PT89334B - Sistema de comando e de controlo da travagem de um comboio ferroviario - Google Patents

Description

A invenção refere-se a um sistema (2) de comando e de controlo da travagem de um comboio ferroviário (1), do tipo que compreende uma conduta pneumática principal (15), uma conduta pneumática geral (16), um sclector (13) da modalidade de funcionamento (sobrecarga, marcha, travagem gradual, travagem rápida, etc.), do referido sistema (2), uma válvula de relé (8) para o controlo da alimentação e da descarga do fluído sob pressão no interior da conduta geral (16), um par de, válvulas eléctricas (3, 4) de alimentação e descarga de uma câmara de comando da mencionada válvula de relé (8), um par de transdutores de pressão (10, 9) que geram sinais eléctricos proporcionais à pressão do fluído dentro da câmara de comando da válvula de relé (8) e respectivamente da conduta geral (16) meiof geradores (24) de um sinal eléctrico dependente da eficiência da travagem electrodinâmica do elemento rotativo (1), meios geradores (25) de um sinal eléctrico que depende da velocidade do referido elemento rotativo e uma unidade electrónica (11) de processamento, que comanda a excitação das válvulas eléctricas (3, 4), e portanto a travagem electrodinâmica, tomando em linha de conta quera posição assumida pelo selector (13) como os valores apresentados pelos sinais eléctricos aci ma citados.

A presente invenção refere-se a um sistema de comando e de controlo da travagem de um comboio ferroviário.

Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um sistema de comando e de controlo da travagem de um comboio constituído por uma locomotiva eléctrica dianteira, por uma locomotiva eléctrica traseira e por um certo número de vagões interpostos, em que este comboio é projectado para se deslocar a uma velocidade especialmente elevada, por exemplo da ordem 30Q km/hora.

Em geral, a travagem de um comboio ferroviário constituído pelo menos por uma locomotiva eléctrica e um certo número de vagões a reboque, pode ser efectuada através de duas maneiras diferentes: electrodinâmica ou pneumática (ou electropneumática), accionadas por meio de comandos separados e totalmente independentes da segunda modalidade operacional regulada pelo pessoal da máquina.

No prmiero caso (travagem electrodinâmica), a acção de travai

• gem é obtida mediante o envio de um valor pré-estabelecido da corrente da armadura aos motores eléctricos (geralmente dois motores), montados na locomotiva eléctrica, de forma a fazer gerar nos próprios motores um binário de travagem.

No segundo caso (travagem pneumática ou electropenumática) intervém na pressão do ar na tubulação geral do travão, de modo a obter nos cilindros de comando dos travões o desejado valor da pressão. Os respectivos sistemas de comando da travagem actualmente conhecidos são, em geral, munidos de um selector da modalidade de funcionamento (sobrecarga, marcha, travagem gradual, travagem rápida, e outras) do próprio sistema e de um dispositivo auto-regulador para o controlo da alimentação e da descarga do ar da conduta geral em consequência da posição assumida pelo próprio selector. 0 dispositivo autoregulador compreende uma válvula-relé, um par de válvulas eléctricas de alimentação e descarga de uma câmara de comando da citada válvula-relé, um par de transdutores de pressão que produzem os sinais eléctricos proporcionais à pressão do ar no interior da câmara de comando da válvula-relé e, respectivamente, da conduta geral, e uma unidade eléctrónica de elaboração que comanda a excitação das válvulas eléctricas acima referidas, levando-se em conta ou a posição assumida pelo

I selector, ou os valores apresentados pelos sinais eléctricos produzidos pelos transdutores de pressão acima mencionados.

; A modalidade de travagem acima referida resulta inteiramente inadequado no caso de o combôo prosseguir com uma velocidade 'muito grande, não se podendo, realmente, pretender que o pessoal na locomotiva deva avaliar, em tempos por vezes muito breves, um elevado número de informações (velocidades das rotações, grau de eficiência da travagem electrodinâmica, pressão do ar na conduta geral, pedido de paragem devida ao accioi namento de um sinal de alarme por parte de um passageiro, e outras), e, por consequência, escolher a modalidade mais ade4

quada de travagem do próprio comboio.

objectivo da presente invenção consiste em criar um sistema de comando e de controlo da travagem de um combâo ferroviário de forma a superar os inconvenientes apresentados pelos sistemas actuais, e também assegurar uma elevada eficiência e segurança operacionais.

objectivo acima mencionado é alcançado pela presente invenção na medida em que esta se refere a um sistema de comando e de controlo da travagem de um comboio ferroviário constituído pelo menos por uma locomotiva e por uma pluralidade de vagões, e do tipo que compreende:

uma conduta pneumática principal;

uma conduta pneumática geral;

um selector da modalidade de funcionamento (sobrecarga, marcha, travagem gradual, travagem rápida, e outras) do referido sistema;

uma válvula-relé que é montada entre a conduta principal e a conduta geral;

uma electroválvula de alimentação e uma electroválvula de descarga de uma câmara de comando da válvula-relé;

um par de transdutores de pressão que produzem sinais eléctricos proporcionais à pressão do ar no interior da conduta geral e, respectivamente, da câmara de comando da válvula-relé;

caracterizado pelo facto de incluir:

primeiros meios geradores de um sinal eléctrico dependente da eficiência da travagem electrodinâmica da mencionada locomotiva eléctrica;

segundos meios geradores de um sinal eléctrico dependente da

I

velocidade de andamento do citado comboio; e uma unidade electrónica de elaboração que comanda a excitação das citadas electroválvulas, portanto a travagem electrodinâmica do mencionado comboio, levando em consideração ou a posição assumida pelo referido selector, ou os valores assumidos pelos ditos sinais eléctricos emitidos pelos mencionados transdutores e pelos citados primeiros meios geradores e se[gundos meios geradores.

Para uma melhor compreensão da presente invenção descreve-se, a seguir, uma forma preferida de realização a puro título de exemplo não limitativo e com relação aos desenhos anexos, nos quais:

a figura 1 ilustra de maneira esquemática um comboio ferroviário no qual se instala um sistema produzido consoante a presente invenção;

a figura 2 ilustra um esquema simplificado, em blocos, das partes principais do sistema da figura 1;

as figuras 3 e 5 mostram esquemas eléctricos de alguns dos circuitos incorporados no sistema da figura 2; e a figura 4 mostra o andamento da pressão dò fluído de travagem quando variam alguns parâmetros operacionais; e

I a figura 6 mostra o andamento de alguns sinais eléctricos do circuito da figura 5, em duas condições de funcionamento diferentes.

Em referência especial à figura 1, indica-se em conjunto com um comboio ferroviário convenientemente constituído por uma locomotiva eléctrica 21 dianteira, por uma locomotiva ! eléctrica 22 traseira e por uma pluralidade de vagões 23 in- ^!

I tercalados (23a, 23b...23n).

combôo 1 é dotado de um sistema 2 de comando e de controlo da travagem, realizado segundo a presente invenção e instalado, na sua maior parte, na cabina de condução das locomotivas 21 e 22, e em parte mais reduzida também nos vagões 23.

sistema 2 é do tipo qae inclui, essencialmente:

uma conduta pneumática principal 15 para a alimentaj ção do ar sob pressão, proveniente de um reservatório apropriado (não ilustrado);

uma conduta pneumática geral 16 ligada a um distribuidor de tipo já conhecido (não ilustrado) que governa os cilindros de travagem;

um selector 13 apto a assumir uma pluralidade de posições diversas, correspondentes às diversas modalidades de I funcionamento (isolamento, sobrecarga, marcha, travagem grai dual, travagem rápida e outras) do sistema 2, a cada uma das | quais corresponde um sinal eléctrico de referência, produzido, por exemplo, por meio de um potenciómetro 14 associado ao próprio selector 13;

uma válvula-relé 8 que ,é instalada entre a conduta principal 15 e a conduta geral 16;

uma electroválvula de alimentação 3 e uma electroválvula de descarga 4 de uma câmara de comando (não ilustrada) da válvula-relé 8;

um par de transdutores de pressão 9, 10 que produzem sinais eléctricos proporcionais à pressão do ar dentro da con duta geral 16 e, respectivamente, da câmara de comando da válvula-relé 8; e uma unidade electrónica 11 que comanda a excitação das electroválvulas 3,4 por meio do controlo da alimentação

e de descarga da conduta geral 16, em consequência da posição assumida pelo selector 13, e dos valores dos sinais eléctricos produzidos pelos transdutores acima mencionados 9, 10.

A unidade 11 possui nove entradas, indicadas com os numeros 31 a 39, e seis saídas designadas pelos números 41 a 46.

As entradas 31, 32, 33 em especial são ligadas, respectivamente, ao cursor do potenciómetro 14 e com os transdutores 9 e 10; as entradas 34, 35 são ligadas aos respectivos blocos 24, 25 geradores de sinais eléctricos, dependentes da eficiência do travamento electrodinâmico do comboio e da velocidade com que o mencionado comboio avança, a entrada 35 é ligada a um transdutor 26a que assinala a posição assumida por uma electroválvula 30a instalada num vagão respectivo 23a;

a entrada 37 é ligada a uma série de contactos 27a.....27n de sinalização dos alarmes, montados nos vagões respectivos 23a. ....23n acima citados; as entradas 38, 39 são ligadas aos cir cuitos não ilustrados, de modelo Já conhecido, que fornecem à unidade 11 sinais de comando de forma a imporem condições de travagem pré-estabelecidas, em especial condições operacionais .

As saídas 41 e 42 são, respectivamente ligadas às electroválvulas 3,4; as saídas 43 e 44 são ligadas às respectivas electroválvulas 3a e 4a, montadas num vagão 23a correspondente, a fim de fornecerem ou descarregarem o ar pressurizado na con duta geral 16; a saída 45 é ligada a uma electroválvula 30a instalada em série com uma elemento de descarga 28a que, em condições de emergência, pode ser accionada pelo passageiro simultaneamente com o contacto 27a, tendo a mencionada electroválvula 30a a finalidade de interceptar a descarga da conduta geral 16 segundo a modalidade exposta a seguir; a saída 46 é ligada a um adequado dispositivo de comando 47 da travagem electrodinâmica do comboio 1.

Em especial referência à figura 2, descrevem-se em seguida as características principais da unidade electrónica 11.

Antes de tudo, o potenciómetro 14 é constituído essencialmente por um divisor de tensão, formado por uma parte central 50 potenciométrica, dotada de um respectivo cursor, e por dois pares de resistores fixos, 51, 52 para o polo positivo, e 53, 54 para a massa, de forma a produzirem pontos de medição de tensão 55, 56, 57, 58, 59 60, aos quais correspondem valores de tensão progressivamente decrescentes.

cursor da parte 50 é ligado a um torne de troca de um desviador 61, enquanto que o outro borne de troca é ligado ao ponto de medição 59. 0 mencionado desviador 61 é comandado por um circuito biestável 62, do tipo SR, ao passo que a entrada S é ligada ao borne 37 e a entrada R é ligada a uma rede de ajustamento a zero, montada na cabina de comando do comboio 1 e constituída por um botão pressor 63 ligado ao polo positivo, e por um resistor 64 ligado à massa.

borne comum do desviador 61 é ligado aos seguintes terminai? ou entradas:

entrada inversora de um circuito redutor 66, enquanto que a entrada não inversora é ligada ao borne 56 e a saída é ligada ao anódio de um díodo 67;

entrada de uma rede combinatória 68, tendo três saídas 69, 70, 71 ligadas às respectivas entradas de comando dos correspondentes interruptores 72, 73, 74;

primeiro terminal dos interruptores 73, 74 tendo um segundo terminal ligado ao segundo terminal do interruptor 72, com uma entrada não inversora de um comparador 75 e, por intermédio de um resistor 65, com uma entrada inversora de um comparador 79;

primeiro torne de troca de um desviador comandado 76, tendo o borne comum ligado ao primeiro terminal do interruptor 72, e o segundo borne de troca ligado a um borne comum de um subsequente desviador comandado 77;

entrada inversora de um comparador 78, tendo a entrada não inversora ligada ao borne 32 e a saída ligada à entrata R dos dois circuitos biestáveis 83, 84 do tipo SR; e entrada inversora de um circuito redutor 80, tendo a entrada não inversora ligada ao borne 58, e a saída ligada, ora à entrada de uma porta NOT 81 (tendo a respectiva salda ligada à entrada de comando do desviador 77), ora à entrada de um amplificador 82 de ganho variável, ilustrado com pormenores na figura 3· catódio do díodo 67 é ligado, quer à massa por meio de um resistor 87, quer a um borne de troca de um desviador comandado 88, tendo o outro borne de troca ligado ao polo positivo por intermédio de um resistor 89 e um borne comum ligado ao borne 46.

A saída 71 da rede combinatória 68 é ligada também ao primeiro ingresso de uma porta lógica AND 90 com três entradas; a segunda e a terceira entrada da mencionada porta são, respectivamente, ligadas ao borne 36 e ao borne 37, enquanto que a saída é ligada, quer à entrada de uma porta NOT 91, quer a uma primeira entrada de uma porta NAND 92 com duas entradas, quer com uma entrada de uma porta NOR 93 com duas entradas, através de uma porta NOT 94.

As segundas entrada da porta AND 92 e NOR 93 são ligadas às respectivas saídas dos comparadores 75, 79, cujas entradas não inversoras e, respectivamente, inversoras, são ligadas ao borne 33A saída da porta NAND 92 e a saída da porta NOR 93 são respec

tivamente ligadas aos bornes 42 e 41 conforme já foi descrito com relação à figura 1. Tais saídas são, além disso, ligadas às respectivas entradas S dos circuitos biestáveis 84, 83, cujas saídas são ligadas aos bornes 44, 43, de forma a poderem comandar as electroválvulas 4a ou também 3a do vagão 23a, e ainda as correspondentes electroválvulas instaladas nos outros vagões.

A saída da porta NOT 91 é ligada a uma entrada de comando do desviador comandado 88.

amplificador 82 tem duas entradas de regulagem do próprio ganho, respectivamente ligadas às saídas dos blocos 24, 25 geradores de sinais eléctricos dependentes da eficiência de !travagem electrodinâmica do comboio 1 (que se pode efectuar por meio dos motores eléctricos das locomotivas 21 e 22) e da velocidade com a qual se move o dito comboio.

[0 bloco 24 gerador de sinais e essencialmente constituído por um sinalizador 95 de eficiência adequada num conjunto de quatro interruptores, cada um associado a um respectivo motor I das locomotivas 21, 22 que toma a posição fechada ou aberta conforme os mencionados motores estejam em vias de travarem j|de forma electrodinâmica, ou não, ou vice-versa, e por uma ||rede combinatória 96 (veja-se também a figura 3) que fornece às próprias saídas sinais dependentes do número dos motores das locomotivas 21, 22 em vias de travarem electrodinamicamente. Uma saída auxiliar da rede 96, à qual é emitido um sinal activo somente no caso de ser zero a eficiência da travagem electrodinâmica, é ligada a uma entrada de comando do desviador 76.

bloco 25 compreende essencialmente um gerador 97 de um sinal proporcional à velocidade com a qual avança o comboio 1, e um comparador 98 que compara o referido sinal com os exis11

tentes sinais de referência, a fim de estabelecer entre quais ios valores de velocidade de referência se encontra a velocidade do próprio comboio.

A saída do amplificador 82 é ligada à entrada inversora de um circuito redutor 99, tendo a entrada não inversora ligada ao borne 57, ao qual é enviado um sinal de tensão de referência recebido do potenciómetro 14.

A figura 3 mostra uma configuração possível do amplificador 82. Nota-se, em especial, que o referido amplificador é constituído por duas unidades amplificadoras dotadas dos respectivos amplificadores 101, 102 ligados em cascata, cada um dos quais é equipado com um resistor de ingresso 103, 104 e de uma rede 105, 106 de ligação entre entrada e saída, constituída por uma pluralidade de ramificações dispostas em paralelo e dotadas, cada uma, de um resistor, em série com um interruptor comandado, respectivamente, pelo gerador 24 ou pelo gerador 25.

A rede 105 apresenta quatro ramificações com quatro reslstores 107, 108, 109, 110 ligados em série a quatro interruptores 111, '112, 113, 114, cada um munido de uma entrada de comando ligada a uma respectiva saída do gerador 24. Em uso, os interruptores 111, 112, 113, 114 são fechados quando o número dos motores em vias de travarem de maneira electrodinâmica é, respectivamente, de 4, 3, 2, 1.

A rede 106 apresenta três ramificações com três resistores 117, 118, 119 ligados em série a três interruptores 121, 122, 123, cada um deles dotado de uma entrada de comando ligada a uma respectiva saída do gerador 25. Na prática, os interruptores 121, 122, 123 estão fechados quando a velocidade de andamento do comboio 1 é, respectivamente, inferior a 185 km/ /hora, compreendida entre 185 e 255 km/hora e superior a 255

km/hora.

A unidade amplificadora, que compreende o amplificador 101, apresenta um ganho preferivelmente maior do que 1, enquanto que a unidade amplificadora que inclui o amplificador 102 desenvolve uma função atenuadora com um ganho preferivelmente menor que ou igual a 1. Por exemplo, o valor da resistência dos resistores da rede 105 é sempre maior que o valor da resistência do resistor 103 e é crescente a partir do resistor 110, assumindo um valor máximo pelo resistor 107; analogamente, o valor de resistência dos resistores da rede 106 é crescente a partir do resistor 119 e é máximo através do resistor 117, cujo valor coincide, preferivelmente, com o do resistor 104.

Os funcionamentos da unidade amplificadora acima citada são defnidos com pormenores a seguir, com especial referência ao funcionamento do sistema 1 durante o exame da condição de travagem combinada (pneumática e electrodinâmica) e com o auxílio da figura 3, na qual estão representados os andamentos da pressão do ar no interior da conduta geral 16 quando varia a posição angular assumida pelo selector 13 de comando do potenciómetro 14.

A figura 5 mostra em detalhes uma possível configuração de circuitos pré-montada em cada vagão 23, para a gestão da situação que se cria por ocasião do accionamento do sinal de alarme.

No caso de se examinar a configuração dos circuitos pré-montada para o vagão 23a, observa-se que o contacto 27a tem um terminal ligado à massa e um terminal oposto ligado, quer ao borne 37 por meio da junção anódio-catódio de um díodo 124 de desacoplamento, quer ao polo positivo por intermédio de um resistor 125, quer à entrada S de um circuito biestável 126 do

itipo SR. Este último tem a entrada R ligada a uma rede de ajus tamento a zero do tipo convencional e constituída, essencialmente por um resistor 127 ligado à massa e por um botão pressor 128 ligado ao polo positivo.

A saída do circuito biestável 126 é ligada à entrada de uma porta lógica NAND 129 com duas entradas, tendo a outra entrada ligada à saída de um comparador de tensão 130; este último tem uma entrada inversora ligada ao borne 33 e uma entrada não inversora 131 ligada a um borne, ao qual é apresentado um sinal de tensão de referência (Vr), cujo valor está melhor especificado a seguir.

A saída da porta NAND 129 é ligada, quer com a electroválvula 30a (através de uma porta NOT 136), seja com uma rede de retardamento 132 constituída por um resistor 133 e por um condensador 134. A saída da rede 132 e o terminal de ligação do transdutor de posição 26a são ligados às respectivas entradas de uma porta NOR 135, cuja saída está ligada ao borne 36.

Em seguida descreve-se o funcionamento do sistema 2, examinando com pormenores as funções mais significativas tornadas disponíveis pelo próprio sistema.

SOBRECARGA

Nesta condição operacional é necessário que a conduta geral 16 seja alimentada com uma pressão superior à do regime; isto resulta indespensável no caso de comboios constituídos por veículos que têm a instalação de travagem alimentada previamente com diversas pressões entre si. Deste modo, todos os veículos são alimentados com a mesma pressão (por exemplo 5,4 bares) e sucessivamente levados de forma gradual às pressões do regime.

A função de sobrecarga é concluída quando se leva o cursor do potenciómetro 14 ao ponto da medida 55 (figura 2). Isto inclui essencialmente o facto de que um sinal de amplitude especialmente grande é fornecido à entrada da rede de comparação 68, a qual emite um sinal de nível ”0 para a saída 70 e sinais de nível 1 às saídas 69 e 71, determinando, por consequência o fechamento do interruptor 73 e a abertura dos interruptores 72 e 74.

sinal recebido no ponto 55 é alimentado aos comparadores e 79 que determinam, instantaneamente, a desactivação da electroválvula 4 e a activação da electroválvula 3 por intermédio da porta MOR 93, e das electroválvulas 3a.... 3 n por intermédio do circuito biestável 83. A electroválvula alimenta a câmara de comando do relé 8, 11, o qual, por sua vez, prc voca a elevação da pressão na conduta geral 15. A obtenção idos valores de pressão desejados, seja na câmara do relé 8, seja na conduta geral 16 causa uma elevação dos sinais produzidos pelos correspondentes transdutores 10, 9 com a consequer te inibição da excitação cLa electroválvula 3, e das electroválvulas 3a... 3n por meio do comparador 78 e do circuito biestável 83.

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Na realidade, o sinal recebido no ponto 55 por parte do potenciómetro 14 é adicionado um sinal em rampa, produzido por um adequado circuito, não ilustrado; este último não foi considerado neste texto por fazer parte de um método operacional conhecido e, portanto, não representado por motivo de simplificação.

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A situação é praticamente idêntica à da sobrecarga acima descrita. A única aprazível diferença consiste no facto de que o /·/ | potenciómetro é então rodado de forma a levar o cursor ao ponto da medida 56, obtendo-se um valor de tensão ligeiramente inferior ao caso precedente. Isto abrange, obviamente, também uma regulagem da pressão na conduta geral 16 para um nível inferior (por exemplo 5 bares) ao supracitado nível de sobrecarga.

TRAVAGEM SOB COMANDO DO PESSOAL DA MÁQUINA

Este tipo de travagem é descrito em seguida, considerando-se as seguintes situações operacionais:

a) travagem somente pneumática;

b) travagem somente electrodinámica;

c) travagem combinada (electrodinámica e pneumática);

d) travagem rápida.

a) Travagem somente pneumática

Esta situação ocorre quando a eficiência electrodinámica de travagem é 0, pela qual o gerador 24 determina através da própria saída OM (figura 3), a posição do desviador 76 na !posição indicada na figura 2, excluindo por consequência toda a parte do circuito que está em frente do desviador 77.

sinal recebido do cursor do potenciómetro 14 é o que corresponde à posição do próprio cursor na parte central 50; a esse sinal corresponde um fechamento do interruptor 72 por causa da comutação a nível 0 da saída 69 da rede de comparação

68, e uma abertura dos interruptores 73 e 74 por efeito da posição no nível 1 das saídas 70, 71, da mencionada rede 68.

Por consequência são forçadas, ao nível 1 a saída da porta 1IAND 92 e ao nível 0 a saída da porta NOR 93, portanto, ficam excitadas, quer a electroválvula 4 que descarrega a câmara de comando da válvula-relé 8, quer a eletroválvula 4a... 4n, que efectuam a descarga da conduta geral 16 em correspondência dos respectivos vagões 23a... 23n.

A pressão na câmara de comando acima citada e na conduta geral 16 diminui quando os sinais produzidos pelos respectivos transdutores 10 e 9 igualam o sinal de tensão imposto pelo pessoal da máquina através do potenciómetro 14; alcançada esta condição, mantém-se o grau desejado de travagem.

andamento da pressão dentro da conduta geral 16, no caso da possibilidade de uma travagem apenas pneumática, está indicado com uma linha cheia na figura 4a, e varia entre um valor máximo (4,5 bares) que corresponde essencialmente ao simples encosto das sapatas de freio, e um valor mínimo (3,5 bares) correspondente à travagem máxima (neste caso, apenas pneumática) do serviço, que se obtém girando o selector 13 em 104°, em relação à posição do início da travagem.

b) Travagem apenas electrodinâmlca

Esta situação apresenta-se quando a eficiência electrodinâmica de travagem é diferente de 0, e quando o cursor do potenciómetro 14 desliza na parte 50 entre os pontos de medida 56

Λ e 58, descrevendo essencialmente um ângulo de 30 (veja-se a figura 4) ·

Em tais condições, o sinal analógico recebido do cursor acima mencionado chega, além disso, ao circuito redutor 66 que, depois de tê-lo depurado do contributo de referência de marcha (borne 56), fornece-o ao dispositivo 47 por meio do desviador

88, de modo a graduar a travagem electrodinâmica em função da posição do mencionado cursor.

Dado que o tal sinal analógico é superior ao sinal de referência existente no torne 58 do circuito redutor 80, a saída deste último é inferior a 0, pelo que, através de um sinal de nível 1 existente na saída da porta NOT 81, é comandado o desviador 77 para assumir a posição indicada na figura 2. Isto inclui, como consequência, que o sinal de referência de marcha (borne 56) é alimentado aos comparadores 75 e 79 através dos desviadores 77 θ 76 (pendendo este último comutado para a posição oposta àquela que está ilustrada, por causa do sinal de comando existente na saída OM do gerador 24).

c) Travagem combinada (electrodinâmica e pneumática)

Tal situação apresenta-se quando a eficiência electrodinâmica de travagem é diferente de 0 e quando o cursor do potenciómetro 14 desliza na parte 50 entre os pontos de medida 58 e 59, descrevendo essencialmente um ângulo de 64° (veja-se a figura 4).

!Em tais condições, com base no que já foi especificado acima, o comboio 1 é submetido já à máxima travagem electrodinâmica;

o contributo da travagem pneumática, pelo contrário, é graduado tendo-se em conta, quer a eficiência da travagem electrodinâmica, quer a velocidade de andamento do próprio comboio.

Quando o sinal analógico, recebido do cursor do potenciómetro 14, é inferior ao sinal de referência no borne 58 do circuito redutor 80, a salda deste último é positiva e proporcional à diferença entre eles; portento, através da porta NOT 81, comanda-se o desviador 77, para tomar a posição oposta à in.dicada na figura 2. Isto acarreta como consequência que o si nal de saída do circuito redutor 99 é alimentado aos comparadores 75 e 79 através dos desviadores 77 e 76 e do interruptor 72.

sinal de saída do circuito redutor 80 passa, antes de alcan çar a saída do comparador 99, por três condiçionamentos (figura 3) a fim de satisfazer os três requisitos seguintes:

1) quanto maior é a eficência da travagem electrodinâmica, tanto menor deve resultar o contributo da travagem pneumática;

2) maior velocidade do comboio 1, menor deve ser o contributo da travagem pneumática;

3) os contributos da travagem electrodinâmica e da travagem pneumática, nas condições de posicionamento do cursor no ponto de medida 59 e com o comboio numa velocidade máxima de 185 km/hora, devem resultar no mesmo efeito travante que se pode obter com a máxima travagem pneumática de serviço (esta última obtida com eficiência de travagem electrodinâmica de zero).

A satisfação dos requisitos supracitados é alcançada devido ao circuito da figura 3.

Em especial, o circuito redutor 99 fornece à própria saída um sinal eléctrico que, nas condições de sinal zero na salda do circuito redutor 80, corresponde ao sinal existente no borne 57, determinando somente o encosto das sapatas de freio (pressão 4,5 bares na conduta geral).

Nas condições de sinal positivo na salda do circuito redutor 80, o circuito redutor 99 fornece à própria saída um sinal que é a diferença entre o sinal precedente e o contributo do mencionado sinal positivo amplificado, tendo-se em conta ã

eficiência da travagem electrodinâmica e a velocidade do comboio, conforme foi especificado no texto acima.

Operando-se desta forma, a pressão do ar da conduta geral 16 segue o andamento mostrado na figura 4a, considerando-se que para a travagem electrodinâmica contribuem quatro motores (linha 4-M), ou então três motores (linha 311), ou ainda dois motores (linha 2K), ou um motor (linha 1M), e supondo que, nos quatro casos considerados, a velocidade do comboio é infe rior a 185 km/hora. A pressão do ar na conduta geral segue o andamento mostrado na figura 4b supondo que, para a travagem electrodinâmica, contribuem dois motores somente, e que a velocidade do comboio é, respectivamente, menor que 185 km/ho ra, ou então entre 185 e 255 km/hora, ou ainda superior a 255 km/hora.

d) Travagem rápida

A função da travagem rápida é concluída quando se leva o cursor do potenciómetro 14 ao ponto de medida 60 (figura 2). Ist significa essencialmente, que um sinal de amplitude especialmente reduzida é alimentado à entrada da rede de comparação 68, a qual emite um sinal de nível 0 à saída 71, e sinais de nível 1 às saídas 69 e 70, determinando consequentemente o fechamento do interruptor 74 e a abertura dos interruptores 72 e 73.

sinal de nível 0 na saída da rede 68 obriga ao nível 0 também a saída da porta ΑΝΌ 90, a qual, através da porta NOT 91, determina a comutação do desviador 88 impondo ao dispositivo 47 o máximo sinal de comando e, assim, a máxima travagem electrodinâmica disponível. Além disso, o sinal de nível 0 na saída da porta AND 90 obriga ao nível 1 a saída da porta NAND 92, determinando a excitação da eletroválvula 4 e, atra20

vés do circuito biestável 84, também a excitação das electroválvulas 4a....4 n.

Consegue-se um abaixamento repentino da pressão na conduta geral 16 um efeito travante especialmente enérgico, aumenta-do posteriormente pelo facto de que, de uma maneira não ilustrada e geralmente conhecida, é também aberta uma passagem de dimensão larga situada no selector 13 de forma a contribuir, ulteriormente, para a descarga da pressão na conduta geral.

ACCIONAMENTO 00 TRAVÃO DE EMERGÊNCIA

Pressupõe-se que, considerando a velocidade elevada com que o comboio pode andar, a aparelhagem 2 é montada de forma a impedir, a quem acciona o travão de emergência, de fazer parar o próprio combóio, atribuindo-se essa incumbência ao pessoal da máquina adequadamente informado acerca das sinalizações acústicas e ópticas não descritas aqui, ficando ainda a possibilidade de comandar a paralização do combóio no caso de avaria da própria aparelhagem 2.

accionamento do travão de emergência por parte do passageiro que viaja no vagão 23a determina instataneamente (instante tO na figura 6) a abertura tempestiva do contacto 27a e a descarga da conduta geral 16 através do elemento de descarga 28a e a electroválvula 30 já mencionada e normalmente aberta.

A abertura do contacto 27a determina o posicionamento no nível 1 das saídas dos circuitos biestáveis 62 (figura 2) e 126 (figura 3) .

circuito biestável 62 provoca.a comutação instantânea do desviador 61 com a consequente activação da condição de travagem máxima de serviço segando a modalidade acima mencionada. Essa condição pode ser removida pelo pessoal da máquina actuando simplesmente no botão pressor 63; uma tal possibilidade pode ser aproveitada para impedir, por exemplo, que o accionamento do sinal de alarme provoque a paragem do comboio num trecho inconveniente, como, por exemplo, um viaduto ou um túnel.

especial que saída do circuito biestável 126 mantenha no nível lógico 1 uma das duas entradas da porta MAND 129; a outra entrada dessa porta muda do nível 0 para o nível 1 no momento em que (instante tl da figura 6) a pressão recebe do transdutor 10 determina, da parte deste último, a produção de um sinal eléctrico de valor inferior ao valor de referência Vr existente na entrada não inversora do comparador 130 da figura 5.

A presença simultânea dos sinais de nível 1 nas entradas da porta NAND 129 provoca no instante t2 a excitação da electroválvula 30a, a qual, dentro de um adequado tempo de intervenção, intercepta a descarga acima referida do ar da conduta geral 16.

A comutação do sinal de nível 1 ao nível 0 da saída da porta NAND 129 determina também a descarga do condensador 134 da rede temporizadora 132, cuja saída muda do nível 1 para o nível 0 depois de um período de tempo indicado com um T na figura 6, que, em condições de funcionamento correcto da electroválvula 30a, é superior ao tempo de intervenção desta útlima. Em tais condições verifica-se, em primeiro lugar, a passagem do nível 1 do sinal produzido pelo transdutor de posição 26a, confirmando a obtenção do funcionamento correcto da electroválvula 30a, e, portanto, o sinal na saída da porta OR 135 permanece no nível lógico ”1.

Mo caso de falta de funcionamento da electroválvula 30a (veja-se a segunda parte dos gráficos da figura 6), o sinal no borne 36 muda para o nível 0 no instante t3 e isto provoca, ou o comando da travagem electrodinâmica máxima por meio da porta AND 90, a porta NOT 91, o desviador comandado 88 e o dispositivo 47, ou a travagem rápida por efeito da impulsão para o nível 0 da saída da porta AND 90, que abrange a excitação imediata das electroválvulas 4,4a... 4n, e ainda a desactivação das electroválvulas 3,3a... 3n.

No caso de falta de funcionamento do botão pressor 27a e de funcionamento unicamente do órgão de descarga rápida 28a, obter-se-à a única travagem rápida: realmente, não será possível impedir a descarga do órgão de descarga rápida 28a através da excitação da electroválvula 30a, com a consequente progressiva e inevitável queda da pressão na conduta geral 16 através do órgão de descarga rápida 28a e da electroválvula 30a.

Nos últimos dois casos acima examinados, não é evidentemente possível impedir a paralizaçao automática do comboio 1 por parte do pessoal da máquina.

Da observação das características do sistema realizado consoante as prescrições da presente invenção, ficam evidentes as vantagens que ela permite obter.

Em primeiro lugar, o sistema 2 permite a integração perfeita das acções de travagem do tipo electrodinâmico e do tipo pneumático, obtendo-se uma vantagem de conjunto, que nenhum pessoal da máquina poderia conseguir de modo contínuo durante a totalidade do percurso.

Além disso, devido ao já explicado acima, o sistema 2, não obstante ser de forma a funcionar automaticamente da melhor maneira, apresenta-se extremamente confiável e seguro em todas as condições operacionais, a fim de garantir, de qualquer maneira, a paralizaçao do comboio em caso de avaria dos próprios

circuitos electrónicos de comando e de controlo,

Claims (13)

1. R_s_i_v_i_n_d_i_ç_a_ç_õ_e_s

   1-. - Sistema de comando e de controlo da travagem de um comboio ferroviário rebocado por pelo menos, uma locomotiva eléctrica e com uma pluralidade de vagões, do tipo que compreende:

   uma conduta pneumática principal (15);

   uma conduta pneumática geral (16);

   um selector (13) da modalidade de funcionamento (sobrecarga, marcha, travagem gradual, travagem brusca, etc.) do referido sistema;

   uma válvula de relé (8) que é montada entre a conduta principal (15) e a conduta geral (16);

   uma válvula eléctrica de alimentação (3) e uma válvula eléctrica de descarga (4) de uma câmara de comando da válvula de relé (8); e um par de transdutores de pressão (9, 10) que geram sinais eléctricos proporcionais à pressão do ar dentro da conduta geral (16) e, respectivamente, da câmara de comando da mencionada válvula de relé (8);

   caracterizado pelo facto de compreender primeiros meios geradores (24) de um sinal eléctrico que depende da eficiência da travagem electrodinâmica da citada locomotiva eléctrica (21, 22);

   segundos meios geradores (25) de um sinal eléctrico que depende da velocidade de andamento do referido comboio (1); e uma unidade electrónica (11) de processamento que comanda a excitação das referidas válvulas eléctricas (3,4) e, portanto, a travagem electrodinâmica do mencionado comboio (1), entrando em linha de conta quer com a posição assumida pelo citado selector (13), quer com os valores assumidos pelos referidos sinais eléctricos fornecidos pelos mencionados transdutores (9, 10) e pelos citados primeiros e segundos meios geradores de sinais (24, 25).
2. 2-. - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que o referido selector (13) determina a produção de um sinal eléctrico de comando da mencionada travagem em função da sua própria posição, caracterizado pelo facto de compreender primeiros meios comutadores (76) comandados pelos citados primeiros meios geradores de sinais (24) e aptos a assumirem, no caso de a eficiência da travagem electrodinâmica ser nula (ou, então, inferior a um valor pré-estabelecido) uma primeira posição operacional na qual recebem directamente o referido sinal eléctrico escolhido pelo mencionado selector (13), ou então uma segunda posição operacional em que, no caso de a eficiência da travagem electrodinâmica não ser nula recebem um sinal eléctrico originado pelo citado selector (13) θ que é convenientemente modificado por intermédio dos referidos primeiros e segundos meios geradores de sinais (24, 25).
3. 3^. _ Sistema de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de compreender primeiros meios subtratores (80) que comparam o mencionado sinal eléctrico produzido por meio do citado selector (13) com um sinal de referência e que produzem um sinal proporcional à diferença alimentado a um bloco de amplificação (82), cujo ganho pode ser modificado pelos citados primeiros e segundos meios geradores de sinais (24, 25).
4. 4-. - Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de o referido ganho ser regulável de modo a ser maior ou igual ou menor que um.
5. 5-. - Sistema de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo facto de os mencionados primeiros meios geradores de sinais (24) incluirem essencialmente meios sensores (95) da eficiência da travagem eiectrodinâmica pelos motores associados com o citado comboio (1) e uma rede combinatória (96) que é ligada às respectivas saídas dos citados meios sensores (95) e que produz sinais de comando alimentados à referida unidade electrónica (11), sendo os mencionados sinais de comando correlacionados com o número dos citados motores com a capacidade de travarem eleçtrodinamicamente.

   62. - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo facto de os referidos segundos meios geradores de sinais (25) compreenderem essencialmente meios sensores (97) da velocidade do referido comboio (1) e uma rede de comparação (98) que está ligada com os mencionados meios sensores (97) e que produz uma pluralidade de sinais de comando, cada um deles associado com um campo de velocidade pré-determinado do citado comboio (1).
6. 7^â. - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações de 3 a 5, caracterizado pelo facto de o referido bloco de amplificação (82) possuir uma primeira unidade de amplificação e uma segunda unidade de amplificação ligada em série, cujos ganhos são condicionados, respectivamente, pelos mencionados primeiros meios geradores (24) de sinais e pelos segundos meios geradores (25) de sinais.

   83. - Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de a citada primeira unidade de amplificação compreender um primeiro amplificador (101) dotado de uma primeira rede (105) de condicionamento do ganho, comandada pelos referidos primeiros meios geradores (24) de sinais.
7. 9^â. - Sistema de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo facto de a mencionada segunda unidade de amplificação compreender um segundo amplificador (102) equipado com ume. segunda rede (106) de condicionamento do ganho, comandada pelos citados segundos meios geradores (25).

   103. - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 3 a

   9, caracterizado pelo facto de compreender segundos meios s ub tractores (99) que recebem 0 sinal produzido pelo referidc bloco de amplificação (82) e geram um sinal de diferença dirigido essencialmente aos mencionados primeiros meios comutadores (76), sendo 0 citado sinal de diferença obtido mediante subtracção do referido sinal produzido pelo mencionado bloco de amplificação (82) de um sinal de referência pré-determinado e convenientemente medido num ponto de medida (57) e é seleccionável por meio do citado selector (13).

   113. _ Sistema de acordo com qualquer das reivindicações ante27 riores, caracterizado pelo facto de compreender uma pluralidade de pares de válvulas eléctricas de descarga (3a,...3n) e de alimentação (4a...4n) da referida conduta geral (16); sendo cada par apropriado para ser instalado em um correspondente veículo rebocado (23a...23n) do mencionado comboio (1) e sendo comandado pela citada unidade electrónica de processamento (11) .
8. 12^. - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores em que cada veículo rebocado (23a..23n) do referido comboio (1) é dotado de, no mínimo, um contacto de activação (27a...27n) de um sinal de alarme e de um órgão de descarga rápida (28a...28n) da mencionada conduta geral (16), caracterizado pelo facto de compreender, por cada veículo rebocado (23a...23n), uma válvula eléctrica (30a...30n) de intercepção da corrente de ar descarregado através do citado órgão de descarga rápida (28a...28n).
9. 13^ã. - Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de compreender segundos meios comutadores (61) montados entre o referido selector (13) e os mencionados primeiros meios comutadores (76); sendo os citados segundos meios comutadores (61) adaptados para assumirem uma primeira posição operacional, na qual põem em ligação o citado selector (13) com os referidos primeiros meios comutadores (76) e uma segunda posição operacional, na qual põem em ligação um ponto de medição (60) de um sinal pré-determinado, disponível no mencionado selector (13) e determinante da travagem máxima de serviço do citado comboio (1), com os referidos primeiros meios comutadores (76) , determinando cada um dos mencionados contactos de activação (27a...27n), se for accionado, a comutação dos citados segundos meios comutadores (61) da referida primeira posição operacional para a mencionada segunda posição operacional.

   i
10. 14^â. - Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de compreender meios de restabelecimento (62, 63, 64), accionáveis pelo pessoal da locomotiva, da citada primeira posição operacional por parte dos referidos segundos meios comutadores (61), no caso de estes últimos se encontrarem na mencionada segunda posição operacional em consequência do accionamento do citado contacto de activação (27a...27n).
11. 15^â. - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo facto de compreender meios de acti- i vação (126, 130, 129) de cada uma das referidas válvulas eléctricas (30a...30n) de intercepção da passagem de ar descarregado por intermédio do mencionado órgão de descarga rápida (28a...28n), incluindo os citados meios de activação meios de verificação (130) do ocorrido abaixamento da pressão do ar dentro da referida câmara de comando da mencionada válvula de relé (8).
12. 16§. - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo facto de cada uma das citadas válvulas eléctricas de intercepção (30a...30n) ser dotada de um respectivo transdutor de posição (26a...26n) que produz um primeiro sinal ou um segundo sinal, em consequência do que um órgão activador da citada electroválvula (30a...30n) assume uma primeira posição de trabalho ou uma segunda posição de tra balho.
13. 17^â. - Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo facto de compreender meios de activação (135, 86, 85, 88, 47) da travagem electrodinâmica máxima e da travagem rápida do referido comboio (1) comandados por cada um dos mencionados transdutor da posição (26a...26n).

    Lisboa, 23 de Dezembro de 1988

    Amenco da Silva Carvalho

    Agsnte Oficiai de Prcpriadade Industrial

    R. Castilho, 201-3. E.-1000 LIS30A

    Telefc. 65 13 39-65 46 13 u/ôteoâomba^nva kreni, 6.^.4· te-;# m— )d’Z ?

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