데일로스타트

Decelostat
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B-3 이 철도 왜건의[1] 액슬 박스( 액슬 끝)에서 감속 밸브

디클로스타트는 웨스팅하우스 에어브레이크 컴퍼니가 개발한 휠 미끄럼 방지 시스템으로, 열차 바퀴와 레일 사이의 마찰 감소 조건인 휠 미끄럼을 일으키는 과브레이크를 방지하기 위해 철도차량에 사용된다.이러한 낮은 휠/레일 접착 조건은 제동 성능을 감소시키고 휠(휠 스플링 및 휠 플랫)과 레일에 손상을 입힌다.[2]

과다 제동 시, 감속 로스트는 휠 미끄럼에 의해 발생하는 휠 회전의 빠른 감속을 감지하며, 휠 미끄럼에 앞서 또 다른 조건이다.시스템이 감지되면 브레이크 밸브를 조작하여 브레이크 압력을 감소시킨다.이를 통해 영향을 받는 휠이 열차 속도와 더 유사한 속도로 회전하여 휠/레일 접착력을 다시 얻을 수 있다.이 경우 시스템이 비활성화되어 브레이크 압력을 복원하여 제동을 계속한다.이 시스템은 또 다른 크리프를 감지할 경우 다시 활성화될 수 있다.활성화와 비활성화의 주기는 보통 짧지만 제동 과정 중에 반복적으로 발생할 수 있다.[2]

디클로스타트는 웨스팅하우스 에어브레이크 컴퍼니가 1930년대에 이 시스템을 처음 개발했을 때 사용한 용어였다.[3]이 용어는 20세기 후반에 철도 산업에 의해 바퀴 미끄럼 방지 시스템을 가리키는 총칭으로 사용되었다.[1]그러나 1943년부터 2003년까지 웨스팅하우스 에어브레이크 컴퍼니의 등록상표였으며,[4] 2004년에는 웨스팅하우스의 후계자인 와브텍에 상표가 배정되었다.[5]

구성 요소들

감속 시스템의 주요 구성 요소는 휠 속도/가속 판독기, 제어기 및 밸브이다.판독기 구성부품은 휠의 속도 또는 가속/감속을 판독하기 위해 액슬 저널에 부착된 장치다.제어기 구성요소의 기능은 밸브 유닛을 작동시키기 위해 한도를 초과하는 급속 감속과 같은 상황을 감지하는 것이다.밸브 유닛은 에어 브레이크를 조작하여 영향을 받는 휠의 제동 실린더 압력을 감소시킨다.이는 덤프 값을 활성화하여 브레이크 실린더의 공기를 대기로 방출함으로써 이루어질 수 있다.밸브 유닛은 덤프 밸브를 여는 동안 라인에서 브레이크 실린더로 유입되는 공기를 차단하기 위해 보호 밸브를 닫을 수 있는 여러 개의 밸브를 포함할 수 있다.[1]

일부 모델에서 판독기와 제어기 구성요소는 하나의 단위로 결합될 수 있다.예를 들어 플라이휠을 사용하여 한계를 초과하는 감속을 판독하고 감지하는 시스템은 밸브 구성 요소로 직접 신호를 전송할 수 있다.[2]

직류 발전기

1930년대에 Westinghouse Air Brake Company는 휠 슬립 제어 시스템을 개발했는데, 첫 번째로 전기 타입이다.[3]시스템은 축의 저널 박스에 직류 발전기를 설치하여 작동했다.휠이 움직이면 제너레이터가 출력 전압을 생성하게 된다.그런 다음 제너레이터의 전압을 사용하여 관련 휠의 가속(전압 증가) 및 감속(전압 감소)을 측정했다.발전기는 어떤 유형이든 될 수 있지만 휠을 역방향으로 돌릴 때 극성을 역전시킬 수 있는 영구 자석형(마그네토)이 바람직하다.발전기는 콘덴서와 릴레이가 일련의 콘덴서가 들어 있는 콘트롤러에 연결돼 바퀴가 어느 방향으로든 회전할 때 탐지가 가능하도록 했다.바퀴가 회전 속도를 높이면 발전기의 전압이 높아진다.감속 로스트의 회로는 캐패시터가 충전 모드일 때 단방향 릴레이가 활성화되지 않도록 구성되었다.휠이 빠르게 감속할 때 전압이 높은 속도로 떨어져 콘덴서가 해당 릴레이의 픽업 권선을 통해 역방향으로 방전될 수 있었다.이로 인해 릴레이 스위치가 작동하여 덤프 밸브를 작동시킬 수 있다.시스템은 초당 10mph 이상의 감속률에서와 같이 덤프를 트리거하는 미리 결정된 감속량으로 설정된다.[6]

플라이휠

1930년대에 웨스팅하우스는 회전 관성형의 플라이휠을 이용하여 또 다른 형태의 디클로스타트를 개발하였다.플라이휠 모듈은 액슬 박스에 설치되며, 플라이휠이 휠과 함께 회전하도록 스프링에 의해 휠에 연결된다.정상적인 작동에서 휠은 플라이휠과 같은 속도로 회전한다.급제동에서 휠은 플라이휠보다 높은 속도로 감속되어 플라이휠의 관성이 휠의 회전을 오버런하게 된다.공압 시스템에서, 이것은 밸브를 열게 하고 보호 및 덤프 값을 만들어 에어 브레이크 압력을 방출한다.전기-언어 시스템에서는 전기 회로가 컨트롤 모듈을 트리거하여 에어 브레이크 압력 해제를 활성화한다.해제는 휠 브레이크의 속도를 늦춰 휠이 미끄러지는 것을 방지하고, 휠과 플라이휠의 회전을 다시 동기화되도록 한다.[7][1]잘 알려진 공압 플라이휠 모델은 "3-AP"이라고 불린다.[2]

전자식 속도 센서 및 컨트롤러

현대식 감속 시스템은 휠의 실제 속도를 측정하는 전자 속도 센서와 휠 미끄러짐을 방지하기 위해 제동력을 줄일지 여부를 결정하기 위해 감속 속도를 계산하는 컨트롤러로 구성된다."E-5" 모델은 그러한 Delhostat 시스템의 예다.그것은 바퀴 저널에 부착된 100개의 톱니바퀴를 가지고 있다.센서는 센서를 지나 이동하는 기어 톱니를 세어 휠 속도를 측정한다.[8]

브레이크 샌딩과의 통합

제동 샌딩 시스템은 휠 전면의 레일에 모래를 전달하여 휠-레일 접착력을 향상시켜 제동 중 휠 미끄럼을 방지한다.제동 샌딩 시스템이 없는 상태에서만 감속 로스트를 사용할 경우 휠-레일 접착의 근본 원인이 설명되지 않기 때문에 불량 레일 구간에서 제동하는 동안 휠 슬라이드 보호가 반복적으로 활성화될 수 있다.레일에 모래를 바르면 제동 성능을 개선하기 위한 접착력이 문제를 해결한다.감속 로스트는 제동 샌딩 시스템과 통합되어 두 시스템이 자동으로 함께 작동하도록 할 수 있다.예를 들어 작동기를 사용하여 제동 샌딩 시스템을 제어하는 공압식 감속 시스템이 있다.감속로스트의 플라이휠이 휠의 급격한 감속을 감지하면 브레이크 실린더의 공기압을 완화시키는 밸브가 작동한다.이때 제동 샌딩용 밸브도 작동해 레일에 모래를 전달한다.순간적으로 휠 속도가 플라이휠과 다시 동기화되어 감속 로스트가 밸브를 닫아 다시 제동을 재개한다.그 순간 이미 모래가 난간으로 전달돼 제동이 더욱 효과적이다.[9]

항공분야에서

착륙 중 바퀴 제동을 제어하기 위해 1950년대에 항공 산업에 Delphlostat 시스템이 도입되었다.착륙 기어의 휠 구성 요소 내부에 감속 로스트 장치가 장착되었다.열차에 사용되는 공압계통 외에 플라이휠도 약간 개조해 석유 기반 유압계통에 연결했다.작동 원리는 활주로가 미끄러지지 않고 감속률과 함께 최적의 제동력을 가진 플라이휠을 미리 설정하여 공압 버전과 여전히 동일했다.활주로 미끄러짐과 같이 감속률이 높을 때, 플라이휠은 밸브 피스톤을 밀어 가압된 오일이 휠 브레이크에 도달하지 못하도록 차단하고 유압 제동계통의 리턴 회로에 오일을 방출한다.이렇게 하면 착륙 휠의 제동 압력이 완화되고 플라이휠과 일치하도록 다시 속도를 높일 수 있다.착륙 휠의 속도가 다시 정상 상태가 되면서 밸브를 정상 모드로 재설정하여 가압 오일을 휠 브레이크에 적용하기 시작했다.휠 감속률이 더 높은 것이 여전히 감지되는 동안 이러한 전체 단계가 연속적으로 반복될 수 있다.이 장치는 처음에는 미국에서, 나중에는 영국에 의해 시험대에 올랐다.[10]

데일로스타트는 미군 수송기 일부에도 사용되었다.[11]

자동차에서

1954년, Popular Science는 디트로이트에 있는 미국 자동차 제조회사들에 의해 차가 급브레이크에서 소용돌이치는 것을 방지하기 위해 Delhostat 시스템의 예비 테스트가 있었다고 밝혔다.그러나 시험 결과에 대한 공개적인 정보는 없었다.[12]

유사 시스템

철도에서, Budd Company는 Delhostat 제어기에 단락이 발생했을 때 운전자에게 제동 제어의 제어권을 되돌려 줌으로써 Delhostat의 전기적 모델의 사용을 개선하기 위한 시스템을 1940년대에 개발했다.[13]그 회사는 후에 롤라크론이라고 불리는 자체적인 휠 슬립 보호 시스템을 개발했다.이 시스템은 감속 속도가 빠른 것을 감지하기 위해 동일한 플라이휠 기술을 사용했지만, 밸브를 제어하기 위해 전자 회로를 사용했다.이 시스템은 20세기 후반 웨스팅하우스의 공압식 Delhostat의 대안으로 철도차량에서 사용되었다.두 시스템은 Delhlostat의 초기 속도 센서 모델의 도입으로 단계적으로 폐지되었다.[1]

항공 분야에서는 던롭이 1950년대 데임로스타트와 유사한 플라이휠 개념을 이용해 맥사레라는 항디스크 장치를 도입했다.[14]1970년대까지 상업용 및 군용 제트기에 사용되는 각종 항디스크 제동장치가 존재하여 모든 기상 조건에서 완전한 항디스크 보호를 유지하면서 최대한의 제동력을 제공하도록 설계되었다.[15]미 항공우주국(NASA)도 우주왕복선의 4개 주 착륙 기어 바퀴에 각각 항디스크 시스템을 도입했다.[16]

자동차에서는 1950년대 항공산업계의 항미스크리드 시스템 개발에서 미끄럼방지장치(ABS)의 뿌리가 나왔다.자동차용 ABS 1세대는 1970년대 초반이었다.[17]

참조

  1. ^ a b c d e McDonough, Martin (1995). "Decelostat Part I, Older Systems" (PDF). Private Varnish (64: September/October): 17–18. Retrieved 9 July 2021.
  2. ^ a b c d Amtrak Maintenance Manual G-79-6 Supplement (PDF). Amtrak. 15 February 1982. pp. C_7_13–C_7_18.
  3. ^ a b Annual Report. Westinghouse Air Brake Company. 1936. p. 1. Retrieved 24 November 2013. Improvements have been made in our wheel slip detecting apparatus, termed "Decelostat," for minimizing passenger car wheel sliding. The first form was an electrical type and the latest and more simple form is a pneumatic type.
  4. ^ "DECELOSTAT". Retrieved 9 July 2021.
  5. ^ "DECELOSTAT". Retrieved 9 July 2021.
  6. ^ "Brake control system (Patent US 2369968 A)". Westinghouse Air Brake Co. Retrieved 24 November 2013.
  7. ^ "C. B. & Q. Installs Ninth Zephyr". Railway Age. 106 (17): 732–733. 29 April 1939. Retrieved 9 July 2021.
  8. ^ McDonough, Martin (1996). "Decelostat Part II, Today's E-5 System" (PDF). Private Varnish (68: May/June): 19–20. Retrieved 9 July 2021.
  9. ^ "Wheel Sliding Needs Control for Effective Passenger Car Braking". Modern Railroads. 4 (1): 59–60. January 1949. Retrieved 12 July 2021.
  10. ^ "Optimum Braking". Flight International. 59 (2194): 167–168. 8 February 1951. Retrieved 9 July 2021.
  11. ^ Validation of Soil-Strength Criteria for Aircraft Operations on Unprepared Landing Strips (PDF) (Technical Report No. 3-554 ed.). U.S. Army Corps of Engineers. July 1960. Retrieved 12 July 2021.
  12. ^ "Brakes". Popular Science. 165 (2): 232. August 1954. Retrieved 9 July 2021.
  13. ^ "Brake control device US 2426575 A". Retrieved 22 December 2013.
  14. ^ "Dunlop Maxaret Anti-Skid Unit for New High-Performance Aircraft". FLIGHT: 3. 19 March 1954. Archived from the original on 13 October 2012. Retrieved 21 December 2013.
  15. ^ "Behavior of Aircraft Antiskid Braking Systems on Dry and Wet Runway Surfaces" (PDF). NASA. December 1979. pp. 1–2. Retrieved 21 December 2013.
  16. ^ "Main Landing Gear Brakes". NASA. Archived from the original on 7 July 2010. Retrieved 21 December 2013.
  17. ^ Lerner, Preston (4 September 2012). "Innovations in Driving: Anti-Lock Brakes". Popular Science. Retrieved 22 December 2013.