CN104176074B - 一种机车踏面清扫装置的控制方法和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车踏面清扫装置的控制方法，包括步骤：1)获知机车的上次停车时间和机车的当前运行速度；2)在所述机车的上次停车时间不小于预设停车时间，且所述机车的当前运行速度首次不小于预设运行速度时，控制所述机车踏面清扫装置开启；3)在所述机车踏面清扫装置的开启时间达到预设开启时间时，控制所述机车踏面清扫装置关闭。该自动控制方法实现了机车踏面清扫装置的自动开启，减轻了工作人员的劳动强度，并且避免了因维护人员的经验差别而导致机车踏面清洁程度不同的情况出现。本发明还公开了一种运用上述控制方法的机车踏面清扫装置的控制系统。

Description

一种机车踏面清扫装置的控制方法和控制系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆制动系统设计技术领域，尤其涉及一种机车制动系统中踏面清扫装置的控制方法和控制系统。

背景技术

铁路机车上的踏面清扫装置是在列车运行过程中对轮对上面的冰雪、沙尘、锈迹和油脂等杂质进行清除的装置，以便达到改善轮轨之间黏着系数，延长轮对使用寿命，降低铁路机车全寿命周期成本，并有效保证制动性能的目的。

一般情况下，当机车停车时间较长时，需要对车轮踏面进行清扫，以避免机车长时间停放后踏面上的杂质对轮轨之间的黏着系数造成影响，目前的铁路机车仅通过机车维护工人对机车踏面进行人工清扫，这不仅会导致工作人员的劳动强度较大，并且还容易因维护人员的经验差别而导致机车踏面的清洁程度不同，这就容易导致车轮踏面上的杂质影响轮轨之间的黏着系数，甚至导致车轮擦伤。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种机车踏面清扫装置的控制方法，以便能够实现机车踏面清扫装置在必要时刻自动开启，从而防止车轮踏面上的杂质影响轮轨之间的黏着系数，本发明的另一目的还在于提供一种运用上述控制方法的机车踏面清扫装置的控制系统。

为解决上述现有技术问题，本发明提供的机车踏面清扫装置的控制方法具体包括步骤：

1)获知机车的上次停车时间和机车的当前运行速度；

2)在所述机车的上次停车时间不小于预设停车时间，且所述机车的当前运行速度首次不小于预设运行速度时，控制所述机车踏面清扫装置开启；

3)在所述机车踏面清扫装置的开启时间达到预设开启时间时，控制所述机车踏面清扫装置关闭。

优选的，在上述控制方法中，所述步骤1)中还包括：获知机车的制动状态信息，所述步骤2)中还包括：若所述机车处于紧急制动状态则控制所述机车踏面清扫装置开启。

优选的，在上述控制方法中，所述预设停车时间为24小时。

优选的，在上述控制方法中，所述预设运行速度为30km/h。

优选的，在上述控制方法中，所述预设开启时间为3s或4s。

本发明还公开了一种机车踏面清扫装置的控制系统，该机车踏面清扫装置为气动踏面清扫装置，该控制系统具体包括：

可获知所述机车上次停车时间的控制器，以及与所述控制器通讯连接且用于采集所述机车当前运行速度的速度采集器；

设置于所述机车踏面清扫装置的空气管路上用于控制所述空气管路通断的开关装置；

所述开关装置与所述控制器通讯连接，在所述上次停车时间不小于预设停车时间且所述机车的当前运行速度首次不小于预设运行速度时，所述控制器控制所述开关装置导通所述空气管路；当所述机车踏面清扫装置的开启时间达到预设开启时间时，所述控制器控制所述开关装置关闭所述空气管路。

优选的，在上述控制系统中，所述预设停车时间为24小时，所述预设运行速度为30km/h，所述预设开启时间为3s或4s。

优选的，在上述控制系统中，所述控制器还与所述机车的制动系统通讯连接，且在所述机车处于紧急制动时所述控制器控制所述开关装置导通所述空气管路。

优选的，在上述控制系统中，还包括与所述开关装置和踏面清扫装置之间的空气管路相通，且工作压力与所述机车踏面清扫装置工作压力一致的压力开关，所述压力开关用于控制一反馈电路的通断，且所述反馈电路上还设置有用于指示所述反馈电路通断的指示装置。

优选的，在上述控制系统中，还包括可控制所述开关装置通断的自复位手动开关。

优选的，在上述控制系统中，所述开关装置为电磁阀。

由以上技术方案可以看出，本发明中所提供的机车踏面清扫装置的控制方法中，通过自动获知机车的上次停车时间和机车的当前运行速度，并且在机车的上次停车时间不小于预设停车时间且机车的当前运行速度首次不小于预设运行速度的情况下，将控制机车踏面清扫装置开启，当机车踏面清扫装置开启时间达到预设开启时间后，将控制机车踏面清扫装置关闭。

机车停车时间达到或超过预设停车时间之后，车轮踏面上容易落上冰雪和沙尘，并且当机车的运行速度达到预设运行速度之后，轮轨间的杂质对轮轨黏着系数的影响将会显现，而本发明中的控制方法中，在机车的停车时间达到预设停车时间并且机车的运行速度首次达到预设运行速度时，将控制机车踏面清扫装置及时开启，从而避免车轮踏面上的杂质对轮轨黏着系数产生影响，并且该控制方法还实现了机车踏面清扫装置的自动开启，减轻了工作人员的劳动强度，并且避免了因维护人员的经验差别而导致机车踏面清洁程度不同的情况出现，同时还可有效避免因频繁的执行踏面清扫造成机车轮对的踏面损伤。

本发明中所提供的控制系统中，通过控制器获取机车的上次停车时间，通过速度采集器采集机车的当前运行速度，通过开关装置实现机车踏面清扫装置的开启和关闭，控制器与速度采集器和开关装置均通讯连接，并且当上次停车时间不小于预设停车时间且机车当前运行速度首次不小于预设运行速度时，控制器控制开关装置开启机车踏面清扫装置；当机车踏面清扫装置的开启时间达到预设开启时间后，控制器控制开关装置关闭机车踏面清扫装置。

由此可见，本发明所提供的机车踏面清扫装置的控制系统，在机车的停车时间达到预设停车时间并且机车的运行速度首次达到预设运行速度时，将控制机车踏面清扫装置及时开启，从而避免车轮踏面上的杂质对轮轨黏着系数产生影响，并有效避免因频繁的执行踏面清扫造成机车轮对的踏面损伤。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的机车踏面清扫装置的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的一节机车踏面清扫装置及其部分空气管路原理示意图；

图3为本发明实施例中所提供的重联后的两节机车中机车踏面清扫装置及其部分空气管路原理示意图；

图4为本发明实施例中所提供的机车踏面清扫装置的控制系统的控制原理示意图。

其中，1为总风管，2为支管，3为塞门，4为减压阀，5为电磁阀，6为机车踏面清扫装置，7为压力开关，8为自复位手动开关，A为第一节机车，B为第二节机车，C为列车总线。

具体实施方式

本发明的目的是之一是提供一种机车踏面清扫装置的控制方法，以便能够实现机车踏面清扫装置在必要时刻自动开启，从而防止车轮踏面上的杂质影响轮轨之间的黏着系数，本发明的另一目的还在于提供一种运用上述控制方法的机车踏面清扫装置的控制系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的机车踏面清扫装置的自动控制方法的流程图。

本发明所提供的机车踏面清扫装置的自动控制方法中包括步骤：

S1)获知机车的上次停车时间和机车的当前运行速度；

由于机车在停车时间较长的情况下，车轮踏面上容易落上冰雪和灰尘等杂质，并且当机车达到一定的运行速度之后，轮对上所存在的杂质对轮轨间黏着系数的影响将会显现，因此，有必要在每次机车激活时对其停车时间和当前运行速度进行获取，需要进行说明的是，所谓停车时间具体是指停车时刻和开车时刻之间所经历的时间，所谓上次停车时间即是将本次列车的开启时刻作为开车时刻，将上次列车的停止时间作为停车时刻所计算出的停车时间，因而上次停车时间可以反映在本次机车开启时列车所停留的时间，通常情况下，机车的上次停车时间一般是由车辆中的控制器来获取或者记录的，机车的当前运行速度的采集通常是由速度采集器来完成的，并且控制器可获取由速度采集器所采集到的机车当前运行速度。

S2)判断上次停车时间不小于预设停车时间，和机车的当前运行速度首次不小于预设运行速度两个条件是否同时满足，若是，则控制机车踏面清扫装置开启；

获取上次停车时间和当前运行速度之后，控制器将与其内部所存储的预设停车时间和预设运行速度进行比较，当上次停车时间达到或超过预设停车时间并且机车当前运行速度首次不小于预设运行速度时，控制器将控制机车踏面清扫装置开启；

S3)判断机车踏面清扫装置的开启时间是否达到预设开启时间，若是，则控制机车踏面清扫装置关闭，若否，则控制机车踏面清扫装置保持开启状态。

控制器将机车踏面清扫装置的开启时间与其内部存储的预设开启时间进行比较，当机车踏面清扫装置的开启时间达到预设开启时间时，则控制器控制机车踏面清扫装置关闭，若机车踏面清扫装置的开启时间没有达到预设开启时间，那么控制器将控制机车踏面清扫装置保持开启状态。

由上述实施例中所提供的控制方法可以看出，本发明中的控制方法在机车的停车时间达到预设停车时间并且机车的运行速度首次达到预设运行速度时，将控制机车踏面清扫装置及时开启，从而避免车轮踏面上的杂质对轮轨黏着系数产生影响，并且该控制方法还实现了机车踏面清扫装置的自动开启，减轻了工作人员的劳动强度，并且避免了因维护人员的经验差别而导致机车踏面清洁程度不同的情况出现，同时还可有效避免因频繁的执行踏面清扫造成机车轮对的踏面损伤。

通常情况下，机车的停车时间超过24小时，并且在停车之后首次运行时机车的运行速度达到30km/h时，若机车的车轮踏面上具有冰雪、沙尘、锈迹或者油脂等杂质，那么这些杂质就会使得机车轮轨之间的黏着系数显著下降，有鉴于此，本发明实施例中优选的将上述预设停车时间设置为24小时，将预设运行速度设定为30km/h，并且一般情况下，机车踏面清扫装置在开启3s到4s之后即可将车轮踏面上的杂质清除，因此本实施例中优选的将预设开启时间定为3s或4s。

列车在紧急制动的情况下需保证车轮踏面上没有杂质，为此本实施例中所提供的机车踏面清扫装置的控制方法中的步骤S1)中还包括：获知机车的制动状态信息，步骤S2)中还包括：若机车处于紧急制动状态则控制机车踏面清扫装置开启。

由此可见，“机车上次停车时间不小于预设停车时间且当前运行速度首次不小于预设运行速度”或“机车紧急制动”中的任意一个均是列车开启的充分非必要条件，无论是满足“机车上次停车时间不小于预设停车时间且当前运行速度首次不小于预设运行速度”，还是满足机车紧急制动”，还是同时满足以上两个条件，机车踏面清扫装置都将开启，并且在开启时间达到预设开启时间后关闭。

本发明中同时还公开了一种机车踏面清扫装置的控制系统，在进行该机车踏面清扫装置的控制系统的介绍之前，有必要先对机车踏面清扫装置进行描述。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一节机车踏面清扫装置及其部分空气管路原理示意图，该机车踏面清扫装置具体为气动踏面清扫装置，并且每节机车均有一根与总风管1连接的支管2，其中总风管1和支管2中均为压缩空气，若一节机车包括两个转向架(如机车轴式为B0-B0或C0-C0)，那么支管2会分出两根二级支管，如图2中所示，每根二级支管上由靠近支管2一端向其另一端依次设置有塞门3、减压阀4、电磁阀5和机车踏面清扫装置6，其中塞门3为常开状态，在必要情况下可以关闭，其作用是可控制机车踏面清扫装置6的投入或者切除，减压阀4用于将压缩空气的气压降低为适合机车踏面清扫装置6的工作气压，电磁阀5受控制器的控制，主要用于控制二级支管的通断，从而实现机车踏面清扫装置6的开启或者关闭。

以下着重对本发明所公开的机车踏面清扫装置的控制系统进行说明，该控制系统中包括：

可获知所述机车上次停车时间的控制器，以及与所述控制器通讯连接且用于采集所述机车当前运行速度的速度采集器；

设置于所述机车踏面清扫装置的空气管路上用于控制所述空气管路通断的开关装置；

所述开关装置与所述控制器通讯连接，在所述上次停车时间不小于预设停车时间且所述机车的当前运行速度首次不小于预设运行速度时，所述控制器控制所述开关装置导通所述空气管路；当所述机车踏面清扫装置的开启时间达到预设开启时间时，所述控制器控制所述开关装置关闭所述空气管路。

需要进行说明的是，上述实施例中的空气管路具体是指用于连接支管2和机车踏面清扫装置6之间的二级支管。

优选的，上述自动控制系统中的预设停车时间为24小时，预设运行速度为30km/h，预设开启时间为3s或4s。

本实施例中的控制系统中的控制器还与机车的制动系统通讯连接，并且在机车处于紧急制动时，控制器控制开关装置导通所述空气管路。

更进一步的，本实施例中所提供的控制系统中还设置了反馈装置，该反馈装置中具有一反馈电路，并且反馈电路上还设置有控制该反馈电路通断的压力开关7，如图2中所示，压力开关7优选的与开关装置和机车踏面清扫装置6之间的空气管路相通，并且工作压力与机车踏面清扫装置6的工作压力一致，当压力开关闭合时，反馈电路通电，当压力开关断开时，反馈电路断开，反馈电路上还设置有用于指示反馈电路通断的指示装置，例如显示屏或者指示灯。当然，本领域技术人员容易想到的变通为：反馈电路的通断信号反馈到控制器，然后由控制器控制指示装置输出相应信号，通过指示装置操作人员即可得知机车踏面清扫是否已经施加，如图4中所示，并且图4中的指示装置为司机屏，所谓司机屏即司机室内的显示屏。

优选的，本实施例中所提供的开关装置为电磁阀5，具体为二位三通阀，图2和图3中所示的电磁阀为失电断开状态，此时电磁阀处于排除机车踏面清扫装置中压缩气体的状态，当控制器发送开启信号时，电磁阀得电将空气管路导通。

更进一步的，本发明实施例中所提供的控制系统还增加了自复位手动开关8，当自复位手动开关8按下之后，控制器将向电磁阀5发出开启信号，电磁阀5得电将空气管路导通，当自复位手动开关8复位之后，控制器将向电磁阀5发出断开信号，电磁阀5将失电断开，并排除机车踏面清扫装置中的压缩空气，自复位手动开关8通常设置在司机室内。

如图4中所示，自动控制模式下，控制器将接收速度采集器所采集到的当前运行速度，并通过逻辑判断对机车踏面清扫装置6的开闭进行控制，而在手动控制模式下，控制器将接收自复位手动开关8的输入信号来对机车踏面清扫装置6的开启进行控制。

本发明实施例中所提到的控制器具体可以为CCU(CentralControlUnit中央控制单元)，并且机车重联之后，为了实现重联机车与主控机车的机车踏面清扫装置同步动作，需要引入WTB(WireTrainBus绞线式列车总线)作为通信通道来进行各节机车之间的通信传递，如图3中所示，第一节机车A和第二节机车B通过两节机车之间的列车总线C进行自动控制信号和手动控制信号的通讯连接以及反馈信息的通讯连接，需要进行说明的是，图3中各节机车的机车踏面清扫装置6及其连接管路均一致，图4中各节机车中自动控制系统的控制原理也相同，其中图4中各个箭头均表示信息的流向。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机车踏面清扫装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：

1)获知机车的上次停车时间和机车的当前运行速度；

2)在所述机车的上次停车时间不小于预设停车时间，且所述机车的当前运行速度首次不小于预设运行速度时，控制所述机车踏面清扫装置开启；

3)在所述机车踏面清扫装置的开启时间达到预设开启时间时，控制所述机车踏面清扫装置关闭。

2.根据权利要求1所述的机车踏面清扫装置的控制方法，其特征在于，所述步骤1)中还包括：获知机车的制动状态信息，所述步骤2)中还包括：若所述机车处于紧急制动状态则控制所述机车踏面清扫装置开启。

3.根据权利要求1所述的机车踏面清扫装置的控制方法，其特征在于，所述预设停车时间为24小时。

4.根据权利要求1所述的机车踏面清扫装置的控制方法，其特征在于，所述预设运行速度为30km/h。

5.根据权利要求1所述的机车踏面清扫装置的控制方法，其特征在于，所述预设开启时间为3s或4s。

6.一种机车踏面清扫装置的控制系统，所述机车踏面清扫装置为气动踏面清扫装置，其特征在于，包括：

可获知所述机车上次停车时间的控制器，以及与所述控制器通讯连接且用于采集所述机车当前运行速度的速度采集器；

设置于所述机车踏面清扫装置的空气管路上用于控制所述空气管路通断的开关装置；

所述开关装置与所述控制器通讯连接，在所述上次停车时间不小于预设停车时间且所述机车的当前运行速度首次不小于预设运行速度时，所述控制器控制所述开关装置导通所述空气管路；当所述机车踏面清扫装置的开启时间达到预设开启时间时，所述控制器控制所述开关装置关闭所述空气管路。

7.根据权利要求6所述的机车踏面清扫装置的控制系统，其特征在于，所述预设停车时间为24小时，所述预设运行速度为30km/h，所述预设开启时间为3s或4s。

8.根据权利要求6所述的机车踏面清扫装置的控制系统，其特征在于，所述控制器还与所述机车的制动系统通讯连接，且在所述机车处于紧急制动时所述控制器控制所述开关装置导通所述空气管路。

9.根据权利要求6所述的机车踏面清扫装置的控制系统，其特征在于，还包括与所述开关装置和踏面清扫装置之间的空气管路相通，且工作压力与所述机车踏面清扫装置工作压力一致的压力开关，所述压力开关用于控制一反馈电路的通断，且所述反馈电路上还设置有用于指示所述反馈电路通断的指示装置。

10.根据权利要求6所述的机车踏面清扫装置的控制系统，其特征在于，还包括可控制所述开关装置通断的自复位手动开关。