CN105416268A - 一种机车车辆粘着系数测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机车车辆粘着系数测试系统，包括风源装置、测控装置、安装于被试轴上的制动装置和第一速度传感器、安装于陪试轴上的第二速度传感器；制动装置包括制动缸、基础制动装置和风源装置；测控装置分别与风源装置和制动缸连接、控制风源装置向制动缸提供的充/排风量，还包括测量制动缸风压的制动缸压力传感器；测控装置根据第一速度传感器和第二速度传感器检测的速度信号计算速度差；当速度差大于第一设定阈值时，测控装置根据制动缸压力传感器计算制动缸的制动力、并根据制动力和被试轴的轴重计算粘着系数。本发明采用实际机车车辆与实际运营线路作为测试对象，测试实施成本相对较少、实施方便且能够客观反映实际测试线路和车辆的粘着系数。

Description

一种机车车辆粘着系数测试系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种机车车辆粘着系数测试系统。

背景技术

机车车辆运行过程中，为防止车轮行驶过程中机车车辆打滑和刹车制动过程中车轮抱死，需要严格控制牵引力大小或刹车制动力大小，防止车轮和铁轨之间发生滑动摩擦而影响安全。粘着系数是体现机车车辆运行时车轮和铁轨之间是否产生滑动摩擦的一重要参数，是机车车辆牵引力大小和制动力大小设定的重要指标。

现有的机车车辆粘着系数一般采用台架试验和专用试验车试验的方法，再将相应的粘着系数应用到结构、轨道参数基本类似的车辆和运行线路上。这样的试验方法成本很高，组织难度很大，也基本用于特定车辆的测试，不便于针对各种情况的试验。特别是轨道交通车辆，因其加减速直接影响到轨道内车辆的调度和停车的准确性，因此更需要根据实际情况做相应的试验测试，为控制车辆的牵引力和制动力大小提供合理依据。

发明内容

为解决现有采用台架试验和专用试验车进行机车车辆粘着系数测试时试验成本高、组织难度大且相应测试结果并不能客观反映实际机车车辆特性的问题，本发明提供了一种新的机车车辆粘着系数测试系统。

本发明提供一种机车车辆粘着系数测试系统，包括风源装置、测控装置、安装于所述被试轴上的制动装置和第一速度传感器、安装于所述陪试轴上的第二速度传感器；所述制动装置包括制动缸和与所述制动缸连接的基础制动装置；

所述测控装置分别与所述风源装置和所述制动缸连接、控制所述风源装置向所述制动缸提供的充风量和所述制动缸的排风量；

还包括测量所述制动缸压力的制动缸压力传感器；

所述测控装置还与所述第一速度传感器和所述第二速度传感器连接、根据所述第一速度传感器和所述第二速度传感器检测的速度信号计算速度差；

当所述速度差大于第一设定阈值时，所述测控装置根据所述制动缸压力传感器和所述基础制动装置的特性计算所述被试轴的制动力、并根据所述制动力和所述被试轴的轴重计算粘着系数。

可选的，所述测控装置包括控制单元、预控风缸、安装于所述风源装置和所述预控风缸之间的充气电磁阀、测量所述预控风缸中预控压力的预控压力传感器；

所述控制单元与所述第一速度传感器和所述第二速度传感器连接、根据所述第一速度传感器和所述第二速度传感器检测的速度信号计算速度差；

所述控制单元还与所述预控压力传感器、所述充气电磁阀连接，根据所述预控压力传感器检测的预控压力控制所述充气电磁阀的开闭；

所述预控风缸与所述制动缸连接并调节所述制动缸的压力。

可选的，所述预控装置还包括与所述预控风缸连接的放气电磁阀；当所述速度差大于第二设定阈值或预控风缸的预控压力大于设定阈值时，所述控制单元控制所述放气电磁阀打开。

可选的，所述预控装置还包括位于所述预控风缸和所述制动缸间的中继阀；

所述风源装置与所述制动缸通过所述中继阀连接；所述预控风缸通过所述中继阀调节所述制动缸的压力。

可选的，所述充气电磁阀和所述放气电磁阀均为电空转换阀。

可选的，所述速度传感器为角度编码器。

本发明提供的机车车辆粘着系数测试系统，包括安装于机车车辆上的测控装置、安装于被试轴上的第一速度传感器和制动装置、安装于陪试轴上的第二速度传感器。机车车辆运行测试过程中，测控装置逐步增大风源装置向制动装置中制动缸的充风量而增大被试轴的制动力，当两个速度传感器检测的速度信号达到第一设定阈值时判定被试轴轮对和铁轨处于蠕滑状态，根据此时基础制动装置的制动力大小以及被试轴的轴重就可相应的计算粘着系数；相对于现有的粘着系数测试方法，本发明采用实际机车车辆与实际运营线路作为测试对象，测试实施成本相对较少、实施方便且能够代表实际测试机车车辆的粘着系数。

在本发明的一具体实施方式中测控装置中设置预控风缸、通过充气电磁阀调节预控风缸的充风量，并利用中继阀调节而相应改变风源装置向制动缸的充风量，实现制动缸的制动力增加，保证粘着系数测试中制动缸的压力能够稳步提升而确定被试轴产生蠕滑状态时的制动力。

在本发明的一具体实施方式设置排气控制阀，如测控装置的控制单元检测到两个速度传感器检测的速度差大于第二设定阈值或预控风缸压力大于设定阈值时判定轮对抱死而控制排气电磁阀打开，降低预控风缸压力而实现制动力降低，保护试验车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式的机车车辆粘着系数测试系统简易图；

图2为本发明具体实施方式的机车车辆粘着系数测试系统示意图；

其中：1-风源装置、2-测控装置、21-控制单元、22-预控风缸、23-充气电磁阀、24-预控压力传感器、25-放气电磁阀、26-中继阀、3-被试轴、4-陪试轴、5-第一速度传感器、6-第二速度传感器、7-制动缸、8-制动缸压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明具体实施方式的机车车辆粘着系数测试系统简易图,；如图1，整个系统包括风源装置1、测控装置2、安装于被试轴3上的第一速度传感器5、安装于陪试轴4上的第二速度传感器6和安装在被试轴3上的制动装置，制动装置包括制动缸7；另还具有测量制动缸7风压的制动缸压力传感器8。测控装置2控制风源装置1向制动缸7内充风量的大小调节被试轴3的制动力，并根据第一速度传感器5和第二速度传感器6检测的速度信号计算被试轴3和陪试轴4的速度差判定被试轴3和铁轨之间是否处于蠕滑状态，进而确定可否计算粘着系数。

具体的，被试轴3和陪试轴4分别为机车车辆上的两个拖动轴；测试过程中，被试轴3和陪试轴4均随机车车辆运行并相对轮轨转动，测控装置2控制制动缸7充风量逐渐增大、向被试轴3施加逐步增大的制动力；在制动力小于被试轴3与铁轨之间的静摩擦力时，被试轴3仍然相对于铁轨转动、与陪试轴4没有速度差；在制动力逐步增大并达到静摩擦力时，被试轴3相对于铁轨之间逐步逼近蠕滑状态，此时被试轴3和陪试轴4之间具有速度差。当速度差大于第一设定阈值时，可判定此时被试轴3已经完全处于蠕滑状态，测控装置2根据此时制动缸压力传感器8计算制动力的大小，并根据施加在被试轴3上的轴重就可计算粘着系数。粘着系数具体为制动力大小和施加在被试轴3上的轴重比值。

因机车车辆的基础制动装置的参数在设计生产中已经确定，根据基础制动参数和制动缸压力传感器8检测的制动缸7风压可相应的计算制动力大小。相对于现有的专用试验车和台架试验方式，本发明采用实际机车车辆与实际运营线路作为测试对象，向机车车辆中的被试轴3施加逐步增加的制动力，利用传感器测量机车车辆被试轴3与陪试轴4的相对速度差，并根据相对速度差判定被试轴3进入蠕滑状态、测定相应的制动力并计算粘着系数，提高了试验的方便性和试验结果的可靠性，也降低了试验成本。

图2为本发明具体实施方式的机车车辆粘着系数测试系统示意图，如图2，在本发明一具体实施方式中，测控装置2包括控制单元21、预控风缸22、安装于风源装置1和预控风缸22之间的充气电磁阀23、安装于预控风缸22内的预控压力传感器24；控制单元21与第一速度传感器5和第二速度传感器6连接、根据第一速度传感器5和第二速度传感器6检测的速度信号计算速度差；控制单元21还与预控压力传感器24、充气电磁阀23连接，根据预控压力传感器24检测的压力信号控制充气电磁阀23的开闭，逐步提高预控风缸22的充风量而增加制动缸7的充风量，进而增加基础制动装置的制动力。由于风源装置1本身的压力远大于制动缸7的压力，直接采用风源装置1向制动缸7供风时，可能造成制动缸7内压力过快增加而使得车轮抱死，无法判断产生蠕滑时的制动力大小；而采用预控风缸22控制制动缸7充风的形式，能够实现制动缸7充风量的逐步增大，使得制动缸7的制动力逐步增大，防止产生轮对直接抱死而无法判断进入蠕滑状态制动力的情况。

实际应用中，如制动力过大而使得被试轴3由蠕滑状态转为抱死状态时会严重损毁轮对和铁轨，影响机车车辆运行安全和轮轨使用寿命。为此，在上述具体实施方式中，还可设置与预控风缸22连通的放气电磁阀25；当测控装置2检测两个速度传感器的速度差大于第二设定阈值(第二设定阈值大于第一设定阈值)或预控压力大于设定阈值就判定被试轴3处于抱死状态，并向放气电磁阀25发送控制指令使放气电磁阀25打开排气而降低预控风缸22中的风压。由于预控风缸22压力降低，相应的中继阀26使得制动缸7排气而降低制动缸7风压缓解制动。

在一具体实施方式中，可在预控风缸22和制动缸7之间设置中继阀26，并通过中继阀26连接风源装置1和制动缸7。如预控风缸22的风压大于制动缸7的风压，中继阀26使得风源装置1和制动缸7之间的管路连通，增加制动缸7风压而相应增加制动缸7的制动力；如预控风缸22的风压与制动缸7风压相同，中继阀26封闭使得制动缸7处于保压状态；如预控风缸22的风压小于制动缸7风压，中继阀26使得预控风缸22与大气连通而排气降压。当然，在其他具体实施中也可在预控风缸22和制动缸7之间设置分配阀，利用分配阀连接风源装置1和制动缸7，实现制动缸7充风量的调节。此外，预控风缸22和制动缸7也可采用直通形式，直接导通实现制动力的调节控制。

另外，本发明前述实施方式提到的速度差可以为角速度差，也可为由角速度差切换得到的线速度差。但从原理考虑应当为被试轴3和陪试轴4间的角速度差相应的线速度差可由角速度差切换得到。为此速度传感器可为安装在被试轴3和陪试轴4上的角度编码器，通过角度计数编码形式测量两个轴的角速度，进而判定角速度差。

此外，本发明具体实施中使用的充气电磁阀23和所述放气电磁阀25均可为电空转换阀，当然，也可为其他类型的电磁阀。

以上对本发明实施例中机车车辆粘着系数测试系统的进行了详细介绍。本文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核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可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的保护范围内。

Claims (6)

1.一种机车车辆粘着系数测试系统，其特征在于：包括风源装置(1)、测控装置(2)、安装于所述被试轴(3)上的制动装置和第一速度传感器(5)、安装于所述陪试轴(4)上的第二速度传感器(6)；所述制动装置包括制动缸(7)和与所述制动缸(7)连接的基础制动装置；

所述测控装置(2)分别与所述风源装置(1)和所述制动缸(7)连接、控制所述风源装置(1)向所述制动缸(7)提供的充风量和所述制动缸(7)的排风量；

还包括测量所述制动缸(7)压力的制动缸压力传感器(8)；

所述测控装置(2)还与所述第一速度传感器(5)和所述第二速度传感器(6)连接、根据所述第一速度传感器(5)和所述第二速度传感器(6)检测的速度信号计算速度差；

当所述速度差大于第一设定阈值时，所述测控装置(2)根据所述制动缸压力传感器(8)检测的压力和所述基础制动装置的特性计算所述被试轴(3)的制动力、并根据所述制动力和所述被试轴(3)的轴重计算粘着系数。

2.根据权利要求1所述的机车车辆粘着系数测试系统，其特征在于：所述测控装置(2)包括控制单元(21)、预控风缸(22)、安装于所述风源装置(1)和所述预控风缸(22)之间的充气电磁阀(23)、测量所述预控风缸(22)中预控压力的预控压力传感器(24)；

所述控制单元(21)与所述第一速度传感器(5)和所述第二速度传感器(6)连接、根据所述第一速度传感器(5)和所述第二速度传感器(6)检测的速度信号计算速度差；

所述控制单元(21)还与所述预控压力传感器(24)、所述充气电磁阀(23)连接，根据所述预控压力传感器(24)检测的预控压力控制所述充气电磁阀(23)的开闭；

所述预控风缸(22)与所述制动缸(7)连接并调节所述制动缸(7)的压力。

3.根据权利要求2所述的机车车辆粘着系数测试系统，其特征在于：所述预控装置还包括与所述预控风缸(22)连接的放气电磁阀(25)；当所述速度差大于第二设定阈值或所述预控风缸(22)的预控压力大于设定阈值时，所述控制单元(21)控制所述放气电磁阀(25)打开。

4.根据权利要求2所述的机车车辆粘着系数测试系统，其特征在于：

所述预控装置还包括位于所述预控风缸(22)和所述制动缸(7)间的中继阀(26)；

所述风源装置(1)与所述制动缸(7)通过所述中继阀(26)连接；所述预控风缸(22)通过所述中继阀(26)调节所述制动缸(7)的压力。

5.根据权利要求4所述的机车车辆粘着系数测试系统，其特征在于：所述充气电磁阀(23)和所述放气电磁阀(25)均为电空转换阀。

6.根据权利要求1所述的机车车辆粘着系数测试系统，其特征在于：所述速度传感器为角度编码器。