Повышение эксплуатационных качеств тепловоза путём модернизации бортовой системы диагностики

В настоящее время на железнодорожном транспорте находят широкое применение микропроцессорные системы управления. Достижения микропроцессорной техники позволяют, при сравнительно низкой себестоимости системы управления, реализовывать сколь угодно сложные алгоритмы управления и задавать любые взаимосвязи между сигналами.

Так например, на ОАО ХК «Коломенский завод» построен магистральный пассажирский тепловоз нового поколения ТЭП70БС с системой электроснабжения поезда. В рамках проектно-конструкторских работ специалистами Всероссийского научно-исследовательского и конструкторско-технологического института подвижного состава (ВНИКТИ, г. Коломна) создана микропроцессорная система управления, регулирования и диагностики тепловозов (МСУ-Т), а также технический проект оборудования этой системой нового локомотива. В ноябре 2003 г. успешно завершены приемо-сдаточные заводские испытания тепловоза ТЭП70БС. В настоящее время он готовится к сертификационным испытаниям в Научно-испытательном центре ВНИИЖТа (ст. Щербинка).

Детальное знакомство с основными принципами работы системы МСУ-Т представляет практический интерес в связи с тем, что ОАО ХК «Коломенский завод» планирует начать серийный выпуск тепловозов ТЭП70БС, а также постепенно перейти на выпуск серийных ТЭП70, оборудованных созданной системой.

Из ряда микропроцессорных систем управления и регулирования электрической передачей тепловозов (МСКУ-1, АСУ «Локомотив», УСТА), разработанных специалистами ВНИКТИ, система МСУ-Т отличается более совершенной элементной базой. Использование современных научно-технических разработок обеспечивает высокие потребительские качества системы МСУ-Т, которые соответствуют лучшим зарубежным аналогам.

Применение системы МСУ-Т на тепловозе позволило исключить из схемы его управления все промежуточные реле включения исполнительных аппаратов тепловоза, а также реле времени. Установка в кабине машиниста дисплейных модулей (ДМ) предоставила возможность отказаться от использования пультовых амперметров, электроманометров и термометров, за исключением приборов контроля тормозного оборудования.

Теперь, находясь в кабине, локомотивная бригада имеет возможность контролировать на ДМ практически все параметры основных и вспомогательных систем тепловоза. В случае возникновения какой-либо неисправности, а также при несанкционированной работе исполнительного аппарата и выходе за предельно допустимое значение любого из опрашиваемых параметров, на ДМ индицируется аварийно-предупредительное сообщение с указанием неисправности.

Следует отметить, что принятые технические решения позволили максимально автоматизировать процесс управления тепловозом, но, тем не менее, первоначальное задающее управляющее воздействие по изменению режима его работы всегда инициируется машинистом.

На тепловозе ТЭП70БС система МСУ-Т выполняет большой перечень функций. В частности, она бесконтактно управляет электрической схемой тепловоза во всех режимах его работы (т.е. действием исполнительных аппаратов система управляет непосредственно с помощью электронных транзисторных ключей, а все промежуточные реле исключены из электрической схемы). Пуск и остановка дизеля осуществляются по команде машиниста.

Система отслеживает все временные интервалы, которые требуются для пусковой операции в соответствии с техническими условиями на дизель. Его пуск блокируется при включенном валоповоротном механизме, отсутствии давления масла и топлива до окончания времени предпусковой прокачки маслом, при установке контроллера машиниста на позицию, отличную от нулевой, а также наличии сигнала «Пожар». Дизель автоматически останавливается тогда, когда появляется сигнал «Пожар», отсутствуют сигналы с блокировок газового пожаротушения и реле РДМ4, возникают сигналы о давлении газов в картере и «Аварийный останов дизеля».

Частота вращения коленчатого вала задается в зависимости от позиции контроллера машиниста. Автоматически снимается нагрузка с дизеля при превышении предельно допустимой температуры воды и масла, пропорционально количеству отключенных тяговых двигателей снижается мощность, снимаемая с зажимов тяговой выпрямительной установки. Турбокомпрессор защищается от помпажа при резком сбросе позиций. Это достигается за счет опережающего снижения напряжения на тяговом генераторе по сравнению с уменьшением частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Обеспечиваются управление электроснабжением поезда, выдача сигналов задания напряжений в локальные микропроцессорные управления возбуждением тягового и вспомогательного генераторов. Формируются внешние и нагрузочные характеристики тягового генератора в зависимости от частоты вращения коленчатого вала дизеля, а также в соответствии с ТУ на дизель-генератор и тяговые двигатели. Используется вся свободная мощность силовой установки на тягу и электроснабжение поезда за счет включения в контур регулирования мощности координаты положения индуктивного датчика гидромеханического регулятора дизеля.

Автоматически ограничиваются напряжение и ток тягового генератора, тяговых двигателей в режимах тяги и электрического торможения, ведется защита силовых выпрямительных установок от перегрузок. Также автоматически выполняются контроль изоляции низковольтных и силовых цепей, сброс нагрузки при нарушении изоляции силовых цепей, управление контакторами ослабления возбуждения тяговых двигателей.

С помощью системы осуществляется управление электрическим торможением тепловоза от контроллера машиниста и от тормозного крана № 395, формирование характеристик электрического тормоза с учетом заданных ограничений, взаимодействие электрического и пневматического тормозов. Автоматически выполняется замещение электрического тормоза пневматическим при неисправностях или низкой эффективности первого. Поддерживается заданная контроллером машиниста скорость движения поезда при электрическом торможении тепловоза. Обеспечивается проверка исправности электрического тормоза на остановленном тепловозе. Также автоматически ведется защита от боксования, юза и срыва шестерни тягового двигателя002E

Система регулирует напряжение генератора электроснабжения по заданной характеристике при включенном и выключенном электроснабжении поезда. Она управляет перераспределением мощности между тяговым генератором и генератором электроснабжения поезда на рабочих позициях контроллера машиниста. Автоматически задается режим работы электропривода тормозного компрессора, регулируется напряжение стартер-генератора, работающего в режиме генератора напряжения бортовой сети тепловоза. Обеспечиваются автоматическая защита электрооборудования тепловоза в различных режимах работы, управление автопрогревом дизеля в холодное время года.

Важная функция МСУ-Т — автоматическая диагностика основного и вспомогательного оборудования тепловоза. Микропроцессорная система выдает на ДМ сообщения о неисправностях оборудования и отклонениях параметров систем тепловоза от нормы. По запросу обслуживающего персонала на ДМ отображаются параметры основного и вспомогательного оборудования тепловоза.

Таким образом, для повышения эксплуатационных качеств тепловоза, достаточно ввести в систему управления дополнительные датчики тех величин, учёт которых позволяет повысить надежность, экономичность и более эффективно использовать тепловоз.

• Датчики, которые требуется установить на тепловоз
• Частотные датчики для измерения неэлектрических величин на основе LC-генераторов
• Измерение давления
• Измерение температуры
• Схемы включения электрических манометров и термометров
• Техника безопасности и охрана труда на производстве
• Экономия эксплуатационных расходов на топливо
• Экономия эксплуатационных расходов на масло

Информация по теме:

Организация перевозок на автотранспорте
Определение количества автомобилей для освоения заданного объема перевозок Определяем количество автомобилей для освоения заданного объема перевозок по формуле: А= Q/Г*Yст*nоб , (1) Где Q – суточный объем перевозок, т/сут; Г – грузоподъемность автомобиля, Г=17 т; Y – статический коэффициент использ ...

Построение пусковой диаграммы
На полученной сетке скоростных характеристик строится пусковая диаграмма. Пусковой диаграммой принято называть графическое изображение изменения тока двигателя и скорости движения в процессе пуска (переключения ступеней резисторов). Для построения пусковой диаграммы с выходом на высшую ходовую хара ...

Нормативно-правовая база по категорированию и оценке уязвимости объектов транспортной инфраструктуры
Все объекты транспортной инфраструктуры подлежат котегорированию иоценке уязвимости. В статье 6 пункт 1 Закона «О транспортной безопасности» излагается: Количество категорий и критерии категорирования объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств устанавливаются в порядке, определяемо ...