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

(46) 15,10, (71) Уральс институт инжен транспорта им. (72) В.Е.Попов (53) 681.3 (08 (56) Авторское Р 1277151, кл. 4/24-24868. Бюл, Р 38кий электромехани скиижного езн ро.Свердлов видетельств 06 С 7/57,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯПРОЦЕССОВ НАПОЛНЕНИЯ И ОПОРОЖНЕНИЯТОРМОЗНОЙ МАГИСТРАЛИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА(57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, и может быть использовано при исследовании газодинамических процессов, протекающих в тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава,и является усовершенствованием устройства по авт,св, Р 1277151. Цельизобретения - повышение точности засчет учета утечек сжатого воздухаиз тормозной магистрали, Устройствосодержит 2 + п последовательно соединенных блоков моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона, каждый из которых содержит суммирующий усилитель,апериодическое звено, делители напряжения, на которых реализованы параметры сечения тормозной магистралив рукавном соединении, объем тормозной магистрали вагона и утечки сжато-.го воздуха, С помощью основных и дополнительных обратных связей.операционных усилителейреализозаны коэфФиниенты, учитывающие характер истечениягаза (наполнениеили ооорожнение) и соп.ротиаление тормозноймагистрали. Блокимоделирования связаны между собойобратными связями, чем реализуетсяуравнение расходов, 1 ил, 1345221Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, и может быть использовано при исследованиигазодинамических процессов, протекающих в тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава.Цель изобретения - повышение точности за счет учета утечек сжатоговоздуха из тормозной магистрали.На чертеже изображено предлагаемое устройство,Устройство содержит 2 + и блоковмоделирования процессов наполненияи опорожнения тормозной магистраливагона, каждый из которых состоит изсуммирующего усилителя 1, апериодического звена 2, первого делителя 3,второго делителя 4, третьего делителя 5, инвертора б, интегратора 7.Суммирующий усилитель 1 содержитмасштабные резисторы 8-11, операционный усилитель 12,.диод 13. Апериодическое звено 2 содержит операционный усилитель 14, диод 15, конденсатор 1 б и масштабные резисторы 17-21,Устройство .работает следующим образом.В реальной тормозной магистралижелезнодорожного подвижного составаимеются неплотности, через которыепроисходит утечка сжатого воздуха ватмосферу, Наиболее распространенны-ми являются утечки сжатого воздухав местах соединения рукавов вагонови подключений воздухораспределителейк тормозной магистрали, Наличие утечек сжатого воздуха оказывает серьезное влияние на эффективность и управляемость автотормозов подвижногосостава, так как между головной ихвостовой частями поезда возникаетперепад давлений, который может привести к неудовлетворительной работетормозов хвостовых вагонов, Утечкисжатого воздуха из тормозной магистрали приводят к усиленной работекомпрессоров локомотивов, что вызывает их преждевременный износ. Примерно 7 ОЕ объема сжатого воздуха,вырабатываемого компрессорами локомотива, расходуется на восполнениеутечек из тормозной магистрали. Взимнее время это приводит к подачесжатого воздуха с повышенным содержанием влаги, что может вызвать замораживание тормозной или питательной магистрали и создание аварийнойситуации. При утечках замедляютсяотпуск и зарядка автотормозов, ухудшается их неистощимость при частыхповторных торможениях,5Процесс наполнения и опорожнениятормозной магистрали вагона аппроксимируется звеном второго порядка,операторным изображением которогоявляется передаточная функция10 Я(5) т т 2 5 + (т + т 27 Ь + 1 1К КгК К 4 Тгн ЧК с 1 г4 25 Т 2 н 1а для процесса опорожнения 301 МТ : у Тю К К К Кф 2 К2З 4 4 где К постоянный коэффициент,учитывающий сопротивле"ние тормозной магистрали;,постоянные, не зависящиеот конструктивного параметра системы, коэффициенты передачи первого операционного усилителя принаполнении и опорожнениисоответственно;коэффициент передачи,определяемый по формуле 35 оКК 40 К 45 К - 1д обобщенный параметр;диаметр тормозной магистрали в рукавном соединении;коэффициент передачи, определяемый по формуле где К2д 50К 1К = КЧ 55 где К,Чобобщенный параметр;объем тормозной магистралиодного вагона;обобщенные параметры. Тгн у Т где Т, Т - постоянные времени системы;155 - оператор дифференцирования,Постоянные времени Ти Т 2 ц дляпроцесса наполнения выражаются формулами203 1сВеличина К, реализуется на трет ем делителе найряжения и рассчитывается следующим образом 345221 ь- ни Т , учитывающая сопротивлениетормозной магистрали одного вагонапри наполнении, С выходов интеграторов 7 выходной сигнал поступает наделители 5 напряжения, т,е, на блокизадания параметров утечек сжатоговоздуха из тормозной магистрали вагона, чем реализуется коэффициент10 К, . Инверторы 6 служат для согласования электрических сигналов свыходов интеграторов 7 и операционныхусилителей 12,При реализации процесса опорожнения с уменьшением управляющего сигнала или его исчезновением на выхо-дах операционных усилителей 12 и 14образуются электрические сигналы,полярность которых обратна указанным.Диоды 13 и 15 открываются, подключаяк операционным усилителям 12 и 14цепи дополнительных обратных связейоперационных усилителей, которые совместно с основными обратными связями25 реализуют на операционном усилителе12 коэффициент К а на операционномусилителе 14 - Т учитывающий сопротивление тормозной магистрали приопорожнении,Выходные сигналы с операционныхусилителей 12 поступают на делители3 напряжения, т.е на блоки заданияпараметров сечения тормозной магистрали одного вагона в рукавном соединении, на которых реализована тре 35буемая площадь сечения, Далее электрический сигнал с делителей 3 напряжения поступает на первый входоперационного усилителя 14, на вто 4 О рой вход которого поступает выходной сигнал с делителей 3 напряжения,а на третий вход выходной сигнал синвертора б, чем реализуется уравне-ние расходов.45 С выходов операционных усилителей14 электрический сигнал поступает наделители 4 напряжения, т.е.на блокипараметров объема тормозной магистрали одного вагона, где реализуютсяпараметры величины объемов исследуемых тормозных магистралей одного вагона, выход которого подключен к интеграторам 7,Формула изобретения552Йт 1 т Э1где К - обобщенный параметр;д " диаметр отверстия, эквиватлентный определенной величине утечки сжатого воздуха из тормозной магистрали вагона, мм.С учетом утечек сжатого воздуха должно выполняться условие расходов где 11(5). - расход, идущий на наполнение (опорожнение)тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава;О,(5)0(5) " расходы, идущиена наполнение (опорожнение)тормозной магистралипервого к-го вагонов соответственно;0(5)(1(5) - расходы, идущиена утечку сжатого воздуха из тормозной магистрали первого к-го вагонов соответственно,Вход задания устройства подключен к первому входу суммирующего усилителя 1 первого блока моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали вагона. Нарастание выходного сигнала системы на выходах интеграторов 7 происходит до тех пор, пока на выходе операционных усилителей 12 электрический сигнал не становится равным нулю,При отработке системой процесса наполнения тормозной магистрали железнодорожного подвижного состава электрический сигнал на выходах операционных усилителей 12 и 14 имеет полярность, при которой диоды 13 и 15 заперты, При этом дополнительные обратные связи операционных усилителей 12 и 14 отключены, т.е, посредством масштабного резистора 11 основной обратной связи реализуется коэффициент К, а параллельно вклюнченным масштабным резистором 20 и конденсатором 1 б - постоянная времеУстройство для моделирования процессов наполнения и опорожнения тормозной магистрали железнодорожногоРе ар И,Каса орректор М,Демщ аказ 4923/49 Подписно НИИ митета Сткрытийя наб.,нного к тений и 113035 5 шс Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4 подвижного состава по авт, св, 11 1277151, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет учета утечек сжатого воздуха из тормозной магистрали, каждый 1-й (1 = 1 .,К) блок моделирования процессов наполнения и опорожнения Тираж бГосударстелам изобосква, Жтормозной магистрали вагона дополнительно содержит последовательносоединенные третий делитель и инвертор, выход которого подключен ктретьему входу апериодического звена, вход третьего делителя подключен к выходу интегратора .