ВВЕДЕНИЕ Контроль бдительности машиниста - осуществляется с целью автоматической остановки поезда, в случае неподтверждения машинистом своей бдительности. Контроль бдительности машиниста обеспечивается путевыми и локомотивными устройствами. К путевым относятся устройства полуавтоматической блокировки, автоматической блокировки, автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), к локомотивным — приёмник и дешифратор АЛС, электропневматический клапан (ЭПК), датчик фактической скорости, устройство сравнения фактической и допустимой скоростей, измеритель периода времени, рукоятка бдительности. Предупредительный сигнал о необходимости проверки бдительности подаётся машинисту после вступления поезда в зону сближения с препятствием (поездом, сигналом, ограничивающим скорость движения), которое фиксируется изменением сигналов, воспринимаемых устройствами АЛС. В результате включается измеритель периода времени и подаётся предупредит, сигнал (акустич. или световой). В случае потери машинистом бдительности по истечении контрольного времени, равного 6 с, срабатывает ЭПК, происходит разрядка тормозной магистрали и осуществляется экстренное торможение поезда. Если в течение этого времени машинист нажмёт рукоятку бдительности (восстановится нормальное состояние ЭПК), экстренной разрядки тормозной магистрали не произойдёт. При фактической скорости поезда ниже допустимой бдительность машиниста проверяется только при смене сигнала АЛС на более запрещающий. При отсутствии путевых устройств АЛС (например, на линиях с полуавтоматической блокировкой) проверка бдительности осуществляется через 1—1,5 мин независимо от скорости движения. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 3 1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Л116 Устройством Л-116 в основном оборудуются маневровые тепловозы. Необходимость его установки связана с тем, что при производстве маневров для подтверждения своей бдительности машинисту приходится постоянно отвлекаться от наблюдения за сигналами и свободностью пути. Новое устройство обеспечивает отмену очередной периодической проверки бдительности машиниста в случае выполнения им операций по управлению локомотивом. Как и типовая схема AЛCH устройство Л-116 предусматривает однократную проверку бдительности при смене показаний локомотивного светофора. Устройством регистрируются операции управления: контроллером машиниста, песочницей, прожекторами, краном машиниста, краном вспомогательного тормоза (рис. 1). Для регистрации применения тормозных кранов в магистраль тормозных цилиндров подключается приемник давления типа ЭДМУ. В случае неисправности устройства в нем срабатывает узел контроля, который отключает блок Л-116 от схемы AЛCH и в зависимости от характера неисправности или восстанавливает типовую схему, или вынуждает машиниста тумблером отключить устройство, в результате чего также восстанавливается типовая схема. Рисунок 1 - Структурная схема подключения устройства контроля бдительности типа Л-116: ОЯ - общий ящик AJICH; ТВ - тумблер включения устройства; КМ — контроллер машиниста; ПП — педаль песочницы; ПР — прожектор; ПД — приемник давления. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 4 При выполнении машинистом операции по управлению локомотивом устройство срабатывает, его реле кратковременно подключает цепь заряда конденсаторов АЛСН к источнику питания, и очередная периодическая проверка отменяется. Если за время разряда этих конденсаторов, составляющее 30 - 40 с или 60 - 90 с в зависимости от положения переключателя ДЗ ("АЛСН", "Без АЛСН"), машинист не производит никаких переключений электрических или пневматических приборов, то периодическая проверка сохраняется. При совпадении сигнала от аппарата управления локомотива с очередной периодической или однократной проверкой бдительности отмены проверки не происходит. Устройство Л-116 работает при всех огнях локомотивного светофора, кроме зеленого. Таблица 1 – Технические характеристики Наименование Источник питания Напряжение питания, В Максимальная потребляемая мощность, Вт Количество входных каналов Напряжение, прикладываемое к входному каналу, В Изменение напряжения, воспринимаемое как положительный или как полезный сигнал Время, замыкания релейных контактов, воздействующих на цепи АЛСН, с Максимальное напряжение коммутации входных релейных контактов, В Габаритные размеры, мм, не более Масса устройства, кг, не более Температура окружающей среды, 0С Показатель аккумуляторная батарея 50 ± 10 не более 10 14 35...110 отрицательный фронт импульса 0.5 ... 1.5 60 252× 215× 130 2,5 - 40 ... +50 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 5 2 КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ Л116 Устройство представляет собой пластмассовую коробку с металлическими скобами для крепления. На крышке коробки укреплена печатная плата с элементами и тумблер включения устройства. В корпусе коробки находится клеймная рейка для подсоединения проводов идущих в схему локомотива. Связь между платой печатной и клеймной рейкой осуществляется через разъем. Таким образом, крышка коробки с печатной платой и тумблером может быть снята для ремонта без снятия коробки с клеймной рейкой. Рисунок 2 – Общий вид устройства Л116 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 6 Рисунок 3 - Принципиальная схема устройства Л116 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 7 Схема функционально состоит из узла дифференцирующих цепей (RI...RI4, CI...CI4, VI... V28), узла усилителя-формирователя (R15...R19, V29... V32, Д1), исполнительно-контрольного узла (R20...R25, V33... V38, C15, K1 K2), узла питания (R26. R27, CI6...CI8, V39, V40). Узел дифференцирующих цепей включает в себя 14 дифференцирующих цепей постоянная времени которых определяется номиналами резисторов R1...RI4 и конденсаторов C1...C14. Выходы дифференцирующих цепей с помощью диодов V1...V28 объединены по двум типам для импульсов положительной и отрицательной полярности. Эти импульсы появляются на выходе дифференцирующих цепей при воздействии на входы импульсного сигнала от аппаратов управления локомотивом. Разрядными сопротивлениями для конденсаторов дифференцирущих цепей служат сопротивления по постоянному току нагрузочных реле цепей управления. Узел усилителя-формирователя выполнен на базе операционного усилителя Д1 с отрицательной обратной связью. Импульсы положительной полярности с выхода дифференцирующих цепей поступают на неинвертирующий, а отрицательной - на инвертирующий входы усилителя Д1. Резисторы R17, R18 обеспечивают порог чувствительности усилителя по обоим входам. При отсутствии сигнала с выхода дифференцирующих цепей на выходе Д1 напряжение отрицательно относительно общей точки схемы. При появлении сигнала на выходе дифференцирующей цепи на выходе Д1 возникает положительный импульс. Длительность этого импульса зависит от величины напряжения, поданного на вход и от номиналов R1...R14, C1...C14, C17, R18. С выхода усилителя-формирователя импульсы положительной полярности через R20, V33 поступают на вход исполнительного узла выполненного на транзисторах V35, V37. При отсутствии входных сигналов транзисторы заперты и реле K1 выключено. При появлении входного импульса транзисторы открываются и реле К1 срабатывает, если на входе 19 устройства подано напряжение. Нормально открытые контакты реле K1 замыкаются. Реле К2 бывшее под током, через нормально замкнутый контакт реле K1 при включении реле K1 не теряет питание сразу, так как у него существует цепь задержки R22, R23, C15. Таким образом, в течении некоторого времени реле K1 и К2 являются включенными одновременно и цепь между входами 15, 16 устройства является замкнутой. Время это составляет (0,5-1,5)с. Реле К2 служит для контроля работы реле КГ, так как, если реле К1 останется включенным больше заданного времени, реле К2 выключится. Нормально закрытые контакты К1 и К2 включены в цепь питания реле РБР через контакт РБЗ общего ящика АЛСН. Узел питания служит для преобразования напряжения (40...60) В аккумуляторной батареи в напряжение ± 9 В со средней точкой. Схема работает следующим образом. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 8 В случае полностью исправной схемы устройства и при отсутствии сигналов на входе устройства реле КГ обесточено, нормально замкнутый контакт реле К1 в цепи питания реле К2 замкнут и реле К2 находится под током. При поступлении в схему АПСН сигнала однократной или периодической проверки бдительности ЭПК1 обесточивается и, следовательно, обесточивается цепь питания реле К2 после выдержки времени (0,5... 1,5) с реле К2 выключается и замыкает своим нормально закрытым контактом цепь питания реле РБР дешифратора. В случае нажатия машинистом рукоятки бдительности реле PБP становится под ток, что приводит к восстановлению цепи ЭПК. Если же машинист не нажмет РБ в течении (6-8) с, то произойдет автостопное торможение. При выполнении машинистом операций по управлению локомотивом на входе устройства появляются импульсные сигналы при этом реле К1 кратковременно становится под ток на время (0,5... 1,5) с. При этом разрывается цепь питания К2, которое имеет задержку на отпадание, замыкается нормально открытый контакт К1, а контакт К2 еще не размыкается и происходит заряд конденсатора времязадающей цепи реле РБР и, таким образом, очередная проверка бдительности отодвигается. Если поступление сигнала от аппарата управления локомотива совпадает с очередной проверкой бдительности, то отмены проверки не произойдет так как цепь питания реле K1 и К2 будет обесточена и устройство будет работать, как при отсутствии сигналов на входах. В случае появления постоянного сигнала на выходе усилителяформирователя произойдет однократная отмена очередной периодической проверки бдительности, в дальнейшем реле К2 будет постоянно обесточено и цепь заряда конденсатора времязадающей цепи разорвана. При поступлении сигнала периодической или однократной проверки бдительности реле K1 будет обесточиваться и будет функционировать типовая схема проверки бдительности. Постоянное отсутствие сигнала на выходе усилителя-формирователя из-за неисправности аналогично отсутствию действий машиниста по управлению локомотивом, поэтому в этом случае работает штатная система проверки бдительности. При обрыве в цепи питания реле K1 цепь заряда конденсатора времязадающей цепи будет постоянно разорвана до отмены периодической проверки бдительности не будет. При поступлении сигнала периодической или однократной проверки бдительности будет обесточиваться К2, т. е. работает типовая схема. При замыкании реле K1 реле К2 постоянно обесточено и цепь заряда конденсатора, а также цепь питания реле РБР дешифратора будут разомкнуты. Поэтому при очередной периодической проверке нажатия штатной РБ не будет прекращать свисток ЭПК, что свидетельствует о возможной неисправности устройства и требует его выключения. При обрыве в цепи питания реле К2 цепь заряда конденсатора постоянно разорвано и функционирует типовая схема. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 9 При замыкании реле К2 цепь питания реле РБР разомкнута и при однократной проверке нажатия штатной РБ не прекращает свисток ЭПК, что свидетельствует о возможной неисправности устройства и требует его выключения. Рисунок 4 – Устройство контроля бдительности Л116У Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 10 3 МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ СХЕМА AJICH ДЛЯ РАБОТЫ В ОДНО ЛИЦО Для обслуживания локомотивов одним машинистом типовая схема AЛCH модернизируется таким образом, чтобы обеспечивать автомагическую остановку поезда при внезапной потере машинистом способности к управлению поездом. Непрерывный контроль состояния машиниста заключается в том, что от последнего требуется постоянное нажатие ножной педали НП или рукоятки бдительности РБ с кратковременным отпуском их при проверках бдительности. Рисунок 5 – Принципиальная модернизированная схема АЛСН для работы в одно лицо На локомотивах, оборудованных для работы в одно лицо, установлены: датчик давления тормозных цилиндров, в качестве которого используется сигнализатор отпуска тормозов № 352А (подключен в кабине к магистрали Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11 тормозных цилиндров, идущей от крана вспомогательного тормоза № 254); ножные педали НП в каждой кабине типа ПД-3 либо переделанные в ножные педали концевые выключатели или рукоятки бдительности РБ-80; реле К типа МКУ-48С. Существовавшая до модернизации рукоятка бдительности РБ переносится на сторону помощника машиниста, на пульте машиниста устанавливается кнопка проверки КП. Электропневматический клапан автостопа ЭПК1 получает питание через включенные параллельно замыкающие контакты ножной педали НП, рукоятки бдительности РБ и реле К. Этим обуславливается необходимость постоянного нажатия машинистом ножной педали или рукоятки бдительности. Реле К получает питание от зажима Я общего ящика ОЯ через включенные последовательно размыкающий контакт кнопки проверки AЛCH КП, замыкающий контакт датчика давления тормозных цилиндров ДДТЦ (замкнут при давлении не менее 2 кгс/см2) и размыкающий контакт 0-10 скоростемера СЛ2. Таким образом реле К может включиться только при скорости меньше 10 км/ч и наличии соответствующего давления в тормозных цилиндрах локомотива. Включение контакта реле К параллельно контактам ножной педали и рукоятки бдительности позволяет машинисту отпустить ножную педаль или рукоятку бдительности на стоянке при заторможенном локомотиве или в процессе торможения, когда скорость до 10 км/ч. Размыкающие контакты РБ, НП включены последовательно с размыкающим контактом реле К между зажимами Я и РБЗ общего ящика ОЯ, что обеспечивает восстановление схемы АЛСН кратковременным отпуском НП, РБ при проверках бдительности машиниста. На стоянке при заторможенном локомотиве для восстановления схемы АЛСН при смене огня локомотивного светофора необходимо кратковременно нажать кнопку КП. При модернизации зажигание белого огня локомотивного светофора вместо красного может производиться нажатием только одной кнопки ВК. Для этого в дешифраторе шунтируется контакт 21-22 реле рукоятки бдительности. В скоростемере контакт 0-10 отключается от разъема 2 и подключается к разъему 12 для включения реле К. Между разъемами 2 а 12 скоростемера СЛ2 включаются диоды VI, V2 для исключения разряда конденсаторов дешифратора через катушку реле К. В процессе движения машинист постоянно держит нажатой ножную педаль или рукоятку бдительности (со стороны пульта помощника машиниста) и периодически отпускает их на 1-2 с при свистках ЭПК или зажигания лампы световой сигнализации. При отпуске НП или РБ обесточивается катушка ЭПК. Чтобы автостоп не сработал во время перехода машиниста с одной стороны кабины на другую, переход должен быть выполнен не более чем за 5-6 с. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 12 4 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВА Л116 Устройства Л116 и Л116У должны обеспечивать перенос периодических проверок бдительности машиниста на 30-40 с или 70-90 с в зависимости от показаний локомотивного светофора при выполнении машинистом действий по управлению локомотивом. Устройство Л116 также должно обеспечивать перенос периодических проверок бдительности при работе с краном машиниста при темпе изменения давления в тормозных цилиндрах не менее 0,05 кгс/кв.см/с. Устройство Л116У должно обеспечивать отмену периодических проверок бдительности машиниста при скорости ниже минимально контролируемой скоростемером и давлении в тормозных цилиндрах не менее 1 кгс/кв.см Время замыкания релейных контактов, включенных в цепи АЛСН для переноса периодической проверки бдительности, должно быть 0,5-1,5 с. Проверка, настройка и ремонт устройств Л116 и Л116У должны производиться в соответствии с техническими описаниями и инструкциями по эксплуатации Л116.00.00 ТО и Л116У.00.00 ТО. Для проверки устройства необходимо собрать схему (рисунок 6). Снять с устройства крышку и отсоединить разъем от платы с элементами. Правильность монтажа между клеммовой рейкой и разъемом, проверить «прозвонкой». Подсоединить разъем схемы испытательной к разъему платы с элементами. 1. Включить ИП1 и выставить напряжение 50 В, должна загореться лампа H1. Включить тумблер S1 устройства, лампа H1 должна продолжать гореть. Включить тумблер SИ2, лампа H1 должна погаснуть. 2. Выставить на ИП1 напряжение 40 В и на ИП2 напряжение 35 В. Подсоединить зажим к клемме 1 КРИ и включить тумблер SИ1, секундомер РТ должен включиться и зафиксировать время (0,5...1,5) с. Сбросить секундомер РТ и выключить тумблер SИ1, секундомер РТ должен включиться и зафиксировать время (0,5... 1,5) с. Проделать вышеизложенные операции, присоединяя зажим к клеммам 2...14 КРИ. Настройка времени осуществляется подбором резисторов R17, R18. Отключать тумблер sи1 и сбросить секундомер РТ. Включить тумблер SИЗ, секундомер РТ должен включиться и зафиксировать время (0,5...1,5) с. 3. Выставить на ИП1 напряжение 60 В и на ИП2 напряжение 110 В, проделать операции по п. 2. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 13 Рисунок 6 – Схема испытания Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 14 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Устройство упрощает взаимодействие машиниста с устройствами АЛСН. Устанавливается на маневровых локомотивах. При производстве маневров машинисту приходится очень часто кратковременно отвлекаться от управления локомотивом чтобы поменять направление движения, отследить перемещения вагонников и вагонов, вести переговоры по рации и т.п. Если учесть, что боковые пути многих станций не кодируются и на устройствах АЛСН будет гореть белый сигнал, то машинист маневрового локомотива обречен постоянно проверяться на бдительность с интервалом 60-90 секунд, что крайне утомительно. При выполнении маневровой работы машинист выполняет большое количество непродолжительных действий (достаточно интенсивная работа), требующих большой внимательности, при выполнении такой работы заснуть крайне проблематично. В таких условиях устройства АЛСН только мешают выполнению работы, поэтому был разработан блок, который переносит периодические проверки бдительности, т.е. отсчет интервала проверки бдительности начинается снова при выполнении машинистом действий: - управления локомотивом контроллером машиниста; - управление тормозами; - управление песочницами; - управления прожектором и т.п. Устройство Л116У кроме выше перечисленного позволяет отключить проверку бдительности при стоянке заторможенного локомотива. Достаточно интересные устройства, которые могли бы найти применение и на магистральных локомотивах, но почему-то дальнейшего развития не получили. Даже идея не нашла дальнейшего распространения, а жалко. При следовании маневрового локомотива с поездом на перегон машинист обязан выключить устройство. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 15 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Бервинов В.И., Доронин Е.Ю. Локомотивные устройства безопасности: Учебник для техникумов и колледжей ж.-д. транспорта.- М.: Маршрут,205. 2. Венцевич Л.Е. Локомотивные устройства обеспечения безопасности движения поездов и расшифровка информационных данных их работы: Учебник для учащихся образовательных учреждений ж.-д. транспорта, осуществляющих профессиональную подготовку. – М.: Маршрут,2006. 3. https://msportal.ru/sites/difault/files/2018/05/07/kompleksnye_lokomotivnye_u stroystva_bezopasnosti_klub-u.pdf. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата 16
