CN112550322B - 一种液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法，涉及控制监控技术领域。该液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法机车、遥控器、主控制器、制动系统、人机界面，包括换挡开关和控制器手柄、机车的速度信号、机车工作油温、机车工作水温均通过电信号连接车载PC，所述遥控器控制手柄发出换向、换挡信号给车载PC，车载PC发出信号给电空阀，所述电空阀分别连接换挡阀、换向阀和偶合理器，所述偶合理器连接风扇偶合器。该液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法采集了以机车换向过程中相关动作部件的信号，经过与执行命令的比对及逻辑判断，确保机车已完成换向的实际动作，避免了由于设备故障导致的不换向或误换向的现象发生。

Description

一种液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及控制监控技术领域，具体为一种液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法。

背景技术

液力传动内燃机车因其牵引功率大、操作简单、维护方便，在很多大型工矿企业中被广泛使用。随着运行时间加长，且工矿企业作业环境相对恶劣，造成其在运行的过程中出现了各种各样的故障，例如机车走行时不换向的故障。在常规的司机、副司机双人乘模式下，出现走行不换向的故障时，司机在驾驶室操作机车制动手柄，副司机进入机器间操控电控阀来控制机车的前后走行，这种情形严重影响了机车的作业运行。在遥控模式下，通常采用司机一人乘模式，而且作业时司机需要离开驾驶室在车下完成机车的操控，在这种情况下，如果机车出现换向故障(如控制手柄在前向，机车向后向移动)，不但无法完成机车的运行，而且会严重危及行车的安全。

于是，本申请人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法，解决了因现场的环境复杂，夜间照明不佳或无照明条件，机车乘务员在司机室难以观察周边运行环境的问题。避免了由于设备故障导致机车不换向或者误换向，而发生人员伤亡、设备损坏事故。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种液力传动内燃机车遥控系统，包括机车、遥控器(换挡开关、控制器手柄)、主控制器、制动系统、人机界面、车载PC、电空阀、偶合理器、风扇偶合器、换挡阀、换向阀、控制阀、溢流阀、变扭器、Ⅰ档和Ⅱ档，所述主控制器包括CPU，所述主控制器的主控板上设置有采集机车前向电控阀和后向电控阀、换向阀动作信号、前向I档变扭器充油信号电路和后向I档变扭器充油信号电路，所述制动系统包括速度传感器、柴油机转速传感器、制动缸压力传感器；

所述主控板上设置有单片机、电源模块、通讯电路，机车的速度信号采集电路、柴油机转速信号采集电路、主发电机的电流信号采集电路、主发电机的电压信号采集电路、总风压力信号采集电路、均衡风缸压力信号采集电路、制动缸压力信号采集电路、列车管压力信号采集电路，机车报警信号采集电路；

所述主控板上设置有机车加载功能控制电路、机车减载功能控制电路、单阀制动功能控制电路、自阀制动功能控制电路、方向控制功能控制电路、鸣笛功能控制电路、撒沙功能控制电路；

所述速度传感器与机车的速度信号采集电路电性连接，所述柴油机转速传感器与柴油机转速信号采集电路电性连接，所述制动缸压力传感器与制动缸压力信号采集电路电性连接；

所述换挡开关和控制器手柄、机车的速度信号、机车工作油温、机车工作水温均通过电信号连接车载PC，所述车载PC发出的PC信号给电空阀，所述电空阀分别连接换挡阀、换向阀和偶合理器，所述偶合理器连接风扇偶合器，所述换挡阀和换向阀均与控制阀和溢流阀连接，所述控制阀和溢流阀均与变扭器、Ⅰ档和Ⅱ档连接。

优选的，所述制动系统包括前进充油缸和后退充油缸。

优选的，所述制动缸压力信号采集电路分为进充油缸压力信号采集电路和后退充油缸压力信号采集电路。

优选的，所述偶合理器通过4供油泵的工作油连接风扇偶合器。

优选的，所述电空阀通过2总风缸的压缩空气连接换挡阀、换向阀。

优选的，所述换挡阀和换向阀通过3控制泵的控制油连接控制阀和溢流阀。

优选的，所述控制阀和溢流阀通过4供油泵的工作油连接变扭器、Ⅰ档和Ⅱ档。

一种液力传动内燃机车遥控系统的控制方法，包括警报器，包括上述遥控系统和如下步骤：

步骤一：给机车输入控制信号后，主控制器采集前向电控阀和后向电控阀、换向阀动作信号、前向I档变扭器充油信号电路和后向I档变扭器充油信号电路的信号后直接传送给CPU；

步骤二：CPU经过与机车前行控制、后向控制、速度、柴油机转速、制动缸压力等进行比对；

步骤三：如步骤二中逻辑对比与控制信号吻合，则控制机车加载运行或卸载、停车；

步骤四：如步骤二中逻辑对比与控制信号不吻合，则通过警报器鸣笛。

优选的，所述步骤二中包括对机车前行方向分别和换挡开关的档位、制动缸压力信号采集电路进行对比。

(三)有益效果

本发明提供了一种液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法。具备以下有益效果：

该液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法结合远程控制与报警装置，采集机车相关动作部件信号，遥控机车加载运行或卸载、停车，并能防止机车出现不换向或误换向，危机行车安全。

附图说明

图1为本发明的遥控装置换向过程控制原理图；

图2为GK系列液力传动内燃机车传动箱控制系统原理图；

图3为主控板的电路组成结构框图；

图4为本发明的单片机电路原理图；

图5为本发明的信号检测电路原理图。

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。

如图2所示，是现有液力传动内燃机车的制动PC换挡控制原理图，和GK系列液力传动内燃机车传动箱控制系统原理图。

以GK1c型机车为例，在司机驾驶模式下，司机将传动箱换档控制开关1SAS置于自动位，方向控制器ADD的手柄在前(后)位，向PC机输入X5(X6)指令，PC机输出Y0(Y4)信号，信号经放大后推动机车方向前电空阀1YV(方向后电空阀5YV)动作，改变风路，推动换向控制阀阀芯动作，开通机车前向(后向)变扭器主控阀上方油腔的通路，此时若将司机控制器手柄ADS提到1位或1位以上时，司机控制器ADS向PC机输入X13信号，当3KPA、1KTT、2KTW情况满足要求未断开以及3KTW闭合时，且X36(机组保护)、X41(柴油机加载保护)有信号输入，PC机输出Y20信号，信号经驱动放大后推动启动阀I档电空阀9YV动作，改变风路，推动启动阀，开通控制油到液力换向控制阀的通路，控制油经启动阀、换向阀、进入前(后)主控制阀上方，推动主控制阀开通进入前(后)向启动变扭器的通路，工作油经热交换器、主控制阀开通的油路，进入前(后)向启动变扭器充油，机车前(后)向运行。

如图1所示，是本发明的一种液力传动内燃机车的遥控装置的控制原理图。由遥控器、主控制器、制动系统、人机界面等构成。在主控制器的主控板上增加了采集机车前向(后向)电空阀、换向阀动作信号和前向(后向)I档变扭器充油信号电路，信号采集后，直接传送给CPU，经过与机车前行控制、后向控制、速度、柴油机转速、制动缸压力等进行比对，经过逻辑运算无误后，控制机车加载运行或卸载、停车。

所述的主控板上含有单片机、电源模块、通讯电路，机车的速度、柴油机转速、主发电机的电流、电压、总风压力、均衡风缸压力、制动缸压力、列车管压力等信号采集电路，机车报警信号采集电路，机车加/减载、单阀制动、自阀制动、方向控制、鸣笛、撒沙等功能控制电路构成。

在遥控模式下，遥控器发出前行命令时，主控板控制前向电空阀得电开通，控制风缸来的压力风，就会经前向电空阀，进入液力换向控制阀中的换向阀滑阀左端，将换向阀背膜推至右端。此时I挡电空阀得电开通，控制风经电空阀进入换挡阀中起动阀的右端，将起动阀的滑阀推至左端，开通了控制油至液力换向控制阀的通路，由起动阀来的控制油，经换向阀进入前向主控制阀I档滑阀上方，将前向主控制阀向下推至I档充油位置，于是由供油泵来的工作油经热交换器、通过主控制阀开道的油路，进入前向起动变扭器，前向起动变扭器充油工作，机车前进运行；与此同时由传动箱从动部分驱动的惰行泵开始工作，并将油送入车向阀的左端，将车向阀推至右端，接通了控制油进入主控制阀Ⅱ挡滑阀的通路。

当机车换向为后向时，前向电空阀断电排风，后向电空阀得电开启，控制风将换向阀滑阀推至左端，控制系统也可自动控制H向起动变扭器、运转变扭器的充、排油、使机车作后向牵引运行。

停车时，即方向置于0位时，I挡电空阀失电排风，起动阀弹簧推至右端，切断了控制油的通路，并使主控制阀清阀上方的控制油释压，回油箱。主控制阀在弹簧作用下回到上方，相应工作的变扭器排空，传动箱处于空转工况。

在机车换向运行过程中，有多种因素可导致实际未换向，因此，控制主机需监控装在前后向变扭器冲油管路上的2KPT、4KPT油压继电器，同时监控惰性泵出口来感应机车移动方向的前后向移动6KPT、7KPT油压继电器，如果信号与控制命令相符，则机车执行加载，否则，机车卸载、制动，并鸣笛警示司机，检查处理故障，以免危及行车安全。

综上所述，该液力传动内燃机车遥控系统及其控制方法采集了以机车换向过程中相关动作部件的信号，经过与执行命令的比对及逻辑判断，确保机车已完成换向的实际动作，避免了由于设备故障导致的不换向或误换向的现象发生。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种液力传动内燃机车遥控系统，包括机车、遥控器、主控制器、制动系统、人机界面、车载PC、电空阀、偶合理器、风扇偶合器、换挡阀、换向阀、控制阀、溢流阀、变扭器、Ⅰ档和Ⅱ档，所述主控制器包括CPU，其特征在于：所述遥控器包括换挡开关、控制器手柄，所述主控制器的主控板上设置有采集机车前向电控阀和后向电控阀、换向阀动作信号、前向I档变扭器充油信号电路和后向I档变扭器充油信号电路，所述制动系统包括速度传感器、柴油机转速传感器、制动缸压力传感器；

所述主控板上设置有单片机、电源模块、通讯电路，机车的速度信号采集电路、柴油机转速信号采集电路、主发电机的电流信号采集电路、主发电机的电压信号采集电路、总风压力信号采集电路、均衡风缸压力信号采集电路、制动缸压力信号采集电路、列车管压力信号采集电路，机车报警信号采集电路；

所述主控板上设置有机车加载功能控制电路、机车减载功能控制电路、单阀制动功能控制电路、自阀制动功能控制电路、方向控制功能控制电路、鸣笛功能控制电路、撒沙功能控制电路；

所述速度传感器与机车的速度信号采集电路电性连接，所述柴油机转速传感器与柴油机转速信号采集电路电性连接，所述制动缸压力传感器与制动缸压力信号采集电路电性连接；

所述换挡开关和控制器手柄、机车的速度信号、机车工作油温、机车工作水温均通过电信号连接车载PC，所述车载PC发出的PC信号给电空阀，所述电空阀分别连接换挡阀、换向阀和偶合理器，所述偶合理器连接风扇偶合器，所述换挡阀和换向阀均与控制阀和溢流阀连接，所述控制阀和溢流阀均与变扭器、Ⅰ档和Ⅱ档连接。

2.根据权利要求1所述的一种液力传动内燃机车遥控系统，其特征在于：所述制动系统包括前进充油缸和后退充油缸。

3.根据权利要求2所述的一种液力传动内燃机车遥控系统，其特征在于：所述制动缸压力信号采集电路分为进充油缸压力信号采集电路和后退充油缸压力信号采集电路。

4.根据权利要求1所述的一种液力传动内燃机车遥控系统，其特征在于：所述偶合理器通过4供油泵的工作油连接风扇偶合器。

5.根据权利要求1所述的一种液力传动内燃机车遥控系统，其特征在于：所述电空阀通过2总风缸的压缩空气连接换挡阀、换向阀。

6.根据权利要求1所述的一种液力传动内燃机车遥控系统，其特征在于：所述换挡阀和换向阀通过3控制泵的控制油连接控制阀和溢流阀。

7.根据权利要求1所述的一种液力传动内燃机车遥控系统，其特征在于：所述控制阀和溢流阀通过4供油泵的工作油连接变扭器、Ⅰ档和Ⅱ档。

8.一种液力传动内燃机车遥控系统的控制方法，包括警报器，其特征在于：包括权利要求1～7中任意一项权利要求所述的遥控系统和如下步骤：

步骤一：给机车输入控制信号后，主控制器采集前向电控阀和后向电控阀、换向阀动作信号、前向I档变扭器充油信号电路和后向I档变扭器充油信号电路的信号后直接传送给CPU；

步骤二：CPU经过与机车前行控制、后向控制、速度、柴油机转速、制动缸压力等进行比对；

步骤三：如步骤二中逻辑对比与控制信号吻合，则控制机车加载运行或卸载、停车；

步骤四：如步骤二中逻辑对比与控制信号不吻合，则通过警报器鸣笛。

9.根据权利要求8所述的一种液力传动内燃机车遥控系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二中包括对机车前行方向分别和换挡开关的档位、制动缸压力信号采集电路进行对比。

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