Эксплуатационные основы автоматики и телемеханики на сортировочных горках

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Эксплуатационные основы автоматики и телемеханики на сортировочных горках

1. Классификация сортировочных горок и их характеристика

Для совершенствования работы по расформированию и формированию составов на крупных станциях применяют специализированные устройства: сортировочные горки, полугорки и вытяжные пути специального профиля. В зависимости от количества подгорочных путей и размеров переработки вагонов горки подразделяются на повышенной, большой, средней и малой мощности.

В соответствии с нормами проектирования сортировочных устройств сортировочные горки повышенной мощности проектируют для переработки в среднем не менее 5500 вагонов в сутки или при числе подгорочных путей 40 и более, а также в условиях структуры вагонопотока и путевого развития парков станции, обеспечивающих применение параллельного роспуска. Эти горки имеют не менее трёх путей надвига и двух - четырёх спускных путей.

Сортировочные горки большой мощности проектируют для переработки от 3500 до 5500 вагонов в сутки или при числе путей подгорочного парка 30 - 40, при этом параллельный роспуск составов не применяется.

Сортировочные горки средней мощности перерабатывают от 1500 до 3500 вагонов в сутки или имеют от 17 до 29 путей в подгорочном парке.

Сортировочные горки малой мощности перерабатывают от 250 до 1500 вагонов в сутки или 4 - 16 путей подгорочного парка. Эти горки имеют по одному пути надвига и спуска.

Сортировочные горки большой и средней мощности сооружаются, как правило, при числе путей в сортировочном парке не меньше 16 с двумя путями надвига и двумя спускными путями.

Горки малой мощности сооружаются при числе путей сортировочного парка меньше 16 и имеют один путь надвига.

Полугорки и вытяжные пути специального профиля используются при числе сортировочных путей не менее десяти.

Механизация сортировочных горок проектируется на горках любой мощности. На полугорках и вытяжных путях вагонные замедлители отсутствуют, а предусматривается малая механизация для торможения отцепов и стрелочные электроприводы для перевода стрелок.

При механизации сортировочных горок повышенной, большой и средней мощности проектируется:

- горочная автоматическая централизация управления стрелками и сигналами (ГАЦ) совместно с программно-задающим устройством (ГПЗУ);

- дистанционное управление вагонными замедлителями. Управление замедлителями парковых тормозных позиций может предусматриваться с местных постов управления при хорошей видимости замедлителей;

- устройства очистки стрелок от снега;

- пневматическая почта для грузовых документов;

- устройства связи в соответствии с ПТЭ.

Горки малой мощности оборудуются вагонными замедлителями, ГАЦ и устройствами очистки стрелок от снега.

Автоматизация сортировочных горок предусматривается на горках повышенной, большой и средней мощности и могут применяться следующие системы и устройства:

- система автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС). Посты управления парковыми замедлителями могут быть сохранены для резервного управления;

- система автоматического задания скорости роспуска составов (АЗСР);

- телеуправление горочным локомотивом (ТГЛ);

- горочная автоматическая локомотивная сигнализация (ГАЛС);

2. План сортировочной горки

Правильность построения плана сортировочной горки существенно влияет на производительность и безопасность её работы.

Основными элементами сортировочной горки являются: надвижная часть, перевальная часть (горб горки), спускная часть и подгорочный (сортировочный) парк.

Надвижная часть горки предназначена для подачи вагонов к вершине горки. Число путей надвига бывает один, два и три. Они имеют длину, как правило, 200 -600 м, включая горловину парка приёма.

План сортировочной горки должен отвечать следующим требованиям:

- иметь наименьшую длину пробега отцепа от вершины горки до предельного столбика наиболее удалённой разделительной стрелки в горловине сортировочного парка, т.к. чем меньше эта длина, тем меньше высота горки и суммарная мощность тормозных средств;

- иметь по возможности одинаковые длины пробегов отцепов от вершины горки до последних разделительных стрелок путей подгорочного парка, поскольку разность длин маршрутов затрудняет выбор выходных скоростей с тормозных позиций для осуществления интервального разделения отцепов;

- предусмотреть возможность устройства на спускной части горки тормозных позиций и измерительного участка для определения ходовых свойств отцепов;

- иметь на спускной части горки минимальное количество стрелок и кривых участков пути, при этом желательно, чтобы число стрелок и суммарный угол поворота отцепов у всех маршрутов было примерно одинаково.

Уменьшение длины головы сортировочного парка достигается укладкой симметричных стрелочных переводов с крестовинами 1/6 и 1/4,5, а также за счёт применения кривых радиусом 200 м, а в отдельных случаях (в основном, на крайних путях) до 140 м.

Пути подгорочного парка объединяются в отдельные пучки, чем достигается сокращение разности суммарных сил сопротивления движению при скатывании отцепов на любой путь, равномерная загрузка путей и стрелок, рациональное размещение тормозных средств и распределения вагонопотоков на возможно большее число самостоятельных маршрутов. Число путей в пучке и число пучков определяется числом путей сортировочного парка с учётом перспектив его развития, количеством подлежащих переработки вагонов в сутки и стоимостью оборудования горки вагонными замедлителями.

Увеличение числа пучков с одновременным уменьшением числа путей в них несколько удлиняет голову сортировочного парка и увеличивает количество замедлителей, что повышает стоимость оборудования горки замедлителями. На горках с большим числом пучков вагонопоток уже в начале горки распределяется на большее количество самостоятельных маршрутов по пучкам. Это создаёт более благоприятные условия для интервального и целевого торможения вагонов, облегчает труд операторов и повышает производительность горки. Практически число пучков в сортировочном парке принимается в зависимости от числа путей в пучке, которое, как правило, равно 4, 6 или 8 путей.

Рис. 2.1 План головы сортировочного парка

На рис. 2.1 приведена схема горловины сортировочной горки. На этом же рисунке показана горловина парка прибытия. Стрелками указана специализация путей. Между первой и второй тормозными позициями находятся головные стрелки, разделяющие группы пучков подгорочных путей. После второй тормозной позиции находится пучковая стрелка, разделяющая пути на два пучка.

Стрелками показана специализация путей по направлению движения, шестой и десятый пути предназначены для пропуска горочных локомотивов в голову следующего состава.

Для безопасного роспуска вагонов с горки необходимо исключить возможность перевода стрелок под движущимися вагонами. Эта задача решается путём изоляции стрелочных участков с устройством рельсовых цепей.

Длина участка приближения к острякам стрелки (расстояние от изолирующих стыков до остряков стрелки), должна быть такой, чтобы стрелка успела довестись до крайнего положения за время движения вагона по рельсовой цепи и определяется из следующего выражения:

Lпр = vмакс(tстр + tp)

где vмакс - максимальная скорость отцепов в данной точке маршрута,

tстр - время перевода стрелки,

tp - время срабатывания путевого реле.



Рис. 2.2. Рельсовая цепь на стрелке

Для уменьшения размеров рельсовой цепи изолирующие стыки устанавливаются перед крестовиной. При максимальной скорости отцепа vмакс = 7.5 км/ч длина предстрелочного участка составляет 6 м, а полная длина рельсовой цепи - 11,38 м. (см. рис.2.2). Путевые участки, находящиеся между стрелками, разделяются на изолированные участки, длина которых зависит от скорости отцепов в данном районе горки и может составлять от 4,5 м до 16 м (обычно 12,5 м).

3. Профиль сортировочной горки

Профиль сортировочной горки показан на рис. 3.1. Элемент сортировочной горки, обеспечивающий подход вагонов к вершине горки, составляет надвижную часть. В неё входят пути соединения парка приёма с сортировочным парком и часть парка приёма.

Надвижная часть горки обеспечивает трогание с места состава, предназначенного к роспуску, облегчает расцепку вагонов и предотвращает скатывание вагонов в случае срочного прекращения роспуска составов. Для этого перед горбом горки предусматривается подъём на расстоянии не менее 50 м с уклоном 8 - 17 ‰.

Перевальная часть горки называется горбом горки и представляет элемент, обеспечивающий плавный переход вагона на спускную часть горки таким образом, чтобы не произошёл саморасцеп вагонов. Если сумма абсолютных значений противоуклона надвижной части и уклона спускной части больше 55‰, между подъёмом и спуском предусматривается площадка длиной не менее 19 м.

Спускной уклон можно разделить на три части:

- скоростной уклон, расположенный до первой тормозной позиции, должен быть возможно более крутым, но не круче 50‰. Чем круче спуск, тем больше интервал между отцепами, что облегчает разделение отцепов на стрелках, находящихся между горбом горки и первой тормозной позицией. Крутизна скоростного спуска должна быть такой, чтобы горочный тепловоз мог подняться на горку со стороны сортировочного парка. Скоростной уклон разделяется на два или три отрезка таким образом, чтобы перелом профиля был не ближе 3 - 5 м от замедлителя, а скорость входа отцепа в замедлитель была не больше допустимой (6,0 ? 7,0 м/с в зависимости от типа замедлителя). На рис. 3.1 показан усреднённый уклон, который вычисляется по следующей формуле:

- тормозной уклон, на котором находятся первая и вторая тормозные позиции, выбирается таким, чтобы остановившийся на тормозной позиции бегун после растормаживания замедлителя мог сдвинуться с места и освободить замедлитель и составляет 7 ? 15‰. Тормозной уклон также разделён на две части (на рис. 3.1 показан усреднённый уклон);

- средний уклон стрелочной зоны от конца второй тормозной позиции до расчётной точки (10 м от предельного столбика) не должен быть ускоряющим для очень хорошего бегуна, и составляет 1,5 ? 2‰. Он тоже состоит из двух или трёх частей;

- сортировочным путям на протяжении не менее 2/3 их полезной длины придаётся уклон 1 ? 1,5‰, последняя треть (150 - 200 м) полезной длины путей располагается на обратном уклоне до 1‰, а хвостовая горловина сортировочного парка - на обратном уклоне до 2‰.

Рис. 3.1 Профиль горки

4. Силы, действующие на отцепы при их скатывании с горки

Силой, движущей отцеп, является его масса, на рис. 4.1 она обозначена буквой F.

F = 1000 Q sin a ? 1000 Q tg a ? 1000 Q I,

где i - уклон пути в ‰.

Рис. 4.1 Движущая сила отцепа

Удельная движущая сила, действующая на отцеп равна:

f = F/Q = i, кГ/т

Удельная движущая сила, действующая на отцеп, численно равна уклону в ‰ и измеряется в килограммах, приходящихся на одну тонну массы отцепа (кГ/т).

Суммарное удельное сопротивление движению отцепа складывается из основного сопротивления wo, сопротивления среды и ветра wср, сопротивлений от кривых wкр и сопротивлений от ударов на стрелочных переводах wс.

Основное удельное сопротивление, испытываемое вагонами при движении по прямому пути с нулевым уклоном, возникает вследствие трения осей колёс в буксах, трение качения и скольжения колёс о рельсы, ударов, испытываемых колёсами на стыках и др. Математически описать все эти физические процессы практически невозможно, поэтому используются статистические методы обработки испытаний спуска вагонов с горки.

Уравнение движения отцепа представляет собой нелинейное дифференциальное уравнение первого порядка и может быть решено с использованием метода линейно-кусочной аппроксимации [2].

Однако, при создании устройств и систем железнодорожной автоматики и телемеханики чаще всего применяется табличный метод задания ходовых свойств отцепа.

Для отцепа, состоящего из нескольких вагонов, усреднённую величину основного сопротивления движению можно определить по формуле:

Где w1, w2, wj - основное удельное сопротивление движению соответствующих вагонов;

g1, g2, gj - масса вагонов отцепа в тоннах;

go - общая масса отцепа.

Уменьшить величину основного сопротивления движению отцепов можно следующим образом:

- по всей длине спускной части горки необходимо уложить рельсы тяжёлого типа (не легче Р50);

- пути от вершины горки до хвоста крестовины последних стрелочных переводов головы сортировочного парка укладываются на щебёночный или гравийный балласт толщиной не менее 0,2 м под шпалой. Который лежит на песчаной подушке толщиной 0,2 м;

- применяются сварные стыки на спускной части горки, на вагонных замедлителях первой трети длины путей сортировочного парка;

- по всей длине сортировочного парка устанавливаются противоугоны.

Дополнительное удельное сопротивление движению воздушной среды и ветра определяется по формуле:

где Fp - расчётная поверхность вагона, подвергающегося воздействию воздушной среды, в м2;

g - масса отцепа (вагона) в т;

vотц - средняя скорость скатывания отцепа в м/с;

vв - расчётная скорость ветра в м/с (при попутном ветре скорость ветра берётся со знаком минус).

Если отцеп состоит из n вагонов, его расчётная поверхность может быть определена из следующего выражения:

Fотц = Fp (1 + 0.15(n - 1)),

где n - число вагонов в отцепе.

Удельное сопротивление от стрелок, возникающее от ударов на остряках и крестовинах, определяется по формуле:

где lc - длина стрелочного перевода, в м.

Удельное сопротивление от кривых wк, возникающее вследствие повышенного трения при вписывании вагона в кривые, определяется по формуле:

где R - радиус кривой в м,

lк - длина кривой в м,

?? - суммарный угол поворота отцепа в град.

5. Определение энергетической высоты отцепа. Высота горки и мощность тормозных средств

В точке А (см. рис. 4.1) скорость отцепа была равна vA. В точке В она стала vB. Приращение кинетической энергии отцепа будет равно потере потенциальной энергии минус потеря энергии на преодоление сопротивления движению.



где m - масса отцепа в кГ с/ м,

w - сила сопротивления движению в кГ/м2,

vA, vB - скорости отцепа в точках А и В,

l - расстояние от точки А до точки В,

h - разость высоты точек А и В (изменение потенциальной энергии).

Подставив m = Q / g / и h = l i 10-3 , получим:

где g /- ускорение свободного падения с учётом вращающихся масс,

g / = 9,6 м/с2.

Отсюда получаем:

Определим кинетическую энергию единицы веса отцепа (одной тонны) в точке А, подставив вместо vB приведённое выше выражение:

hw - потеря энергетической высоты отцепа, затрачиваемая на преодоление сопротивления движению;

h0 - энергетическая высота отцепа в точке А (на горбе горки) за счёт начальной скорости роспуска состава.

Единицей измерения энергетической высоты отцепа является метр энергетической высоты МэВ.

Высотой горки называется разность отметок вершины горки и расчётной точки на наиболее трудном по сопротивлению подгорочном пути. Расчётной точкой является точка на подгорочном пути, отстоящая от предельного столбика на расстоянии 100 м. Высота горки определяется с учётом наихудших условий скатывания вагонов, которые зависят от ходовых свойств бегуна и различного рода сопротивлений движению: ветра, температуры окружающей среды и др.

Высота сортировочной горки должна быть такой, чтобы очень плохой бегун (порожняя платформа с подшипниками скольжения), двигаясь на самый трудный путь при встречном ветре максимальной силы без применения средств торможения, проследовал на подгорочный путь и остановился в расчётной точке. Исходя из указанных выше условий, высота сортировочной горки определяется по формуле:

HГ = [s(wo + wср) + 20n +9?a]10-3 -h0

где s - расстояние от вершины до расчётной точки в м;

wo - основное удельное сопротивление расчётного (очень плохого) бегуна в кГ/т;

wср - дополнительное сопротивление движению от воздушной среды и ветра в кГ/т;

n - количество стрелочных переводов в маршруте;

?a - суммарный угол поворота отцепа при следовании по маршруту в градусах;

h0 - начальная энергетическая высота бегуна (скорость надвига 5 км/ч для горок большой и средней мощности и 3,5 км/ч для горок малой мощности).

Согласно правилам и нормам проектирования на больших и средних горках суммарная мощность вагонных замедлителей первой и второй тормозных позиций должна быть такой, чтобы можно было остановить очень хороший бегун, движущийся по самому лёгкому маршруту, на второй тормозной позиции.

НТ = НГ + h0 - [sII (wo + wср) + 20n +9?a]10-3

где sII - расстояние от вершины горки до конца вагонных замедлителей второй тормозной позиции.

На малых сортировочных горках суммарная мощность тормозных средств должна быть такой, чтобы при их полном затормаживании очень хороший бегун, двигаясь на самый лёгкий путь, имел скорость у предельного столбика подгорочного пути не более допустимой скорости соударения вагонов (< 5 км/ч).

НТ = НГ + h0 - [sII (wo + wср) + 20n +9?a]10-3- hc

где hc - энергетическая высота отцепа при допустимой скорости соударения (vc = 5км/ч, hc = 1.2 мэв).

6. Построение кривых скорости и времени движения отцепов по спускной части горки

Самым неблагоприятным сочетанием бегунов является сочетание, когда за очень плохим бегуном движется очень хороший бегун, а во след ему движется опять очень хороший бегун (ОПБ - ОХБ - ОПБ). В этом случае наиболее вероятны нагоны одного бегуна другим. Поэтому кривые скорости и времени строятся для двух бегунов ОПБ и ОХБ. При этом очень плохой бегун не тормозится и движется на самый трудный путь, а очень хороший бегун движется на самый лёгкий путь, мощность вагонных замедлителей второй тормозной позиции используется полностью, а первой тормозной позиции частично таким образом, чтобы отцеп в расчётной точке имел скорость, равную допустимой скорости соударения.

На рис. 6.1 показано построение кривых скорости и времени для очень хорошего бегуна.

Построение этих кривых выполняется в следующей последовательности: сначала строится кривая изменения энергетической высоты отцепа при его движении без применения средств торможения (кривая а,б,в,г,д,е), затем строится эта же кривая, но с применением средств торможения (кривая а,б,в',г',д'.е'). С использованием последней кривой рассчитываются кривые скорости и времени.

Кривая изменения энергетической высоты отцепа строится следующим способом:

- на чертёж наносится в выбранном масштабе профиль горки (её спускная часть);

- для каждого участка спускной части рассчитываются по приведённым в разделе 5 потери энергетической высоты в результате действия сил сопротивления движению (силу ветра определяют по розе ветров для данной местности) и строят кривую изменения энергетической высоты отцепа без применения его торможения (кривая а, б, в, г, д, е );

- отложив энергетическую высоту допустимого соударения hc , переносят участок д-е кривой энергетической высоты отцепа в точку е' (участок кривой д' - е');

- от точки д' откладывают энергетическую высоту, снимаемую вагонным замедлителем второй тормозной позиции Н2ТП, и проводят линию г'-д';

- участок кривой энергетической высоты в-г переносят в точку г/ (отрезок кривой в'-г');

- соединяют точки б и в'.

Расчёт и построение кривой скорости выполняется в следующей последовательности:

- спускную часть горки от вершины до расчётной точки разбивают на элементы длиной ?s (обычно ?s = 10 м) и для конца каждого элемента определяют энергетическую высоту отцепа, определяемую его скоростью hкj (расстояние от кривой энергетической высоты отцепа до профиля горки);

- определяют скорость отцепа в конце каждого элемента пути по формуле

где j - номер элемента пути.

Для построения кривой времени рассчитывают время движения отцепа по каждому элементу пути.

?tj = ?s / vсрj , vсрj = (vj-1 + vj) / 2.

Рис. 5.1 Построение кривых скорости и времени движения отцепа

7. Эксплуатационные основы горочной автоматической централизации ГАЦ

телеуправление горка локомотив сортировочный

При механизации сортировочных горок все стрелочные переводы горочной горловины включаются в горочную автоматическую централизацию. Стрелочные переводы путей надвига, в зависимости от характера работы, включаются в электрическую или горочную централизацию, при этом, как правило, должна предусматриваться возможность управления этими стрелками с обоих постов централизации (двойное управление).

Ниже приведены требования к горочной автоматической централизации стрелок. Горочная автоматическая централизация должна обеспечивать:

- индивидуальное управление стрелками;

- электрическое замыкание всех пошёрстных стрелок, по которым осуществляется роспуск состава, а также охранных, исключающих выход подвижного состава в зону роспуска;

- контроль положения стрелок и занятости стрелочных секций на пульте управления;

- не должна допускать перевод стрелки под подвижным составом;

- автоматическое управление стрелками распределительной зоны сортировочной горки в процессе скатывания отцепов в программном или маршрутном режимах;

- автоматический возврат стрелки в контролируемое положение до вступления отцепа на изолированную стрелочную секцию в случае возникновения в момент перевода препятствия между остряком и рамным рельсом; - возможность перехода в процессе роспуска на ручное управление.

Горочный стрелочный электропривод и схема им управления должны обеспечивать перевод стрелки и надёжное её замыкание до вступления отцепов на её остряки (расчёт длины участка приближения к стрелке приведён в разделе 2). В режиме автоматического управления стрелкой контролируется свободность стрелочного путевого участка. Если в режиме автоматического перевода стрелки с течение 1,2 с не получен контроль её положения, предусмотрен автоматический возврат стрелки в первоначальное положение.

Если после начала перевода стрелочное путевое реле обесточится, перевод стрелки продолжится, автовозврат будет отключен. Схема электропитания электропривода предусматривает довод стрелки до крайнего положения в случае отключения энергоснабжения или переключения фидеров питания.

Как указывалось выше, вся спускная часть горки оборудуется рельсовыми цепями, контролирующими место нахождения отцепов. Рельсовые цепи необходимы также для организации трансляции задания на перевод стрелок по плану сортировочной горки. Обычно длина стрелочной секции 11,38 м, бесстрелочного участка - 12,5 м, но могут применяться и более короткие рельсовые цепи 6 м и даже 4,5 м или более длинные - до 16 м. Рельсовые цепи от последней разделительной стрелки до парковой тормозной позиции допускается применять длиной 25 м.

Рельсовые цепи, превышающие 12,5 м, применяются в зонах высоких скоростей скатывания отцепов, если при этом соблюдается интервал между отцепами, позволяющий их разделить на разделительной стрелке.

Для уменьшения времени срабатывания путевого реле на спускной части сортировочной горки используются нормально разомкнутые рельсовые цепи частотой 25 Гц.

Для защиты стрелок ГАЦ от перевода при повышенном сопротивлении шунта или при пропуске длиннобазных вагонов (расстояние между внутренними колёсными парами превышает 11,38 м) на рельсовых цепях головных стрелок и первых стрелок пучков устанавливаются по две рельсовые педали и другие устройства, обеспечивающие контроль занятости рельсовой цепи при потере шунта (фотоэлектрические устройства, радиотехнические датчики свободности и т.п.).

Горочная автоматическая централизация может работать в одном из трёх режимов: дистанционное управление стрелками, маршрутный или программный режим задания маршрутов.

При дистанционном управлении стрелками оператор переводит стрелку путём переключения в соответствующее положение стрелочной трёхпозиционной рукоятки. В исходном состоянии она находится в среднем положении, стрелка находится на автоматическом управлении. Переключение рукоятки в плюсовое или минусовое положение обеспечивает перевод стрелки в это же положение. При этом в цепи управления стрелочным электроприводом свободность стрелочной секции не контролируется и автовозврат стрелки отключен.

При маршрутном управлении номер маршрута (номер подгорочного пути) задаётся оператором в момент нахождения отцепа на горбе горки. Это задание транслируется на первую стрелку, и она устанавливается в необходимое положение. При вступлении отцепа на эту стрелку, задание на перевод стрелок передаётся на следующую в маршруте стрелку. Таким образом, задание на установку маршрута передаётся последовательно от стрелки к стрелке по мере продвижения отцепа. Если между стрелками будет находиться отцеп, то задание передаётся только в пределах свободной части маршрута и там задерживается до освобождения рельсовых цепей. В случае нагона одного отцепа другим, задание на перевод стрелок второго отцепа гасится.

Программное управление предусматривает предварительное накопление заданий на установку маршрутов и их последовательную реализацию по мере роспуска составов. Обычно накопитель позволяет записать от 5 до 10 заданий. При роспуске составов оператор имеет возможность вводить в накопитель новые задания на установку маршрутов.

В устаревших системах ГАЦ (например, БГАЦ) при пропуске длиннобазных вагонов автоматический режим управления стрелками выключался и использовался режим дистанционного управления. В современных системах ГАЦ между горбом горки и перекрёстным съездом устраивается контрольный участок, обнаруживающий длиннобазные вагоны, что позволяет для сортировки этих вагонов использовать автоматические режиму управления стрелками.

В современных системах ГАЦ при роспуске составов контролируются возможные сбои (нагон одного отцепа другим, саморасцеп вагонов отцепа, в результате чего часть вагонов воспринимается как другой отцеп и т.д.). В результате этих сбоев вагоны могут попасть на незапланированных пути. Современные системы ГАЦ фиксируют сбои, и после окончания роспуска составов могут быть выведены на печать места нахождения этих «чужаков». После окончания роспуска ГАЦ выводит на печать результаты роспуска или передаёт их в выше стоящую систему, например, в АСУСС.

На вершине сортировочной горки для каждого горба устанавливается горочный светофор с маршрутным указателем. При наличии нескольких путей надвига перед выходными стрелками с них на вершину горки устанавливаются маршрутные горочные светофоры.

При плохой видимости горочного (маршрутного горочного) светофора с локомотива, надвигающего состав, на пути надвига устанавливаются повторители горочного (маршрутного горочного) светофора. На повторительных светофорах в середине путей парка приёма красный огонь заменяется синим. Повторительные и маршрутные горочные светофоры имеют те же показания, что и горочный светофор.

При наличии систем ТГЛ или ГАЛС повторители горочного (маршрутного горочного) светофора не предусматриваются.

Горочный светофор, управляющий процессом роспуска составов, имеет следующие показания:

- красный огонь - роспуск запрещён;

- зелёный огонь - роспуск разрешён с установленной скоростью;

- жёлтый огонь - роспуск разрешён с пониженной скоростью;

- красный огонь и буква Н - необходимо осадить состав на путь парка приёма.

В горловине парка приёма, граничащей с путями надвига на сортировочную горку, устанавливаются маневровые светофоры. При открытии горочного светофора автоматически открываются все маневровые светофоры по маршруту надвига состава, обращённые в сторону приёмоотправочного пути. При осаживании состава на приёмоотправочный путь (на горочном светофоре горят красный огонь и буква Н) автоматически открываются маневровые светофоры противоположного направления.

Перекрытие показаний горочного светофора на красный огонь может быть осуществлено с пультов горочных постов и пульта электрической централизации парка приёма, а также составителями на горбе горки и регулировщиками скорости из будки. При этом автоматически закрываются: маршрутный горочный светофор, все повторители горочного светофора и маневровые светофоры по маршруту надвига.

Для ускорения роспуска составов в устройствах ГАЦ и ЭЦ, как правило, предусматриваются маршруты подтягивания составов с путей приёма до горочных (маршрутных горочных) светофоров. Перед каждым светофором, к которому производится подтягивание, предусматривается изолированный участок пути, с занятием которого все светофоры по маршруту подтягивания перекрываются на запрещающее показание. Длина участка должна соответствовать длине тормозного пути надвигаемого состава с учётом установленной скорости движения на жёлтый огонь, но не менее 50 м.

8. Эксплуатационные основы системы автоматического роспуска составов

Системы автоматического роспуска составов (АРС) управляют вагонными замедлителями и выполняют две функции:

- обеспечивают интервальное регулирование, позволяющее разделить следующие один за другим отцепы на разделительной стрелке и направить из на разные пути подгорочного парка;

- обеспечивают прицельное торможение, при котором отцеп подойдёт к стоящим на подгорочном пути вагонам со скоростью не более допустимой скорости соударения вагонов (5 км/ч или 1,2 м/с).

Для определения режима торможения и скорости выхода отцепа с тормозной позиции на измерительном участке определяются ходовые свойства отцепов. В качестве критерия выбора режима торможения и выходной скорости с замедлителя могут использоваться: весовая категория отцепа (система АРС-ГТСС) или весовая категория и ускорение отцепа на измерительном участке (АРС-ЦНИИ). Измерительный участок устраивается перед первой тормозной позицией (за 4,06 м от неё).

Весовая категория определяется с помощью весомера, выдающий четыре или пять градаций веса оси вагона (до 3,4 - лёгкий, 3,4 ? 5,25 - легко-средний, 5,25 ? 7,35 - средний и более 7,35 - тяжёлый). При пяти градациях веса добавляется среднетяжёлая. Весовая категория отцепа, состоящего из нескольких вагонов, вычисляется по следующей формуле:

где Q и n - а и количества разных категорий отцепов.

Для определения ускорения отцепа устанавливают три педали на равных расстояниях друг от друга и измеряют время движения головы отцепа между первой и второй и между второй и третьей педалями. Ускорение отцепа вычисляется по следующей формуле:

где l - расстояние между педалями;

t1, t2 - время движения отцепа от первой до второй и от второй до третьей педали, t = t1 + t2;

v1, v2 - скорость отцепа в начале и конце измерительного участка.

Для осуществления прицельного регулирования необходимо знать длину свободной части подгорочного пути, на который движется отцеп. Для этого разработаны и применяются устройства контроля заполнения путей (КЗП). Для этого подгорочные пути оборудуются рельсовыми цепями длиной 25 - 30 м, КЗП определяет число свободных рельсовых цепей, находящихся между предельным столбиком и стоящими на пути вагонами, и умножает на длину рельсовой цепи.

На железных дорогах РФ системы АРС раньше строились с использованием одного из двух направлений - АРС-ГТСС и АРС-ЦИИИ.

В АРС-ГТСС первая и вторая тормозные позиции выполняют задачу интервального регулирования скоростей отцепов, а третья тормозная позиция прицельное регулирование. В АРС-ЦНИИ первая тормозная позиция решает задачу интервального регулирования, вторая тормозная позиция - интервально-прицельного регулирования, третья позиция является корректирующей, исправляющей ошибки управления второй тормозной позиции. Принцип регулировки скоростей в указанных системах АРС показан на рис. 8.1.

На рис. 8.1а показан способ регулировки скорости отцепов в системе АРС-ЦНИИ. Первая тормозная позиция выполняет только интервальное регулирование. При этом ходовые свойства отцепа оцениваются только его весовой категорией. Для каждой весовой категории статистическим путём была определена выходная скорость отцепа с тормозной позиции (4 градации). Вторая тормозная позиция выполняет функции как интервального, так и прицельного регулирования. Ходовые свойства отцепа оцениваются не только его весом, но и ускорением на измерительном участке (16 градаций).

Третья тормозная позиция осуществляет прицельное регулирование, корректируя тем самым скорость отцепов. Это решение позволяет до минимума уменьшить мощность третьей тормозной позиции (третьих тормозных позиций столько, сколько подгорочных путей).

Расчёт выходной скорости со второй и третьей тормозных позиций выполняется по следующим формулам:

где Vср2 - расчётная скорость соударения вагонов;

?a - суммарный угол поворота отцепа;

n - число стрелок между второй и третьей тормозными позициями;

l2, l3 - дальность пробега отцепа от второй и третьей тормозных позиций;

hT - мощность парковой позиции;

k - коэффициент, учитывающий долю парковой тормозной позиции для обеспечения необходимого интервала в стрелочной зоне;

а1 - ускорение отцепа, определяемое на измерительном участке, с учётом поправки на уклон; a1 = a - g'(ia -iз)10-3;

ia, iз - уклон измерительного участка и средний уклон зоны, расположенной за второй или третьей тормозными позициям;

На рис. 8.1.б приведена схема регулировки скоростей отцепов в системе АРС-ГТСС. В этой системе первая и вторая тормозные позиции осуществляют интервальное регулирование, а треть позиция - прицельное торможение. По сравнению с АРС-ЦНИИ мощность замедлителей третьей тормозной позиции увеличилась вдвое.

Принцип интервального регулирования в системе АРС-ГТСС заключается в том, что отцепы всех категорий выпускаются с тормозной позиции с такой скоростью, чтобы к следующей тормозной позиции они подходили с равными скоростями. Если скорость отцепа отличается от ожидаемой, выходная скорость со следующей тормозной позиции изменяется на величину разности фактической и ожидаемой скоростей. При систематической ошибке одного знака по цепи обратной связи изменяются выходные скорости с предыдущей тормозной позиции.

Выходная скорость отцепа с третьей тормозной позиции рассчитывается по следующей формуле:

где Vср2 - расчётная скорость соударения вагонов;

L - расстояние до стоящих на пути вагонов;

w - сопротивление движению отцепа (зависит от весовой категории отцепа;

i - средний уклон подгорочного пути;

?Vу - скорость, соответствующая времени упреждения сигнала при оттормаживании замедлителя.



Рис. 8.1 Регулирование скорости отцепов в системах АРС-ЦНИИ и АРС-ГТСС

В современных системах АРС, благодаря применению в них вычислительной техники, ходовые свойства отцепа оцениваются только по его весовой категории и корректируются в ходе роспуска в соответствии с фактической скоростью отцепа в контрольных точках спускной части горки. Отказ от измерительного участка перед первой тормозной позицией привёл к уменьшению длины горки.

9. Эксплуатационные основы системы автоматического задания скорости роспуска составов

При постоянной скорости роспуска (скорости надвига состава на горку) эта скорость выбирается такой, чтобы не было нагона отцепов одного другим при любом сочетании категорий отцепов и при движении на любой подгорочный путь. Как указывалось выше, наиболее неблагоприятными сочетаниями отцепов являются ОП-ОХ-ОП, которые и определяют скорость надвига.

Переменная скорость роспуска позволяет существенно повысить пропускную способность сортировочной горки.

На рис. 9.1 показана схема положения отцепов в момент их нахождения на горбе горки и на разделительной стрелке. При этом указаны расстояния между серединами отцепов.

Первый отцеп отделится от второго на горбе горки в тот момент, когда его центр тяжести перевалит через горб горки, второй отцеп отделится от состава, пройдя указанное на рисунке расстояние. Время между отрывом первого и второго отцепов to будет равно:

где vo - скорость надвига состава.

Время между моментами проследования первого и второго отцепов по разделительной стрелке определяется из формулы:

где vmin - минимальная скорость отцепа на разделительной стрелке;

b1, b2 - базы первого и второго отцепов (база отцепа - расстояние между крайними колёсными парами отцепа);

lрц - длина рельсовой цепи;

?t - диф, т.е. разница во времени движения очень хорошего и очень плохого бегунов от горба горки до разделительной стрелки.

Приравняв to и tp можно определить оптимальную скорость надвига состава на горку:

Рис. 9.1. Положение отцепов на горбе горки и разделительной стрелке

Исходными данными для расчёта скорости роспуска являются: длины отцепов, номера маршрутов и диф на разделительной стрелке. Длины отцепов и номера маршрута поступают от горочного программно-задающего устройства ГПЗУ, дифы рассчитываются при создании системы и её настройке и являются константами.

Результаты расчёта высвечиваются на маршрутном указателе, находящемся на горбе горки и передаются в систему телеуправления горочным локомотивом ТГЛ.

10. Телеуправление горочным локомотивом

Системе ТГЛ состоит из двух подсистем: подсистемы передачи рекомендуемой скорости роспуска на локомотив и подсистемы автоматического управления локомотивом.

Подсистема передачи сообщения на локомотив строится с применением индуктивного канала (вдоль путей надвига и парка приёма прокладывался шлейф, по которому пропускался сигнал с несущей частотой 39 кГц) или цифрового радиоканала.

Сообщения для ТГЛ могут передаваться и с использованием устройств горочной автоматической локомотивной сигнализации ГАЛС.

Всего передаётся 12 значений частоты от3 до 10 км/ч и команда «Стоп». На локомотиве устанавливается дисплей, на котором высвечиваются скорости двух отцепов: находящегося на горбе горки и следующего за ним.

Подсистема автоматического управления горочным тепловозом является двухконтурной системой автоматического регулирования: грубой регулировки и точного управления. Контур грубой регулировки предусматривает управление дизелем и включается при большой разности заданной и фактической скоростей. Контур точной регулировки управляет скоростью локомотива путём изменения напряжения на выходе главного генератора, устройства автоматики изменяют величину тока в обмотке возбуждения генератора-возбудителя (генератора, подающего ток в обмотку возбуждения главного генератора).

Размещено на Allbest.ur