SIL 4 Wheel Protection Protection: mit czy rzeczywistość?

Obraz

W transporcie kolejowym systemy ochrony przed ślizgiem kół (WSP) radzą sobie z delikatnym problemem przyczepności koła do szyny. W suchych sytuacjach przyczepność między stalowym kołem a stalową szyną jest już z natury niska. Ta dostępna przyczepność stanowi fizyczną granicę skuteczności hamowania pociągu. Czynniki zewnętrzne, takie jak deszcz, lód, opadłe liście, zanieczyszczenie lub zanieczyszczenie olejem lub tłuszczem mogą dodatkowo zmniejszyć dostępną przyczepność. Z tego powodu dostawcy hamulców szynowych od wielu lat opracowują systemy ochrony przed ślizgiem kół. Systemy te monitorują prędkość obrotową czterech osi pojazdu w czasie rzeczywistym, obliczając średnią prędkość pojazdu i zmienność prędkości obrotowej osi. Za każdym razem, gdy system wykryje ślizg osi, zabezpieczenie przed ślizgiem koła dostosowuje ciśnienie w odpowiednich cylindrach hamulcowych, aby upewnić się, że oś nie blokuje się, unikając ryzyka rozpadnięcia się koła, co stanowi potencjalny problem bezpieczeństwa podczas jazdy pociągu. System zapewnia, że każda oś będzie wykorzystywać dostępną przyczepność do generowania siły hamowania.

W powyższym scenariuszu istnieje ryzyko, że jedna lub więcej osi może pozostać w stanie zwolnienia hamulca, jeśli wystąpią jakiekolwiek awarie w kontroli zabezpieczenia przed ślizgiem kół lub jeśli przyczepność jest bardzo niska. Oczywiście zwolnienie hamulca nie jest bezpieczne. Dlatego wszystkie systemy ochrony przed poślizgiem kół zawierają funkcję niezależnego nadzoru (WD), która ponownie uruchamia pełny wysiłek hamowania, jeśli zwolnienie hamulca sterowane przez zabezpieczenie przed ślizgiem koła jest dłuższe niż ustawiony czas (często 10 sekund). Ostatecznie oznacza to, że uruchomienie hamulca i ryzyko poślizgu pełnej osi jest preferowane niż brak hamowania.

Ta funkcja strażnika jest kluczem do zapewnienia bezpieczeństwa w tradycyjnych systemach ochrony przed ślizgiem kół. Watchdog jest niezależnym urządzeniem sprzętowym, które wyłącza funkcję WSP po jej uruchomieniu.

W rzeczywistości pierwsza generacja systemów WSP unikała poślizgu osi, całkowicie zwalniając siłę hamulca po wykryciu poślizgu. Wadą tego typu systemu był dramatyczny wzrost drogi hamowania w obniżonej przyczepności.

Druga generacja systemów WSP (wprowadzona w latach 90.) jest w stanie w pełni zarządzać poślizgiem każdej osi, umożliwiając najlepsze wykorzystanie dostępnej przyczepności. Dzięki temu droga hamowania przy obniżonej przyczepności jest znacznie zmniejszona, co przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa pracy pociągu.

Mimo to niektórzy operatorzy chcieliby widzieć wyższy poziom bezpieczeństwa systemu ochrony przed ślizgiem kół, zwłaszcza gdy jest używany w hamulcach awaryjnych.

Kiedy opracowaliśmy naszą zintegrowane sterowanie hamulcami Metroflexx & Regioflexx, zastosowaliśmy podwójną architek turę elektroniczną. Jedna jednostka Safety Integrity Level 2 (SIL 2) spełnia zwykłą funkcję jednostki sterującej hamulcem (BCU), a jedna jednostka SIL 4 — wyposażona w sprzęt i oprogramowanie SIL 4 — wykonuje funkcje monitorowania i nadmiarowania. Ta specyficzna architektura elektroniczna stworzyła nowe możliwości zwiększenia bezpieczeństwa systemu ochrony przed ślizgiem kół:

• Funkcja monitorowania SIL 4, która stale monitoruje ochronę przed poślizgiem kół poprzez sprawdzanie zachowania każdej osi (prędkość, zwalnianie itp.) i zarządza wysiłkiem hamowania w celu uzyskania optymalnego opóźnienia przy dostępnej przyczepności w czasie rzeczywistym.
• W pełni certyfikowana funkcja strażnika SIL 4. Tradycyjna funkcja nadzoru pozostaje aktywna, ale monitorowanie WSP zapobiega jej aktywacji dzięki szybkiej, bardzo dokładnej kontroli. Monitorowanie WSP znacznie zmniejsza ryzyko zablokowania osi/płaskiego koła w warunkach bardzo niskiej przyczepności, poprawiając bezpieczeństwo i dostępność pociągu.
• Dostępna jest zintegrowana funkcja monitorowania obrotów kół SIL4 (WRM) do bardzo szybkich zastosowań, umożliwiająca masowe uproszczenie systemu zarówno dla producenta samochodu (koszt początkowy), jak i operatora (koszt konserwacji).

Reakcja rynku na zwiększone bezpieczeństwo i wydajność systemów zabezpieczających przed ślizgiem kół była tak pozytywna, że zdecydowaliśmy się zaoferować tę samą technologię w tradycyjnych układach hamulcowych, wykorzystując oddzielne BCU i pneumatykę. Opracowaliśmy płytę SIL 4 Wise ™ do zintegrowania z naszą tradycyjną jednostką sterującą hamulcami Gemini II (BCU). Wise ™ to w pełni niezależne, dedykowane rozwiązanie sprzętowe i programowe SIL 4, które wykorzystuje własny zasilacz.

Wyposażony w system Wise ™, Twój pociąg może korzystać z zabezpieczenia przed ślizgiem kół podczas hamowania awaryjnego bez żadnych obaw o bezpieczeństwo, dzięki funkcji strażnika SIL 4. Funkcja monitorowania ochrony przed ślizgiem SIL 4 może sprawić, że Twój pociąg będzie znacznie bardziej odporny w warunkach bardzo niskiej przyczepności. Ponadto koszty konserwacji można znacznie obniżyć dzięki lepszemu zarządzaniu energią w punkcie styku koła z szyną.

Wracając więc do pierwszego pytania o ochronę przed ślizgiem kół SIL 4: mit czy rzeczywistość? Na razie z pewnością pozostanie mitem dla większości graczy rynkowych. Ale dla Wabtec i naszej elektroniki Wise ™ jest to już rzeczywistość, ze sprawdzonym designem i korzyściami.

Szukasz więcej informacji na temat systemów ochrony przeciwślizgowej SIL 4 kół i elektroniki Wise ™? Skontaktuj się z nami pod adresem: brakesandcouplers [at] wabtec [dot] com