Г у п м о с к о в с к и й м е т р о п о л и т е н

Г У П М О С К О В С К И Й М Е Т Р О П О Л И Т Е Н

У Ч Е Б Н О – П Р О И З В О Д С Т В Е Н Н Ы Й Ц Е Н ТР

А Р С – А Л С

Учебное пособие для подготовки по профессии «Машинист электропоездов метрополитена»

Автор: Сорокин Г.И.

Москва 2006 г.

НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ АРС-АЛС.

Система АЛС—АРС обеспечивает.
1. Непрерывный контроль за соблюдением предельно допустимых скоростей и автоматического включения тормозов при превышении этих скоростей поездом.
2. Автоматическое включение тормозов поезда до полной остановки случаях
— перед занятым блок—участком,
— на участке, где нарушена целостность рельсовой цепи,
— перед светофором с запрещающим показанием,
— при нарушении приемов сигналов АЛС поездом.
3. Автоматическое отключение тормозов поезда после снижения скорости до предельно допустимой после подтверждения машинистом своей бдительности нажатием на кнопку восприятия торможения КВТ или педаль безопасности ПВ.
4. Сигнальные показания АЛС на пульте в кабине машиниста:
— разрешающие движение со скоростями соответствующими ступеням системы АРС, при наличии свободного пути длиной не менее расчетного тормозного пути для данной допустимой скорости,

— запрещающие движение, при запрещающем показании АЛС на пульте разрешается движение со скоростью не более 20 км/час при нажатии машинистом на ПБ или КВТ.
5. Фиксацию остановки поезда, включением вентиля №1, для предотвращения скатывания поезда на уклоне.

МОДИФИКАЦИЯ СИСТЕМЫ АЛС-АРС.

Система АЛС—АРС имеет несколько модификаций:

АРС — при восприятии двух и более частот фиксируется скорость наименьшей частоты.
МАРС 5/Т — модернизированная АРС, позволяет двигаться при восприятии только одной частоты (посылка одночастотного кодового сигнала осуществляется навстречу поезда). При восприятии двух и более частот — загорается ОЧ и выдается команда на торможение.
АРС с ДАУ АРС — АРС с дублирующим автономным устройством позволяющим при отказе головного комплекта включать хвостовой комплект аппаратуры. Где, навстречу (в голову) и вслед (в хвост) поезду одновременно передаются одночастотные кодовые сигналы основной и предупредительной сигнализации.
Система эксплуатируется на линиях с погашенными огнями светофоров.
АРС—Д 6/2 — модификация системы АРС, в которой навстречу (в голову) поезда передаются двухчастотные кодовые сигналы, одновременно воспринимаемые устройствами АРС в головном и хвостовом вагонах. Выделяя при этом информацию:
— о заданном направлении движения,
— о текущем значении допустимой скорости на преследуемом участке пути,
— об ожидаемом значении допустимой скорости на последующем свободном участке пути.

3. СИСТЕМА АЛС—АРС КАК ОСНОВОЕ СРЕСДВО СИГНАЛИ3АЦИИ

Система АЛС—АРС быстродействующая, частотно—кодовая, пятизначная. Кодовые сигналы на подвижной состав передаются по рельсовой линии токами низкой частоты 75—275 Гц. Предусмотрено пять ступеней допустимой скорости от О до максимального значения 8О км/ч, Каждой ступени допустимой скорости соответствует определенное значение сигнальной частоты, передаваемой по рельсовой линии
Сигнал о допустимой скорости движения воспроизводится в виде цифровой индикации на локомотивном указателе в кабине машиниста. Во время движения сигнальные показания о допустимой скорости меняются на меньшее или большее в зависимости от изменения длины свободного пути перед движущимся поездом.

ПУТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА.

Путевые устройства предназначены для передачи на поезд информации о допустимой скорости движения по блок—участку в зависимости от сближения поездов, тормозных путей поезда и накладываемых на путь ограничений.
Путевые устройства состоят из:
— резонансных рельсовых цепей (блок—участков),
— устройств, определяющих свободность или занятость рельсовых цепей, а также их исправность,
— устройств, кодирующих информацию о наличии впереди по движению поезда свободных или занятых блок—участков,

- задающих генераторов сигнальных частот ГАЛС.

6.1. РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ.

Основу путевых устройств составляют рельсовые цепи, представляющие собой электрическую цепь, состоящую из двух ходовых рельсов, ограниченных по краям изолирующими стыками и имеющими на одном крае приемник тока, на другом — источник питания.
Весь рельсовый путь делится на отдельные участки, по которым подаются сигналы соответствующие допустимым скоростям движения по данному блок—участку.
Принцип подачи сигналов частотно—кодовый, каждой частоте в рельсовой цепи соответствует строго определенная допустимая скорость, причем ток с более низкой частотой несет информацию о более высокой скорости.
Частоте 75 Гц соответствует скорость 80 км/час, 125Гц — 7О км/час, 175Гц — 6О км/час, 225Гц — 40км/час, 275Гц — О км/час, З25 Гц - признак направления движения ДАУ—АРС, ОЧ — О км/час.

Рельсовые цепи работают в сложных условиях. По рельсовой линии одновременно протекают два сигнальных тока - ток промышленной частоты 5ОГц, обеспечивающий работу путевого реле и ток кодовых сигналов АЛС—АРС для передачи на поездные устройства.
Одновременно ходовые рельсы используются в качестве пропуска обратного тягового тока.
Для пропуска тока в обход изолирующих стыков устанавливаются путевые дроссель—трансформаторы ДТН—О17, имеющие очень маленькое сопротивление постоянному току порядка 0, 00045Ом .
Обратный тяговый ток проходит с колесных пар на обе рельсовые нити и далее до изолирующих стыков. На конце рельсовой цепи ток с каждой рельсовой нити попадает в соответствующую полуобмотку дроссель—трансформатора и по средней точке переходит в следующую рельсовую цепь. В дроссель—трансформаторе следующей рельсовой цепи ток разветвляется в полуобьотке равными долями и стекает в каждую рельсовую нить.
Отвод обратного тягового тока на тяговую подстанцию осуществляется по кабелю, который подключается к шине, соединяющей средние точки дроссель—трансформаторов смежных рельсовых цепей.

ГЕНЕРАТОР - АЛС.

Генератор АЛС (ГАЛС) предназначен для преобразования переменного тока 50Гц в сигнальные токи АЛС частотой 76 Гц, 125 Гц, 175 Гц, 225 Гц, 275 Гц, 325 Гц.При этом любая сигнальная частота АЛС может быть получена от генератора путем соединения внешних выводов схемы.
Питается генератор от переменного тока частотой 50 Гц напряжением 20 В. Генератор рассчитан на питание одной рельсовой цепи АЛС. Генератор имеет двухстороннее включение цепей задающего контура поэтому количество выводов тоже двойное.
Сигнальную частоту формирует задающий генератор, который состоят из транзистора , трансформатора и конденсатора. Питается от выпрямительного устройства . Нормально контур настроен на частоту 275 Гц.
Переход с одной частоты на другую выполняется за счет изменения емкости контура путем подключения управляющих реле к конденсатору С275 соответственно конденсаторов С225, С175, С125, С75. Например, для получения частоты 75 Гц к контуру должны быть подключены все конденсаторы С275—С75, а для генерирования частоты 225 Гц к контуру должны быть подключены конденсаторы С275 и С225.

7. ПОЕ3ДНЫЕ УСТРОЙСТВА АРС.

К поездным устройствам относится аппаратура АРС и оборудование, установленное на вагоне.
Поездные устройства АРС предназначены для приема, расшифровки сигналов, получаемых с пути, включения сигнализации на пульте управления, автоматического снижения скорости поезда или полной его остановки. Осуществляет контроль деятельности машиниста и предупреждает скатывание поезда.

7.1 СТРУКТУРА АРС.

Аппаратура АРС состоит из 7 блоков, размещенных в стативе АРС. Статив установлен в правом аппаратном отсеке кабины. Между собой и со схемой управления вагоном блоки соединены с помощью разъёмов.
В комплект аппаратуры АРС входят блоки, предназначенные:
— БЛПМ 41, БЛПМ 23, БЛПМ 56 — блоки локомотивных приемников, для восприятия, усиления и расшифровки сигналов рельсовой цепи о допустимой скорости.
- БИС200А — 2 блока измерения скорости, для определения фактической скорости поезда,

- БСМ — блок сигнализации, для сравнения фактической и допустимой скоростей и формирования команд на торможение или невмешательства в процесс управления поездом, а также для управления сигнализацией на пульте
— БУМ - блок управления, для выдачи команд, сформированных блоком БСМ в схему управления поездом.
— СУ БЛПМ - согласующее устройство блоков БЛПМ, для согласования блоков БЛПМ с приемными катушками.
— блоки фильтры — 2 шт., для фильтрации напряжения питания 13 В от помех.

БЛОК БЛПМ

Блок БЛПМ содержит два селективных приемника, каждый из которых настроен на прием определенной сигнальной частоты. Для восприятия частот АЛС в поездкой аппаратуре установлено три блока БЛПМ.
БЛПМ 41 — воспринимает частоту 225Гц и 75Гц.

БЛПМ 23 — воспринимает частоту 125 Гц и 175 Гц.

БЛПМ 56 — воспринимает частоту 275 Гц и 325 Гц.
В состав блока входит :
1. Входной фильтр, который выделяет сигнальную частоту, на которую настроен данный приемник и обеспечивает необходимое затухание гармоник остальных частот, которые могут поступать от приемных катушек вместе с сигнальной частотой.
2. Промежуточный двухканальный усилитель - усиливает сигнал, поступающий с входного фильтра.
3. Амплитудный ограничитель - ограничивает уровень сигнала, подаваемого на вход промежуточного фильтра, чем достигается дополнительное подавление помех и устанавливается порог срабатывания приемника.
4. Промежуточный фильтр - выделяет номинальный сигнал приемника сравнительно неширокой полосы, чем достигается дополнительное подавление сигналов помех.
5. Выходной усилитель — усиливает сигнал до уровня срабатывания исполнительных реле.
Чувствительность приемников устанавливается по току в рельсовой цепи и составляет для частот:
75 Гц — 3,3 + 0,2А, 125 Гц — 2,1 + 0,1А, 175 Гц — 1,5 + 0,1А , 225Гц — 1,1 — 0,1А, 275Гц — 1,0 + О,1А, 325 Гц — 0,8 + 0,1А .
Для ДАУ - АРС: 325Гц—1,2 +О,1А
МАРС: 275Гц — 1,3 + О,1А.
Блоки КЛIIМ питаются постоянным током напряжением 13 В.

БЛОК БИС - 200А.

Блоком измеряется фактическая скорость поезда от 5 до 100 км/’час. Фактическая скорость в блоке оценивается по частоте переменного тока, поступающего от датчика скорости ДС-1. Датчик крепится на буксе колесной пары и сцепляется с осью колесной пары.
Блок БИС состоит: из усилителя, полосовых фильтров и электромагнитных реле, фиксирующих скорость.
При движении поезда, сигнал поступающий с датчика, усиливается в двухкаскадном усилителе. После усиления сигнал попадает на полосовой фильтр. Фильтр представляет собой систему из двух резонансных контуров. Каждый контур состоит из конденсатора и трансформатора. Скоростные реле подключаются ко второму контуру.
Частотные характеристики фильтров выбраны таким образом, что на границах ступеней контролируемой скорости, частотные полосы несколько перекрываются. В результате, при изменении скорости, сначала включается скоростное реле следующей ступени скорости, а затем отключается реле предыдущей ступени скорости. Этим обеспечивается включенное состояние хотя бы одного скоростного реле при движении поезда.

При стоянке датчик не вырабатывает сигнала и скоростные реле не включены. Для сохранении работоспособности схемы предусмотрено реле остановки РО.
Реле РО включается после снижения скорости поезда ниже 11 км/час через фронтовые контакты реле Р1. Это реле находится под током в течении всего времени стоянии поезда, имитируя нулевую скорость.
Цепь реле РО размыкается при трогании поезда, при сборе схемы на “ХОД”. РО имеет выдержку на отключение 7— 9 сек., за это время скорость поезда должна достигнуть больше 5 км/час, чтобы включилось реле Р1, которое своими фронтовыми контактами замкнет цепь реле контроля скорости.
В комплект поездкой аппаратуры входит два блока БИС, каждый из которых работает от самостоятельного датчика ДС--1.
Дублирование датчиков предусмотрено с целью получения достоверной информации о фактической скорости поезда с учетом возможного заклинивания колесной пары.
Контакты скоростных реле обоих блоков БИСсоединены в схеме последовательно.
Таблица контролируемой скорости скоростными реле БИС.

Реле на выходе фильтра	Ступень изменяемой скорости, км/ ч.
Р1	5,5 – 11,5
Р2	10 – 21,5
Р3	20 – 31,5
Р4	30 – 41,5
Р5	40 – 51,5
Р6	50 – 61,5
Р7	60 – 71,5
Р8	70 – 81,5
Р10	80 – 100,0

Блоки ВИС питаются постоянным током напряжением 13 В и 50 В для питания рел. РО.

7.1.3 СИГНАЛЬНЫЙ БЛОК БСМ.

Представляет собой релейный блок и включает в себя:
ГЭ — главное реле - контролирует включение устройств АРС. Имеет замедление на включение 0,8 — 1 ,0 С.
СИР 1 — СИР 5 — сигнальные реле, которыми фиксируется ступень допустимой скорости по сигналам, поступающим из БЛПМ. Каждой ступени допустимой скорости

соответствует свое реле СИР: СИР 1 - 80 км/час., СИР 2 — 70 км/час., СИР З - 60 км/час., СИР 4 - 40 км/час., СИР 5 — О км/час
СР 1, СР 2 — реле соответствия -.проверяют соответствие положения сигнальных реле фактическому значению сигнала, поступающего из рельсовой цепи.

Находятся под током в течение всего времени приема сигнала неизменной частоты.
Сигнальные реле СИР и реле соответствия СР управляют включением ламп сигнализации о допустимой скорости.
КСРI, КСР2 — реле сравнения допустимой и фактической скорости. Включены, когда V факт. < V доп.

КРО — реле контроля нулевого положения КВ. Включается при нахождении главной ручки КВ в нулевом положении.

КРХ — реле контроля ходового положения КВ. Включается при сборе схемы управления на “ХОД”.
КРТ — реле контроля сбора схемы вагона в режим торможения Включается при сборе схемы вагона на “ТОРМОЗ”.
БРI, БР2 — реле бдительности, включаются при нажатии на педаль безопасности или кнопку КВТ.
ПР 1 — повторитель скоростного реле Р 1 блоков БИС -контролирует скорость поезда в диапазоне от 5,5 — 11,5 км/час.
РНТ, РНТI — реле начала торможения включаются после подтверждения машинистом своей бдительности нажатием на КВТ или ПБ.
В блоке БСМ реле питаются постоянным током напряжением 75 В.

7.1.4 БЛОК УПРАВЛЕНИЯ БУМ.

Представляет собой блок исполнительных реле.
РВД 1, РВД2 — реле включения двигателей - замыкают цепи в схеме управления для возможности реализовать режим “ХОД”.
РУВД — реле управления включением двигателей.
РБ — реле байпаса.
Эти реле позволяют собрать схему в режим “ХОД”, осуществлять ручное или автоматическое торможение , если V факт.< V доп.
ТР — реле торможения - разбирает схему управления с режима “ХОД” и подготавливает для сбора схемы в режим торможения.
ПТР — повторитель реле ТР имеет выдержку на отключение 2,4 С.
ЭК, ЭК 1 — реле удерживает катушку ЭПК под током в течении времени проверки эффективности действия тормозов.
РВЗ 1 — .реле вентиля замещения № 1. Замыкает цепь питания вентилю №1.

РОТ — реле электродинамического тормоза. При начавшемся торможении от АРС замыкает цепь вентиля замещения № I на 1,0 с.
ПТР1 -- повторитель реле ТР, имеет выдержку на отключение 0,9 — 1,0 С.
РВТ1, РВТ 2, РВТ 4 — реле включения торможения. Замыкают цепи в схеме управления для сбора в режим «ТОРМОЗ».
РВТ 5 — реле включения торможения. Замыкает цепь вентиля замещения №2.
РИПП, ПЭК — реле, исключают повторное включение реле ЭК, ЭК1 после срабатывания ЭПК.
В блоке БУМ реле питаются постоянным током напряжением 75В.

ОБОРУДОВАНИЕ АРС.

ПК - Приемные катушки, служат для приема кодового сигнала из рельсовых линий.
Устанавливаются на головных вагонах перед 1—й колесной парой на уровне 175 +10 мм над уровнем головки ходового рельса на специальном кронштейне. ПК соединены последовательно и встречно . В результате полезной сигнал представляет сумму Э.Д.С., наведенных в катушках, а помехи имеют встречное направление.
Е = ЕI + Е2.
ПК представляет собой катушку из изолированного провода, намотанного на сердечник из трансформаторной стали. Число витков — 5600, сопротивление катушки — 85—90 ОМ. Вес — 5 Кг. Влагозащищенность достигается заливкой их эпоксидной смолой.
ДС -1 — датчик скорости, измеряет фактическую скорость движения. Устанавливается на 2—й и 4—й колесных парах с левой стороны вагона. С осью колесной пары соединен специальным приспособлением. ДС—1 состоит из ротора, представляющего собой зубчатый диск и статора, на корпусе которого установлены и закреплены по диаметру 4 катушки, соединенные последовательно. Возле каждой катушки установлен постоянный магнит. При вращении диска его зубцы пересекают магнитное поле и наводят в катушках переменную Э.Д.С., частота которой прямопропорциональна скорости вращения колеса. Фактическая скорость преобразуется в частоту выходного сигнала ДС—1 с коэффициентом 5,5 Гц,/ км/час. Этот коэффициент определяется диаметром бандажей колесных пар и числом зубцов на диске.
Для того, чтобы коэффициент был постоянным при изменении диаметра колесных пар, предусмотрен комплект сменных дисков с различным числом зубцов. При уменьшении диаметра колесных пар ставят диски с меньшим числом зубцов. Частота тока, вырабатываемая датчиком равна:
f = k V , Гц
где: k — коэффициент, равный 5,5 Гц/км/час.,

V - скорость движения, Км/час.
На указатель скорости информация поступает от датчика установленного на 2—й колесной паре.
РЦ 1 — разъединитель цепей АРС, служит для отключения систем АРС от схемы управления поездом.
Аппарат создан на базе пакетно—кулачковых переключателей и состоит из прессованных пакетов в которых расположены изоляционные кулачки, ролики и контактные мостики, имеющие двойной разрыв.
Кулачки располагают на квадратном валу. В зависимости от поворота рукоятки кулачки включают или выключаю контакты.
При включенных устройствах АРС РЦ—1 должен быть включен и опломбирован.
Не допускается промежуточное положение РЦ-I.
Если при отключении РЦ—1 нет хода от КВ, необходимо еще раз включить и выключить РЦ ( может быть потеря контакта).
ЭПК — электропневматический клапан, предназначен для разрядки тормозной магистрали экстренным темпом при отказе на одном из вагонов состава электрического и пневматического тормоза.
Кран ЭПК — для подсоединения тормозной магистрали к надклаланной полости ЭПК. При включении АРС кран ЭПК должен быть открыт, в противном случае схема на “ХОД” от КВ не соберется (не замкнутся контакты СОТ в цепи 20-го провода).
РКТТ — реле контроля тормозного тока. Установлено в тормозном контуре каждого вагона. Предназначено для контроля величины тормозного тока каждого вагона поезда при выдаче команды торможения от АРС. Контакты включены в цепь 34—го провода.

ДКПТ - датчик контроля пневматического тормоза. Контролирует вступление в действие пневмотормоза в случае отказа или истощения электротормоза.
Контакты включены в цепь того же 34 —го провода параллельно контактам РКТТ.

СОТ - сигнализатор отпуска тормоза. Контролирует включение ЭПК и автостопа, а также пневматического торможения.

Расположение оборудования АРС на вагоне указано на рис.

Г У П М О С К О В С К И Й М Е Т Р О П О Л И Т Е Н