CN100357118C - 一种防止轨道动车车轮空转与滑行的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其包括以下步骤：实测各轴速集中处理并输出包括轴速、轴间滑行速差和轴间空转速差，实测的列车速度与司机的操纵速度取低速为限制速度，算出限制速度与各轴速的限制速差，限制速差与轴间空转速差取最大值为空转速差，限制速差与轴间滑行速差取最大值为滑行速差，在牵引工况时以空转速差计算减载系数并作减载处理，在制动工况时以滑行速差计算减载系数并作减载处理，当司机设置的撒沙值与空转速差或滑行速差相等时进行撒沙处理。本发明性能稳定，其系统装置结构简单，经济适用，防止空转和滑行的效果好。适合各类内燃或电力机车、动力集中或分散的动车组、轻轨、地铁等等的应用。

Description

一种防止轨道动车车轮空转与滑行的方法
技术领域
本发明涉及一种铁道交通运输领域的安全技术，尤其是涉及一种防止轨道动车车轮空转与滑行的方法。
背景技术
在轨道上运行的机车车辆，车轮的空转与滑行是不可避免的，而空转与滑行对轨道机车车辆都会带来很大的危害，一般都会擦伤钢轨或车轮踏面，严重时甚至引发重大安全事故。为了有效地防止轨道动车车轮的空转与滑行问题，许多研究机构在这方面做了长期的大量的有益工作，研究制定了一些系统和方法，目前应用比较广泛的有：美国GE公司的蠕滑率控制系统，庞巴迪公司的MITRAC粘着控制系统，西门子公司的SIBAS32粘着控制系统，国内研制的交直机车防空转/防滑行控制系统和交直交机车的粘着控制系统。它们的共同特点是以实际测量的轴速度作为输入量，计算出各轴的速度差，各轴的轴加速度及其加速度微分，建立数学模型，然后根据数学模型计算的结果，按照制定的控制策略予以实施，收到良好的技术效果。但上述控制方法存在明显的不足之处：系统复杂，系统的判断过于灵敏容易产生误动作现象，上述方法制造的系统装置，其结构复杂，运用成本很高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种系统简单，工作性能良好，经济适用的防止轨道动车车轮空转与滑行的方法。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现：实测各轴速集中处理并输出包括轴速、轴间滑行速差和轴间空转速差，实测的列车速度与司机的操纵速度取低速为限制速度，算出限制速度与各轴速的限制速差，限制速差与轴间空转速差取最大值为空转速差，限制速差与轴间滑行速差取最大值为滑行速差，在牵引工况时以空转速差计算减载系数并作减载处理，在制动工况时以滑行速差计算减载系数并作减载处理，当司机设置的撒沙值与空转速差或滑行速差相等时进行撒沙处理。
本发明的目的还可以通过以下方式予以实现：减载处理及其减载系数的计算，可同时处理一根以上的动力轴。撒沙处理可以是自动开闭撒沙阀门撒沙，也可以通过声光指示司机手动操纵撒沙阀门撒沙。司机设置的撒沙值可以分为牵引撒沙值和制动撒沙值两组。司机设置的撒沙值可以为档位选择。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：性能稳定，其系统装置结构简单，经济适用，防止空转和滑行的效果好。适合各类内燃或电力机车、动力集中或分散的动车组、轻轨、地铁等等的应用。
附图说明
图1为本发明的控制原理框图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
一、空转发生在牵引工况，当下列情况发生时，就判定该轴的牵引力减至0，其空转即将或已经产生，此时通过动力减载或撒沙来抑制空转。
1、当某轴速度超过司机的操纵速度的差值达到某一值a时；
2、当某轴速度超过列车速度达到某一值a时；
3、当某轴速度超过其它轴速度达到某一值a时。
通过对具体应用类型的实验，获得相应的a值作为本发明减载计算的空转阀值。
二、滑行发生在制动工况，当下列情况发生时，就判定该轴电制动力减至0，其滑行即将或已经产生，通过动力减载或撒沙来抑制滑行。
1、当某轴速度小于司机的操纵速度差值达到某一值b时；
2、某轴的速度小于列车速度达到某一值b时；
3、当某轴的速度小于其它轴的速度达到某一值b时。
通过对具体应用类型的实验，获得相应的b值作为本方法减载计算的滑行阀值。
用转速装置获轴速，可通过雷达、卫星或其他手段获得列车速度。
设动车车轮数为n，设空转阀值为a，设滑行阀值为b。
参照附图1，将实际测量的各个轴的速度集中在模块1中处理，可以将转速转换成线速度，每根轴可以输出包括轴速、轴间滑行速差和轴间空转速差多组数据。
轴间滑行速差是轴n与低于其速度的最小轴速比较获得的有效轴速差。
轴间空转速差是轴n与高于其速度的最大轴速比较获得的有效轴速差。
实际测量的列车速度与司机在控制台上操作的操纵速度在模块2中取最小值为限制速度，限制速度与各轴速通过模块3计算出限制速差，限制速差与轴间空转速差通过模块4取最大值为空转速差，限制速差与轴间滑行速差通过模块5取最大值为滑行速差。
当空转速差达到空转阀值a时，模块8以空转速差为依据计算减载系数。
当空转速差达到滑行阀值b时，模块11以滑行速差为依据计算减载系数。
切换器12在选择工况的同时从模块8或模块11中选定一个减载系数进入模块13进行动力减载处理。动力减载处理就是将确定的减载系数传送给动力控制系统去执行。
撒沙值设置的设置可以不分工况，本实施例中分两种工况。模块6为牵引撒沙值设置，模块7为制动撒沙值设置，撒沙值可以设置为档位选择方式，机械或电子方式。
当输入给模块9的空转速差与牵引撒沙值的绝对值相等时，或者当输入给模块10的滑行速差与制动撒沙值绝对值相等时，它们将撒沙的指令通过切换器12传递给模块14进行撒沙处理。
模块8和模块11可以同时计算单轴或者多轴的减载系数，模块13也可以同时执行对单轴或者多轴的减载处理。
模块14可以进行自动开闭撒沙阀门撒沙，也可以通过声光显示给司机，然后由司机手动操纵撒沙阀门撒沙。
本发明的方法可以用硬件电路的形式实现，也可以用软件的方式实现。
本发明的方法在西南交通大学的滚动试验台对“中华之星”动力车进行了试验，收到良好的效果，证明该方法能提高机车的粘着利用，有效地抑制了空转与滑行，达到了防止轨道动车车轮空转与滑行的目的。

Claims (8)

1.一种防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其特征在于：实测各轴速集中处理并输出包括轴速、轴间滑行速差和轴间空转速差，实测的列车速度与司机的操纵速度取低速为限制速度，算出限制速度与各轴速的限制速差，限制速差与轴间空转速差取最大值为空转速差，限制速差与轴间滑行速差取最大值为滑行速差，在牵引工况时以空转速差计算减载系数并作减载处理，在制动工况时以滑行速差计算减载系数并作减载处理，当司机设置的撒沙值与空转速差或滑行速差相等时进行撒沙处理。
2.根据权利要求1所述的防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其特征在于：所述减载处理及其减载系数的计算，同时处理一根以上的动力轴。
3.根据权利要求1或2所述的防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其特征在于：所述司机设置的撒沙值分为牵引撒沙值和制动撒沙值两组。
4.根据权利要求1或2所述的防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其特征在于：所述撒沙处理是自动开闭撒沙阀门撒沙或者通过声光指示司机手动操纵撒沙阀门撒沙。
5.根据权利要求3所述的防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其特征在于：所述撒沙处理是自动开闭撒沙阀门撒沙或者通过声光指示司机手动操纵撒沙阀门撒沙。
6.根据权利要求1或2所述的防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其特征在于：所述司机设置的撒沙值为档位选择。
7.根据权利要求4所述的防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其特征在于：所述司机设置的撒沙值为档位选择。
8.根据权利要求5所述的防止轨道动车车轮空转与滑行的方法，其特征在于：所述司机设置的撒沙值为档位选择。
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