CN207644409U - 一种轨道车辆及其除冰系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道车辆及其除冰系统，其中，该除冰系统包括与所述轨道车辆的制动装置一一对应设置的若干子系统，各所述子系统均包括控制器、除冰装置和若干结冰探测器，所述结冰探测器能够监测所述轨道车辆的制动装置的活动部件表面的冰层厚度；所述控制器与所述结冰探测器、所述除冰装置均信号连接，所述控制器能够根据预设条件控制所述除冰装置的启闭。本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统，其控制器可以根据预设条件控制除冰装置的启闭，也就是说，只有当达到一定条件时，控制器才会控制除冰装置启动；如此，不仅可以有效控制活动部件表面的冰层厚度，实现在线除冰，还能够避免能源的不必要浪费。

Description

一种轨道车辆及其除冰系统

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种轨道车辆及其除冰系统。

背景技术

轨道车辆在冬季或者雨雪天气等温度较低的环境中运行时，其制动装置的活动部件表面极易发生积雪、结冰，而当冰雪层的厚度超过一定限度时，就可能导致活动部件的运行不畅，进而影响轨道车辆的正常制动及缓解，严重危害行车安全。

针对上述问题，现有技术中采用的方案是设置专用的除冰系统，其具体可以是压缩风或热风等。在轨道车辆运行过程中，如外界的风雪较大，可由司机控制该除冰系统开启，以对制动装置活动部件的表面进行喷吹，进而有效控制冰雪层的厚度；如外界的风雪较小或者无风雪，则可由司机控制该除冰系统关闭，以节约能源。

但实际上，处于司机室内的司机是难以准确判断外界风雪情况的，如果外界风雪较小时开启除冰系统，则会造成能源的白白浪费，而如果外界风雪较大却未能及时开启除冰系统，又会影响轨道车辆的正常制动及缓解，危害行车安全。

此外，外界风雪情况实际上并不能表征制动装置活动部件表面的结冰情况，例如，尽管外界风雪较大，但如果环境温度较高，冰雪可以很快融化，显然也就不具备结冰的条件，此时，同样无需开启除冰系统；与之相反，尽管外界并无风雪，但如果环境温度很低，同样有可能会导致制动装置活动部件的表面结冰，此时，也需要开启除冰系统。

因此，如何准确判断制动装置活动部件表面的结冰情况，以便适时地开启或关闭除冰系统，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轨道车辆及其除冰系统，其中，该除冰系统设有结冰探测器，该结冰探测器能够准确监测活动部件表面的结冰情况，以便适时地开启或关闭除冰装置，不仅可以有效地控制活动部件表面的冰层厚度，实现在线除冰，还能够避免能源的浪费。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种轨道车辆的除冰系统，包括与所述轨道车辆的制动装置一一对应设置的若干子系统，各所述子系统均包括控制器、除冰装置和若干结冰探测器，所述结冰探测器能够监测所述制动装置的活动部件表面的冰层厚度；所述控制器与所述结冰探测器、所述除冰装置均信号连接，所述控制器能够根据预设条件控制所述除冰装置的启闭。

较之现有技术，本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统，包括与轨道车辆各制动装置一一对应设置的若干子系统，使得各制动装置均可有效除冰；各子系统均设有结冰探测器，该结冰探测器可以实时监测制动装置活动部件表面的冰层厚度，以便准确掌握活动部件表面的结冰情况；而控制器可以根据预设条件控制除冰装置的启闭，也就是说，只有当达到一定条件时，控制器才会控制除冰装置启动。如此，不仅可以有效控制活动部件表面的冰层厚度，实现在线除冰，还能够避免能源的不必要浪费。

可选地，所述预设条件包括开启条件和关闭条件，所述开启条件包括：所述子系统中，检测到所述活动部件表面的冰层厚度异常的结冰探测器的数量大于或等于第一预设值；所述关闭条件包括：所述子系统中，检测到所述活动部件表面的冰层厚度异常的结冰探测器的数量小于第二预设值。

可选地，所述结冰探测器包括结冰探测模块、信号处理模块和通信模块，三者封装于一体，并安装于所述活动部件的表面。

可选地，所述结冰探测器包括结冰探测模块、信号处理模块和通信模块，三者中至少所述结冰探测模块独立安装，该结冰探测模块安装于所述活动部件的表面。

可选地，还包括显示器，所述显示器设于司机室内，并与各所述子系统信号连接，用于显示结冰信息。

可选地，所述除冰装置包括供风组件和分流器，所述分流器与所述供风组件的出风口相连；还包括若干风管，各所述风管与所述分流器相连，且各所述风管的出风口正对相应所述活动部件的表面设置。

可选地，所述供风组件为热风机。

可选地，还包括温度传感器，所述温度传感器设于受风部件的表面，用于监测所述受风部件的表面温度；所述温度传感器与所述控制器信号连接，所述控制器能够根据所述表面温度控制所述热风机的出风温度。

可选地，所述风管为万向管。

可选地，还包括手动开关，所述手动开关与各所述子系统的除冰装置均信号连接，以控制各所述除冰装置的启闭。

本实用新型还提供一种轨道车辆，包括上述的轨道车辆的除冰系统。

由于上述的轨道车辆的除冰系统已具备如上的技术效果，那么，具有该除冰系统的轨道车辆亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

附图说明

图1为本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统的一个子系统的结构简图；

图2为本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统在第一种制动装置的安装结构图；

图3为图2的侧视图；

图4为本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统在第二种制动装置的安装结构图；

图5为图4的侧视图；

图6为本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统在第三种制动装置的安装结构图；

图7为图6的侧视图。

图1-7中的附图标记说明如下：

1除冰装置、11供风组件、12分流器、13风管；

2结冰探测器、21结冰探测模块、22信号处理模块、23通信模块；

3控制器、4显示器、5温度传感器、6车轴、61轴装制动盘、7车轮、8安装座；

9制动装置、91制动缸组件、92推杆、93吊杆、94闸瓦组件、95活塞杆、96制动杠杆、97闸片组件；

S冰层。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不一定表示这些部件的数量相同。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构相同或相类似的两个以上的部件或结构，并不表示对顺序的某种特殊限定。

请参考图1，图1为本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统的一个子系统的结构简图。

如图1所示，本实用新型提供一种轨道车辆的除冰系统，包括与轨道车辆各制动装置9均一一对应设置的若干子系统，使得各制动装置9均可有效除冰；具体而言，各子系统均包括控制器3、除冰装置1和若干结冰探测器2，结冰探测器2能够实时监测轨道车辆的制动装置9的活动部件表面的冰层S的厚度，以便准确掌握活动部件表面的结冰情况。

可以理解，上述“活动部件”具体是指在轨道车辆制动及缓解过程中，制动装置9中需要产生动作的部件，如活塞杆、推杆及吊杆等；上述冰层S并非特指结冰层，也可以包括积雪层，也就是说，上述冰层S实际上指的是冰雪层。

控制器3与结冰探测器2、除冰装置1均信号连接，且该控制器3能够根据预设条件控制除冰装置1的启闭，也就是说，只有在达到一定条件时，控制器3才会控制除冰装置1启动。如此，不仅可以有效控制活动部件表面的冰层厚度，实现在线除冰，还能够避免能源的不必要浪费

具体而言，该预设条件可以包括开启条件和关闭条件，开启条件可以包括：在任一子系统中，检测到活动部件表面的冰层厚度异常的结冰探测器2的数量大于或等于第一预设值。该第一预设值可以为两个、三个或者更多，具体可根据实际使用需求进行设定，在满足上述开启条件时，即可认为与该子系统所对应的制动装置9已经大面积结冰，且冰层S的厚度较厚，有可能影响制动装置9的正常使用，进而可通过控制器3控制除冰装置1开启，进行在线除冰。

上述关闭条件包括：在任一子系统中，检测到活动部件表面的冰层厚度异常的结冰探测器2的数量小于第一预设值。此时，则可认为与该子系统所对应的制动装置9结冰处较少，制动装置9尚可良好运行，无需开启除冰装置1。

在极端情况下，上述第一预设值也可以为一个，也就是说，只要制动装置9有一处结冰较厚，即开启除冰装置1，以保证制动装置9各活动部件的表面无一处结冰较厚，从而可在根本上避免制动装置9活动部件在寒冷季节运行不畅的问题。

上述的冰层厚度异常，通常是指冰层厚度过大，详细而言，可以设置一特定值，在冰层厚度大于该特定值时，即认为冰层厚度异常；相应地，在冰层厚度小于该特定值时，即认为冰层厚度仍处于正常范围内。该特定值的具体值可以根据经验或试验获得，在此，本实用新型实施例并不作限定。

具体地，该结冰探测器2可以包括结冰探测模块21和信号处理模块22，结冰探测模块21可以与信号处理模块22信号连接，该结冰探测模块21用于监测活动部件表面的冰层厚度，并能够生成与冰层厚度相对应的电信号。

信号处理模块22能够接收该电信号，并对该电信号进行滤波、放大等处理，以转换生成标准电信号，通过对比标准电信号与结冰探测器2的标定曲线，即可获得前述的冰层厚度。

该结冰探测器2还可以包括通信模块23，通信模块23与信号处理模块22、控制器3均信号连接。

上述特定值可以存储于通信模块23，如此，通信模块23在接收到信号处理模块22所获得冰层厚度时，可以将该冰层厚度与特定值进行比较，并根据比较结果向控制器3发送开关量信号；控制器3可以根据其接收到的开关量信号，进行一定的逻辑运算，以判断是否满足预设条件，进而控制除冰装置1的启闭。

详细而言，冰层厚度大于特定值时，通信模块23能够向控制器3发送开关量信号1，而当冰层厚度小于特定值时，通信模块23能够向控制器3发送开关量信号0，控制器3能够根据其接收到的开关量信号1的多少，进而控制除冰装置1的启闭。

或者，上述特定值也可以存储于控制器3，如此，通信模块23将只具有数据传输功能，其可以将信号处理模块22获得的冰层厚度传递给控制器3，并由控制器3判断冰层厚度与特定值的大小关系，然后进行逻辑运算，进而控制除冰装置1启闭。

比较而言，前者将特定值存储于通信模块23的方案，其结冰探测器2的功能更为强大，结构相对复杂；而后者将特定值存储于控制器3的方案，其结冰探测器2的结构则相对简单。

具体到本实用新型实施例，优选采用前者将特定值存储于通信模块23的方案，如此，控制器3只要接收各通信模块23发送的开关量信号并进行逻辑运算，以控制相应除冰装置1启闭即可，控制器3的负担可大幅减轻，更有利于保证本实用新型实施例所提供除冰系统的可靠运行。

实际上，将特定值存储于通信模块23的方案，该通信模块23可以相当于下级控制单元，而控制器3则相当于上级控制单元。该方案的实质相当于：下级控制单元先进行初步判断，然后将所有判断结果发送至上级控制单元，再由上级控制单元对各判断结果进行逻辑运算，进而负责控制各除冰装置1的启闭。

上述结冰探测器2可以为集成部件，即结冰探测模块21、信号处理模块22和通信模块23可以封装于一体，并安装于相应活动部件的表面。

上述结冰探测器2也可以为分体式结构，即结冰探测模块21、信号处理模块22和通信模块23可以分别独立设置；或者，可以将结冰探测模块21独立设置，而将信号处理模块22与通信模块23集成设置。具体而言，结冰探测模块21的体积可以较小，并设于相应活动部件的表面，以监测冰层厚度；而信号处理模块22及通信模块23，则可以灵活选择安装位置，例如，可以安装在制动装置9的非活动部件处或制动装置9附近的其他部件上。

需要指出，对于一个制动装置9而言，并非其所有的活动部件表面均需要安装结冰探测器2，在实际应用中，某些活动部件表面不易结冰，则可不安装上述的结冰探测器2；也就是说，该结冰探测器2只需要安装在容易结冰的活动部件表面即可，以减少结冰探测器2的用量。

另外，上述各种形式的结冰探测器2还应当具有一定的测量精度和灵敏度，以便准确地测量冰层S的厚度；该结冰探测器2还应当具有一定的耐低温能力及防尘防水能力，以保证在低温或冰雪环境中能够可靠工作。

具体到本实用新型实施例，该结冰探测器2的测量精度可以高于或等于0.1mm，也就是说，其最小测量值可以小于或等于0.1mm，冰层厚度的测量范围可以为0.2-5mm，其工作温度可以满足-50℃到+50℃的变化范围，其防尘防水等级可以高于IP67。当然，上述参数设置仅是本实用新型实施例的一种示例性描述，并不表示对该结冰探测器2具体参数及规格的限定，在应用时，本领域技术人员可根据需要选择具有合适参数的结冰探测器2。

进一步地，还可以包括显示器4，显示器4可以与各子系统信号连接，用于显示结冰信息。该结冰信息具体可以为各活动部件表面的冰层厚度具体值，也可以是各活动部件表面的冰层厚度的异常情况，或者，也可以为各除冰装置1的开关信息。具体而言，显示器4可以与结冰探测器2或者控制器3信号连接，以便获取上述的各种信息。

上述显示器4可以设于司机室内，以便驾驶人员及时获知各车厢制动装置9的结冰情况。显示器4的显示方式也可以多种多样，例如，可以采用数字显示，即准确地显示各车厢的各制动装置的各结冰探测器2所测得的冰层厚度；或者，也可以采用曲线或柱状图等示意图显示，并根据特定值在该示意图上设置分界线，以便驾驶人员直观地了解整车上哪些车厢的哪些制动装置9的冰层厚度过大；再或者，也可以仅用颜色区分，具体而言，可以采用红色表示冰层厚度大于特定值，而绿色表示冰层厚度小于特定值，如此，驾驶人员可更为直观地获知整车的结冰情况。

基于上述各实施方式中所涉及的除冰系统，本实用新型实施例还可对该除冰系统的除冰装置1的具体结构进行进一步的描述。

该除冰装置1可以包括供风组件11和分流器12，分流器12可以与供风组件11的出风口相连；还可以包括若干风管13，各风管13与分流器12相连，且各风管13的出风口正对相应活动部件的表面设置，以将供风组件11所供给的风输送至活动部件的表面进行除冰。

在安装时，可以根据制动装置9待除冰位置的数量选择风管13的使用数量。分流器12分流口的数量可以与风管13相同，并与各风管13一一对应设置；分流器12分流口的数量也可以多于风管13，此时，对于多余的分流口，可以采用堵头进行封堵，以避免风源的浪费。

该供风组件11可以为热风机，也就是说，本实用新型实施例所提供除冰系统可以采用热风进行除冰，以进一步地提高除冰效率；此外，该热风机的风源可以为自然风，其无需提前预存一定的风量才能够运行，换而言之，该热风机可以持续运行、连续送风，以更大程度地保证除冰效果。

该风管13具体可以为万向管，万向管在安装过程中具有可弯折性，在安装过程中不易受其他部件的干涉，更便于风管13的出风口正对活动部件的表面设置。

进一步地，还可以包括温度传感器5，该温度传感器5可以设于受风部件的表面，以实时监测受风部件的表面温度。上述受风部件具体是指与风管13出风口正对的各活动部件及其他在热风影响区内的部件，尤其是部分温度敏感部件，如电缆、减震器的橡胶节点、制动缸活塞杆的橡胶防尘保护套以及其他塑料元件等。

上述温度传感器5可以与控制器3信号连接，控制器3可以根据传感器5所测得表面温度控制热风机的出风温度。具体而言，可以设置第二预设值，当温度传感器5所测得的表面温度大于第二预设值时，控制器3能够控制热风机降低其输出功率，进而降低出风温度，以避免对受风部件表面的油漆及各温度敏感部件造成烧蚀损伤。

同理，还可以设置第三预设值，第三预设值小于上述第二预设值，当温度传感器5所测得表面温度小于第三预设值时，控制器3也可以控制热风机增加其输出功率，进而提高出风温度，以保证除冰效率。

在本实用新型实施例中，同样不限定上述第二预设值、第三预设值的具体值，在实施时，本领域技术人员可以根据经验或试验进行设定。

需要指出，上述的包括供风组件11、分流器12及风管13的除冰装置1，仅是本实用新型实施例的一种示例性描述，并不能作为对本实用新型所提供除冰系统实施范围的限定，在满足使用效果的前提下，该除冰装置1也可以采用现有技术中其他的除冰装置。

在上述各实施方式中，其所涉及的除冰系统基本都是自动运行的，或者说，是工作在自动模式下，在工作时，由结冰探测器2实时监测活动部件的冰层厚度，并由控制器3根据预设条件自动控制除冰装置1的启闭，从而实现轨道车辆结冰状态的实时监测和在线除冰。

但是，在某些特殊情况下，例如，结冰探测器2与控制器3或者控制器3与除冰装置1之间出现信号传输故障，导致该除冰系统无法自动运行时，本实用新型实施例所提供除冰系统也可以通过手动运行。

具体而言，可以在司机室内设置手动开关(图中未示出)，该手动开关可以与各子系统的除冰装置1信号连接，当除冰系统不能自动运行或发生其他特殊情况时，驾驶人员也可以通过手动开关强制控制各除冰装置1的启闭。

轨道车辆制动装置9主要有踏面制动和盘形制动两种形式，盘形制动又可以包括轮盘制动和轴盘制动，以下本实用新型实施例将结合附图对各种不同形式制动装置9的除冰系统的安装结构进行描述。

请参考图2-7，图2为本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统在第一种制动装置的安装结构图，图3为图2的侧视图，图4为本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统在第二种制动装置的安装结构图，图5为图4的侧视图，图6为本实用新型所提供轨道车辆的除冰系统在第三种制动装置的安装结构示意图，图7为图6的侧视图。

如图2、图3所示，其显示了踏面制动装置的除冰系统的安装结构，该制动装置9包括制动缸组件91、推杆92、吊杆93及闸瓦组件94等。工作时，由制动缸组件91向推杆92、闸瓦组件94传递制动力，闸瓦组件94可压紧于车轮7的周向轮面，以实现轨道车辆的制动。

上述的推杆92、吊杆93等均为活动部件，结冰探测器2可以设于推杆92、吊杆93等部件的表面，而风管13的出风口也可以正对这些部件的表面设置；供风组件11通过安装座8固定，该安装座8可以安装于转向架、车体底架、枕梁、牵引梁等部件。

再如图4-7所示，其显示了盘形(轮盘和轴盘)制动装置的除冰系统的安装结构，该制动装置9包括制动缸组件91、活塞杆95、制动杠杆96以及闸片组件97等。工作时，由制动缸组件91通过活塞杆95、制动杠杆96向闸片组件97传递制动力，闸片组件97可以夹紧设于车轮7的轮装制动盘的盘面或者轴装制动盘61的盘面，以实现轨道车辆的制动。

上述的活塞杆95、制动杠杆96等均为活动部件，结冰探测器2可以设于活塞杆95、制动杠杆96等部件的表面，而风管13的出风口也可以正对这些部件的表面设置；供风组件11通过安装座8固定，该安装座8可以安装于转向架、车体底架、枕梁、牵引梁等部件。

需要强调，上述结合图2到图7对本实用新型所提供除冰系统安装结构的描述，仅是一种示例性的描述，并不表示对本实用新型所提供除冰系统实施范围的限定，实际上，本实用新型所提供除冰系统可以适用于任何现有技术中所存在的制动装置9。

本实用新型还提供一种轨道车辆，包括上述各实施方式中的除冰系统，由于上述的除冰系统已具备如上的技术效果，那么，具有该除冰系统的轨道车辆亦当具备相类似的技术效果，在此不做赘述。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种轨道车辆的除冰系统，其特征在于，包括与所述轨道车辆的制动装置(9)一一对应设置的若干子系统，各所述子系统均包括控制器(3)、除冰装置(1)和若干结冰探测器(2)，所述结冰探测器(2)能够监测所述制动装置(9)的活动部件表面的冰层厚度；

所述控制器(3)与所述结冰探测器(2)、所述除冰装置(1)均信号连接，所述控制器(3)能够根据预设条件控制所述除冰装置(1)的启闭。

2.根据权利要求1所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，所述预设条件包括开启条件和关闭条件，所述开启条件包括：所述子系统中，检测到所述活动部件表面的冰层厚度异常的结冰探测器(2)的数量大于或等于第一预设值；

所述关闭条件包括：所述子系统中，检测到所述活动部件表面的冰层厚度异常的结冰探测器(2)的数量小于第一预设值。

3.根据权利要求2所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，所述结冰探测器(2)包括结冰探测模块(21)、信号处理模块(22)和通信模块(23)，三者封装于一体，并安装于所述活动部件的表面。

4.根据权利要求2所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，所述结冰探测器(2)包括结冰探测模块(21)、信号处理模块(22)和通信模块(23)，三者中至少所述结冰探测模块(21)独立安装，该结冰探测模块(21)安装于所述活动部件的表面。

5.根据权利要求1所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，还包括显示器(4)，所述显示器(4)设于司机室内，并与各所述子系统信号连接，用于显示结冰信息。

6.根据权利要求1-5中任一项所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，所述除冰装置(1)包括供风组件(11)和分流器(12)，所述分流器(12)与所述供风组件(11)的出风口相连；

还包括若干风管(13)，各所述风管(13)与所述分流器(12)相连，且各所述风管(13)的出风口正对相应所述活动部件的表面设置。

7.根据权利要求6所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，所述供风组件(11)为热风机。

8.根据权利要求7所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，还包括温度传感器(5)，所述温度传感器(5)设于受风部件的表面，用于监测所述受风部件的表面温度；

所述温度传感器(5)与所述控制器(3)信号连接，所述控制器(3)能够根据所述表面温度控制所述热风机的出风温度。

9.根据权利要求6所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，所述风管(13)为万向管。

10.根据权利要求6所述轨道车辆的除冰系统，其特征在于，还包括手动开关，所述手动开关与各所述子系统的除冰装置(1)均信号连接，以控制各所述除冰装置(1)的启闭。

11.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述轨道车辆的除冰系统。