CN108698614B - 用于牵引系统的系统及方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于牵引系统的实例。在一个实例中，牵引系统包括联接到空气源且构造成有选择地朝轨道的轨道表面的确定部分瞄准的喷嘴，以及构造成将加压空气从空气源供应至喷嘴的导管，喷嘴灵活地联接到其上。喷嘴构造成用于喷嘴的瞄准受控制，以响应于轨道的弯曲变化改变其瞄准方向，由此来自喷嘴的空气流在车辆移动穿过轨道的弯曲期间冲击确定部分。

Description

用于牵引系统的系统及方法

技术领域

本文公开的主题的实施例涉及例如用于车辆的多个轮的牵引力(tractiveeffort)。

背景技术

轨道车辆如机车具有构造成沿轨道或导轨移动的多个轮。轨道车辆可在很长长度的导轨上拉动大负载，如，多个装载的轨道车。为了有效地操作，轨道车辆通常在最大牵引力下操作。然而，牵引力由轨道车辆的轮与轮在任何给定时刻经过的轨道面(patch ofrail)之间的接触摩擦量限定。该摩擦量继而又取决于诸如轨道或轮上的污染物(雪或冰、油、泥、土等)的存在、轮的形状(圆度)、轨道的形状、大气温度、湿度、以及施加到轮轴上的法向力或重量等的因素。

发明内容

在一个实施例中，一种用于车辆的牵引系统包括喷嘴，其联接到空气源且构造成有选择地朝轨道的轨道表面的确定部分瞄准，且确定部分基于轨道的边缘之间的轨道表面的位置且邻近车辆的轮。牵引系统还包括导管，其构造成将加压空气从空气源供应至喷嘴，喷嘴灵活地联接到其上。喷嘴构造成用于喷嘴的瞄准控制成响应于轨道的弯曲变化改变其瞄准方向，由此来自喷嘴的空气流在车辆移动穿过轨道弯曲期间冲击该确定部分。

在一个实施例中，控制系统，例如，用于控制轨道车辆或其它车辆的编组(consist)的系统，包括电联接到该编组中的第一轨道车辆的控制单元。控制单元具有处理器，且构造成接收信号，该信号代表该编组中的第一车辆和其它轨道车辆车载的一个或多个牵引力系统的相应的存在和位置。该系统还包括储存在可由处理器存取的非暂时性介质中的指令集。指令构造成控制处理器来产生计划(例如，优化计划)，其基于该编组内的牵引力系统的存在和位置来管理一个或多个牵引力系统的使用。

在一个实施例中，一种用于控制至少第一和第二轨道车辆或其它车辆的编组的方法包括以下步骤：确定编组内的牵引力系统的构造，以及取决于确定的构造来启用牵引力系统以增大牵引力。

在一个实施例中，一种用于控制至轨道车辆或其它车辆的牵引力系统的空气流的方法包括以下步骤：将加压空气供应从储存器提供至牵引力系统，以及改变至牵引力系统的空气流来将储存器中的压力维持为高于确定的低阈值。

在一个实施例中，一种用于控制轨道车辆或其它车辆的系统包括具有定位成将空气流引导至轨道的喷嘴的牵引力装置、流体地联接到牵引力装置上以将压缩空气供应提供至牵引力装置的储存器、以及电联接到牵引力装置上且构造成取决于储存器内的可用压力控制压缩空气流从储存器至牵引力装置的控制单元。

在一个实施例中，一种系统(用于连同具有在表面上行进的轮的车辆使用，例如，具有在轨道上行进的轮的轨道车辆)包括牵引力系统，其包括用于供应压缩空气的空气源，以及喷嘴，其流体地联接到空气源上且构造成将压缩空气流从空气源引导至轨道的接触表面，以及控制单元，其电联接到牵引力系统，且构造成在其中压缩空气从空气源流动且流出牵引力系统的喷嘴的启用状态与其中阻止压缩空气退出喷嘴的停用状态之间控制牵引力系统。控制单元进一步构造成取决于至少一个不利条件的存在将牵引力系统从启用状态控制到停用状态。

在一个实施例中，一种用于控制轨道车辆或其它车辆的方法包括提供具有用于将压缩空气流引导至轨道的接触表面的牵引力系统，以及在检测到不利条件时停用牵引力系统。

在一个实施例中，一种系统(连同具有在表面上行进的轮的车辆使用，例如，具有在轨道上行进的轮的轨道车辆)包括用于供应压缩空气的空气源、流体地联接到空气源且构造成将压缩空气流从空气源引导至轨道的接触表面的喷嘴、以及定位在空气源与喷嘴中间的阀。阀可在其中压缩空气从空气源流至喷嘴的第一状态与阻止压缩空气流至喷嘴的第二停用状态之间控制。系统还包括用于在第一状态与第二停用状态之间控制阀的控制器，以及电联接到控制器的操作者界面。操作者界面包括暂时停用开关，其偏压到将阀控制到第一状态的位置，且可克服偏压移动来将阀控制到第二停用状态。

在一个实施例中，一种系统(用于控制具有在表面上行进的多个轮的车辆编组，例如，具有在轨道上行进的多个轮的轨道车辆编组)包括第一轨道车辆车载的牵引力系统。牵引力系统包括能够保持牵引材料的介质储存器、与介质储存器连通且构造成将牵引材料流引导至轨道的接触表面的牵引材料喷嘴、压缩空气储存器、以及与压缩空气储存器连通且构造成将压缩空气流引导至轨道的接触表面的压缩空气喷嘴。系统还包括电联接到编组中的第一轨道车辆的控制单元，该控制单元具有处理器，且构造成接收表示打滑、独立轮轴牵引力、总体轨道车辆牵引力和马力的信号。控制单元进一步构造成控制牵引力系统来仅将压缩空气施加至轨道的接触表面，且在仅施加压缩空气之后监测打滑、独立轮轴牵引力、总体轨道车辆牵引力和马力中的至少一者。

在一个实施例中，一种用于控制具有牵引力系统的轨道车辆或其它车辆的方法包括以下步骤：启用牵引力系统将仅喷气施加到轨道；监测打滑、独立轮轴牵引力、总体牵引力和马力中的一者；以及取决于至少一个参数启用牵引力系统将牵引材料施加至轨道。

附图说明

图1A示出了根据本发明的一个实施例的具有三个马达组合(motor combos)的轨道车辆的示意图。

图1B示出了图1A中的一个马达组合的示意图。

图2-6示意性地示出了具有回弹性地安装的喷嘴的牵引系统的实施例。

图7为示出根据本发明的一个实施例的用于操作牵引系统的方法的流程图。

图8为示例性轨道车辆的示意图。

图 9 为根据本发明的一个实施例的轨道车辆编组的示意图。

图10为根据本发明的一个实施例的轨道车辆的压缩空气系统的流程图。

图11为根据本发明的一个实施例的轨道车辆上的牵引力系统的示意图。

图12为根据本发明的一个实施例的配备牵引力系统的轨道车辆编组的示意图。

图13为根据本发明的一个实施例的用于估算输送至MRE列车线(trainline)的空气流的方法的流程图。

图14为根据本发明的一个实施例的可变流动牵引力系统的示意图。

图15为根据本发明的另一个实施例的可变流动牵引力系统的示意图。

图16为示出根据本发明的一个实施例的用于噪音敏感区域的智能停用控制策略的实施方式的框图。

图17为示出根据本发明的一个实施例的具有最小正面影响的牵引力系统的智能停用控制策略的实施方式的框图。

图18为示出根据本发明的一个实施例的基于GPS航向信息的智能停用控制策略的实施方式的框图。

图19为示出根据本发明的一个实施例的基于GPS位置信息的智能停用控制策略的实施方式的框图。

图20为示出根据本发明的一个实施例的基于牵引力系统有效性的智能停用控制策略的实施方式的框图。

图21为根据本发明的一个实施例的具有操作者界面的牵引力系统的示意图。

图22为示出根据本发明的一个实施例的牵引力控制系统对操作者输入的响应的状态机(state machine)图。

图23为示出随机车速度变化的牵引力阈值的图表图23。

图24为示出根据本发明的一个实施例的牵引力系统的减沙(sand reduction)控制策略的状态机图。

图25为示出根据本发明的一个实施例的牵引力系统的另一个减沙控制策略的状态机图。

图26为示出根据本发明的一个实施例的牵引力系统的另一个减沙控制策略的状态机图。

图27为示出根据本发明的一个实施例的用于检测牵引力系统中阻塞的方法的框图。

图28为示出根据本发明的一个实施例的用于检测非牵引力系统空气流中的变化的方法的状态机图。

图29为示出根据本发明的一个实施例的用于估算空气压缩机和牵引力系统流的方法的流程图。

图30为示出根据本发明的一个实施例的用于检测牵引力系统中的阻塞的方法的状态机图。

图31为示出根据本发明的一个实施例的用于检测牵引力系统中的泄漏的方法的状态机图。

图32为示出根据本发明的一个实施例的用于确定牵引力系统的有效性的方法的状态机图。

图33为示出根据本发明的一个实施例的基于确定的牵引力系统有效性的牵引力系统控制策略的状态机图。

具体实施方式

本文公开的实施例涉及一种用于车辆的牵引系统，其中牵引系统改变接触表面的轮的牵引。在一个实例中，车辆可为轨道车辆，如，机车，且表面可为轨道的表面。在另一个实例中，车辆可为道路车辆，如，汽车，且表面可为道路的表面。牵引系统可包括联接到空气源的喷嘴。空气源可为压缩空气罐或加压或压缩空气的其它适合供应源。喷嘴可构造成有选择地朝表面的确定部分瞄准。确定部分可为表面的边缘之间的表面的位置(例如，轨道的内表面与外表面之间)，且邻近车辆的轮。牵引系统还包括喷嘴与空气源之间的柔性联接件(例如，导管)，如，管路、管或软管。喷嘴控制成响应于表面的弯曲变化来改变其瞄准方向，且来自喷嘴的空气流在车辆移动穿过表面弯曲期间冲击表面的确定部分。

以此方式，牵引系统可提供空气流，其在车辆移动期间在表面的确定位置处冲击车辆在其上行进的表面。空气流可在足够的速度下从表面除去水、冰或其它碎片来增大牵引。牵引系统包括可动喷嘴，其可受促动来改变其瞄准方向，以在车辆在表面的弯曲部分上行进时维持空气流在确定位置上的冲击。如本文使用的，用语“空气流”和“空气的流”可表示空气从牵引系统到表面的供应，其仅包括空气，且不包括任何附加的添加成分，如，沙或其它磨料。然而，在一些实例中，牵引系统可包括单独的喷沙机(sander)，以向表面供应磨料(abrasive)，而在其它实例中，磨料可连同空气流一起供应。

本文所述的途径可用于多种移动平台，如，发动机驱动的车辆、电动车辆、或根据另一个适合的机构推进的车辆。此类车辆可包括公路运输车辆，以及采矿设备、船舶、轨道车辆和其它越野车辆(OHV)。为了说明的清楚，机车提供为自推进的轨道车辆的实例，且更宽泛地，作为移动平台的实例，支持结合本发明的一个实施例的系统。

图1A为根据本发明的一个实施例的机车或其它轨道车辆100的框图。图1A中所示的机车或其它轨道车辆100包括上部结构102和轨道车辆车架(rail vehicle truck)106。上部结构102可为机车或其它轨道车辆100的本体。轨道车辆车架106可包括框架和安装到其上的马达组合(motor combos)112，其沿轨道101运送机车或其它轨道车辆100。如所示，轨道车辆包括三个马达组合。

轨道车辆100可包括发动机(未示出)，如，内燃机，其可机械地联接到交流发电机上。例如，发动机可为柴油机，其生成输送至交流发电机的转矩输出。交流发电机产生电力，其储存且应用于随后传播至多种下游电气构件。举例来说，交流发电机可电联接到多个牵引马达(下文所述)，且可提供电力至多个牵引马达。在一些实例中，多个牵引马达可由备选的源供能，如，通过车载电池或燃料电池、高架电线等。

图1B为根据本发明的一个实施例的马达组合的示意图。各个马达组合112通常包括两个列车轮114、连接到轮114上的轮轴116、两个轴颈轴承壳体(journal bearinghousing)118、大齿轮120、以及牵引马达122。轴颈轴承壳体118包含用于轮轴的滚子轴承。在更普遍的意义上，各个马达组合112均为装置或组件(设置或将设置在轨道车辆车架中)，其包括牵引马达122和用于使马达122与车辆在其上行进的轨道对接的设备中的一些或所有(例如，轮轴116、轮114)，以用于使车辆沿轨道移动。

如上文所述，多个轮的牵引力取决于各个轮和轮与其接触的轨道面之间生成的摩擦量。各种因素均可影响生成的摩擦量，包括存在于轨道上的污染物。具体而言，不利天气条件可导致雪、冰和/或水存在于轨道上。由于这些条件可能突然出现且特别易于在运输能力已经由陡坡限制的山区出现，故轨道车辆的操作者可选择避免山区路线，且/或限制所拉的负载的吨位，以避免失去牵引。

用于在轮打滑/牵引力失去的状态期间改善轮与轨道之间的粘附的一个途径包括在轮接触轨道之前从轨道除去污染物。为了实现其，轨道车辆可配备有轨道清洁系统，其包括管路，该管路具有指向轮接触轨道的轨道位置处、在轨道车辆的前轮前方不远的喷嘴。喷嘴可将高压空气引导至轨道上，清除轨道的雪、水、灰尘或其它碎片，因此增大了轨道与轮之间的摩擦。例如，轨道清洁系统可在操作者请求时或自动地响应于轮打滑的检测来将空气引导至轨道。

尽管此系统可从轨道有效地除去污染物且增大车辆的牵引力，但如果清洁系统喷嘴具有关于轨道车辆的固定位置，则其可能在轨道车辆穿过弯道时遇到困难。在轨道车辆穿过弯道时，轮可沿侧向移动。例如，轮可构造成在直轨道上行进时在轨道的中心上接触轨道，且然后在轨道向右弯曲时转移至轨道的左侧，且轮继续沿直路径移动。此外，轮前方的轨道具有车辆所沿的弯曲，但车体可在任何给定的时间点保持与该弯曲大致相切。结果，喷嘴可能未指向轨道，且可能改为将空气引导至轨道的一侧。这不但导致污染物未从轨道除去，但是其也可引起雪、灰尘或其它碎片吹到轨道上，进一步减小摩擦和牵引力。

当喷嘴刚性地安装时，空气流在轨道车辆穿过弯道时引导离开期望的目标区域。高轨道空气流朝轨道外侧转移，同时低轨道空气流朝轨道内侧转移。这归因于1) 轮组的侧向转移，2) 轮与轨道之间的冲角(attack angle)，3) 任何轮凸缘磨损(和轨道磨损)，以及4) 任何轨距(track gauge)加宽(尽管此效果仅在低轨道处经历)。

因此，根据本文公开的实施例，牵引系统可构造成以便喷嘴可沿着车辆穿过弯道时车辆在其上行进的表面。在图2中所示的一个实例中，牵引系统200可包括回弹性地安装的喷嘴。牵引系统200包括经由通路206(例如，导管，如，管路、软管、管或其它导管)联接到空气源上的喷嘴208。通路可联接到车辆的适合结构，如，车辆的前轮轴的支承结构(例如，轴颈轴承壳体，如，图1B中的轴颈轴承壳体118)。

如上文所解释，喷嘴将空气引导至前轮轴的轮202前方的表面204上。在一个实例中，表面可为轨道的表面(也称为导轨)。在此实例中，喷嘴构造成有选择地朝轨道表面的确定部分瞄准。在一个实例中，轨道表面的确定部分可为轨道边缘之间且邻近轮的轨道表面的位置。确定部分包括空气流冲击轨道表面的轨道表面的区域。确定部分可包括轨道表面的适合区域，如，轨道表面的内缘附近、轨道表面的外缘附近、或在轨道表面的中心中。在一些实例中，确定部分可为固定区域，而在其它实例中，确定部分可取决于轨道弯曲而改变(例如，当在轨道的直区段上时，确定部分可在轨道表面的外缘附近，而在轨道的弯曲区段上时，确定部分可在轨道表面的中心)。确定部分/冲击区域可离轮有给定距离(例如，5cm、10cm、半米、或其它适合的距离)。在一个实例中，喷嘴可远离轮成角。在一些实例中，喷嘴可朝车辆向内成角，或远离车辆向外成角。

在其它实例中，表面可为道路，且喷嘴可构造成有选择地朝道路表面的确定部分瞄准。道路表面的确定部分可为道路边缘之间且邻近轮的道路表面的位置，且可具有与上述轨道表面的确定部分相似的特征(例如，位于轮前方一定距离处、在中心和/或在道路表面的边缘附近，等)。

通路构造成将加压空气从空气源供应至喷嘴。通路可为柔性的(例如，包括橡胶或其它柔性材料)，以便喷嘴可在轮关于表面转移和/或车辆穿过弯道时沿着表面。此外，喷嘴可柔性地联接到通路上。

空气源可包括压缩空气，如，来自车辆的压缩空气罐、来自发动机的进入空气压缩机下游、或其它适合的压缩空气源。空气源可在2.5-5.5标准立方米每分钟的速率下和/或90-150psi(620-1030kPa)的压力下供应压缩空气。喷嘴可在90-150psi(620-1030kPa)的压力下和/或在大于23米每秒的冲击速度下将空气流供应至表面。在一个实例中，空气源、通路和喷嘴可构造成在喷嘴处提供适合的压力比，以便在期望的速度下供应空气流。例如，喷嘴可为发散-会聚喷嘴，且空气源、通路和喷嘴可构造成提供压力比，该压力比将导致喷嘴出口处的音速或超音速的空气流速度，如，在1.89或更大的压力比下。在一个实例中，系统可关于环境压力下生成大于音速压力比下的加压空气，以提供穿过喷嘴的扼流(chokedflow)，其中仅空气流过喷嘴，且没有任何沙穿过喷嘴，且没有任何沙由穿过喷嘴且在至轨道的路线上离开喷嘴的空气流携带。

喷嘴可包括促动器210或可响应于例如表面的弯曲变化来改变喷嘴的瞄准方向的其它结构。以此方式，来自喷嘴的空气流可在车辆移动期间冲击表面的确定部分，其中牵引系统通过表面的弯曲来安装。

促动器可为响应于弯曲变化来迫使喷嘴的瞄准方向的适合的促动器。在一个实例中，促动器是电磁体。电磁体可定位在喷嘴上的适合位置中，例如，电磁体可为环形且包绕喷嘴的开口，或可定位在另一个适合的位置中。例如，电磁体可响应于来自电子控制器214的信号来从电压源212通电。一旦通电，则电磁体可由于磁体与表面(例如，轨道)的钢(或其它金属)材料之间的吸引来保持在关于表面的固定位置中。由于通路由柔性材料(例如，橡胶)制成，故喷嘴然后能够关于车架框架和轮移动。电子控制器可包括储存在存储器中的非暂时性指令，其在执行时，引起控制器发送信号来触动电磁体，例如，控制器可触动联接在电压源与电磁体之间的开关。指令可包括在检测到弯道时、检测到轮打滑时、响应于用户请求和/或其它适合的参数来触动电磁体的指令。

在一些实例中，牵引系统200可包括用于检测表面的弯曲的一个或多个传感器218。一个或多个传感器可包括(多个)光学传感器、(多个)磁性传感器或其它适合的传感器，其可通过感测表面自身的形状，或通过感测可在车辆穿过表面的弯曲部分时转移的车辆构件之间的相对移动来确定表面弯曲。例如，一个或多个传感器可检测车架与车辆的轮轴/轮轴安装构件之间的线性运动。在另一个实例中，一个或多个传感器可感测车架与车辆的车体之间的角运动。

来自一个或多个传感器的输出可发送至控制器，且控制器可基于传感器输出来确定喷嘴的瞄准方向。例如，传感器输出可由控制器使用来确定表面的弯曲，且控制器可包括查找表，其将喷嘴瞄准方向映射至表面弯曲。控制器可通过将表面弯曲输入到查找表中来获得瞄准方向。瞄准方向可包括从喷嘴的默认位置的位移量(例如，以长度、度或其它适合的测量)。

控制器然后将命令发送至促动器来触动促动器，以将喷嘴瞄准方向控制到确定的瞄准方向。在一个实例中，喷嘴可具有默认位置，在该处，当表面是直的时，喷嘴居中或另外朝表面的确定部分瞄准。一旦车辆开始或即将开始穿过表面的弯道，则喷嘴可控制成改变其瞄准方向，以便其继续供应空气至表面的确定位置。在车辆穿过表面之后，喷嘴可控制成返回到默认位置，例如，通过停止促动器的触动/通电。

如上文所解释，促动器可包括电磁体。在一个实例中，供应至电磁体的能量量可基于确定的瞄准方向。例如，在另一个实例中，电磁体可包括围绕喷嘴分布的多个电磁体。在此情况中，使哪个电磁体通电可基于瞄准方向。例如，如果瞄准方向在默认位置的右侧，则喷嘴的右侧上的一个或多个电磁体可通电，而如果瞄准方向在默认位置的左侧，则喷嘴的左侧上的一个或多个电磁体可通电。

在另一个实例中，促动器可为步进马达或其它类型的马达，其响应于来自控制器的命令来移动喷嘴。在此实例中，供应至马达的能量量可基于瞄准方向，例如，控制器可基于瞄准方向来确定马达的工作循环，且在确定的工作循环下操作马达。

牵引系统的喷嘴可定位和控制成远离轮瞄准，以便确保在轮接触表面的该部分之前从表面清除碎片。此外，通过使喷嘴指离轮而非指向轮，使得空间可用，以然后将磨料施加至表面，而高速空气流不会除去磨料。例如，喷沙机220可能存在，以将沙或其它磨料朝轮供应。喷沙机指向轮，而在其它实例中，供应空气的喷嘴可指离轮。喷沙机可能未构造成改变瞄准方向，因为喷沙机可以以较宽的弧喷洒磨料，这甚至在表面弯曲时冲击表面。此外，喷沙机可在相对较低的速度下喷洒沙(以及用于迫使沙离开喷沙机的任何空气)，如，小于23米每秒和/或在小于90psi(620kPa)的压力下。

调整喷嘴的瞄准方向的附加或备选的机构包括在车辆框架和轮组之间传递相对运动至喷嘴和/或相关联的通路。下文参照图3-6来描述此机构。尽管参照了穿过轨道的车辆(如机车)描述了图3-6，但将理解，类似的机构可用于其它车辆类型和/或其它表面。

如上文所述，车辆的轮构造成在车辆穿过转角时相对于车辆的框架沿侧向移动。该侧向位移可用于调整喷嘴和相关联的通路的位置，以便喷嘴维持关于表面的固定位置，甚至在表面弯曲时。该机构使用轮组与车架框架之间的固有相对侧向运动，通过轮组上的回弹性安装件和车架框架上的硬安装杆支架(lever bracket)的使用来偏转喷嘴的初始定向。轮固定到轮轴上，但轮轴可关于车架框架沿侧向转移。侧向游隙(play)设在轴颈轴承壳体与车架框架之间。

三个轮轴车架使用侧向轮轴空隙来有助于协调紧密弯道。一般而言，轮组与轨道之间的空隙，有时称为凸缘空隙，允许具有相对较长的轴距(wheelbase)的车架协调穿过弯道。此外，一些轨道车辆可具有锥形轮，且该凸缘空隙还允许锥形轮沿侧向移动，且因此改变其滚动半径，以便减小打滑。在弯曲变得更严重时，该轮凸缘空隙用尽，且导轨与轮之间的侧向力增大。为了缓解其，允许车架的轮轴关于车架框架和彼此沿侧向方向移动。

该运动可用于将牵引系统的喷嘴维持在轨道上。在车架进入任何弯道时，在车架框架继续在切向路径上(如图4中所示)时，迫使轮组沿着轨道。这产生了车架与轮组之间的相对侧向运动。该运动由车架框架与轮组之间的设计空隙量控制。喷嘴回弹性地安装在轴颈轴承壳体上，其安装在轮轴的端部上且沿着轮的位置。如图3-6中示意性所示和下文更详细所述，另一个支架安装在车架框架上，且用作杆，该杆偏转轴颈轴承壳体安装的喷嘴。

图3示意性地示出了喷嘴和灵活联接的通路(例如，管路、管或软管)与车辆的前轮轴的支承件(例如，轴颈轴承壳体)之间经由杆支架的机械联接的第一视图300。示出了一组轨道650，其中轮组联接到轮轴，该轮轴继而又联接到两个相应的轴颈轴承壳体(也称为J形箱)。

针对各个轮/轨道示意性地示出了牵引/轨道清洁系统，包括第一牵引系统310和第二牵引系统320。第一牵引系统310和第二牵引系统320中的各个可为上文参照图2所述的牵引系统200的非限制性实例。如此，各个牵引系统均包括联接到管路上的喷嘴，该管路安装在相应的轴颈轴承壳体上。因此，如所示，第一牵引系统310包括喷嘴312，其联接到管路314，该管路314安装至杆支架316。第二牵引系统320包括联接到管路324的喷嘴322，该管路324安装至杆支架306。仅包括相应的轨道的一部分(例如，轨道的宽度的1/6)的各个轮的轮/轨道接触点在318和328处示意性地示出，同时各个牵引系统的冲击点(牵引系统的喷嘴引导加压空气的轨道上的位置)在611和621处示意性地示出。如图所示，各个冲击点均位于相应的轮/轨道接触点前方，且以阈值距离间隔开。由于冲击点与轮接触位置之间的分离，故相比于当轨道是直的时，轨道的弯曲可导致目标冲击点改变其关于轮接触点的位置。例如，在轨道是直的时，目标冲击点和轮接触位置可沿直线对准，该直线平行于轨道的纵轴线。当轨道是弯曲的时，目标冲击点(例如，轨道表面的中心)可沿对角线与轮接触位置对准。

各个轴颈轴承壳体经由一组波纹管或其它回弹性部件(例如，弹簧)安装至杆支架。各个杆支架均联接至车架框架。例如，如图3中所示，第二牵引系统安装至杆支架306，该杆支架306安装至车架框架308(例如，图1A的车架106的框架)。杆支架306经由波纹管304联接到轴颈轴承壳体302(例如，图1B的轴颈轴承壳体118)。同样，第一牵引系统安装至杆支架316，该杆支架316安装至车架框架308。杆支架316经由波纹管305安装至轴颈轴承壳体303。

框架可包括限定杆支架的凸缘空隙的杆支架的各侧上的唇部或凸片。如图4中所示，一旦用尽凸缘空隙，则车架框架的向左的侧向移动将杆支架的底端转移至左侧，引起杆支架的顶端转移至右侧。杆支架现在以基于车架框架的侧向移动的量成角。结果，喷嘴转移至右侧，且冲击点在轨道上，即使轨道向右侧弯曲。因此，如由图4的第二视图400所示，轮/轨道接触点418和428保持在大致相同的相对侧向位置中(例如，关于轨道的边缘)，且冲击点411和421保持在相应的轨道上居中。

如上文所述，车辆的框架可在穿过弯道期间沿侧向移动，且该相对运动可传递至喷嘴来沿侧向方向改变喷嘴的瞄准方向(例如，左向右)。然而，车辆的框架也可垂直地移动，且机构可被包括以使垂直运动平移至喷嘴，例如，将喷嘴维持在轨道表面上方的固定距离处。例如，框架308可包括唇部，其沿框架的底部突出，其构造成在框架的垂直移动超过阈值时接合杆支架(例如，306)。此外或作为备选，上文参照图2-4所述的牵引系统可包括液压机构和/或其它加压线路(pressurized line)，以基于表面的弯曲来移动相应的喷嘴。

图3和4中所示的实例是在该处杆支架水平延伸的俯视图(例如，杆支架具有在杆支架未由车架框架移动时平行于轨道的纵轴线)。例如，图3包括笛卡尔坐标系，且杆支架具有平行于y轴线的纵轴线，如同轨道一样。车架框架具有平行于x轴线的纵轴线。然而，在其它实例中，杆支架可垂直地延伸，具有垂直于轨道的纵轴线。该构造的一个实例在图5-6中示出，其分别示出了轴颈轴承壳体和杆支架关于一组轨道550的侧视图500和600。这里，各个相应的杆支架(506和507)构造成在顶侧处与车架框架510相互作用，且在车架框架关于轮轴移动时沿侧向转移。如所示，杆支架经由相应的波纹管504和505来联接到轴颈轴承壳体502和503。

图5也包括笛卡尔坐标系。由于视图500和600是侧视图而不是俯视图，故坐标系转移，以便轨道保持平行于y轴线。杆支架506和507具有纵轴线，其平行于z轴线，且因此正交于(例如，垂直于)轨道的纵轴线。

喷嘴(图5-6中未示出)可联接到杆支架的底端，且因此当杆的顶端在轨道弯曲至右侧时转移到图6中的左侧时，底端且因此喷嘴转移至右侧。

因此，构造成清洁表面如轨道的牵引系统可包括喷嘴，其联接到管路，且定位成将加压空气引导至表面(例如，轨道)的期望位置上，例如，在后续的轮/轨道接触点前方附近。喷嘴可构造成跟踪轨道的位置，以便即使在轨道弯曲时，喷嘴也将空气引导至轨道。在一个实例中，喷嘴可包括电磁体，例如，其响应于轮打滑的指示通电，以及包括允许喷嘴在轨道弯曲时移动的柔性管路。在另一个实例中，车架框架与轴颈轴承壳体之间的机械连杆机构(linkage)可在轨道穿过弯道时使喷嘴以取决于车架框架关于轮轴的侧向移动的量沿与车架框架的侧向移动方向相反的方向转移。机械连杆机构可包括经由波纹管联接到轴颈轴承壳体的杆，其中车架框架的侧向运动移动杆的第一端，且引起杆的相对的第二端沿相反方向移动，其中喷嘴联接到杆的第二端。在一些实例中，电磁体和机械连杆机构两者可一起使用。例如，机械连杆机构可提供更粗的调整来将喷嘴置于导轨附近，同时电磁体可提供更细的调整来将喷嘴定位在关于导轨的准确的期望位置处。此外，相似的轨道跟踪机构可应用于其它粘附生成系统，如，上文所述的喷沙机(sand blower)。

用于上文所述的喷嘴的机械连杆机构对准方法使用了轮轴与车架框架之间的相对运动来偏转喷嘴的定向，以便其在弯道中时更朝向轨道的弯曲方向瞄准。该对准可在垂直平面或水平平面中实现，且各个方向均可基于轨道与喷嘴之间的基础角而具有不同的灵敏度。切向(例如，直)轨道上的对准不妥协，因为轮组的振荡运动主要在较高速度下发生，其中未触动牵引系统，也未使用高牵引力。柔性管路和/或波纹管可包括橡胶，以适应运动来管理零件疲劳。

通过提供在该处喷嘴跟踪轨道的牵引系统，即使在整个牵引系统自身未直接在轨道上时，喷嘴也可瞄准轨道。这样，可维持一般会在陡坡上弯曲期间失去的牵引力。此外，可增大在平弯道上或在喷嘴可错过轨道的位置中启动的轨道车辆的牵引力。以此方式，轨道车辆的效率和粘附性能可贯穿整个行程且不只是在直导轨上实现，向客户提供了限定列车设置和最大化列车总重量中的更多优点。

现在转到图7，示出了用于操作牵引系统的方法700。方法700可由控制器根据储存在控制器(如，图2的控制器214)的存储器中的非暂时性指令连同牵引系统(如，图2的牵引系统200和/或图3-4和/或图5-6的牵引系统)执行。在702处，方法700包括确定操作状态。确定的操作状态可包括车辆操作状态，如，发动机速度、车辆速度、发动机负载、轮打滑、牵引力和/或其它适合的状态。确定的操作状态还可包括行进表面状态，如，表面坡度(surfacegrade)、表面弯曲、以及环境状态，如，环境温度。确定的操作状态可基于来自车载传感器(例如，表面弯曲传感器，如，图2的传感器218)和/或来自从远程系统(例如，调度中心或GPS单元)接收到的信息(例如，环境温度，到来的表面状态)的输出来确定。

在704处，方法700确定是否指出从牵引系统施加空气流。空气流的施加可包括将通路和牵引系统的相关联的喷嘴联接至空气源，以便将加压空气引导至车辆在其上行进的表面。因此，在牵引力可由表面状态如水、冰或表面上的其它碎片限制时，可指出空气流的施加。在一个实例中，可响应于低于阈值温度的环境温度、响应于高于阈值水平的表面上的湿度(例如，在下雨或下雪时)、和/或响应于大于阈值坡度的表面坡度来指示空气流的施加。在另一个实例中，可响应于大于阈值打滑的轮打滑指示空气流的施加。在又另一个实例中，即使当基于表面状态指示空气流的施加时，如果满足某些条件，则可延迟或停止空气流的施加。例如，如果车辆在某个位置中，如，在人附近或在居民区中，则可停止或延迟空气流的施加，因为空气流可产生非期望的噪音，且/或如果车辆空转或如果空气源中的空气量低于阈值水平，则可停止或延迟空气流的施加。

如果未指示空气流的施加，例如，如果满足期望的牵引力，则方法700进行至706来在无空气流供应的情况下继续车辆操作。这可包括阻止牵引系统的喷嘴/通路与空气源之间的流体联接。方法700然后返回。

如果指出空气流的施加，例如，如果由于低表面摩擦而未满足期望的牵引力，则方法700进行至708，以经由牵引系统的喷嘴来将空气流供应至表面。这可包括如通过打开空气源与喷嘴之间联接的阀来建立牵引系统的喷嘴/通路与空气源之间的流体联接。此外，在牵引系统的喷嘴在默认位置处时，可施加空气流。在710处，方法700可选地包括调整一个或多个空气流参数。例如，供应的空气流的量和/或速度可基于轮打滑的大小和/或车辆的操作模式来调整，如，如果车辆在山坡上或如果车辆试图停止。例如，响应于轮打滑的较小第一量，空气流可在较低的第一速度下供应，而响应于轮打滑的较大第二量，空气流可在较高的第二速度下供应。在另一个实例中，在车辆在山坡上行进时相比于在车辆在平表面上行进时，空气流可在更高的速度下供应。

在712处，方法700包括确定是否检测到表面弯曲。表面弯曲可根据来自一个或多个传感器(例如，图2的传感器218)的输出确定，表面弯曲可基于从GPS单元或其它远程装置接收到的信息来检测，且/或表面弯曲可基于车辆框架与车辆的轮之间的相对移动来检测。此外，一旦车辆实际上开始穿过弯道就可检测到表面弯曲，或其可在车辆穿过弯道之前检测到。

如果未检测到表面弯曲，则方法700返回，且继续供应空气流(如果指出)，其中喷嘴在默认位置中。如果指出表面弯曲，则方法700进行至714，以调整喷嘴瞄准方向。在一个实例中，如716处所示，调整喷嘴瞄准方向可包括对喷嘴的电磁体通电。当车辆是轨道车辆如机车时，车辆在其上行进的表面可由金属(例如，钢轨道)制成，且因此对电磁体通电引起喷嘴吸引到轨道表面且沿着轨道表面。因此，当轨道表面弯曲时，喷嘴将沿着轨道的弯曲，导致喷嘴的瞄准方向的变化。

在另一个实例中，如718处所示，调整喷嘴瞄准方向可包括基于检测到的弯曲来促动牵引系统的促动器。例如，如上文参照图2所解释的，喷嘴和/或联接到喷嘴的通路可联接到促动器如步进马达，且控制器可发送信号至步进马达来将喷嘴移动到随表面弯曲变化的指出的瞄准方向。

在另一个实例中，如图720处所示，如上文参照图3-6所解释的，调整喷嘴瞄准方向可包括将车辆框架与轮组之间的相对运动传递至喷嘴。例如，喷嘴的灵活联接可由安装到车辆的框架且安装到通路(例如，管路、管或软管)的杆支架提供，且回弹性部件可联接在杆支架与轴颈轴承壳体或车辆的前轮轴的其它结构之间。在表面的弯曲变化时，杆支架将框架关于前轮轴的沿第一方向的侧向移动转变成喷嘴沿相反的第二方向的侧向移动。方法700然后返回。

图8为轨道车辆1010的示意图，本文中绘制为机车，其构造成通过多个轮1014在轨道1012上行驶。如其中所示，轨道车辆1010包括发动机1016，如，内燃机。多个牵引马达1018安装在车架框架20上，且分别连接到多个轮1014中的一个或多个来提供牵引动力，以有选择地推进和阻碍轨道车辆1010的运动。

如图9中所示，轨道车辆1010可为轨道车辆编组(consist)1022的一部分。编组可包括前机车编组、远程或后机车编组1026，以及定位在两个编组1024,1026之间的多个非动力轨道车辆(例如，货运车)1028。前机车编组1024可包括前机车，如，轨道车辆1010，以及后机车1030。远程机车编组1026也可包括前机车1032和后机车1034。编组中的所有轨道车辆依次机械地连接在一起，用于沿轨道导轨或其它导向路1036行进。

如上文所述，编组1022中的机车1010,1020,1032,1034中的一个或多个可具有车载的压缩空气系统，以用于向编组1022中的一个或多个功能系统供应压缩空气。在一个实施例中，编组中的机车中的各个均可配备有压缩空气系统。在其它实施例中，编组中并非全部但至少一个机车可配备有压缩空气系统。图10中示出了图示示例性压缩空气系统1040的流程图。如本文所示，压缩空气系统1040包括由发动机1016驱动的空气压缩机42。如本领域中已知，空气压缩机1042吸入空气，压缩其，且将其储存在机车车载的一个或多个主储存器1044中。来自主储存器的压缩空气然后可由编组内的各种系统使用，如，空气制动系统、喇叭、喷沙系统和粘附控制/牵引力系统。如下文所论述，各个机车车载的主储存器通过主储存器平衡(MRE)气动列车线流体地联接到编组中的其它机车车载的主储存器上。如本文使用的，“流体地联接”或“流体连通”是指两个或多个特征的布置，使得特征以一种方式连接成使得允许特征之间的流体流，且允许流体传递。

在一个实施例中，粘附控制/牵引力系统可为本领域中已知的任何高速高流动牵引力控制系统，如，PCT申请号PCT/US2011/042943中公开的那些，其在此通过引用以其整体并入本文中。例如，如图11中所示，牵引力系统1046包括加压空气1048的供应。加压空气的供应可为机车或MRE气动列车线车载的主储存器(其中加压空气可由机车编组内的一个或多个空气压缩机供应)。加压空气的供应通过加压空气控制阀1050流体地联接到喷嘴1052，其定向成将高速高流动空气射流引导至轨道1012的接触表面1054。牵引力系统1046还可包括用于保持牵引材料1058、如沙的供应的储存器1056，以及经由牵引材料控制阀流体地联接到储存器156且定向成将牵引材料1058的流动引导至轨道的接触表面1054的喷嘴1060。

在一个实施例中，空气喷嘴1052定位成将高流动高速空气射流引导至机车编组中的前机车的前轮轴前方的轨道。在其它实施例中，前机车和后机车都可具有牵引力系统1046。此外，牵引材料喷嘴1060定位成将牵引材料的流动引导至机车的前轮轴和后轮轴两者前方和后方的轨道。

图12示出了一起联接在编组中的两个机车1010,1030。各个机车均具有在其上的牵引力系统1046。如本文所示，各个机车车载的空气压缩机1042构造成将压缩空气供应至主储存器1044。各个机车的主储存器1044均经由MRE气动列车线1062流体地联接到彼此。以此方式，具有空气压缩机1042和主储存器1044的各个机车通过限制路径给送MRE列车线1062。此限制可为特定的孔口或与空气干燥机相关联的限制物(restriction)。各个机车的主储存器1044也流体地联接到牵引力系统1046的空气喷嘴1052，用于向喷嘴供应加压空气。此外，如本文所示，各个牵引力系统1046均电联接到机车车载的控制单元1064，以用于控制根据本发明的实施例的牵引力系统，如下文所论述。

尽管图12示出了具有各个机车上的牵引力系统1046的两个机车编组，但在常规或分布式动力编组中，可存在配备牵引力和未配备牵引力的机车的任何组合。此外，编组中的机车可包括以标准有线列车线的形式的机车与机车的通信、高带宽通信链路如列车线调制解调器(trainline modem)或以太网列车线(Ethernet trainline)，或分布式动力(远程或无线电控制的)。在一些实施例中，可不存在机车之间的通信。

在一个实施例中，提供了用于牵引力编组优化的系统和方法。如将容易认识到那样，对于如图12中所示的任何机车编组，通常将存在可用于贡献编组的总压缩空气需求的至少一个空气压缩机。在一个实施例中，一种用于牵引力编组优化的方法包括最大化至最前方牵引力系统位置的空气。如果机车与机车的通信存在时，则编组内的牵引力系统构造的详细构造可使用已知方法来容易地确定/感测到，且在机车之间共享。

然而，更典型地，各个机车均可仅知晓自身的前/后状态、至制动管路的空气流(如果机车是前机车)、以及机车的方向(短罩/长罩(short hood/long hood))。在此情形中，编组内的机车中的至少一个必须能够确定编组中是否存在牵引力系统。与此结合，图13为流程图，其示出了估计输送至MRE气动列车线1062的空气流的方法。如本文所示，在一个实施例中，机车中的一个车载的控制单元可使用关于空气压缩机速度和负载状态的集成控制信息、储存器空气压力导数(derivative，有时也称为导数)、以及车辆内的其它气动促动器或负载的状态，以发展至MRE管1062的空气流的近似值。控制单元可从该值确定特定机车是否构造有牵引力系统。

在一个实施例中，对于具有无可变流动的牵引力系统的前机车，不必确定牵引力系统构造。在此情形中，前机车的牵引力系统1046由控制单元1064启用，例如，通过触动空气控制阀1050，直到主储存器1044中的压力小于大约小于110psi(758kPa)。然而，对于具有带可变流动的牵引力系统的前机车，控制单元1064构造成将穿过空气控制阀1050的流动自动地调整到维持主储存器1044中的压力高于大约110pis的最大水平。在这两个情况中，如果主储存器压力低于大约135psi(930kPa)且在大约145psi(1000kPa)下关闭，则空气压缩机1042由控制单元1064控制至最大流动。

在一个实施例中，对于没有牵引力系统且具有与后机车的通信链路的前机车，编组内的(多个)牵引力系统的构造首先经由通信链路来确定。如上文所论述，如果没有与后机车的通信链路，编组中别处的牵引力系统可通过估计输送至MRE管路1062的空气流来确定。在这两个情形中，如果后机车具有牵引力系统，则如果主储存器压力小于大约135psi且在大约145psi下关闭，则空气压缩机加载至最大流动。

在另一个实施例中，对于具有车载牵引力系统且具有与前机车的通信链路的后机车，编组内的(多个)牵引力系统的构造首先经由通信链路来确定。如果更前的机车具有牵引力系统，则启用后机车的牵引力系统，只要后机车的主储存器1044内的压力高于大约141psi。如将容易认识到，这最大化至更前的机车的空气。如本文使用的，“更前”是指在同一编组内的另一个机车物理前方的编组内的机车的位置。如果编组内不存在具有牵引力系统的更前的机车，则启用后机车的牵引力系统，只要主储存器1044内的压力高于大约110psi。如果确定后机车是编组内的最终的后机车，且在长罩方向上，则牵引力系统1046由控制单元1064停用。在这些情形中的任何中，如果主储存器压力小于大约138psi且在大约145psi下关闭，则空气压缩机载入最大流动。

对于具有不存在与编组中的前机车的通信的牵引力系统的后机车，编组中的牵引力系统的构造可又通过估计输送至MRE管路1062的空气流来确定。如果编组内检测/确定另一个牵引力系统，则启用后机车的牵引力系统，只要后机车的主储存器1044内的压力高于大约141psi。在此情形中，如果主储存器压力小于大约138psi且在大约145psi下关闭，则空气压缩机载入最大流动。

最后，对于没有牵引力系统的后机车，编组中别处的牵引力系统的构造通过与前机车的通信链路(如果存在)或通过估算如上文所论述的MRE管路空气流来确定。如果确定另一个机车具有牵引力系统，如果主储存器压力小于大约135psi且在大约145psi下关闭，则空气压缩机载入最大空气流。

如上文所论述，牵引力系统通过将高速高流动空气射流施加至轨道的接触表面来提供牵引力的增大。还如上文公开那样，各种控制逻辑用于取决于编组内的牵引力系统的位置、编组内的空气压缩机的能力和编组中的其它系统的压缩空气需求来优化编组内的牵引力系统的使用。为了维持牵引力系统提供峰值牵引力性能改善所需的高流动水平，至或穿过牵引力系统的流动必须最大化，同时维持主储存器压力高于某一低阈值。因此，本发明的一个实施例针对一种用于优化压缩空气至牵引力系统的流动的系统及方法，且更具体而言是用于改变至牵引力系统(或至其空气喷嘴1052)的流动以便维持主储存器1044内的所需低阈值压力的系统及方法。

参看图14，示出了根据本发明的一个实施例的可变流动系统1100。如本文所示，空气压缩机1102压缩空气，该空气储存在轨道车辆或机车车载的主储存器1104中。主储存器1104通过其中具有大孔口1110的第一通路108和其中具有小孔口1114的第二通路1112与牵引力系统1106(如上文所述的)流体连通。第一阀、如电磁阀1116有选择地控制压缩空气穿过第一通路1108和大孔口1110至牵引力系统1106的流动，且第二阀、如第二电磁阀1118有选择地控制压缩空气穿过第二通路1110和小孔口1114至牵引力系统1108的流动。控制单元电联接到第一阀1116和第二阀1118，且构造成在其中压缩空气流过阀1116,1118、流过孔口1110,1114且流至牵引力系统1106的第一状态与其中阻止压缩空气流过阀1116,1118的第二状态之间有选择地控制第一阀1116和第二阀1118。

在操作中，控制单元检测主储存器1104内的压力，且取决于检测到的压力来控制压缩空气从主储存器穿过大孔口1110和小孔口1114中的一者或两者的流动。大体上，如果需要牵引力且主储存器内的压力接近预定低阈值压力，则控制单元1120可将第二电磁阀1118控制到其第二状态，且将第一电磁阀1116控制到其第一状态，使得仅允许压缩空气穿过小孔口1114的流动。如将容易认识到，主储存器1104中的低压可为其它系统使用可用的压缩空气供应、空气压缩机在低于最大的能力下操作等的结果。然而，如果主储存器1104内的压力足够高，则控制单元1120可将第一阀1116和第二阀1118两者控制到其相应的第一状态，使得允许压缩空气流过大孔口1110和小孔口1114两者。如将容易认识到，通过将两个阀控制到其相应的第一位置，实现了至牵引力系统的最大流动，且因此最大牵引力改善。

在一个实施例中，其中第一阀1116和第二阀1118在其相应的第一(启用)状态中，因此允许流过大孔口1110和小孔口1114两者，可实现至牵引力系统1106的(多个)喷嘴的大约300立方英尺每分钟(cfm)的流动。在一个实施例中，其中仅第一阀1116在其第一(启用)状态中，且因此仅流过大孔口1110，可实现大约225cfm的流动。类似地，在仅第二阀1118在其第一(启用)状态中的情况下，且因此仅流过小孔口1114，可实现大约150cfm的流动。在允许穿过大、小或两个孔口1110,1114的流动时给定这些预期流速，可生成根据主储存器内的可用压力最大化至牵引力系统的流动的控制策略。如将容易认识到那样，至牵引力系统的流动可取决于在任何给定时间的主储存器内检测到的压力，通过在上述选择之间循环(例如，第一阀启用、第二阀停用；第二阀启用、第一阀停用；两个阀启用；两个阀停用)来最大化。

参看图15，示出了根据本发明的另一个实施例的可变流动系统1150。如本文所示，空气压缩机1152压缩空气，该空气储存在轨道车辆或机车车载的主储存器1154中。主储存器1154通过其中具有连续可变孔口1160的通路1158与牵引力系统1156(如，上文所述的)流体连通。连续可变孔口1160的尺寸可由控制单元1162控制。在操作中，在需要使用牵引力系统1106来增大牵引力时，连续地监测主储存器1154内的压力，且可变孔口1160的尺寸变化，以便将主储存器1154中的压力维持高于预定的低阈值压力。在一个实施例中，低阈值压力为大约110psi。具体而言，孔口的尺寸基于可用的主储存器压力调整。如上文所论述，需要将主储存器1154内的压力维持高于低阈值，即，110psi，以确保存在足够的压力由编组内的其它功能系统使用。在一个实施例中，孔口的尺寸由连续可变的阻尼阀(orifice valve，有时也称为节流孔阀)控制。

在其它实施例中，其它流动控制装置可用于控制从主储存器到牵引力系统的空气流，以便维持主储存器中的预定低阈值压力。例如，本发明构想出使用位移和/或静脉瓣装置(vein valve device)来允许可变流动，其允许系统在任何给定时间最大化空气流。在又另一个实施例中，副压缩机可用于将空气单独地供应至牵引力系统，补充由主储存器供应的压缩空气，或将空气供应至主储存器来维持其中的压力高于预定低阈值。

根据本发明的粘附控制系统和方法还提供了在可能不期望牵引力系统的启用的情况下停用编组内的(多个)牵引力系统的能力。例如，可能期望在(多个)系统的操作可具有对机车性能的负面影响的情形中停用(多个)牵引力系统。在一个实施例中，控制单元可构造成在存在一个或多个不利情况时停用(多个)牵引力增强系统。具体而言，机车如前机车上的控制单元可在牵引力系统的使用期间生成的可听噪音令人反感的区域中自动地停用机车车载的牵引力系统。例如，关于居住区域或噪音敏感的区域的信息可储存在控制单元的存储器中，且GPS可用于监测编组的地理位置。当编组接近在存储器中储存为噪音敏感区域的区域时，控制单元可自动地暂停使用，或停用牵引力系统。图16为示出智能停用控制策略的实施方式的框图，其中不利条件是噪音敏感区域。(大体上，“不利”条件是指设计为用于牵引力系统的控制基础的条件，其可包括关闭或停用牵引力系统。)

在另一个实施例中，控制单元可停用编组位置中的牵引力系统，在该处，主动牵引力系统可具有对整个编组牵引力的最小正面或甚至负面影响(例如，由于坡道上的编组的位置，以及编组内的牵引力系统的位置)。图17为示出智能停用控制策略的实施方式的框图，其中不利条件对于编组是转化成具有最小正面影响的牵引力系统的特征。

在其它实施例中，控制单元可构造成在牵引力系统构造在其上的机车穿过足够小的半径的弯道时停用牵引力系统以引起性能降低。如将容易认识到，除其它因素外，性能降低例如可归因于牵引力系统的喷嘴关于轨道的接触表面失准。结合该实施例，可感测或计算弯道的半径，且/或各种传感器可感测牵引力系统的喷嘴关于轨道的位置。这些传感器可传送数据至控制单元，且控制单元可在感测到喷嘴与轨道的接触表面失准时停用牵引力系统。此外，代表各种位置处的导轨的弯曲的导轨数据可储存在存储器中，且如由GPS确定那样，控制单元可构造成在编组行进穿过这些储存位置时停用牵引力系统。图18为示出基于GPS航向信息的智能停用控制策略的实施方式的框图。如本文所示，在一个实施例中，机车速度和航向速度(heading velocity)输入控制系统中。执行弯曲计算，以确定导轨中的弯曲量。如果弯曲大于大约4度，则停用牵引力系统。如果弯曲小于大约4度，则启用牵引力系统。

类似地，图19为示出基于GPS位置信息和导轨数据库的智能停用策略的实施方式的框图。如其中所示，在此方法下，关于在沿行进路线的各种位置处的导轨的弯曲的信息储存在存储器中。GPS用于感测编组的位置，使得在编组在其中已知存在“急剧”弯曲的位置中时，牵引力系统将由控制单元停用。如本文使用的，“急剧弯曲”意思是大于大约4度的弯曲。

在又其他实施例中，控制单元构造成具有自适应控制策略，其能够“学习”牵引力系统的启用(enablement)可具有的负面影响。负面影响的原因包括不利天气条件，发现恶劣天气条件会干扰牵引力系统的积极正面影响，如，路基上的积雪(如果系统启用，则可能吹到轨道上)或低温(其可能与来自喷嘴的喷气相互作用)，以引起轨道上的湿气冻结)。其它不利条件可包括路基上的异常灰尘或碎片，系统可能将其吹到导轨上而降低粘附。图20为示出智能停用策略的实施方式的框图，其中如果检测或测量到牵引力系统的负面影响，则控制单元停用牵引力系统。具体而言，如图20中所示，控制单元可构造成如果系统的有效性未达到预定阈值，则停用牵引力系统。下文论述了用于确定牵引力系统的有效性的系统及方法。

结合上文所述的粘附控制系统及方法，牵引力增强系统构造成在需要时取决于编组内的牵引力位置、感测的导轨状态、感测的编组位置等自动地启用或停用，以产生增大的牵引力。然而，在某些情形中，还期望提供操作者在控制单元自动地启用此系统之前手动地启用编组上的一个或多个牵引力系统的手段。即，有时期望手动地启用牵引力系统，而不论任何自动控制功能性，如，下文所公开的。如将容易认识到，操作者基于过去的经验或其它原因可视地识别轨道状态的情况可能是有利的。此外，操作者可能由于特殊情形而需要快速和/或暂时地停用(多个)牵引力系统，以便避免碎片或避免路基上踢出可能损坏机车或其它附近设备的松散颗粒或碎片。

在一个实施例中，提供了具有操作者界面的牵引力系统1200。如图21中所示，牵引力系统1200可大致类似于上文公开的牵引力系统，且包括压缩空气供应源(如，机车或MRE气动列车线车载的主储存器1202)、流体地联接到主储存器1202来将高空气流引导至轨道的接触表面的喷嘴1204、用于有选择地启用或停用压缩空气从主储存器1202到喷嘴的流动的控制阀1206、以及电联接到控制阀1206以在其启用状态与停用状态之间控制阀1206且因此牵引力系统的控制单元1208。如图21中所示，操作者界面1210电联接到控制单元1208。

操作者界面1210包括暂时停用开关1212和单稳态按钮1214。在一个实施例中，暂时停用开关1212可为偏压到其中根据上文公开的控制逻辑和方法来自动地控制牵引力系统1200的“启用”位置的硬件弹簧复位单开关。暂时停用开关1212由操作者克服偏压而可移动到其中信号发送至控制单元1208且因此至牵引力系统1200的阀1206的“停用”位置，以停用牵引力系统。在一个实施例中，操作者必须连续地将开关1212保持在“停用”位置中，以将牵引力系统维持在手动停用状态中。如果操作者释放暂时停用开关1212，则开关弹簧回到“停用”位置，其中恢复了牵引力系统1200由控制单元1208的自动控制。如将容易认识到，暂时停用开关1212可在操作者期望在短时间段内停用喷至轨道的空气的情形中使用，如，在穿过公共道路等时。

单稳态按钮1214构造成在由操作者按下时在“启用”与“停用”之间拨动(toggle)牵引力系统1200的状态。不论是启用或是停用状态，都可在显示器1216上显示给操作者。对操作者指示牵引力系统1200的停用或启用状态可为显示器1216上的灯或屏幕图标的形式。在一个实施例中，指示可为针盘指示器(dial indicator)或音频指示器，如，可听音(audible tone)。在一个实施例中，控制单元1208构造成在过去指定时间、穿过指定距离、发生指定油门(throttle)过渡、使方向头居中、手动喷沙开关被按下或改变状态、出现某一车辆速度变化或水平、机车在某一地理区域内、获得某一预定机车功率或牵引力水平、和/或检测或感测到某些其它操作者动作中的至少一者之后，将牵引力系统1200控制回其启用状态。图22为示出控制单元1208如何响应于直接操作者输入(即，暂时停用开关1212和单稳态按钮1214)来控制牵引力系统1200的操作的状态机图。在该实施方式中，计时器或控制系统通电用于将牵引力系统1200再发送至启用状态。

如上文所论述，根据本发明的牵引力系统除具有高流速压缩空气喷嘴之外，还可包括用于将沙或牵引材料分送至轨道的接触表面的喷沙喷嘴(sanding nozzle)。上文参照了图11描述此系统。如将容易认识到，牵引材料/沙可与压缩空气流混合，且以高速驱动到轨道上，以增大牵引力，或可简单地沉积到轨道的接触表面上，而不会携带在加压空气流中。实际上，喷沙通常用于轨道行业中，以通过轨道的接触表面处的喷沙来增大轮/轨道界面之间的摩擦。习惯上，沙或其它牵引材料在湿轨道条件或可能出现打滑的其它条件下施加到轮轴的前方。已知的喷沙策略包括“自动喷沙”，其中沙自动地施加到机车的两个导轨前方，“手动引导”，其中沙仅施加到前机车轮轴前方且由操作者手动地启用，以及“手动列车线”，其中沙施加到编组内的所有机车的两个导轨前方且由操作者手动地启用。

利用牵引力系统中的改善，如，由本发明的粘附控制系统和方法构想出的改善，可获得比之前可能的更高的牵引力。牵引力中的这些改善可用于减少使用的沙量。如将容易认识到，减少使用的沙量是期望的，因为这减少铁路资金支出。因此，本发明还提供了减少使用的沙或牵引材料量的控制系统及方法。

在一个实施例中，一种用于控制轨道车辆编组的系统包括轨道车辆车载的牵引力系统。牵引力系统可为具有喷气和沙分送能力两者的上文结合图11公开的类型。在其它实施例中，如上文所论述，沙分送可与压缩空气通路分开。控制单元，如上文公开的，电联接到轨道车辆且构造成控制牵引力系统来分送牵引材料/沙两者、仅沙或仅空气。在一个实施例中，控制单元可包括具有储存在存储器中的控制策略的处理器，其可运行来在将沙施加到轨道之前优先提供高流动压缩空气射流。

根据本发明的一个实施例，如下文所论述，对于使用“自动喷沙”策略的编组，控制单元可构造成监测打滑、独立轮轴牵引力和总体机车牵引力和马力。控制单元可包括控制策略，其中仅随机车速度、机车牵引力、自触动仅空气模式起的时间、自触动牵引力系统起经过的距离、地理位置、操作者输入和测量或推导的牵引力储存器水平中的至少一者变化而启用沙作为压缩空气的后备。在一个实施例中，与高牵引力相反，控制系统可为可构造成实现更大的沙节省，反之亦然。

在用于减少使用的沙/牵引材料量的系统的又另一个实施例中，控制系统可构造成在仅喷气之后延迟自动喷沙，只要达到一定牵引力水平。该牵引力阈值可为速度的函数，使得在编组朝失速减慢或打滑时，更积极的沙施加由控制单元/控制系统引发。在一个实施例中，牵引力阈值输入到控制单元中或储存在存储器中。高于该牵引力阈值，则不引发自动喷沙。该阈值可随速度降低而自动地增大，以便在一定低速下，如果机车上有任何轮轴由于轮打滑而牵引力受限，则一直施加沙。图23示出了随机车速度变化的示例性牵引力阈值。图24为状态机图，其示出了牵引力阈值如何可由控制单元使用来控制牵引力系统的操作(即，仅沙、仅空气或沙和空气)，以便减少使用的沙或牵引材料量。

根据本发明的另一个实施例，提供了用于减少在“手动引导”沙策略下使用的沙量的控制系统及方法。如上文所论述，手动前轮轴喷沙命令通常在操作者想要独立于自动喷沙状态来对前轮轴喷沙时发出。图25为示出用于手动前轮轴喷沙的示例性减沙控制策略的状态机图。如本文所示，在开始“手动引导”喷沙时，牵引力系统的喷气模式也自动地引发。一旦启用牵引力系统的喷气模式，则即使操作者输入以启用“手动引导”喷沙被移除时，也维持在启用状态中。在该实施例中，控制单元构造成在一定时间或一定距离之后禁用或停用牵引力系统(即，停止喷气)。在另一个实施例中，控制单元构造成如果编组经过如由实现的高列车速度或油门减速(throttle reduction)指出的明显坡度或打滑挑战，则禁用或停用牵引力系统(即，停止喷气)。涉及本文公开的减沙系统和方法的本发明的一个实施例特别可应用于油门在“机动位置(motoring position)”中的情形。然而，可构想出，用于减沙的类似的控制策略也可应用于“动态制动模式”。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于在“手动列车线”喷沙策略下减少使用的沙量的控制系统及方法。如上文所论述，除自动喷沙之外或独立于自动喷沙，当操作者期望向在列车线的各个导轨上的前轮轴喷沙时，通常发出手动列车线喷沙命令。图26为示出用于手动列车线喷沙的示例性减沙控制策略的状态机图。如其中所示，在开始“手动列车线”喷沙时，牵引力系统的喷气模式也自动地引发。一旦启用牵引力系统的喷气模式，则即使在操作者输入以启用“手动列车线”被移除时，也维持在启用状态中。在该实施例中，如同上文公开的在“手动引导”喷沙下的沙节省方法，控制单元构造成在一定时间或一定距离之后，或如果编组经过如由实现的高列车速度或油门减速指出的明显坡度或打滑挑战，则禁用或停用牵引力系统(即，停止喷气)。

结合用于上文公开的高流速牵引力系统的控制系统及方法，本发明还涉及牵引力诊断系统和方法。具体而言，本发明还针对用于检测牵引力系统中的阻塞、检测牵引力系统中的泄漏、以及用于测量或检测牵引力系统的有效性的系统及方法。如将容易认识到，诊断轨道车辆编组车载的一个或多个牵引力系统的“健康”对于实现和维持行进期间的最佳牵引力而言是重要的。如将容易认识到，如果牵引力系统阻塞或具有泄漏，则其低于最佳地起作用，且提供低于最佳的结果。此外，牵引力控制系统可使用关于牵引力系统的“健康”的信息，以生成和执行用于其的更定制化的控制策略。

在一个实施例中，提供了一种用于检测轨道车辆车载的牵引力系统中的阻塞的系统及方法。如上文所论述，由本发明构想出的牵引力系统使用大致较高的流速来从车架的轨道清除碎片，以增大牵引力。这些使用的高流速允许了待检测的流的显著减少。具体而言，可监测来自用于替换给定轨道车辆或机车的主储存器中的压缩空气的牵引力系统的启用和空气压缩机上的负载的空气使用的影响。

如将容易认识到，使用来自机车车载的主储存器的空气的任何系统都引起主储存器内的压力在系统启用时突然下降。这是从储存器中抽取压缩空气比空气压缩机可替换其更快的直接结果。由于由本发明构想出的具有高流动空气射流的牵引力系统是压缩空气的较大消耗物，故系统的启用立即导致了主储存器中的压力的较大的突然的且可检测到的下降。在主储存器中的压力下降时，触动空气压缩机来替换主储存器内的压缩空气。

在一个实施例中，如图27中所示，一种用于检测轨道车辆车载的牵引力系统中的阻塞的方法包括比较在牵引力系统触动之前(“基准”)和之后(“二次”)的压缩机空气流。然而，重要的是，由于存在使用压缩空气的编组车载的其它系统，如，空气制动器、喷沙机控制阀、喇叭(horn)和其它促动器，故在这些其它装置的状态恒定(且因此空气压缩机负载状态恒定)时，最佳地作出了此流动比较。在一个实施例中，压缩机流可以以标准化的容积率进行估算。在另一个实施例中，压缩机流可基于压缩机排量(displacement)和速度来以质量流估算。图28为示出用于检测非牵引力系统空气流中的变化的方法的状态机图，即，用于确定所有空气消耗装置的状态何时恒定且因此空气压缩机负载状态何时稳定。图29为如上文所述的用于估算空气压缩机和牵引力系统流的方法的流程图。图30为示出用于检测牵引力系统中的阻塞的方法的状态机图。

如图30中最佳所示，一种用于检测阻塞的方法首先包括确定从压缩机到主储存器的空气流速和稳定状态下的对应压缩机负载值的步骤。如本文使用的，稳定状态旨在意指其它空气消耗装置的状态大体上恒定时。该初始空气流速和压缩机负载值/空气负载状态可称为“基准”空气流速和基准压缩机负载值/空气负载状态。一旦空气负载状态稳定，则对于预定的时间段，由控制系统启用牵引力系统。在该时段结束时，然后评估二次空气流速和/或压缩机负载值，且与基准空气流速和/或压缩机负载值相比较。如果二次空气流速大于基准空气流速加预定“缓冲(buffer)”(大体上代表牵引力系统预期空气流)，则牵引力系统在任何阻塞方面诊断为“健康的”。然而，如果二次空气流速小于基准空气流速加“缓冲”，则牵引力系统诊断为“阻塞的”。基于该诊断，控制系统可构造成自动地停用阻塞的牵引力系统，且使用另一个轨道车辆车载的另一个牵引力系统在其位置中替代。

除通过比较牵引力系统触动之前和之后的压缩机空气流来检测牵引力系统内的阻塞外，通过检测系统触动时相比于其停用时大于预期的压缩机空气流，可诊断系统泄漏。在一个实施例中，如图11中所示，可检测到泄漏的区域在电磁阀50的负载侧上。如将容易认识到，系统内的泄漏的检测很重要，因为较大的泄漏可使压缩机承受其不可将系统压力维持高于所需水平的点。

如由图31的状态机图所示，如上文所述，一种用于检测牵引力系统中的泄漏的方法包括首先确保空气负载状态是“稳定”。一旦空气负载状态稳定，则对于预定的时间段，由控制系统启用牵引力系统。在该时段结束时，测量二次空气流速。如果二次空气流速大于基于牵引力系统的预期流速的预定阈值流速值，则诊断出泄漏。如果二次空气流速小于预定阈值流速值，则牵引力系统在任何泄漏方面诊断为“健康的”。如果检测到泄漏，则牵引力系统可由控制系统停用或限制其使用。此外，基于该诊断，控制系统可根据上文所述的控制逻辑来选择在其位置上使用编组内的另一个牵引力系统。

除上文外，本发明还提供了一种用于检测牵引力系统的有效性的方法。具体而言，本发明的控制系统构造成自动地确定牵引力系统对牵引力的影响，且采用适合的控制动作来适应性能。如由图32的状态机图所示，一种用于确定牵引力系统的有效性的方法包括对于预定行进距离启用牵引力系统。在一个实施例中，预定行进距离是至少1个机车的长度。在一个实施例中，预定行进距离是2个以上的机车的长度。对于预定行进距离，启用牵引力系统之后，连同沙状态、速度、凹槽、航向和弯曲测量来采样第一牵引力。牵引力系统然后由控制系统停用，且引发大约2个机车长度的延迟来允许牵引力系统的影响生效。如果速度改变是每小时大于大约2英里，则凹槽改变，或弯曲改变大于大约3度，然后放弃牵引力系统的使用。如果不是，则对第二牵引力采样。系统的牵引力然后通过从第一牵引力采样值减去第二牵引力采样值来确定。取决于该比较的结果，可再次启用牵引力系统来增大牵引力。

在一个实施例中，如图33中所示，图32中所示的用于有效性检测的状态机可与牵引力系统状态机相互作用。具体而言，用于确定牵引力系统有效性的该方法可结合如图20中所示和如上文所述的智能停用控制策略来使用。在该实施例中，如果满足某些牵引力系统允许条件，如，速度大于大约12mph，油门是大约凹槽7或更大，主储存器压力大于大约110psi以及启用自动或手动喷沙，则在预定延迟之后启用牵引力系统。在一个实施例中，延迟可为大约5秒。如其中所示，牵引力系统可维持在其启用状态中，直到主储存器中的压力降到低于大约110psi。在一个实施例中，牵引力系统可维持在其启用状态中，直到速度大于大约15mph，或油门大约小于凹槽6。此外，在一个实施例中，还可评估牵引力系统有效性，且如上文所论述，系统取决于确定的有效性停用或保持在启用状态中。

如将容易认识到，评估牵引力系统的有效性的能力提供了许多优点。具体而言，有效性的评估提供了可用于协助设计改善的性能信息。此外，系统有效性中的缺陷或不足可用于驱使修理。此外，如前文所述，确定牵引力系统的有效性允许了检测对牵引力的负面影响，使得可采用控制动作来停用系统，直到过去一段时间，或出现位置或轨道状态的变化。

本发明的一个实施例涉及一种用于控制轨道车辆或其它车辆的编组的系统。该系统包括电联接到编组中的第一轨道车辆上的控制单元，控制单元具有处理器，且构造成接收代表编组中的第一车辆和其它轨道车辆车载的一个或多个牵引力系统的存在或位置的信号，以及储存在可由处理器存取的非瞬变介质中的指令集，指令构造成控制处理器来产生优化计划，其基于编组内的牵引力系统的存在和位置来管理一个或多个牵引力系统的使用。控制单元可构造成最大化对最前方牵引力系统的空气供应。控制单元可构造成取决于空气压缩机速度和负载状态、储存器压力导数和轨道车辆内的其它负载的状态中的至少一者来确定轨道车辆车载的一个或多个牵引力系统的存在。控制单元可构造成通过估算MRE气动线内的空气流来检测编组内的牵引力系统的存在。此外，控制单元可构造成经由第一轨道车辆与其它轨道车辆之间的通信链路接收代表轨道车辆车载的一个或多个牵引力系统的存在和位置的信号。通信链路可为高带宽通信链路。系统还可包括流体地联接到牵引力系统中的一个上来供应压缩空气的压缩空气储存器，且控制单元可构造成调整从储存器到牵引力系统的压缩空气流来维持储存器内的压力高于低阈值。低阈值可为大约110psi。作为备选，控制单元可构造成启用牵引力系统中的一个或多个，直到储存器内的压力达到低阈值压力。

本发明的另一个实施例涉及一种用于优化至少第一轨道车辆和第二轨道车辆或其它车辆的编组的方法。该方法包括以下步骤：确定编组内的牵引力系统的构造，以及取决于确定的构造来允许牵引力系统增大牵引力。该方法还可包括最大化至最前方牵引力系统的空气流的步骤。确定编组内的牵引力系统的构造的步骤可包括估算穿过MRE气动线的空气流。此外，该方法可包括调整至牵引力系统中的一者的空气流来将压缩空气储存器内的压力保持高于低阈值的步骤。该方法还可包括以下步骤：其中第一轨道车辆和第二轨道车辆分别具有其上的牵引力系统，将第二轨道车辆的压缩空气储存器中的压力调节到高于大约140psi(965kPa)，以及将第一轨道车辆的压缩空气储存器中的压力调节到高于大约110psi。该方法还可包括将空气压缩机加载到最大流动。

本发明的另一个实施例涉及一种用于优化至轨道车辆或其它车辆的牵引力系统的空气流的方法。该方法包括以下步骤：将加压空气供应从储存器提供至牵引力系统，以及改变至牵引力系统的空气流来将储存器中的压力维持为高于预定的低阈值。改变空气流可包括取决于储存器中的检测到的空气压力来将空气流从主储存器有选择地引导穿过第一孔口和第二孔口中的一者，其中第一孔口具有大于第二孔口的出口面积。改变空气流可包括取决于储存器中的可用空气压力来有选择地控制储存器与牵引力系统的喷嘴之间的空气流动通路中的孔口的尺寸。孔口的尺寸可通过可连续变化的阻尼阀来控制。储存器中的压力还可通过使用二次专用空气压缩机来维持高于预定的低阈值。

本发明的另一个实施例涉及一种用于控制轨道车辆或其它车辆的系统。该系统包括具有定位成将空气流引导至轨道的喷嘴的牵引力装置、流体地联接到牵引力装置以将压缩空气供应提供至牵引力装置的储存器、以及电联接到牵引力装置且构造成取决于储存器内的可用压力控制压缩空气流从储存器至牵引力装置的控制单元。该系统还可包括定位在储存器与牵引力装置的喷嘴之间的可连续变化的孔口。利用此构造，控制单元还可构造成取决于储存器内的压力来控制孔口的尺寸。此外，系统可包括从储存器到牵引力装置的第一通路，第一通路具有其中的第一孔口和用于有选择地控制穿过第一孔口的空气流的第一控制阀，以及从储存器到牵引力装置的第二通路，第二通路具有其中的第二孔口和用于有选择地控制穿过第二孔口的空气流的第二控制阀，第二孔口小于第一孔口。在此构造中，控制单元可电联接到第一控制阀和第二控制阀上，以将第一控制阀和第二控制阀控制在其中允许空气流过其间的第一状态与其中阻止空气流过其间的第二状态之间。系统可包括流体地联接到储存器上来用于向储存器供应压缩空气的第一空气压缩机，以及构造成取决于储存器内的可用压力向储存器供应压缩空气的第二空气压缩机。

本发明的又另一个实施例涉及一种结合车辆使用的系统，该车辆具有在表面上行进的轮，例如，具有在轨道上行进的轮的轨道车辆。该系统包括牵引力系统，其包括用于供应压缩空气的空气源，以及喷嘴，其流体地联接到空气源且构造成将压缩空气流从空气源引导至轨道的接触表面，以及控制单元，其电联接到牵引力系统且构造成在其中压缩空气从空气源流动且流出牵引力系统的喷嘴的启用状态与其中阻止压缩空气退出喷嘴的停用状态之间控制牵引力系统。控制单元进一步构造成取决于至少一个不利条件的存在将牵引力系统从启用状态控制到停用状态。至少一个不利条件可为轨道车辆的地理位置、低于预定半径阈值的轨道的弯曲半径、轨道附近的路基上的雪、灰尘或碎片中的至少一者的存在、和/或牵引力增强中的确定的低效。

本发明的又另一个实施例涉及一种用于控制轨道车辆或其它车辆的方法。该方法包括提供具有用于将压缩空气流引导至轨道的接触表面的牵引力系统，以及在检测到不利条件时停用牵引力系统。不利条件可为轨道车辆的地理位置、轨道的弯道半径低于预定阈值、牵引力系统的计算的低效、以及检测到轨道附近的路基上的碎片中的一者。

另一个实施例涉及一种结合车辆使用的系统，该车辆具有在表面上行进的轮，例如，具有在轨道上行进的轮的轨道车辆。该系统包括用于供应压缩空气的空气源；流体地联接到空气源上且构造成将压缩空气流从空气源引导至轨道的接触表面的喷嘴；定位在空气源与喷嘴中间的阀，阀可在其中压缩空气从空气源流至喷嘴的第一状态与其中阻止压缩空气流至喷嘴的第二停用状态之间控制；用于在第一状态与第二停用状态之间控制阀的控制器；以及电联接到控制器上的操作者界面，操作者界面包括暂时停用开关，其偏压至将阀控制到第一状态的位置，且可克服偏压移动以将阀控制到第二停用状态。操作者界面还可包括单稳态按钮，其可促动来在第一状态与第二停用状态之间有选择地拨动阀。控制器可构造成在过去预定时间段、穿过预定距离、发生某一油门过渡、发生一定车辆速度变化和/或达到某一牵引力水平之后自动地控制阀至第一状态。

另一个实施例涉及一种用于控制车辆编组的系统，该车辆具有在表面上行进的多个轮，例如，轨道车辆的编组具有在轨道上行进的多个轮。系统包括第一轨道车辆车载的牵引力系统。牵引力系统包括能够保持牵引材料的介质储存器、与介质储存器连通且构造成将牵引材料流引导至轨道的接触表面的牵引材料喷嘴、压缩空气储存器、以及与压缩空气储存器连通且构造成将压缩空气流引导至轨道的接触表面的压缩空气喷嘴。系统还包括电联接到该编组中的第一轨道车辆上的控制单元，控制单元具有处理器，且构造成接收表示打滑、独立轮轴牵引力、总体轨道车辆牵引力和马力的信号。控制单元进一步构造成控制牵引力系统来仅将压缩空气施加至轨道的接触表面，且在仅施加压缩空气之后监测打滑、独立轮轴牵引力、总体轨道车辆牵引力和马力中的至少一者。控制单元可构造成取决于轨道车辆速度和轨道车辆牵引力中的至少一者来控制牵引力系统来将牵引材料施加至轨道的接触表面以作为仅施加压缩空气的后备。控制单元可构造成取决于自牵引力系统触动起过去的时间、自牵引力系统触动起经过的距离、地理位置、操作者输入和测得或推导的牵引材料储存器水平中的至少一者控制牵引力系统以施加牵引材料至轨道的接触表面来作为仅施加压缩空气的后备。

本发明的另一个实施例涉及一种用于控制具有牵引力系统的轨道车辆或其它车辆的方法。该方法包括以下步骤：启用牵引力系统将仅喷气施加到轨道；监测打滑、独立轮轴牵引力、总体牵引力和马力中的一者；以及取决于至少一个参数启用牵引力系统将牵引材料施加至轨道。至少一个参数可为轨道车辆的速度、轨道车辆的牵引力、自牵引力系统启用起行进的距离、和/或测得或推导的牵引材料水平。

另一个实施例涉及一种控制轨道车辆或其它车辆的方法。该方法包括将加压空气从储存器提供至轨道车辆的牵引力系统，以及改变至牵引力系统的空气流来将储存器中的压力维持高于预定低阈值。

在该方法的另一个实施例中，改变空气流包括取决于储存器中的可用空气压力来有选择地控制储存器与牵引力系统的喷嘴之间的空气流通路中的孔口的尺寸。孔口的尺寸可通过可连续变化的阻尼阀来控制。

实施例涉及一种用于车辆的牵引系统。牵引系统包括喷嘴，其联接到空气源上，且构造成有选择地朝轨道的轨道表面的确定部分瞄准。确定部分基于轨道的边缘之间的轨道表面的位置，且邻近车辆的轮。牵引系统还包括导管，如，管路、管或软管，其构造成将加压空气从空气源供应至喷嘴，喷嘴灵活地联接到其上。喷嘴构造成用于喷嘴的瞄准控制成响应于轨道的弯曲变化改变其瞄准方向，由此来自喷嘴的空气流在车辆移动穿过轨道弯曲期间冲击确定部分。

牵引系统还包括促动器，其构造成响应于轨道弯曲变化来迫使喷嘴瞄准方向。在一个实例中，促动器包括联接到喷嘴上的电磁体。电磁体可联接到电压源上，且可响应于来自电子控制器的信号从电压源通电。

喷嘴的灵活联接可由安装到车辆的框架上和安装到导管上的杆支架提供，且牵引系统还可包括联接在杆支架与车辆的前轮轴的轴颈轴承壳体之间的回弹性部件。在轨道的弯曲变化时，杆支架将框架关于前轮轴的沿第一方向的侧向移动转变成喷嘴沿相反的第二方向的侧向移动。

牵引系统还可包括跟踪轨道针对弯曲的传感器，以及构造成促动喷嘴来改变瞄准方向以在弯道期间维持空气流对轨道部分的冲击的促动器。在实例中，喷嘴定位成指向车辆的前轮前方的位置，使得喷嘴构造成将加压空气流引导至前轮接触轨道的位置附近的轨道上的点。在实例中，导管联接到车辆的前轮轴的轴颈轴承壳体上。在一个实例中，空气源构造成在大于620kPa的压力下提供空气而足以提供大于23米每分钟的速度下的空气流，足以增大轨道上的轮的牵引力。

车辆的系统的一个实施例包括通路，其构造成接收加压空气且联接到车辆的前轮轴的支承件上；喷嘴，其联接到通路上且构造成将加压空气引导至车辆在其上行进的表面；以及跟踪机构，以在车辆与表面之间的相对行进方向变化时调整喷嘴的一个或多个位置或喷嘴关于支承件的角。

在一个实例中，通路可包括柔性材料，且跟踪机构可包括联接到喷嘴上的电磁体，电磁体构造成在表面改变方向时通电，以便调整喷嘴的位置或角中的一个或多个。

在一个实例中，跟踪机构可包括在第一端处联接到通路且在第二端处联接到车辆的框架的杆支架。车辆的框架可构造成在车辆与表面之间的相对行进方向改变时相对于支承件沿侧向移动，而杆支架构造成将侧向移动转移至通路，以便调整喷嘴的位置或角中的一个或多个。在一个实例中，杆支架关于框架水平地延伸，且支承件包括轴颈轴承壳体。在另一个实例中，杆支架关于框架垂直地延伸。

在一个实施例中，一种用于车辆的方法包括将加压空气流经由喷嘴引导至车辆在其上行进的轨道的表面的限定部分；以及基于轨道的表面的弯曲来调整喷嘴的瞄准方向。

在一个实例中，基于轨道的表面的弯曲调整喷嘴的瞄准方向包括将轮的轮轴与车架框架之间的相对移动传递至喷嘴。在一个实例中，基于轨道的表面弯曲调整喷嘴的瞄准方向包括对联接到喷嘴的电磁体通电。在一个实例中，将加压空气引导到轨道上包括响应于检测到轮打滑来将加压空气引导到轨道上。

如本文使用的，以单数叙述且冠以词语“一个”或“一种”的元件或步骤应当理解为未排除多个所述元件或步骤，除非明确指出此类排除。此外，提到的本发明的“一个实施例”并未排除也结合引用的特征的附加实施例的存在。此外，除非明确相反指出，则实施例“包括”、“包含”或“具有”带有特定性质的元件或多个元件可包括不带有此性质的附加此类元件。用语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应用语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗语言同义词。此外，用语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，且不旨在对其对象施加数字要求或特定位置顺序。

本文公开的控制方法和方针可作为可执行指令储存在非暂时性存储器中，且可由控制系统执行，该控制系统包括与各种传感器、促动器和其它发动机硬件组合的控制器。本文所述的特定方针可代表任何数目的处理策略中的一个或多个，如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能都可以所示顺序、并行执行，或在一些情况中省略。类似地，处理顺序对于实现本文所述的示例性实施例的特征和优点不是必需的，而是为了易于图示和描述而提供。所示动作、操作和/或功能中的一个或多个可取决于使用的特定策略来重复地执行。此外，所述的动作、操作和/或功能可图解地代表在发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非暂时性存储器中编程的代码，其中所述动作通过在包括与电子控制器组合的各种发动机硬件构件的系统中运行指令来执行。

本书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使相关领域的普通技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域的普通技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其它实例在权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种用于车辆的牵引系统，包括：

喷嘴，其仅联接到空气源，且构造成有选择地朝轨道的轨道表面的确定部分瞄准，且所述确定部分基于所述轨道的边缘之间的轨道表面的位置且邻近所述车辆的轮；以及

导管，其构造成将加压空气从所述空气源供应至所述喷嘴，所述喷嘴灵活地联接到其上；

其中所述喷嘴构造成用于所述喷嘴的瞄准受控制，以响应于所述轨道的弯曲变化来改变其瞄准方向，由此来自所述喷嘴的空气流在所述车辆穿过所述轨道的弯曲的移动期间冲击所述确定部分，

所述喷嘴的灵活联接由安装至所述车辆的框架和安装至所述导管的杆支架提供，且还包括联接在所述杆支架与所述车辆的前轮轴的轴颈轴承壳体之间的回弹性部件，在所述轨道的弯曲变化时，所述杆支架将所述框架关于所述前轮轴沿第一方向的侧向移动转变成所述喷嘴沿相反的第二方向的侧向移动。

2.根据权利要求1所述的牵引系统，还包括促动器，其构造成响应于所述轨道的弯曲变化来迫使所述喷嘴瞄准方向。

3.根据权利要求2所述的牵引系统，其特征在于，所述促动器包括联接到所述喷嘴的电磁体。

4.根据权利要求3所述的牵引系统，其特征在于，所述电磁体联接到电压源，且响应于来自电子控制器的信号来从所述电压源通电。

5.根据权利要求1所述的牵引系统，还包括构造成针对弯曲跟踪所述轨道的传感器，以及构造成在弯道期间促动所述喷嘴以改变所述瞄准方向来维持所述空气流在所述轨道部分上的冲击的促动器。

6.根据权利要求1所述的牵引系统，其特征在于，所述喷嘴定位成指向所述车辆的前轮前方的位置，使得所述喷嘴构造成将加压空气流引导至所述前轮接触所述轨道的位置附近的所述轨道上的点。

7.根据权利要求1所述的牵引系统，其特征在于，所述导管联接到所述车辆的前轮轴的轴颈轴承壳体。

8.根据权利要求1所述的牵引系统，其特征在于，所述空气源构造成提供大于620kPa的压力下的空气，足以提供大于23米每秒的速度下的空气流，足以增大所述轮在所述轨道上的牵引力。

9.一种用于车辆的系统，包括：

通路，其构造成接收加压空气且联接到所述车辆的前轮轴的支承件；

喷嘴，其仅联接到所述通路且构造成将所述加压空气引导至所述车辆在其上行进的表面；以及

跟踪机构，在所述车辆与所述表面之间的相对行进方向变化时，其调整关于所述支承件所述喷嘴的位置或所述喷嘴的角中的一个或多个，所述跟踪机构包括在第一端处联接到所述通路且在第二端处联接到所述车辆的框架的杆支架，

所述车辆的框架构造成在所述车辆与所述表面之间的相对行进方向变化时相对于所述支承件沿侧向移动，且其中所述杆支架构造成将所述侧向移动传递至所述通路，以便调整所述喷嘴的位置或角中的一个或多个，所述支承件包括轴颈轴承壳体，所述杆支架通过回弹部件安装至所述轴颈轴承壳体。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述通路包括柔性材料，且其中所述跟踪机构包括联接到所述喷嘴的电磁体，所述电磁体构造成在所述表面改变方向以便调整所述喷嘴的位置或角中的一个或多个时通电。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述杆支架关于所述框架水平地延伸。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述杆支架关于所述框架垂直地延伸。

Images