Структура алсн и общий принцип работы

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) представляет собой комплекс устройств, автоматически повторяющих в кабине машиниста показания путевых светофоров, к которым приближается поезд, независимо от профиля пути и погодных условий.

По способу осуществления связи между движущимся локомотивом и неподвижными путевыми сигналами устройства АЛС подразделяются на непрерывного действия (АЛСН) и точечного действия (АЛСТ). При действии АЛСН показания путевых светофоров передаются на локомотив непрерывно, в течение всего времени следования по перегонам и станциям. АЛС точечного действия используется на участках с полуавтоблокировкой, при этом путевые сигналы передаются на локомотив только в определенных местах (точках) пути перед путевыми светофорами. В обеих системах АЛС для передачи сигналов с пути на локомотив используется рельсовая цепь, а сама передача сигналов осуществляется индуктивным способом.

На большинстве участков используется АЛСнепрерывного действия, которая дополняется устройствами автостопа, устройствами проверки бдительности машиниста и контроля скорости.

Автостопаминазываются устройства, контролирующие реакцию машиниста на показания путевых светофоров, к которым приближается поезд, и при необходимости (при непринятии мер машинистом) осуществляющие автоматическое приведение в действие тормозов. Таким образом, основная функция автостопов - предупреждение проезда светофора с запрещающим показанием и остановка поезда, если имело место превышение допускаемой скорости движения.

Рис. 9.1. Структурная схема АЛСН.

Все устройства, входящие в состав АЛСН, можно разделить на путевые (передающие) и локомотивные (принимающие). Путевые устройства находятся в релейном шкафу, расположенным около путевого светофора. В состав путевых устройств (Рис. 9.1.) входят кодовый путевой трансмиттер (ТРМ) и трансформатор (Тр). Трансмиттер служит для преобразования сигнального показания путевого светофора в соответствующую комбинацию число-импульсного кода, то есть трансмиттер периодически посылает в рельсовую цепь электрический сигнал переменного тока (код) с определенным числом импульсов и продолжительностью паузы между импульсами и сериями импульсов. Зеленому огню путевого светофора соответствует кодовая серия, содержащая три импульса с длинным интервалом, который отделяет его от трех импульсов следующей комбинации (Рис. 9.2.); желтому огню соответствует серия из двух импульсов; красному огню (на локомотивном светофоре горит желтый с красным огонь) - один импульс.

Частота кодового тока на участках с автономной тягой или с электротягой постоянного тока составляет 50 Гц, а на участках с электротягой переменного тока - 25 Гц или 75 Гц.

В состав локомотивных устройств АЛС (рис. 9.1.) входят приемные катушки (ПК), фильтр (Ф), локомотивный усилитель (УС) с импульсным реле (ИР),дешифратор (Д), электропневматический клапан автостопа (ЭПК), локомотивный светофор (ЛС), локомотивный скоростемер (ЗСЛ), рукоятка (кнопка) бдительности (РБ), кнопка (ВК) для зажигания на локомотивном светофоре белого огня вместо красного, а также тумблер (переключатель) ДЗ для изменения интервала времени периодической проверки бдительности машиниста.

Путевыми устройствами АЛС кодовый ток по одной из рельсовых нитей посыпается навстречу локомотиву, замыкается через его первую колесную пару и по второй рельсовой нити возвращается к источнику питания. Протекание в рельсах импульсов переменного тока сопровождается образованием вокруг рельсов переменного магнитного поля, в котором перемещаются приемные катушки локомотива, подвешенные перед первой колесной парой с каждой стороны по две. Высота установки приемных катушек над уровнем головки рельса составляет 100 - 180 мм. Силовые линии магнитного поля, пересекая витки ПК, наводят в них переменную э.д.с., величина которой зависит от величины кодового тока в рельсах и высоты установки катушек. Так, при высоте ПК над уровнем головки рельса 150 мм и кодовом токе в рельсах 10 А величина э.д.с. составляет приблизительно 0,65 – 0,75 В. Для суммирования э.д.с. обеих катушек они включаются последовательно. Минимальный кодовый ток, который может восприниматься приемными катушками, для разных видов тяги и рода тока составляет от 1,2 А до 2,0 А.

Наведенная в ПК э.д.с. через фильтр (Ф), поступает в локомотивный усилитель (УС). Фильтр настраивается на частоту кодового тока и не пропускает в усилитель токи других частот, а усилитель усиливает кодовый сигнал до величины напряжения, используемого в цепях управления локомотива. В усилителе происходит также преобразование кодовых импульсов переменного тока в импульсы постоянного тока. Включенное на выходе усилителя импульсное реле (ИР) является повторителем кода, посылая его в дешифратор (Д) как зашифрованное показание сигнала.

Дешифратор содержит ряд реле, которые объединены в несколько блоков.

Блок счета (БС) - включает в себя реле-счетчики, которые обеспечивают счет числа импульсов и интервалов между ними, поступающего с пути кода.

Блок фиксации кода (БФК) - включает в себя сигнальные реле «3», «Ж», «КЖ», которые создают соответствующие цепи питания сигнальных ламп локомотивного светофора.

Блок соответствия (БКС) - обеспечивает контроль (сравнение, соответствие) принимаемого с пути кода и состояние сигнальных реле БФК. Блок соответствия периодически через 5 - 6 с подключает сигнальные реле к реле-счетчикам с тем, чтобы на локомотивном светофоре загорелся нужный огонь. Таким образом, смена огней локомотивного светофора происходит с запаздыванием на 5 - 6 с. Это время соответствует приему трех серий кодовых импульсов.

Локомотивный светофор, дублирующий показания путевых светофоров, имеет следующие сигнальные показания:

Ø зеленый огонь «3» (на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит зеленый огонь);

Ø желтый огонь «Ж» (на путевом светофоре желтый огонь);

Ø желтый огонь с красным «КЖ» (на путевом светофоре красный огонь);

Ø красный огонь «К» - сигнал, запрещающий движение; появляется после проезда путевого светофора с красным огнем;

Ø белый огонь «Б» - показания путевых светофоров на локомотив не передаются.

Красному и белому огням локомотивного светофора соответствует отсутствие в рельсовой цепи электрического сигнала, а также непрерывный ток или импульсы тока, подаваемые с небольшими интервалами.

Блок контроля скорости- содержит реле контроля скорости (РКС), взаимодействующее с локомотивным скоростемером. Таким образом, принудительное торможение поезда ставится в зависимость не только от показания сигнала, но и от скорости следования поезда.

Блок бдительности (ББ) - осуществляет контроль бдительности машиниста.

При смене огня локомотивного светофора, например с зеленого на желтый, разрывается электрическая цепь питания катушки ЭПК и появляется звуковой сигнал, который звучит в течение 7 - 8 с. До истечения этого времени машинист должен нажать рукоятку (кнопку) бдительности (РБ) и тем самым восстановить цепь питание катушки ЭПК и прекратить звучание свистка. В случае отсутствия со стороны машиниста указанных выше действий ЭПК выполнит экстренное торможение. Таким образом, РБ служит для подтверждения машинистом своей бдительности и предупреждения принудительного экстренного торможения, вызываемого ЭПК.

При вступлении локомотива на некодированный участок пути в блоке БКС дешифратора обесточивается реле присутствия кодов, которое обеспечивает зажигание на локомотивном светофоре белого огня после зеленого пли желтого и зажигание красного огня после «КЖ». При этом имеется возможность с помощью кнопки ВК зажечь белый огонь вместо красного на локомотивном светофоре. Тумблер ДЗ имеет два положения - «АЛС» и «без АЛС». Переключением тумблера из одного положение в другое изменяется интервал времени периодической проверки бдительности машиниста.

Локомотивный скоростемер (ЗСЛ) в схеме АЛСН обеспечивает действие ЭПК в случае превышения контролируемых им скоростей движения, а также регистрирует на специальной ленте включенное положение ЭПК, нажатие РБ в пути следования и наличие огней на локомотивном светофоре.

Как правило, совместно с локомотивными устройствами АЛСН работает блок предварительной световой сигнализации (БПСС), который включает специальную световую сигнализацию, указывающую машинисту о необходимости нажатия РБ до подачи свистка ЭПК.

Схема АЛСН связана с цепями управления локомотива - при выключенном автостопе невозможно привести локомотив в движение, а при срабатывании ЭПК на экстренное торможение тяговый режим автоматически отключается.

Таким образом, совместная работа путевых и локомотивных устройств АЛСН обеспечивает:

Ø непрерывную передачу на локомотивный светофор показаний путевых светофоров, к которым приближается поезд;

Ø однократную проверку бдительности машиниста при смене огней локомотивного светофора;

Ø периодическую проверку бдительности машиниста при следовании с «К» огнем локомотивного светофора и скорости движения < 20 км/ч, «КЖ» или «Б» огнях; «Ж» огне и скорости движения более V_ж, отрегулированной на скоростемере;

Ø возможность изменения интервала времени периодической проверки длительности машиниста при следовании по участкам, не оборудованным путевыми устройствами АЛСН;

Ø контроль скорости движения при «КЖ» и «К» огнях локомотивного светофора;

Ø невозможность включения тяги при выключенных устройствах АЛСН с автостопом;

Ø автоматическое выключение тягового режима при срабатывании ЭПК автостопа на экстренное торможение;

Ø возможность включения на локомотивном светофоре белого огня вместо красного.

В настоящее время испытывается новая система автоматической локомотивной сигнализации с фазовой модуляцией кодового сигнала (АЛС-ЕН), позволяющая существенно увеличить объем передаваемой информации.

Электропневматический клапан авто­стопа (ЭПК) усл. № 150И

Электропневматический клапан авто­стопа (ЭПК) усл. № 150И состоит из не­скольких основных узлов: кронштейна 1, корпуса 2, средней части б, корпуса 15 замка и корпуса 16 электромагнитного вентиля. В этих узлах размещены:

в кронштейне 1 — камера К выдержки времени объемом 1 л и отводы для соедине­ния с питательной магистралью (с главным резервуаром ГР) через калиброванные дрос­сельные отверстия Б и В и с тормозной ма­гистралью М;

в корпусе 2 — срывной клапан (поршень 3 с резиновой манжетой и пружиной 4) экстренной разрядки магистрали по каналу Ат, плунжер 22, свисток (на рисунке не пока­зан) и камера Д;

в средней части 6 — диафрагма 5, клапан 7, рычаг 8 и пружина 9, поджатая винтом 12;

в корпусе 16 электромагнитного вентиля— катушка 18, якорь 17, шток 19 с пружиной 21 и сердечник 20;

в корпусе 15 замка — эксцентриковый ва­лик 25 и меха­низм 26 (замок) для приведения эксцентрика в действие. С осью валика 25 соединен пласт­массовый эксцентрик 24.

Полость над плунжером 22 сообщена с атмосферой отверстием диаметром 4 мм.

На крышке 10 укреплены концевой вы­ключатель 11 типа ВПК2010, выключатель 14 типа ВПК4020, контактная панель из четырех двухштыревых зажимов 29, закрепленных на скобе 27, и провода 30. Номера проводов выбиты на картонных шайбах 31. Из-под кожуха 13 провода выведены в резиновом шланге наружу. В будущем предусмотрена замена контактной панели на штепсельный разъем типа ШР.

Для включения ЭПК необходимо в кор­пус 15 замка вставить ключ и повернуть его вправо. При этом эксцентриковый валик 25 через буфер 28 переместит вниз шток 19 с плунжером 22 и прижмет клапан к седлу втулки 23.

Рассмотрим действие клапана автостопа при зарядке и торможении.

Зарядка. Воздух из питательной ма­гистрали ГР через кран 4 и калиброванное отверстие Б диаметром 1 мм, а затем через такое же отверстие В поступает в камеру выдержки времени К и камеру Д под диафрагмой. Зарядка каме­ры К от 1,5 до 8,0 кгс/см² происходит за время не более 10 с.

В результате диафрагма 8 займет верхнее положение, рычаг 9 переместит стержень концевого выключателя 10 и замкнет верх­нюю пару контактов. Электрическая цепь электромагнитного вентиля 1 будет подго­товлена к действию.

Сжатый воздух из тормозной магистра­ли М через кран 5 и калиброванное отвер­стие б диаметром 0,8 мм в поршне срывного клапана 12 проходит под клапан 11 и при­жимает его к седлу. Под усилием пружины 7 клапан 12 опустится и разобщит атмосфер­ный канал Ат с тормозной магистралью М. При воздействии на рукоятку бдительно­сти в катушку вентиля 1 подается ток напря­жением 45—55 В. При этом якорь притягива­ется к сердечнику электромагнита и шток 2 прижимает плунжер 3 к седлу. После этого надо ключ повернуть в левое положение до упора и оставить в замке.

Торможение. При проезде путевого незакороченного индуктора обмотка венти­ля 1 (рис. б) обесточивается. Под давлением воздуха со стороны питательной магистрали на плунжер 3 якорь со штоком 2 поднимается вверх.

Сжатый воздух из камеры выдержки вре­мени К и из камеры Д через калиброванное отверстие В поступает в свисток и уходит в атмосферу. Одновременно воздух будет по­ступать в свисток из питательной магистра­ли через отверстие Б.

Сечения отверстий Б и В подобраны так, что давление под плунжером 3 поддержива­ется около 2,0—2,5 кгс/см², и свисток дейст­вует независимо от снижения давления в камере К.

Если по истечении 6—7 с после начала подачи звукового сигнала свистком будет нажата рукоятка бдительности, катушка вен­тиля 1 снова получит питание и электропнев­матический клапан автостопа возвратится в исходное положение.

Давление воздуха в камере выдержки времени снижается с 8,0 до 1,5 кгс/см² за 7—8 с.

Если в течение этого времени рукоятка бдительности не будет нажата, давление воздуха в камерах К и Д снизится до 1,5 кгс/см², под усилием сжатой пружины диафрагма 8 прогнется вниз на 6,0—7,5 мм, а рычаг 9 откроет клапан 11, сообщив камеру над срывным клапаном 12 с атмосферой.

В ранее выпущенных клапанах автосто­па для удержания ключа в замке сделана скоба, которая крепится одним из винтов корпуса замка.

Давлением воздуха со стороны тормозной магистрали поршень срывного клапана будет отжат от седла, вследствие чего произойди экстренная разрядка тормозной магистрали через широкий атмосферный канал Ат в кронштейне клапана.

Стержень концевого выключателя 10, следуя за рычагом 9, опустится вниз и разъединит электрическую цепь ЭПК.

При давлении в тормозной магистрали около 1,5 кгс/см² срывной клапан 12 под действием пружины 7 опустится на седло.

Прекратить начавшееся торможение поез­да, вызванное срабатыванием автостопа, путем нажатия на рукоятку бдительности невозможно (электрическая цепь ЭПК разъ­единена контактами концевого выключа­теля 10).

Чтобы включить автостоп и произвести отпуск тормозов в поезде, необходимо ключ клапана повернуть в крайнее правое поло­жение.

Наличие на ЭПК выключателя 14 позво­ляет регистрировать на ленте скоростемера включенное положение автостопа, периоди­ческие нажатия рукоятки бдительности и срабатывание ЭПК (экстренное торможе­ние).

Скоростемер 3СЛ-2М

Скоростемер ЗСЛ-2М является показывающим, сигнализирующим, регистрирующим самопишущим измерительным прибором. Скоростемер показывает: скорость движения от 0 до 150 км/ч (или до 220 км/ч), суточное время в часах и минутах и суммарное количество километров, пройденных локомотивом, а также количество километров, пройденных за сутки, смену, рейс. Для регистрации параметров используется диаграммная лента: на 150 км/ч и на 220 км/ч.

Скоростемер ЗСЛ-2М (Рис. 9.5) состоит из корпуса 1 и двух откидных крышек 3 и 16. В нижней части корпуса имеется застекленное окно, через которое видны стрелки часов 9, стрелка 10 указателя скорости и счетчик 11 пройденного пути. Завод часов и перевод стречок осуществляется ключом 8. Также в нижней части корпуса расположены индикатор 13 давления в тормозной магистрали (сильфон), приводной валик 14 от редуктора колесной пары с масленкой 15 и штепсельный разъем 12 электропитания.

В верхней части корпуса, закрытым откидной крышкой 3 с прижимным механизмом 4, расположены лентопротяжный механизм 2 и регистрирующее устройство для записи на скоростемерную ленту различных параметров. Через застекленное окно крышки 3 видны писцы 7 регистрирующего устройства, которые перемещаются по вертикальным направляющим стойкам 6, Круглое окно 5 в крышке предназначено для сигнальной лампы на локомотивах, которые работают на участках с полуавтоблокировкой и оборудуются устройством предварительной световой сигнализации перед включением свистка ЭПК. Устройство предварительной световой сигнализации может использоваться и в виде специальных сигнальных ламп, установленных на пульте машиниста. В этом случае окно 5 не задействуется.

Откидная крышка 16 закрывает механизм контроля скорости, состоящий из двух кулачковых шайб, укрепленных на оси стрелки 10 указателя скорости, и четырех контактных групп. Данное устройство позволяет контролировать четыре скорости: 10 км ч. 20 км/ч - для всех поездов и две скорости (V_ж и V_кж), устанавливаемые различными для грузовых и пассажирских поездов.

Регистрирующее устройство скоростемера (Рис.9.6. а) состоит из четырех электромагнитов и восьми писцов, что позволяет регистрировать на скоростемерной ленте восемь соответствующих параметров. На ленте регистрируется:

Ø скорость движения (км/ч) в масштабе 1 мм – 3,75 км/ч для скоростемеров на 150 км/ч. или 1 мм – 5,62 км/ч для скоростемеров на 220 км/ч;

Ø пробег локомотива (км) в масштабе 5 мм - 1 км;

Ø время движения и стоянки в масштабе 1 мм - 1 мин;

Ø давление в тормозной магистрали локомотива (кгс/см²) в масштабе 1 мм – 0,24 кгс/см² для сильфона на 6,0 кгс/см² или 1 мм – 0,32 кгс/см² для сильфона на 8,0 кгс/см² ;

Ø задний ход локомотива;

Ø включенное положение ЭПК автостопа;

Ø наличие на локомотивном светофоре «Ж», «КЖ» и «К» огней.

Электромагниты регистрирующего устройства включены параллельно (Рис. 9.6. б): ЭЭ - в цепь катушки ЭПК; ЭЖ - в цепь лампы желтого огня локомотивного светофора; ЭБ (ЭКЖ) - в цепь лампы «КЖ»огня; ЭК - в цепь лампы красного огня.

Писцы скорости и времени расположены на одной вертикали и сдвинуты вправо по отношению к писцу ЭЖ на 27мм; писцы ЭК, ЭБ (ЭКЖ), давления в ТМ и заднего хода также расположены на одной вертикали и смещены вправо по отношению к писцам скорости и времени на 20 мм; писец ЭЭ сдвинут вправо на 22,5 мм по отношению к писцам давления в ТМ и заднего хода. Писцы ЭЖ, ЭБ (ЭКЖ), ЭК и ЭЭ приводятся в действие при возбуждении катушки соответствующего электромагнита, а писцы скорости, заднего хода, времени и давления в ТМ - механическим путем при движении локомотива и включенном часовом механизме.

Для регистрации параметров используется два вида скоростемерных лент: на 150 км/ч (Рис. 9.7) и на 220 км/ч; ширина ленты составляет 79,5 мм, длина 12 м.

На верхнем поле ленты шириной 30 мм регистрируются время движения н стоянок в часах от 0 до 24 и минутах от 0 до 30. Здесь же регистрируются показания локомотивного светофора, включенное положение ЭПК и АЛСН. Нижнее поле ленты шириной 40 мм используется для регистрации скорости движения (от 0 до 150 или до 220 км/ч). пройденного пути. направления движения и давления воздуха в ТМ.

Примеры записей параметров на скоростемерной ленте показаны на рис. 9.8.

Линия «1» на верхнем поле ленты характеризует время движения локомотива в минутах. Через каждые 30 мин. писец времени поднимается на 30 мм, после чего падает вниз до нулевой отметки, прочерчивая вертикальную линию «4». По высоте этой вертикальной линии определяется также время стоянки локомотива. При движении локомотива (лента при этом также перемещается) запись времени в минутах происходит по наклонной линии, угол наклона которой зависит от скорости движения. Время в часах регистрируется точечными наколами «ч» на расстоянии 6 мм влево от каждого второго вертикального получасового спада писца времени. Расстояние по вертикали между часовыми наколами составляет 1,25 мм.

Фиксация огней локомотивного светофора (Ж, КЖи К) осуществляется смещением вниз на 2,5 – 2,8 мм соответствующей линии ЭЖ, ЭКЖ или ЭК. Так, прямая линия, например ЭКЖ, свидетельствует об отсутствии на локомотивном светофоре огня «КЖ». Смещение этой линии на 2,5 мм вниз указывает на включение на локомотивном светофоре желтого огня. Обратное смещение этой линии на 2,5 мм вверх говорит о погасании на локомотивном светофоре «КЖ» огня. Включение и выключение ЭПК определяется по точкам «а» на линии ЭЭ. Кроме этого, на линии ЭЭ в виде небольших вертикальных черточек фиксируется периодическое нажатие РБ.

В нижней части ленты в виде кривой «v» регистрируется скорость движения локомотива. Пройденный путь «s» определяется по наколам на верхней линии времени (линия 3) и на нижней и верхней линиях скорости (соответственно линии 1 и 2). Задний ход локомотива фиксируется утолщенной линией «зх».

Давление воздуха в ТМ и режим торможения фиксируются линией «тм». При неизменном давлении в ТМ эта линия представляет собой прямую. При снижении давления в ТМ в результате приведения в действие автоматических тормозов (точка «б») линия ТМ смещается вниз. Величина этого смещения зависит от глубины разрядки ТМ.

Для расшифровки скоростемерных лент используются специальные шаблоны, линейки и приспособления.