При ремонте и техническом обслуживании вагонов применяются средства технической диагностики (СТД). Эти средства служат для объективного выявления как видимых, так и скрытых дефектов вагонов в стационарных условиях и во время движения поезда.
В современных условиях интенсивного движения поездов автоматизация выявления технических неисправностей вагонов в эксплуатации приобретает особое значение. Визуальный метод ненадежен и малопроизводителен. По существующей технологии каждый осмотрщик имеет возможность затратить на осмотр одного вагона всего несколько минут. За это время он обязан на различных позициях проверить исправность большого числа деталей и узлов. Особенно усложняется осмотр вагонов в ночное время. Именно поэтому применяются и развиваются методы автоматического выявления неисправностей вагонов с помощью специальных приборов и установок.
Изучение технического состояния вагонов в эксплуатации выявило необходимость разработки специальных устройств для обнаружения в первую очередь греющихся букс, дефектов поверхности катания колес, заклинивания колесных пар, волочащихся деталей. Эти устройства достаточно широко применяются на сети железных дорог России. На основе этих устройств функционирует система дистанционного контроля исправности вагонов (ДИСК), в составе которой имеются подсистемы обнаружения нагретых букс (ДИСК-Б), дефектов поверхности катания колес (ДИСК-К), контроля исправности тормозов (ДИСК-Т), обнаружения волочащихся деталей (ДИСК-В).
Принцип действия приборов для обнаружения нагретых букс заключается в том, что нагретые буксы испускают инфракрасное излучение, которое воспринимается чувствительными элементами, находящимися в специальных камерах, расположенных по обеим сторонам пути. По интенсивности излучения можно судить о степени нагрева буксы. В камерах происходит преобразование излучения в электрический сигнал, который уси¬ливается и передается на регистрирующую аппаратуру. Схема размещения оборудова¬ния ПОНАБ и ДИСК-Б представлена на рис. 12.6.
Аппаратура ПОНАБ и ДИСК-Б состоит из перегонного и станционного оборудования, связанного между собой линией связи. В состав перегонного оборудования входят напольное и постовое оборудование. Напольное оборудование включает в себя приемные камеры инфракрасного излучения.
После обработки сигналов устройствами постового оборудования информация о состоянии букс вагонов передается к стационарному оборудованию и регистрируется цифропечатающими устройствами или компьютером. Информация включает в себя порядковый номер вагона (начиная с головы поезда) с перегретыми буксами, сторону поезда, количество вагонов в поезде, общее количество перегретых букс, порядковый номер оси в вагоне с перегретой буксой, степень перегрева, время контроля поезда.
Аппаратура ДИСК-К предназначена для обнаружения на ходу поезда дефектов поверхности катания колес (ползуны, выщербины, навары, неравномерный прокат), вызывающих ударное воздействие колеса на рельс. Вследствие ударов колеса с перечисленными дефектами по рельсу в последнем возникают ускорения, которые измеряются пьезоэлектрическими датчиками (пьезоакселерометрами). Они преобразуют динамическое воздействие колеса на рельс в электрический сигнал. Структурная схема аппаратуры ДИСК-К представлена на рис. 12.7.
Контрольный участок пути оборудован путевыми датчиками прохода осей П1—П4. Эти датчики предназначены для счета числа вагонов в поезде и формирования зоны контроля, равной длине развертки колеса. В зоне контроля в шейках рельсов устанавливаются десять рельсовых пьезоакселерометров ДУ1—ДУ10. Это датчики виброускорений. Они устанавливаются по пять штук на каждую рельсовую нить. Датчики П1—П4 представляют собой бесконтактные педали, принцип действия которых основан на законе электромагнитной индукции. Они подключены к постовой аппаратуре через путевой ящик ПЯ.
В аппаратуре ДИСК-В на пути размещается напольный электромеханический датчик. Если в вагоне имеется волочащаяся деталь, она механически воздействует на напольный датчик. В результате вырабатывается электрический сигнал, который по линии связи пере¬дается на станционную регистрирующую аппаратуру.
При обнаружении аппаратурой ДИСК-К дефекта колеса по кругу катания информация о порядковом номере вагона и номере оси в вагоне, а также значение динамического воздействия колеса на рельс указываются с помощью регистрирующего устройства аппаратуры ДИСК-Б. Аналогично указывается информация с аппаратуры ДИСК-В о порядковом номере вагона с волочащейся деталью.
Подсистема ДИСК-Б является базовой подсистемой, к которой могут подключаться дополнительно подсистемы ДИСК-К, ДИСК-В, а также другие, вновь создаваемые подсистемы. Базовая подсистема ДИСК-Б обладает функциональной и конструктивной завершенностью и может самостоятельно работать в условиях эксплуатации. Все остальные подсистемы могут только дополнять ее на различных пунктах контроля.
Когда средства контроля обнаруживают перегретые буксы, дефектные колеса или волочащиеся детали, сигналы об этом со станционного оборудования передаются на сигнальный световой указатель, установленный между перегонным оборудованием и входным сигналом станции, а также на сигнализирующее оборудование.
Кроме подсистем ДИСК-К и ДИСК-В к базовой подсистеме ДИСК-Б подключена также и подсистема ДИСК-Т для автоматического обнаружения на ходу поезда подвижных единиц с неисправными тормозами, если происходит длительное трение тормозных колодок или колеса о рельс. Датчики улавливают инфракрасное излучение от обода колесной пары и части диска, нагретых до определенного уровня.
В последнее время разработан еще ряд подсистем для контроля технического состояния вагонов. К ним относятся дистанционная система контроля перегруза вагона (ДИСК-3), проката колес (ДИСК-П) и др.
Серийно выпускаемые подсистемы совершенствуются и подвергаются модернизации на основе новой элементной базы. Так, например, подсистема ДИСК-Б заменяется на ДИСК-2Б и КТСМ.
В дополнение к системе ДИСК разработана и частично эксплуатируется система средств технического диагностирования на ПТО (СТД-ПТО). Основой этой системы является базовая подсистема, включающая в себя аппаратуру для регистрации неисправностей непосредственно на ПТО. Эти неисправности могут быть выявлены как осмотрщиком вагонов, так и автоматическими устройствами.
К базовой подсистеме подключаются другие подсистемы, предназначенные для выявления износа гребней колес (СТД-ПТО-КГ), неисправности механизма автосцепки (СТД-ПТО-САКМА), нарушения верхнего и бокового габарита подвижного состава (СТД-ПТО-ГПС), наличия валика подвески тормозного башмака и толщины тормозной колодки (СТД-ПТО-ТТ), неисправностей упряжного устройства (СТД-ПТО-УУ), дефектов роликовых подшипников (СТД-ПТО-Р) и др.
