысячелетия и с первых шагов заставила абсолютно по-новому взглянуть на тормозную систему. В первую очередь это относится к вагонам метро «Яуза», эксплуатирующимся на Люблинской линии Московского метрополитена. По отзывам машинистов, столь полную информацию о состоянии тормозной системы невозможно получить ни на одном составе прежних поколений.
Анализ этих отзывов выявил и ряд интересных фактов. Так, в кабине машиниста нет манометра, показывающего давление в тормозных цилиндрах, но имеется цветной дисплей, в цифровой форме отображающий минимальное и максимальное давление во всех тормозных цилиндрах поезда. В результате внимание машиниста сосредоточивается не на индикаторных лампах сигнализаторов отпуска тормозов, а на показателях фактического давления в цилиндрах, что позволяет с определенным опережением начать сбор схемы на тягу поезда и сократить время на подготовку к движению. Автоматическое доторможивание с замещением электрического тормоза электропневматическим не требует лишних действий машиниста, что значительно снижает его утомляемость и дает возможность остановить состав в строго заданной точке. Применение микропроцессорных средств в вагонах метро нового поколения позволяет не только облегчить управление, но и ввести элементы диагностики основных параметров тормозной системы, выявлять неисправности отдельных тормозных приборов.
В последние годы разрабатывается принципиально новая тормозная система для высокоскоростного электропоезда «Сокол». Здесь для управления тормозами использованы специализированные микропроцессорные устройства, которые позволяют автоматически управлять компрессорами, устройствами очистки и осушки воздуха, магниторельсовыми и стояночными тормозами, а также реализовывать функции автоведения.
Аппаратные и программные средства управления тормозной системой поезда «Сокол» предназначены для оперативной диагностики ее состояния в процессе движения поезда и информирования машиниста в масштабе реального времени о состоянии тормозной системы в целом и отдельных ее элементов. Средства диагностики могут накапливать в «памяти» все отказы и сбои тормозной системы в процессе работы.
В систему управления тормозами высокоскоростного поезда «Сокол» заложены следующие функции:
— действие электропневматического тормоза (ЭПТ) на всех вагонах при отсутствии электрического торможения и только на немоторных вагонах при электрическом торможении на моторных;
— совместное действие с полной тормозной силой электрического тормоза на моторных вагонах и ЭПТ на немоторных при полном служебном торможении;
— замещение электрического тормоза при его отказе на любом моторном вагоне электропневматическим тормозом при регулировочном и полном служебном торможении;
— действие пневматического тормоза с полной тормозной силой при разрыве петли безопасности при экстренном и аварийном торможении на немоторных вагонах;
— автоматическое и дистанционное управление аппаратами подачи и отключения питания катушек магниторельсового тормоза и блоком его управления;
— автоматическое управление основными компрессорами и электропневматическими клапанами и контроль блоков осушки;
— управление стоп-кранами;
— контроль за давлением в тормозной и питательной магистрали;
— исполнение команд безопасности от комплекса бортовой системы управления (КБСУ);
— формирование и выдача сигналов для записи в защищенный регистратор «черный ящик»;
— формирование и выдача информации о состоянии системы управления фрикционными тормозами, ЭПТ и его систем в КБСУ;
— управление автоматическими стояночными тормозами.
Применение микропроцессоров в управлении тормозными системами невозможно без создания новых электропневмовентилей, позволяющих осуществлять управление непосредственно от микропроцессора и выдавать диагностический сигнал о своем состоянии. Элек-тропневмовентиль является связующим звеном между электронной и пневматической частями тормозной системы и поэтому от надежности и четкости его работы зависит надежность тормозной системы в целом.
В настоящее время все более актуальной становится задача создания более надежного дистанционного крана машиниста, обеспечивающего безопасность движения. Он должен отвечать современным требованиям дизайна кабины машиниста, улучшать условия труда локомотивных бригад, а также обеспечивать увеличение межремонтных сроков службы и ресурса по сравнению с ныне эксплуатируемыми кранами 394М и 395М. Необходимо, чтобы дистанционный кран машиниста обеспечивал обычный порядок управления пневматическими и электропневматическими тормозами, эксплуатируемыми воздухораспределителями и электро-водухораспределителями грузового и пассажирского подвижного состава. Следует предусмотреть возможность управления им от САУТ или системы автоведения поезда.
Дистанционный кран машиниста состоит из контроллера управления, расположенного на пульте управления локомотивом, исполнительных электропневматических и пневматических приборов, а также адаптера, построенного на базе микропроцессора. Последний обеспечивает связь крана с системами управления верхнего уровня и осуществляет диагностику работы его отдельных элементов — электронных, пневматических и электропневматических. Дистанционный кран машиниста может работать автономно, т.е. без использования связей с верхним уровнем через CAN-интерфейс; при этом адаптер выполняет только диагностические функции.
В перспективе должны появиться тормозные системы с микропроцессорным управлением у вагонов наземного городского транспорта, электропоездов, поездов постоянного формирования и др. При этом электронные системы будут не только выполнять диагностические и вспомогательные функции, но и активно участвовать в обеспечении безопасности движения. Так, адаптивные противоюзные устройства практически нельзя реализовать без применения электронных микропроцессорных систем из-за сложного алгоритма их работы. Автоведение поезда также можно осуществить только с использованием микропроцессорной техники.
|
