Устройство для моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) 51) 4 С 06 С 7/57 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ области ехники может быть использовано при исследовании газодинамических процессов,протекающих в тормозной системе железнодорожного подвижного состава.Целью изобретения является повьппениеточности. Устройство содержит 2 + иблоков моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, каждый из которыхсостоит из суммирующего усилителя,апериодического звена, двух делителей и интегратора. Устройство позволяет.повысить точность моделирования за счет учета сопротивлениятормозной магистрали. 1 ил.:В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Уральский элактромеханическийинститут инженеров железнодорожноготранспорта(56) Авторское свидетельство СССРУ 748451, кл. С 06 С 7/57, 1978.Авторское свидетельство СССРВ 982027, кл. С 06 С 7/57, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯПРОЦЕССОВ НАПОЛНЕНИЯ И ОПОРОЖНЕНИТОРМОЗНОЙ МАГИСТРАЛИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА(57) Изобретение относит аналоговой вычислительноИзобретение относится к аналогонОй вычислительной технике и можетбщть использовано при исследованиигазодинамических процессов, протекающих н тормозной системе железнодорожного подвижного состава,Цель изобретения - повышение точности моделирования газодинамическихпроцессов за счет учета сопротивления тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава,На чертеже схематически представЛено предлагаемое устройство,Устройство содержит 2 + и блоковмоделирования процессов наполненияи опорожнения тормозной магистраливагона, каждый из которых состоитиз суммирующего усилителя 1, апериодического звена 2, первого делителя 3, второго делителя 4 и интегратора 5. Суммирующий усилитель 1содержит масштабные резисторы 6 - 9,операционный усилитель 10 и диод 11.Апериодическое звено 2 содержит операционный усилитель 12, диод 13, конденсатор 14 и масштабные резисторы15-18.Устройство работает следующим образом.Тормозная магистраль железнодорожного подвижного состава - последовательное соединение тормозных магистралей вагонов, поэтому и устройство для моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожного подвижногосостава реализовано по такому жепринципу, т.е. устройство включаетК последовательно соединенных блоковмоделирования процессов наполненияи опорожнения тормозной магистралиодного вагона.Процесс наполнения и опорожнениятормозной магистрали одного вагонааппроксимируется звеном второго порядка, операторным изображением которого является передаточная функциянида где Т, Т - постоянные времени системы;Я - оператор дифференцирования.Постоянные времени Т 1 и Тц для процесса наполнения выражаются фор- муламиТ 2 ц Ч Т 2 н К Д 5 4 а для процесса опорожнения формуламигде К 4 коэффициент, учитывающий сопротивление тормозной магистралипостоянные, не зависящие от конструктивных параметров системы, коэффициенты передачи первого операционного усилителя при наполнении и опорожнении соответственно, коэффициент передачи, определяемый по формулеКг К с 15 о 1 ф 325 где К обобщенный параметр,диаметр тормозной магистрали в рукавном соединении,коэффициент передачи, определяемый по формуле К ЗО1К = К -обобщенный параметр,объем тормозной магистралиодного вагона,обобщенные параметры,Обобщенные параметры К и Кд,участвующие н устройстве для напол ненни и опорожнения двух связанныхчерез сопло резервуаров, и подобныекоэффициенты в устройстве наполнения и опорожнения тормозной магистрали одного вагона имеют различные 45 значенияПараметр К, в блоке моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали одного вагона может иметь различные значения,так как длина тормозной магистралиразличных типов вагонов неодинакова(четырехосный полувагон, восьмиосный хопер, шестиосная платформа ит,д,). Параметр К также может иметь 55 различное значение в зависимости оттипов соединительных рукавов.При наполнении (опорожнении) тормозной магистрали железнодорожного1277 подвижного состава различной длины(по аналогии с устройством для моделирования процессов наполнения и опорожвения двух связанных через соплорезервуаров) должно выполняться условие расходов где Я(Я) расход, идущий на наполнение (опорожнение)тормозной магистралижелезнодорожного подвижного состава 1 О я,(я),чг фф, (Я) - расходы, идущие на наполнение (опорожнение)тормозной магистралипервого, второгоК-го вагонов соответственно.Вход задания тормозной жидкостиустройства подключен к первому входусуммирующего усилителя 1 первого блока моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона. Нарастание выходногосигнала системы на выходах интеграторов 5 происходит до тех пор, покана выходе операционных усилителей ЗО10 электрический сигнал не станетравным нулю. При отработке системойпроцесса наполнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава электрический сигнал на выходахоперационных усилителей 10 и 12 имеет полярность, при которой диоды 11и 13 заперты. При этом дополнительные обратные связи операционных усилителей 10 и 12 отключены, т,е, посредством масштабного резистора 9основной обратной связи реализуетсякоэффициент К, а параллельно включенным масштабным резистором 17 иконденсатором 14 реализуется постоянная времени Т, учитывающая сопротивление тормозной магистрали одного вагона при наполнении.При реализации процесса опорожнения с уменьшением управляющего сиг Онала или его исчезновением на выходах операционных усилителей 10 и 12образуются электрические сигналы, полярность которых обратна указаннымранее. Диоды 11 и 13 открываются,подключая к операционным усилителям1 О и 12 цепи дополнительных обратныхсвязей операционных усилителей, ко 1.51 4торые совместно с основными обратными связями реализуют на операционном усилителе 10 коэффициент К 5, а .на операционном усилителе 12 - Т о, учитывающий сопротивление тормозной магистрали при опорожнении. Выходные сигналы с операционных усилителей 10 поступают на делители напряжения 3, т,е, на блоки задания параметров сечения тормозной магистрали одного вагона в рукавном соединении, на которых реализована требуемая площадь сечения. Далее электрический сигнал с делителей напряжения 3 поступает на первый вход второго операционного усилителя 12, на второй вход которых поступает выходной сигнал с делителей напряжения 3, чем реализуется уравнение расходов. С выходов операционных усилителей 12 электрический сигнал поступает на делители напряжения 4, т.е. на блоки задания параметров объема тормозной магистрали одного вагона, где реализуются параметры величины объемов исследуемых тормозных магистралей одного вагона, выход которого подключен к интеграторам 5.Такое построение схемы позволяет повысить точность моделирования процессов наполнения и опорожнения двух связанных через сопло резервуаров за счет учета сопротивления тормозной магистрали при исследовании процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава.Формула изобретенияУстройство для моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава, содержащее первый и второй блоки моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, каждый из которых содержит суммирующий усилитель, первый делитель, второй делитель и интегратор, в каждом блоке моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона выход суммирующего усилителя подключен к входу первого делителя, выход второго делителя через интегратор соединен с первым входом суммирующего усилителя, причем вход по7151 итель М.Хо амборск к ульк акто 1енноготений5 Рау 70 45 Подписимитета СССткрытийая наб., д Тираж осудаам из 13035,с ород, ул. Проек дприятие,твенно-полиграфичес 3 127 дачи тормозной жидкости устройства подключен к второму входу суммирующего усилителя первого блока моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, выход интегратора которого соеДинен с вторым входом операционного усилителя второго блока моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены и блоков моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагана и в каждый из 2 + и блоков моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона введено апериодическое звено, выход которого подключен к входу второго делителя, выход первого делителя соединен с первым входом апериодического звена,причем в каждом -м блоке моделирования наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона второй входапериодического звена соединен с выходом первого делителя ( + 1) блокамоделирования процессов наполненияи опорожнения тормозной магистрали 10 вагона, второй вход операционногосуммирующего усилителя которого подключен к выходу интегратора д-го блока моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магист рали вагона, второй вход апериодического звена (2 + и)-го блока моделирования процессов наполнения иопорожнения тормозной магистрали вагона соединен с шиной нулевого по тенциала.