CN102381321A - 一种机车撒砂装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道机车撒砂控制系统，尤指一种用于机车安全运行的撒砂装置及控制方法，该装置通过控制撒砂控制器中电机和齿轮的转速来控制撒砂量的大小；该控制方法根据速度传感器的信号判断各轮对的滑行状态，中央处理单元将控制变速电机以相应的转速转动，并带动撒砂齿轮转动，从而控制撒砂量的大小；该控制方法根据接收到的紧急、轨面条件和强制撒砂等信号，结合相关判据，控制撒砂电控阀的得、失电和变速电机的转速。因此，本发明所述机车撒砂装置及控制方法，安全可靠、结构巧妙、防滑效果好，可最大限度的利用轨面粘着，减小制动距离，减少车轮的磨损。
Description
技术领域
本发明涉及轨道机车撒砂控制系统，尤指一种用于机车安全运行的撒砂装置及控制方法。
背景技术
轨道机车车轮的滑行是不可避免的，而滑行对轨道机车会带来很大的危害，轻者会擦伤车轮踏面和钢轨，重者会增加机车的制动距离，引发重大安全事故。
目前机车上使用的撒砂系统有两种控制方式：一种是通过操作者主动施加撒砂，主要是通过按压撒砂按钮或脚踏撒砂踏板，从而控制撒砂电空阀的得失电来实现机车是否撒砂；另一种机车的逻辑控制单元通过机车的速度和紧急状态来控制撒砂电空阀的得失电实现机车是否撒砂；而目前撒砂装置多为重力式和压差式。在实际应用当中，当前的撒砂控制方式和撒砂装置存在以下不足：1.在常用制动状态下无法根据速度和车轮的滑行状态进行撒砂；2.机车实施自动撒砂时，仅能控制撒砂装置进行间断性撒砂，而不能根据实际情况自动控制撒砂量的大小；3.目前的撒砂装置由于主要靠砂粒的自身重力而形成撒砂效果，因此对砂箱的安装高度有特定的要求，不利于设备的整体布置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种机车撒砂装置和撒砂控制方法，该装置能够根据控制要求调节撒砂量的大小，并不受砂箱安装位置的影响，该控制方法能够实时监控机车轮对的滑行状态，并可根据监控结果控制撒砂装置进行相应动作。
本发明的技术方案为：一种机车撒砂装置，包括砂箱，砂箱底部设有砂箱出口，其特征是，还包括传感器和设在砂箱下侧的控制撒砂量的撒砂控制器，撒砂控制器顶端的进砂口与砂箱出口相连，所述撒砂控制器包括逻辑控制单元和设在进砂口下方由电机控制的齿轮，所述撒砂逻辑控制单元包括速度信号处理模块和中央处理模块，所述传感器与速度信号处理模块连通并由中央处理模块控制电机的转速，撒砂控制器内齿轮下侧设有出砂口。
撒砂控制器一侧设有进气口，该进气口与撒砂控制器出砂口之间设有缩孔。
撒砂控制器出砂口底端连接有撒砂管路。
逻辑控制单元控制电机转动，电机带动齿轮旋转，而齿轮的旋转会带动砂箱出口处的砂粒至撒砂控制器的内部；撒砂控制器出砂口与撒砂管路相连并通过撒砂管路至指定的轨面上。
该撒砂装置的控制方法，包括如下步骤：
（1）撒砂逻辑控制单元接收传感器传来的各轮轴的速度信号，并由速度信号处理模块根据速度信号的变化率计算出各轮轴减速度，并将减速度值与滑行判定值进行比较，得到相应的滑行率；
（2）中央处理模块接收紧急制动信号、轨面条件信号和强制撒砂信号；速度信号处理模块将数据传输给中央处理模块，中央处理模块将各轮轴的减速度和滑行率与紧急信号、轨面条件信号和强制撒砂信号进行处理，并分别与内置的判据进行比较，中央处理模块控制变速电机以判据标准的转速转动；
（3）电机带动齿轮旋转，并通过中央处理模块控制电机转速来调节撒砂量；
（4）撒砂结束后，中央处理模块控制电机停止转动。
在步骤（2）中，紧急制动信号是指由机车驾驶员、列车监控装置或机车安全保护系统等发出的紧急制动指令。
轨面条件信号是指由机车驾驶员根据天气情况和轨面实时状况，判断出轨面黏着的状态，并将其转换成相应的轨面条件信号。
强制撒砂信号是指由机车驾驶员实施强制撒砂操作。
本发明的优点是：该装置通过控制撒砂控制器中电机和齿轮的转速来控制撒砂量的大小；该控制方法根据速度传感器的信号判断各轮对的滑行状态，中央处理单元将控制变速电机以相应的转速转动，并带动撒砂齿轮转动，从而控制撒砂量的大小；该控制方法根据接收到的紧急、轨面条件和强制撒砂等信号，结合相关判据，控制撒砂电控阀的得、失电和变速电机的转速。因此，本发明所述机车撒砂装置及控制方法，安全可靠、结构巧妙、防滑效果好，可最大限度的利用轨面粘着，减小制动距离，减少车轮的磨损。
附图说明
图1为本发明所述撒砂装置的结构图；
图2为本发明所述撒砂控制方法的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种机车撒砂装置，包括砂箱1，砂箱1底部设有砂箱出口2，还包括传感器和设在砂箱1下侧的控制撒砂量的撒砂控制器，撒砂控制器顶端的进砂口4与砂箱出口2相连，所述撒砂控制器包括逻辑控制单元3和设在进砂口4下方由电机控制的齿轮9，撒砂逻辑控制单元3包括速度信号处理模块和中央处理模块，所述传感器与速度信号处理模块连通并由中央处理模块控制电机的转速，撒砂控制器内齿轮9下侧设有出砂口7。
撒砂控制器3一侧设有进气口6，该进气口6与撒砂控制器出砂口7之间设有缩孔5。
撒砂控制器出砂口7底端连接有撒砂管路8。
撒砂装置的控制方法，原理如图2所示，包括如下步骤：
（1）撒砂逻辑控制单元接收传感器传来的各轮轴的速度信号，并由速度信号处理模块根据速度信号的变化率计算出各轮轴减速度，并将减速度值与滑行判定值进行比较，得到相应的滑行率；
（2）中央处理模块接收紧急制动信号、轨面条件信号和强制撒砂信号；速度信号处理模块将数据传输给中央处理模块，中央处理模块将各轮轴的减速度和滑行率与紧急信号、轨面条件信号和强制撒砂信号进行处理，并分别与内置的判据进行比较，中央处理模块控制变速电机以判据标准的转速转动；
（3）电机带动齿轮旋转，并通过中央处理模块控制电机转速来调节撒砂量；
（4）撒砂结束后，中央处理模块控制电机停止转动。
Claims (4)
1.一种机车撒砂装置，包括砂箱（1），砂箱（1）底部设有砂箱出口（2），其特征是，还包括传感器和设在砂箱（1）下侧的控制撒砂量的撒砂控制器，撒砂控制器顶端的进砂口（4）与砂箱出口（2）相连，所述撒砂控制器包括逻辑控制单元（3）和设在进砂口（4）下方由电机控制的齿轮（9），撒砂逻辑控制单元（3）包括速度信号处理模块和中央处理模块，所述传感器与速度信号处理模块连通并由中央处理模块控制电机的转速，撒砂控制器内齿轮（9）下侧设有出砂口（7）。
2.根据权利要求1所述一种机车撒砂装置，其特征是，撒砂控制器（3）一侧设有进气口（6），该进气口（6）与撒砂控制器出砂口（7）之间设有缩孔（5）。
3.根据权利要求1所述一种机车撒砂装置，其特征是，撒砂控制器出砂口（7）底端连接有撒砂管路（8）。
4.一种机车撒砂控制方法，其特征是，该方法包括如下步骤：
（1）撒砂逻辑控制单元接收传感器传来的各轮轴的速度信号，并由速度信号处理模块根据速度信号的变化率计算出各轮轴减速度，并将减速度值与滑行判定值进行比较，得到相应的滑行率；
（2）中央处理模块接收紧急制动信号、轨面条件信号和强制撒砂信号；速度信号处理模块将数据传输给中央处理模块，中央处理模块将各轮轴的减速度和滑行率与紧急信号、轨面条件信号和强制撒砂信号进行处理，并分别与内置的判据进行比较，中央处理模块控制变速电机以判据标准的转速转动；
（3）电机带动齿轮旋转，并通过中央处理模块控制电机转速来调节撒砂量；
（4）撒砂结束后，中央处理模块控制电机停止转动。
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