RU2848845C1 - Automatic coupling device for freight cars - Google Patents
Automatic coupling device for freight carsInfo
- Publication number
- RU2848845C1 RU2848845C1 RU2025109962A RU2025109962A RU2848845C1 RU 2848845 C1 RU2848845 C1 RU 2848845C1 RU 2025109962 A RU2025109962 A RU 2025109962A RU 2025109962 A RU2025109962 A RU 2025109962A RU 2848845 C1 RU2848845 C1 RU 2848845C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coupling device
- car
- automatic coupling
- module
- automatic
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к системам контроля подвижного транспортного средства, в частности грузового железнодорожного вагона.The invention relates to control systems for a mobile vehicle, in particular a freight railway car.
Известна система дистанционного мониторинга железнодорожного транспортного средства, включающая мобильную и стационарную части, снабженные соответствующим программным обеспечением и связанные каналами внутренней и внешней связи, мобильная часть системы размещена на железнодорожном транспортном средстве, содержащем кузов, установленный на ходовые тележки, включающие надрессорные балки, боковые рамы, мобильная аппаратная часть системы, размещенная на железнодорожном подвижном составе, оснащена функциональными измерительными блоками, в состав которых входят измерительные датчики-преобразователи, связанные с микроконтроллером, с источником питания, с датчиком положения в пространстве, с датчиком внутренней температуры, с блоком связи для связи с центральным бортовым вычислительным блоком, который предназначен для сбора и обработки данных со всех функциональных измерительных блоков, формирования информационный посылки и ее отправки по каналам внешней связи на стационарную часть системы в виде центрального сервера и через него - на рабочие станции пользователей системы; центральным бортовым вычислительным блоком, который содержит микроконтроллер (ЦПУ), связанный с часами, источником питания, с датчиком внутренней температуры, с блоками связи для связи по каналам внешней связи на стационарную часть системы в виде центрального сервера, с блоком связи для связи с функциональными измерительными блоками по каналами внутренней связи, для определения координат железнодорожного транспортного средства центральный бортовой вычислительный блок обеспечен модулем глобальной навигационной спутниковой системы, при этом для увеличения надежности и защищенности системы от внешних воздействий и внутренних сбоев в систему введены дополнительные контролирующие и резервирующие элементы, предназначенные для контроля работоспособности как отдельных частей системы, так и всей системы в целом, которые выполнены в виде дополнительных контрольных датчиков и энергонезависимых блоков памяти, дополнительные контрольные датчики содержат микроконтроллер, часы, источник питания, блок связи внутреннего канала связи, датчик внутренней температуры, датчик положения в пространстве; аналогичными датчиками положения в пространстве также дополнительно оснащены функциональные измерительные блоки, центральный бортовой вычислительный блок, резервирующие элементы выполнены в виде энергонезависимых блоков памяти, введенных в состав функциональных измерительных блоков, в состав центрального бортового вычислительного блока и в состав дополнительных контрольных датчиков (RU 2681275, МПК B61L 25/00, опубл. 05.03.2019).A system for remote monitoring of a railway vehicle is known, including a mobile and a stationary part, equipped with appropriate software and connected by internal and external communication channels, the mobile part of the system is placed on a railway vehicle containing a body mounted on running gear, including bolster beams, side frames, the mobile hardware part of the system, placed on the railway rolling stock, is equipped with functional measuring units, which include measuring sensors-converters connected to a microcontroller, with a power source, with a position sensor in space, with an internal temperature sensor, with a communication unit for communication with a central on-board computing unit, which is intended for collecting and processing data from all functional measuring units, forming an information package and sending it via external communication channels to the stationary part of the system in the form of a central server and through it - to the workstations of the users of the system; a central on-board computing unit, which contains a microcontroller (CPU) connected to a clock, a power source, an internal temperature sensor, communication units for communication via external communication channels to the stationary part of the system in the form of a central server, with a communication unit for communication with functional measuring units via internal communication channels, for determining the coordinates of a railway vehicle, the central on-board computing unit is provided with a module of a global navigation satellite system, while in order to increase the reliability and security of the system from external influences and internal failures, additional control and backup elements are introduced into the system, intended for monitoring the operability of both individual parts of the system and the entire system as a whole, which are made in the form of additional control sensors and non-volatile memory units, the additional control sensors contain a microcontroller, a clock, a power source, a communication unit of an internal communication channel, an internal temperature sensor, a position sensor in space; The functional measuring units and the central on-board computing unit are also additionally equipped with similar spatial position sensors; the backup elements are made in the form of non-volatile memory units included in the functional measuring units, in the central on-board computing unit and in the additional control sensors (RU 2681275, IPC B61L 25/00, published 05.03.2019).
Недостатками известного технического решения являются малый охват измеряемых параметров, отсутствие возможности контроля состояния автосцепного устройства что не позволяет добиться высокой степени цифровизации вагона.The disadvantages of the known technical solution are the limited scope of measurable parameters and the lack of ability to monitor the condition of the automatic coupling device, which does not allow for a high degree of digitalization of the car.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является система контроля работы вагона, содержащая: а) один или более блоков датчиков, установленных на указанном железнодорожном вагоне, причем каждый из указанных блоков датчиков контролирует рабочий параметр указанного железнодорожного вагона, при этом каждый из указанных блоков датчиков содержит датчик, источник питания, процессор, память, схему связи и программное обеспечение, хранящиеся в указанном память и выполняется указанным процессором, при этом указанное программное обеспечение выполняет функции сбора данных от указанного датчика через периодические интервалы времени; а также б) блок управления связью, установленный на указанном железнодорожном вагоне, при этом указанный блок управления связью поддерживает беспроводную связь с указанным одним или несколькими датчиками; при этом упомянутый блок управления связью применяет эвристику для анализа данных, собранных от упомянутого одного или более сенсорных блоков, (а) для определения наличия фактического сбоя и (б) для прогнозирования потенциальных или неизбежных сбоев на основе статистического анализа упомянутых собранных данных. (US 9365223 B2, МПК B61L 15/0027, опубл. 14.06.2016).The closest analogue taken as a prototype is a system for monitoring the operation of a railcar, comprising: a) one or more sensor units installed on said railway car, wherein each of said sensor units monitors an operating parameter of said railway car, wherein each of said sensor units contains a sensor, a power source, a processor, a memory, a communication circuit and software stored in said memory and executed by said processor, wherein said software performs the functions of collecting data from said sensor at periodic time intervals; and also b) a communication control unit installed on said railway car, wherein said communication control unit maintains wireless communication with said one or more sensors; wherein said communication control unit applies heuristics to analyze data collected from said one or more sensor units, (a) to determine the presence of an actual failure and (b) to predict potential or imminent failures based on a statistical analysis of said collected data. (US 9365223 B2, IPC B61L 15/0027, published 14.06.2016).
Недостатками известного технического решения являются малый охват измеряемых параметров, отсутствие возможности контроля состояния автосцепного устройства что не позволяет добиться высокой степени цифровизации вагона.The disadvantages of the known technical solution are the limited scope of measurable parameters and the lack of ability to monitor the condition of the automatic coupling device, which does not allow for a high degree of digitalization of the car.
Технической проблемой является возможность контроля состояния автосцепного устройства.The technical problem is the ability to control the condition of the automatic coupling device.
Технический результат заключается в повышении надёжности грузового вагона, повышении срока эксплуатации грузового вагона за счёт увеличения охвата измеряемых параметров, возможности контроля состояния автосцепного устройства, своевременного обнаружения отклонения от нормативного параметра работы вагона и принятия мер по устранению отклонения.The technical result consists in increasing the reliability of a freight car, increasing the service life of a freight car due to an increase in the coverage of measured parameters, the ability to monitor the condition of the automatic coupling device, timely detection of deviations from the standard operating parameters of the car and taking measures to eliminate the deviation.
Указанный технический результат достигается тем, что автосцепное устройство грузового вагона, оборудованного системой мониторинга состояния вагона, включающей базовую станцию, датчики ускорения, датчики температуры, датчики давления, модуль приёма-передачи данных, содержит корпус, согласно изобретению автосцепное устройство оборудовано соединенной с корпусом электроконтактной коробкой, в которой установлены базовая станция, датчик давления, а также модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей, выполненный с возможностью передачи на модуль приёма-передачи данных сигнала об отклонении при скорости передачи данных менее 10 Мб/с и при пропускной мощности более 6 кВт на один вагон.The said technical result is achieved in that the automatic coupling device of a freight car equipped with a car condition monitoring system including a base station, acceleration sensors, temperature sensors, pressure sensors, and a data receiving and transmitting module comprises a housing, according to the invention the automatic coupling device is equipped with an electrical contact box connected to the housing, in which a base station, a pressure sensor, and also a module for automatic connection of electrical and information circuits are installed, configured with the possibility of transmitting a signal about a deviation to the data receiving and transmitting module at a data transmission rate of less than 10 Mbps and at a throughput of more than 6 kW per car.
Модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей может содержать клеммы, расположенные симметрично относительно оси пути.The module for automatic connection of electrical and information circuits may contain terminals located symmetrically relative to the axis of the track.
Модули могут получать электрическую энергию от локомотива или от автономного источника питания.The modules can receive electrical energy from the locomotive or from an autonomous power source.
Базовая станция может быть выполнена с возможностью получения энергии от локомотива или от встроенного источника питания, находящегося в электроконтактной коробке.The base station may be configured to receive power from the locomotive or from a built-in power source located in the electrical contact box.
Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 - общий вид вагона с местами расположения датчиков,Fig. 1 shows a general view of the car with the locations of the sensors,
на фиг. 2 - общий вид корпуса автосцепки с электроконтактной коробкой в сцеплении двух автосцепок.Fig. 2 - general view of the automatic coupling body with an electrical contact box in the coupling of two automatic couplings.
на фиг. 3 - общий вид корпуса автосцепки с электроконтактной коробкой в расцеплении двух автосцепок.Fig. 3 - general view of the automatic coupling body with an electrical contact box in the uncoupling of two automatic couplings.
на фиг. 4 - общий вид с соединенными клеммами электрических/информационных цепей.Fig. 4 - general view with connected terminals of electrical/information circuits.
на фиг. 5 - блок-схема работы датчиков ускорения и датчиков температуры,Fig. 5 - block diagram of the operation of acceleration sensors and temperature sensors,
на фиг. 6 - блок-схема работы системы контроля давления и сцепления автосцепки по вертикали и по горизонтали,Fig. 6 - block diagram of the operation of the pressure and clutch control system of the automatic coupling vertically and horizontally,
на фиг. 7 - автосцепка с клеммой 8 электрических и информационных цепей.in Fig. 7 - automatic coupling with terminal 8 of electrical and information circuits.
Позиции на фигурах:Positions on the figures:
1 (1.1, 1.2., 1.3, 1.4) - датчики ускорения,1 (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) - acceleration sensors,
2 - датчики температуры,2 - temperature sensors,
3 - ходовая часть (тележка),3 - chassis (bogie),
4 - рама вагона,4 - wagon frame,
5 - электроконтактная коробка,5 - electrical contact box,
6 - корпус автосцепки,6 - automatic coupling body,
7 - тормозная магистраль,7 - brake line,
8 - клемма электрических и информационных цепей.8 - terminal of electrical and information circuits.
Автосцепное устройство грузового вагона, оборудованного системой мониторинга состояния вагона, включающей базовую станцию, датчики ускорения 1 (1.1, 1.2., 1.3, 1.4), датчики давления, модуль приёма-передачи данных, содержит корпус 6 и оборудовано соединенной с корпусом 6 электроконтактной коробкой 5, в которой установлены базовая станция, датчик давления, а также модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей, выполненный с возможностью передачи на модуль приёма-передачи данных сигнала об отклонении при скорости передачи данных менее 10 Мб/с и при пропускной мощности более 6 кВт на один вагон.An automatic coupling device of a freight car equipped with a car condition monitoring system including a base station, acceleration sensors 1 (1.1, 1.2, 1.3, 1.4), pressure sensors, a data receiving and transmitting module, contains a housing 6 and is equipped with an electrical contact box 5 connected to the housing 6, in which the base station, the pressure sensor, and also a module for automatic connection of electrical and information circuits are installed, configured with the possibility of transmitting a signal about a deviation to the data receiving and transmitting module at a data transmission rate of less than 10 Mbps and at a throughput of more than 6 kW per car.
Модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей может содержать клеммы 8, расположенные симметрично относительно оси пути.The module for automatic connection of electrical and information circuits may contain terminals 8 located symmetrically relative to the axis of the track.
Модули могут получать электрическую энергию от локомотива или от автономного источника питания.The modules can receive electrical energy from the locomotive or from an autonomous power source.
Базовая станция может быть выполнена с возможностью получения энергии от локомотива или от встроенного источника питания, находящегося в электроконтактной коробке.The base station may be configured to receive power from the locomotive or from a built-in power source located in the electrical contact box.
В данном техническом решении под базовой станцией подразумевается известный из уровня техники узел, который в других патентах может быть назван иными терминами. Например, в патенте RU 214769 подобный узел описывается как «блок телематики», содержащий микроконтроллеры, модуль сотовой связи GSM, модуль глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS, блок памяти, акселерометр, Bluetooth-модуль. В патенте RU 2608206 для наименования подобного узла используется термин «вагон-комплект», разделенный на центральный блок, блок датчиков контроля и блоки датчиков загрузки, при этом центральный блок представляет собой автономное микропроцессорное устройство приема, обработки и хранения информации от всех блоков датчиков вагон-комплекта и имеет в своем составе технические средства определения пространственно-временного положения вагона на основе данных системы ГЛОНАСС/GPS и передачи накопленной или оперативной информации по радиоканалу сетей сотовой связи. Базовая станция таким образом может содержать микроконтроллеры, модуль сотовой связи, модуль навигации, блок памяти, акселерометр, Bluetooth-модуль.In this technical solution, the term "base station" refers to a component known in the prior art, which may be referred to by different terms in other patents. For example, in patent RU 214769, such a component is described as a "telematics unit" containing microcontrollers, a GSM cellular module, a GLONASS/GPS global navigation satellite system module, a memory unit, an accelerometer, and a Bluetooth module. Patent RU 2608206 uses the term "railcar set" to refer to a similar component, divided into a central unit, a control sensor unit, and load sensor units. The central unit is an autonomous microprocessor-based device for receiving, processing, and storing information from all sensor units in the railcar set and includes hardware for determining the car's spatial and temporal position based on GLONASS/GPS data and transmitting accumulated or operational information via a cellular network radio channel. The base station can thus contain microcontrollers, a cellular module, a navigation module, a memory unit, an accelerometer, and a Bluetooth module.
Модуль регистрации данных обеспечивает сбор базовой телеметрической информации о текущем местоположении контролируемого объекта, о его нахождении в движении или в состоянии покоя (с фиксацией факта остановки), о ненормативных ударных нагрузках по всем трем осям, о температуре и влажности внутри кузова вагона, о порожнем или груженом состоянии вагона на основании измерения степени сжатия пружин рессорного подвешивания тележек, об открывании и закрывании дверей вагона.The data recording module collects basic telemetry information about the current location of the monitored object, its movement or rest (with recording of the fact of stopping), abnormal impact loads on all three axes, temperature and humidity inside the car body, the empty or loaded state of the car based on measuring the compression ratio of the springs of the bogie suspension, and the opening and closing of the car doors.
Модуль приема-передачи для спутникового контроля (например. ГЛОНАСС-трекеры, маячки, бортовые терминалы) - это оборудование системы спутникового слежения и контроля. Базовые функции данного модуля - это определение местоположения, скорости, стоянки объекта в режиме реального времени.A transmitter/receiver module for satellite tracking (e.g., GLONASS trackers, beacons, onboard terminals) is part of a satellite tracking and control system. The basic functions of this module are to determine the location, speed, and position of an object in real time.
Благодаря модулю регистрации в мобильной сети данные могут передаваться на сервер везде, где есть сотовая радиосвязь GSM. Информация транслируется в виде коротких сообщений, причем установка соединения до конечного получателя не требуется, а потому сразу после подтверждения приема сообщения со стороны сети сотовой радиосвязи передатчик может быть отключен. Малая длина сообщений снижает нагрузку на сеть, позволяет экономить энергию и использовать предельно дешевый тариф оператора сотовой связи. Отсутствие соединения с сетью мобильной радиосвязи не приводит к потере данных, поскольку они сохраняются в памяти устройства.Thanks to the mobile network registration module, data can be transmitted to the server anywhere there is a GSM cellular network. Information is transmitted as short messages, and no connection is required to the end recipient. Therefore, the transmitter can be disconnected immediately after the cellular network confirms receipt of the message. The short message length reduces network load, saves energy, and allows for the most affordable mobile operator data plan. Losing a connection to the mobile network does not result in data loss, as it is stored in the device's memory.
В аналогах отсутствует автоматическое соединение электрических и информационных цепей, поэтому отсутствует возможность диагностики соединений контактов линий электропитания и цифровых каналов. Модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей позволит автоматизировать соединение контактов линий электропитания и цифровых каналов и осуществлять полный контроль и диагностику линий электропитания и цифровых каналов. Автоматическое соединение электрических и информационных цепей может быть выполнено в электроконтактной коробке, соединённой с корпусом автосцепного устройства. Соединение линий электропитания и цифровых каналов будет происходить автоматически после механического сцепления автосцепок и воздухопровода за счет давления сжатого воздуха в тормозной магистрали или механического привода. Модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей может иметь уплотнение от попадания внутрь пыли, влаги, снега и др., обеспечивая защиту не ниже IP55 по ГОСТ 14254 в сцепленном состоянии и не ниже IP54 в расцепленном состоянии. Соединители цифровых каналов управления и диагностики могут содержать экранированные кабели для соединения двух сетей Ethernet.Similar solutions lack automatic connection of electrical and data circuits, therefore, there is no possibility to diagnose connections between power supply line contacts and digital channels. The module for automatic connection of electrical and data circuits will automate the connection of power supply line contacts and digital channels, and will perform full monitoring and diagnostics of power supply lines and digital channels. Automatic connection of electrical and data circuits can be implemented in a junction box connected to the automatic coupling device housing. Connection of power supply lines and digital channels will occur automatically after mechanical engagement of the automatic couplings and the air duct, due to compressed air pressure in the brake line or a mechanical drive. The module for automatic connection of electrical and data circuits can be sealed against the ingress of dust, moisture, snow, etc., providing protection of at least IP55 according to GOST 14254 when engaged and at least IP54 when disengaged. Connectors of digital control and diagnostic channels can contain shielded cables for connecting two Ethernet networks.
Модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей может содержать парные разъемы, клеммы 8 (штекер/гнездо), расположенные симметрично относительно оси пути.The module for automatic connection of electrical and information circuits may contain paired connectors, terminals 8 (plug/socket), located symmetrically relative to the axis of the track.
Датчики ускорения 1 могут быть установлены на буксовые узлы каждой тележки вагона, автосцепное устройство и на кузов или раму 4 вагона. Датчики ускорения 1.1 установлены на буксовые узлы тележки, данные датчики позволяют определять факт прохождения электрического импульса через колесные пары, контролировать сход тележки, определять динамические показатели вагона, контролировать техническое состояние колесной пары. Датчики ускорения 1.2. и 1.3, установленные на раме 4 или кузове вагона, позволяют контролировать недопустимые ударные нагрузки, определять динамические показатели вагона. Датчики ускорения 1.4 установлены на тележке в области надрессорной балки, датчики 1.4 позволяют контролировать превышение нормативного показателя по грузоподъемности (перегруз), а также вести контроль факта загрузки вагона (порожний/груженый). Датчики ускорения (не показаны) также установлены в электроконтактной коробке на автосцепном устройстве вместе с базовой станцией, они позволяют осуществлять контроль технического состояния автосцепного устройства (сверхнормативные динамические нагрузки при торможении и трогании с места).Acceleration sensors 1 can be installed on the axlebox units of each car bogie, the automatic coupling device, and on the car body or frame 4. Acceleration sensors 1.1 are installed on the bogie axlebox units. These sensors detect the passage of an electrical pulse through the wheelsets, monitor bogie derailment, determine the car's dynamic performance, and monitor the technical condition of the wheelset. Acceleration sensors 1.2 and 1.3, installed on frame 4 or the car body, monitor unacceptable impact loads and determine the car's dynamic performance. Acceleration sensors 1.4 are installed on the bogie near the bolster; sensors 1.4 monitor for excess load capacity (overload) and also monitor the car's loading status (empty/laden). Acceleration sensors (not shown) are also installed in the electrical contact box on the automatic coupling device together with the base station; they allow monitoring of the technical condition of the automatic coupling device (excessive dynamic loads during braking and starting).
Датчики температуры 2 могут быть установлены на каждую тележку 3.Temperature sensors 2 can be installed on each trolley 3.
Датчики ускорения 1 выполнены с возможностью передачи на модуль приёма-передачи данных об отклонении от нормальной работы вагона при максимальном амплитудном значении, составляющем более 0.5g при длительности импульса, составляющем более 10 мс. Максимальное амплитудное значение означает максимальное отклонение от показаний датчиков ускорения при нормальном режиме работы. Например, для автосцепки допускаются значения 1-3,5g, значение 4,1g для автосцепки означает, что максимальное амплитудное значение составляет 0,6g, что говорит об отклонении от нормального режима работы. Блок-схема работы датчиков ускорения показана на фиг. 6. Значение ускорения менее 0,5g и длительность импульса менее 10 мс будет говорить о нормальном режиме работы. При этом, практика показывает, что чем больше амплитудное значение ускорения, тем дольше длится импульс. Таким образом, если ускорение будет выше 0,5g, а длительность импульса менее 10 мс, это говорит не об отклонении режима работы вагона, а о сбое показаний, в этом случае при следующем осмотре будет проверена исправность датчиков.Acceleration sensors 1 are configured to transmit data to the transmit/receive module regarding deviations from normal car operation at a maximum amplitude value greater than 0.5g with a pulse duration greater than 10 ms. The maximum amplitude value denotes the maximum deviation from the acceleration sensor readings during normal operation. For example, for an automatic coupler, acceptable values range from 1-3.5g; a value of 4.1g for an automatic coupler means that the maximum amplitude value is 0.6g, indicating a deviation from normal operation. The block diagram of the acceleration sensors is shown in Fig. 6. An acceleration value less than 0.5g and a pulse duration less than 10 ms indicate normal operation. Experience shows that the greater the acceleration amplitude, the longer the pulse duration. Therefore, if the acceleration is higher than 0.5g and the pulse duration is less than 10ms, this does not indicate a deviation in the operating mode of the car, but a failure in the readings; in this case, the serviceability of the sensors will be checked during the next inspection.
Датчики температуры 2 выполнены с возможностью передачи на модуль приёма-передачи данных сигнала об отклонении от нормальной работы вагона при превышении значения температуры буксового узла на более, чем на 1°С от средней рабочей температуры за интервал времени, не превышающий 2 часа. Блок-схема работы датчиков температуры показана на фиг. 6. Повышение температуры менее, чем на 1°С и повышение температуры на 1°С более, чем за 2 часа, говорит о нормальном режиме работы вагона.Temperature sensors 2 are configured to transmit a signal to the data transmission/reception module indicating a deviation from normal car operation if the axlebox temperature exceeds the average operating temperature by more than 1°C over a period of time not exceeding 2 hours. A block diagram of the temperature sensor operation is shown in Fig. 6. A temperature increase of less than 1°C and a temperature increase of 1°C over more than 2 hours indicate normal car operation.
Согласно РД ВНИИЖТ 27.05.01-2017, признаками ненормальной работы буксовых узлов, требующих отцепки вагона в исполнении с подшипниками в корпусе буксы является нагрев верхней части корпуса буксы (свыше 60°С - с подшипниками роликовыми цилиндрическими и сдвоенными, свыше 70°С - с подшипниками кассетного типа относительно температуры окружающего воздуха), определяемый бесконтактным измерителем температуры в соответствии с требованиями Инструкции осмотрщику вагонов; в исполнении с подшипниками кассетного типа под адаптеры - нагрев подшипника свыше 80°С относительно температуры окружающего воздуха по показаниям средств диагностики на ходу поезда или нагрев верхней части адаптера свыше 70°С относительно температуры окружающего воздуха, определяемый бесконтактным измерителем температуры в соответствии с требованиями Инструкции осмотрщику вагонов. Примеры расчета температур приведены в Инструкции осмотрщику вагонов N 808-2017 ПКБ ЦВ, один из примеров: при положительной температуре окружающего воздуха температура нагрева буксового узла рассчитывается следующим образом, например, измеренная температура корпуса буксы или адаптера составляет 81°С (91°С), температура воздуха плюс 20°С, рабочий нагрев при этом составит 81°С-20°С=61°С (91°С-20°С=71°С), что является браковочным признаком.According to RD VNIIZhT 27.05.01-2017, signs of abnormal operation of axle box assemblies requiring uncoupling of the car in the version with bearings in the axle box housing are heating of the upper part of the axle box housing (over 60°C - with cylindrical and double roller bearings, over 70°C - with cassette-type bearings relative to the ambient air temperature), determined by a contactless temperature meter in accordance with the requirements of the Instructions for the Carriage Inspector; in the version with cassette-type bearings for adapters - heating of the bearing above 80°C relative to the ambient air temperature according to the readings of diagnostic means on the move of the train or heating of the upper part of the adapter above 70°C relative to the ambient air temperature, determined by a contactless temperature meter in accordance with the requirements of the Instructions for the Carriage Inspector. Examples of temperature calculations are given in the Instruction for the Wagon Inspector No. 808-2017 PKB CV, one of the examples: at a positive ambient air temperature, the heating temperature of the axle box unit is calculated as follows, for example, the measured temperature of the axle box housing or adapter is 81°C (91°C), the air temperature is plus 20°C, the working heating will be 81°C - 20°C = 61°C (91°C - 20°C = 71°C), which is a rejection feature.
Практика показывает, что отклонение от вышеуказанных допустимых значений более, чем на 1°С от средней рабочей температуры за интервал времени, не превышающий 2 часа, говорит об отклонении от нормального режима работы.Experience shows that a deviation from the above permissible values by more than 1°C from the average operating temperature over a time interval not exceeding 2 hours indicates a deviation from the normal operating mode.
Датчик давления (не показан) тормозной магистрали 7 интегрирован в электроконтактную коробку, соединенную с корпусом автосцепки и выполнен с возможностью передачи на модуль приёма-передачи данных сигнала об отклонении от нормальной работы вагона при изменении значения датчиков давления на более, чем 0,5 МПа по факту события за интервал времени, не превышающий 0,5 часа. Блок-схема работы датчиков давления показана на фиг. 7. Изменение показания давления на более, чем 0,5 МПа за интервал времени, не превышающий 0,5 часа, будет говорить об отклонении от нормального режима работы вагона.The brake line pressure sensor (not shown) 7 is integrated into the electrical contact box connected to the automatic coupling housing and is configured to transmit a signal to the data receiving/transmitting module regarding a deviation from the normal operation of the car when the pressure sensor value changes by more than 0.5 MPa based on the event over a time interval not exceeding 0.5 hours. The block diagram of the pressure sensor operation is shown in Fig. 7. A change in the pressure reading by more than 0.5 MPa over a time interval not exceeding 0.5 hours will indicate a deviation from the normal operating mode of the car.
Практика показала, что изменение давления на более, чем 0,5 МПа за интервал времени, не превышающий 0,5 часа, означает отклонение от нормального режима работы.Practice has shown that a change in pressure of more than 0.5 MPa over a time interval not exceeding 0.5 hours means a deviation from the normal operating mode.
Данные интервалы и диапазоны установлены на основании практических испытаний и создания имитационных моделей состояния вагона.These intervals and ranges are established on the basis of practical tests and the creation of simulation models of the car's condition.
В отличие от прототипа и аналогов, в которых отсутствует возможность контроля состояния автосцепного устройства, в предлагаемом изобретении автосцепное устройство оборудовано соединенной с корпусом электроконтактной коробкой, в которой установлены базовая станция, модуль контроля давления, модуль автоматического соединения электрических и информационных. Модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей позволит автоматизировать соединение контактов линий электропитания и цифровых каналов и осуществлять полный контроль и диагностику линий электропитания и цифровых каналов. Модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей выполнен с возможностью передачи на модуль приёма-передачи данных сигнала об отклонении при скорости передачи данных менее 10 Мб/с и при пропускной мощности более 6 кВт на один вагон. При указанном отклонении информация об этом направляется в систему оповещения пользователей, пользователи могут незамедлительно принять меры по устранению отклонения, что позволит своевременно устранить риск выхода из строя оборудования вагона, соответственно, будет способствовать повышению надёжности грузового вагона, повышению срока эксплуатации грузового вагона. В совокупности данные признаки позволяют увеличить охват измеряемых параметров, осуществлять контроля за состоянием узлов вагона, в частности за состоянием автосцепного устройства, своевременно обнаруживать отклонение от нормативного параметра работы вагона и принимать меры по устранению отклонений, что позволит повысить надёжность грузового вагона, повысить срок эксплуатации грузового вагона.Unlike the prototype and similar devices, which lack the ability to monitor the automatic coupling device, the proposed invention features an automatic coupling device equipped with a contact box connected to the housing. This box houses a base station, a pressure monitoring module, and an automatic electrical and data connection module. The automatic electrical and data connection module will automate the connection of power line contacts and digital channels and perform comprehensive monitoring and diagnostics of power lines and digital channels. The automatic electrical and data connection module is capable of transmitting a deviation signal to the data transmission/reception module at a data transfer rate of less than 10 Mbps and a throughput power exceeding 6 kW per car. If such a deviation occurs, information about it is sent to the user notification system, allowing users to immediately take action to correct the deviation. This will promptly eliminate the risk of car equipment failure and, consequently, will contribute to increased reliability and an extended service life of the freight car. Taken together, these features allow for an increased coverage of measured parameters, monitoring of the condition of wagon components, in particular the condition of the automatic coupling device, timely detection of deviations from the standard operating parameters of the wagon and the adoption of measures to eliminate deviations, which will improve the reliability of the freight wagon and increase the service life of the freight wagon.
Было изготовлено и применено в грузовом вагоне, оборудованном системой мониторинга, автосцепное устройство, которое было оборудовано соединенной с корпусом электроконтактной коробкой, в которой были установлены базовая станция, модуль контроля давления модуль приёма-передачи данных, модуль автоматического соединения электрических и информационных цепей, выполненный с возможностью передачи на модуль приёма-передачи данных сигнала об отклонении при скорости передачи данных менее 10 Мб/с и при пропускной мощности более 6 кВт на один вагон. Экспериментально был установлен факт передачи данных об отклонении от нормального режима работы, что позволит вовремя обнаружить неисправность и исключить аварийный режим работы вагона.An automatic coupling device was manufactured and deployed in a freight car equipped with a monitoring system. It was equipped with an electrical contact box connected to the car body. This box housed a base station, a pressure monitoring module, a data reception and transmission module, and an automatic electrical and data circuit connection module. The module was designed to transmit a deviation signal to the data reception and transmission module at a data transfer rate of less than 10 Mbps and a throughput power of more than 6 kW per car. Experimental testing demonstrated that data transmission regarding deviations from normal operating conditions was possible, allowing for timely detection of malfunctions and preventing emergency operation of the car.
Таким образом предлагаемое изобретение позволяет достичь технический результат, заключающийся в повышении надёжности грузового вагона, повышении срока эксплуатации грузового вагона за счёт увеличения охвата измеряемых параметров, возможности контроля состояния автосцепного устройства, своевременного обнаружения отклонения от нормативного параметра работы вагона и принятия мер по устранению отклонения.Thus, the proposed invention allows achieving a technical result consisting in increasing the reliability of a freight car, increasing the service life of a freight car by increasing the coverage of measured parameters, the ability to monitor the condition of the automatic coupling device, timely detection of deviations from the standard operating parameters of the car and taking measures to eliminate the deviation.
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2848845C1 true RU2848845C1 (en) | 2025-10-21 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007008756A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Geofocus Llc | Contactless data communications coupling |
| RU2464191C2 (en) * | 2007-02-15 | 2012-10-20 | Деллнер Каплерс АБ | Train automatic coupler connector and connection panel |
| US9365223B2 (en) * | 2010-08-23 | 2016-06-14 | Amsted Rail Company, Inc. | System and method for monitoring railcar performance |
| RU2794600C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-04-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Monitoring system for rolling stock and railway transport infrastructure based on wireless technologies |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007008756A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Geofocus Llc | Contactless data communications coupling |
| RU2464191C2 (en) * | 2007-02-15 | 2012-10-20 | Деллнер Каплерс АБ | Train automatic coupler connector and connection panel |
| US9365223B2 (en) * | 2010-08-23 | 2016-06-14 | Amsted Rail Company, Inc. | System and method for monitoring railcar performance |
| RU2794600C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-04-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Monitoring system for rolling stock and railway transport infrastructure based on wireless technologies |
| RU2798214C1 (en) * | 2022-11-03 | 2023-06-19 | Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") | System for monitoring the condition of a freight railway car |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8560151B2 (en) | Dynamic monitoring of mobile railway car undercarriage | |
| US12370995B2 (en) | Brake monitoring systems for railcars | |
| US9981673B2 (en) | System and method for monitoring railcar performance | |
| RU2457131C2 (en) | Railway train monitoring system | |
| RU2613188C2 (en) | System and method for controlling operational characteristics of railway carriage | |
| CN106585663A (en) | Rail wagon axle temperature detecting system | |
| CN108058719B (en) | Railway wagon and monitoring system thereof | |
| RU2848845C1 (en) | Automatic coupling device for freight cars | |
| RU2848847C1 (en) | Freight railway car condition monitoring system | |
| RU2848846C1 (en) | Automatic coupling device for freight cars | |
| RU2848844C1 (en) | Automatic coupling device for freight cars | |
| RU2848851C1 (en) | Freight railcar condition monitoring system | |
| RU2845712C1 (en) | Freight car automatic coupler | |
| RU2848852C1 (en) | Freight railway car condition monitoring system | |
| RU2845711C1 (en) | Freight car automatic coupler | |
| RU2798214C1 (en) | System for monitoring the condition of a freight railway car | |
| AU2012204057A1 (en) | Railroad train monitoring system | |
| EA045518B1 (en) | MONITORING SYSTEM OF THE CONDITION OF A RAILWAY FREIGHT CAR | |
| Somà et al. | Study and design of a wireless monitoring device for intermodal freight wagons | |
| Donelson et al. | Performance of an on-board monitoring system in a revenue service demonstration | |
| Donelson III et al. | On-Board Condition Monitoring System for Freight Trains | |
| Donelson III et al. | Revenue Service Demonstration of On-Board Condition Monitoring System |