CN86104323A - 用于机车的加载率限制装置 - Google Patents

Abstract

一个内燃发电机机车推进控制系统包括对机车发动机的转速和总功率敏感的装置，当请求更大的负载时，用于控制牵引负载加到发动机上的速率，以使加载率根据速度和功率乘积的增加而增加(在预定的最小和最大极限之间)。加载率也随着燃烧空气和柴油的比例增加到预定的无烟阈值之上而增加。

Description

一般来说，本发明涉及诸如火车头这样的装有涡轮增压柴油机的柴油发电机牵引机车，特别涉及当发动机速度和/或负载增加时，用于防止机车排出不希望的烟尘的改进装置。

象火车头这样的大型自推动牵引机车，通常使用热原动机（典型的为16缸涡轮增压柴油机）来驱动电气传动装置，该装置包括发电装置，以对多个直流牵引电动机供电，这些电动机的转子通过减速齿轮分别驱动车辆的轮轴组，典型的发电装置包括一个三相主交流发电机，其转子机械地连接到发动机的输出轴。当励磁电流加到旋转的转子磁场绕组时，在交流发电机三相定子绕组中就产生交流电压，这些电压被整流后送到各牵引电动机转子绕组。

在“开动”（motoring）或推进运行状态期间，不管机车速度如何，机车发动机根据油门位置和环境条件趋向输出恒定功率。为达到最高性能，必须适当控制牵引交流发电机的输出电功率，以使机车利用发动机的满功率。提供中等输出功率值，可使从最小到满输出进行分级控制。但是，不管发动机在什么功率级，它的负载必须不超过它所能产生的功率。过载会引起过早的磨损，发动机失速或“停车”（bogging），排出过多的烟尘，或其它不良后果。在历史上，已设计了一些机车控制系统以使发动机所产生的功率可从零到最大马力值之间分级地可变，而且无论司机选择什么功率级均可使其能自动地根据牵引力和附加的负载要求的功率相匹配。

发动机的功率与曲轴旋转的角速度和相对于这种运动的转矩的乘积成比例，为了改变和调节有效功率的量起见，通常的作法是在机车发动机上装设一个速度调节控制器，该调速器调节喷入每个发动机汽缸的加压柴油燃料（即燃油）的量，以使曲轴的实际速度（RPM）与所期望的速度相对应。所需速度是在许可范围内，通过人工操纵油门的操纵杆或手柄来设置的，油门能在低功率位置（N₁）和最大功率位置（N₈）的8级（挡）之间可选择地移动。油门手柄是位于机车驾驶室内的操纵台的一部分。（除了惯用的8个功率挡外，该手柄还有一个“怠速”位置和一个“停车”位置）。

油门手柄的位置决定了发动机的速度，而该速度还与调速器的定位有关。在一个典型的调速器系统中，一个电动液压装置的输出活塞通过机械连杆连到一对可移动的油泵架上，该油泵架依次连到多个喷油泵，这些喷油泵分别地测量加到发动机各个动力汽缸的油量。调速器对所需速度（由油门操纵）与发动机实际速度进行比较，其输出活塞移动油泵架到达使它们之间的偏差减到最小值所必要的位置。

对8种不同调定速度中的每一种速度，发动机能产生一个相应的功率常量（假定为最大输出转矩）。当选择油门挡8时，达到最高速（例如1050rpm）和最大额定功率（例如4000马力）。在正常情况下，每个挡所予定的发动机可用功率与电器推动系统所要求的功率相匹配，发动机驱动的主交流发电机提供该功率加上某些电气和机械传动辅助设备所消耗的功率。

主交流发电机的输出功率（KVA）与所产生的电压和负载电流的有效值的乘积成比例。该电压值随发动机的转速而变，而且它也是交流发电机磁场绕组中励磁电流值的一个函数。为了精确控制和调节发动机负载的量，一般做法是调节牵引交流发电机的磁场强度以补偿负载变化及使实际的KVA和所期望的KVA之间的误差减至最小。该期望功率取决于发动机所设置的具体速度。这种励磁控制将形成一个平衡的稳定状态，其结果使油门手柄的每个位置均具有真正恒定的最佳电功率输出。

在实际应用中，上述概述的柴油-电气机车的控制系统还包括一些适于使系统正常操作无效和用于减小发动机负载的装置，以响应一些暂时的不正常情况，诸如轮子附着力降低，润滑油系统或发动机冷却剂系统的压力降低或无论油门设定在什么速度上，负载超过了发动机的功率容量等。这种响应，通常称之为“降值”（deration），以帮助机车从这样一些情况中恢复过来和/或避免发动机严重损坏。另外，励磁控制系统一般包括有分别在超过予定的最大安全电平或极限内限制或减小交流发电机输出电压，必要时并保持这个电压值和负载电流值的装置。当机车从静止状态开始加速时，限流是有效的。机车在低速时，牵引电动机转子是缓慢旋转的，因此它们的反电动势是低的。加速时，一个低的发电机电压能产生最大的负载电流，从而产生大的牵引力。另一方面，无论机车的速度多高，交流发电机电压的幅度必须保持在其最大电平上不变。在高速情况下，牵引电动机的转子转得极快，它有一个高的反电动势，为了产生所需的负载电流，则必须要有高的发电机电压。

对一个给定尺寸的机车，在给定速度下运行，要增加所产生的最大有用功率的值时，在实际应用中通常在发动机上安装增压器。对于一个4冲程柴油机（下文所假设的），使用一个单向转动离心式增压器（如公知的涡轮增压器）是有利的，其转动部件由发动机排出的气体推动。涡轮增压器提高了发动机进气总管中的空气压力，因而对每个汽缸在活塞的进气冲程期间提供了更多的新鲜空气。这可使更多的燃油在汽缸内燃烧，因此，在每次作功冲程中，因燃烧产生的膨胀将对活塞施加更大的作用力。

当上面概述的机车的油门手柄从相对低的挡推进到较高的功率挡时，发动机速度调节器响应喷入发动机汽缸中燃油量的突然增加，力图使发动机的速度增加到由油门所设置的新的速度。同时，油门指令使励磁控制系统增强牵引交流发电机的磁场，以使发动机的牵引负载增加而不管新的油门位置所确定的值是多少。但是，为了防止发动机停车和产生不希望的烟尘，实际提供的负载速率是需要加以控制的。

对一个大型的柴油机来说，从相对低的速度加速到较高的速度，需要一个有限的时间周期。在该周期中，由发动机产生的相当大部分的功率被用来增加发动机曲轴的角速度，并带动由其驱动的物体。在相同的周期中，单向旋转涡轮增压器的速度比例地滞后于发动机加速的速度，特别是当牵引负载相对轻的时候，（涡轮速度，及其后的加到进气总管上的燃烧空气的量，取决于发动机排出气体的能量，它近似于发动机总马力的线性函数），发动机速度调节器的响应相对较快而涡轮增压器的响应相对较慢，当油门推进时，它可能向发动机供应比从涡轮增压器获得的空气有效燃烧时更多的燃油。结果，由于燃油和空气存在瞬时不平衡导致不完全燃烧，从而从发动机排气管道中排出所不希望的明显的烟尘（即未燃烧燃油）。

为了上述原因，在实际应用中，一般在交流发电机励磁控制系统中包括了一个时间延迟或慢速上升线路，以便在响应对油门设定作任何增加时，使发动机延迟施加牵引负载。在一个先有技术的机车中，最大加载率被限制到：（1）一个相对较低，恒定的第一个值，只要实际KVA比予选的第一个值低，（2）另一个显著较高的第二个值，如果KVA比予选的第二个值更大，该第二个值比前述的第一个值更高，（3）予先设定的一个中间值，当KVA在予选的第一和第二个值之间时。跟随油门从怠速或低速位置移动到更高的位置，通过控制牵引功率的变化率，能使发动机速度迅速增加到新设定的值而又不过载，且发动机的马力数（也是燃油的需要量）将逐渐变化，与来自更慢加速的涡轮增压器的空气供应量的增加相一致，达到新的功率设置值。当然，加载的任何延迟不希望降低机车的生产率，在实际功率（从而是涡轮加速）逐渐达到两个更高的予选值时，根据先有技术的这种机车加载率是从最初的低值增加到中间值，然后达到更高的值。

另外一些已有技术能帮助在负载和速度变化期间减少或避免排出过量的烟尘。其中之一是设计一种调速器，用于限制作为进气总管空气压力函数的最大可用燃油量，当达到燃油限制点时就要求减少发动机负载，从而大致达到完全燃烧时所需的适合的空气-燃油比。这种技术很有用但不太理想，原因是它的响应时间相对较慢，而且要在整个功率（即油门）范围内控制到适度的烟尘，调节是困难的。

另一种先有技术，如美国专利3，878，400-MC    Sparran。所揭示和要求的，当加速时，使机车排出的烟尘减到最少。根据MC    Sparran专利，当油门推进到更高挡时，通常决定牵引交流发电机输出功率的参考电压以予先确定的被限制的速率增加到一个新的值，在变化期间，交流发电机的励磁是作为涡轮增压器速度的一个函数被控制。因此，发动机负载实际增加的速率将跟踪涡轮增压器速度增加的速率。当正确应用时，这种自举（bootstrapping）方法在瞬时加速期间能满意地控制烟尘。但是，由于如下的两种情况，在实际应用中已经遇到了一些问题：不同涡轮增压器之间特性上的差异及涡轮运行性能因环境温度或气压变化所造成的变化。

本发明总的目的是提供一种对被加载的变速柴油机在要求更大功率时，用来控制其变化速率的改进装置。

更具体的目的是为柴油-发电机机车提供一种对机车油门位置作任何推进时均能起反应的装置，用于在较宽的环境温度和大气压力范围内，有效地防止发动机排出明显的烟尘。

本发明另一个目的是为柴油-发电机机车提供一种对机车油门位置作任何推进时均能起反应的装置，以防止发动机停车和冒烟，而加载时间又最少，用于控制发动机马力增加的速率变化。

以某种方式来实现本发明时，被提供的机车应具有一般的可变速度，多缸柴油机，该柴油机具有一个燃气进气总管和一个排气总管，一个由发动机排出的气体驱动的涡轮增压器向进气总管提供加压空气。供油装置（包括一个发动机速度调节器）控制喷入发动机各汽缸中的柴油。装有对发动机实际速度，气压（即大气压力），进气总管的空气压力及实际加到发动机的燃油量等敏感的适当装置。

机车还包括由柴油机机械带动的电源产生装置，用于向多个牵引电动机提供电流。励磁装置用于控制发电机的输出功率，输出（KVA）的幅度由适当的装置检测。一个控制器为燃油供应装置提供一个可变的发动机速度指令信号及控制励磁装置的一个可变控制信号。这两个信号值的确定通常与油门有关，油门具有多个功率设定位置，因而发动机的速度（RPM）和功率（HP）均取决于油门功率设置位置。但是，当增加了功率设置位置，发动机加速到更高速度时，为了避免发动机停车及冒烟，牵引负载（KVA）能够增加的最大速率需要加以限制。为此目的，控制器包括经改进的速率控制装置，改变作为RPM和HP的一个函数，也作为燃烧空气-燃油比例（以重量计算）的一个函数的励磁控制信号，在一定程度上来控制增加KVA的速率。

更具体地讲，负载增加的速率是在予定的最大和最小极限之间的范围内变化的，在这个范围内它与RPM和HP的乘积成比例。这样，在这个变化范围内，加载速率随着发动机的实际速度也随着发动机的总马力数自动地增加。结果，负载增加的速率不直接跟踪涡轮速度（如前说明的，近似于马力数的线性函数）而是直接跟踪发动机速度，该速度与发动机汽缸的活塞每秒钟排出的空气量成比例。这就使得发动机功率增加的速率与供给汽缸燃烧空气量的增加成比例。

速率控制装置的“增量”（即说明负载增加的变化速率与HP和RPM幅度的变化速率之比值恒定）和最大加载率二者适宜于选择到在响应油门功率位置作任意的分级增加时获得所期望的避免冒烟。在发动机加速到新的速度时，最好使确定加载率变化范围的最高和最低极限分别上升到某一个更高的值，这时发动机不必更长地产生加速转矩。为了使加载时间减至最小，增量是自动地增加到事实上为更大数值的第二值（最大和最小速率极限已被适当地增加了），任何时间空气-燃油的比率增加到一个予定的“无烟”阈值之上（例如13），以确保发动机汽缸内的燃油充分氧化而避免有害的烟尘。空气-燃油比是由代表每秒排出的燃烧空气（重量表示）的量被检测的每秒加到发动机的燃油的量（重量表示）相除来表示的。最好，代表空气的量是根据总管空气压力，大气压及发动机的“有效容积”（同样是已知的总管压力和发动机速度的函数）来计算确定。

通过下面结合附图的说明，将能更好地理解本发明，并对本发明的各种目的和优点会有更全面的认识。

图1是一个机车推进系统组成部分的原理示意图-包括一个热原动机（如柴油机），一个牵引交流发电机，多个牵引电动机，和一个控制器;

图2是一个机车发动机和用于提供燃烧空气，燃油和冷却水的有关附加系统的简单示意图;

图3是一个详细的控制器方框图（代表图1中的一个方框），该控制器分别为控制发动机转速，交流发电机磁场励磁及某些辅助电气负载供电而产生各种输出信号;

图4是一个等效电路图，用来说明由图3所示的控制器所产生的交流发电机磁场励磁控制信号的方式;

图5是一个牵引负载变化率与发动机速度乘总动率的关系曲线图，用来说明图4中速率限制作用的工作;

图6是一个流程图，用来说明当加载率作为发动机速度和功率及空一燃比的函数时的最佳控制方法;

图7是另一个流程图，用来说明图6中单步的计算空一燃比子程序的最佳实施例的操作。

图1所示的推进系统包括一个变速原动机11，机械地连接到一个电动发电机12的转轴，电动发电机包括一个三相交流同步发电机，也称为主牵引交流发电机。由主交流发电机12所产生的三相电压被加到至少一个三相非稳压全波电源整流电桥13的交流输入端。经电桥13整流的输出电压通过直流汇流总线14加到多个直流牵引电动机的并联连接的电枢绕组，在图1中只标出（15，16）两个。在实际应用中牵引电动机是悬挂在机车的每根轴上，通常每个转向架（truck）有2或3根轴，每列机车有2个转向架（truck）。在“开动”或推进运行方式期间，各个电动机的磁场绕组（未画出）分别与各自的电枢串联连接。换句话说，也能使用交流牵引电动机，在这种情况下，适当被控的电源变换器连接在各自的电动机和直流汇流总线14之间。

为了供电，主交流发电机12的磁场绕组（没标出）连接到一个合适的经过调节的励磁电源17的输出上。电源17最好包括一个受控制的三相桥式整流器，该桥式整流器的输入端接收来自由原动机驱动的辅助交流发电机18的交流电压，实际上象主交流发电机12的结构一样，辅助交流发电机也包括一组辅助三相绕组。此电源包括用来改变直流电流幅度的常规装置，必要时该直流电流加到交流发电机的磁场以使输入线19上的控制信号和代表电源整流器13输出电压平均幅度的反馈信号V之间的任何幅度差减至最小，后者的电压幅度是磁场电流幅度的一个已知函数，而且也随原动机11的速度不同而变。

原动机11是一个热机或内燃机或类似的动力机。在一个自推进柴油发电机的机车中，动力一般是由一个高马力涡轮增压的4冲程16缸柴油机提供的。这样一种发动机有大量的辅助系统（这些系统在图1中由带标记的方框表示）。一个燃气系统21一般包括一个发动机排气-驱动涡轮增压器，用于压缩在发动机的燃气进管内的空气。一个润滑油系统22一般包括一个发动机曲轴驱动泵和为对发动机的各种运动部件提供合适的润滑油的相应的管道系统。冷却水系统23一般包括一个泵，用来把来自各个气冷式热交换器或散热器较冷的水循环到润滑油冷却器和发动机的气缸套，以吸收在燃烧过程中排出的热量，同时还循环到经过涡轮增压器压缩过的（因此而变热）燃气所通过的“中间冷却器”。这三个系统（21-23）在图2中表示得更详细，很快将加以说明。

柴油机燃油系统24一般包括一个油箱，油泵和用于分别把燃油喷入各动力汽缸的喷咀，这些喷咀成两排或两组置于发动机的对面，挺杆与一对偏心轮轴上的燃料凸轮协同操作，使各个喷咀在曲轴每转一周期间的相应适当时间启动，系统还包括一对油泵杆，用来控制每次流入与已启动喷咀相应汽缸的油量。每个油泵杆的位置，也就是加到发动机的油量是通过一个发动机速度调节系统25的输出活塞来控制的，该系统是与两个油泵杆连接的。调速器在予定的范围内在一个方向上以一定的量自动地移动油泵杆来调节发动机速度，以使实际的与理想的发动机曲轴速度差为最小。理想速度是由来自控制器26的一个可变速度控制信号设置的，该信号在这里称作为速度指令信号或速度要求信号。

就正常的开动或推进运行方式而言，由控制器26提供的发动机速度要求信号的值是通过手动操纵油门手柄27的位置来决定的，而油门是与控制器连接的。机车油门一般有8个功率位置或称“挡”（N），加上怠速和停车位置。N₁对应于一个最小的理想发动机速度（功率）而N₈对应最高速和满功率。当包含有两辆或更多机车时，通常只管理领头的一辆，在后面拖挂的列车超过28辆时，后面每辆车操纵台上的控制器将收到一个编码信号，该信号指出领头一辆的驾驶员所选择的油门位置。

正如前面已说明的，对发动机的每个功率级有一个对应的期望负载。控制器26适于把油门挡信息转换成在交流发电机磁场调整器17的输入线19上的适度的控制信号，从而只要交流发电机的输出电压和负载电流两者均在予定的限度之内，就可以把牵引功率调整到与发动机的有效功率相匹配。为此目的，也为了降值（即发动机卸载）和/或在某些异常情况的事件中限制发动机速度，给控制器26提供有关各种工作状态的信息和推进系统包括发动机及其支持系统的参数是必需的。

更具体地讲，控制器26一般接收电压反馈信号V（代表整流后的交流发电机输出电压的平均值），电流反馈信号I₁，I₂等等（分别代表各个牵引电动机转子绕组中的电流大小），和一个由调速系统25发出的负载控制信号-如果发动机不能发出所需功率并仍旧保持在所要求的速度时发出该信号（即负载信号有效，发出信号去减小线19上的控制信号，为的是减弱交流发电机的磁场，直至达到一个新的平衡点为止）。此外，如图1所示，控制器上还加有一个发动机速度信号RPM-以指示发动机曲轴的转速，一个来自大气压力传感器29的周围空气信号BP，一个来自与发动机空气进口总管有关的一个压力传感器的燃气压力信号MP，一个来自装于润滑油冷却器热油侧的温度传感器的油温信号LOT，和一个来自装在冷却水系统23的热水部分中的温度传感器的温度信号EWT。为响应水温信号，控制器把编码的速度控制信号通过一个多线串联数据传输装置或总线30，送到散热器风扇电动机，这些电动机是辅助负载装置31的一部分，为了供电，通过3根导线32连到一个适用的交流电源（例如，由发动机驱动的辅助交流发电机18），而流过散热器热交换管的空气流是作为水温的一个函数而受到控制的，以便在发动机整个负载范围和环境温度变化较大时能使发动机的运行温度维持相对恒定。图2更详细地示出了冷却水和燃气系统。

在图2中，柴油机由方框34表示，在发动机的一端，对着交流发电机的端部，燃气系统中的涡轮增压器装于发动机机座上。涡轮增压器包括一个气轮机35，其输出轴驱动一个离心式空气压缩机36。清洁空气被集中到一个压力通风系统中，通过一排空气过滤器37送到压缩机36的中央进气口，交替地通过在发动机相对两侧上的外部排气口排出（在高压和高温下）。从每个排气口排出的压缩空气通过一个相应的气-水热交换器（通常称二者为中间冷却器或二次冷却器）并进入燃气进气总管。图2只示出了靠近发动机一侧的一个空气冷却器38和一个进气总管39，没有示出一般安排在较远一侧的另一个相同的冷却器和另一个总管。总管压力传感器40接到进气总管39。来自总管39的加压空气被送到在发动机同侧的一组动力汽缸。在图中只示出了三个汽缸41、42和43，实际上每个进气总管要将燃气供给16缸发动机中的8个汽缸，或12缸发动机中的6个汽缸，或8缸发动机的4个汽缸。

在燃烧期间每个汽缸产生的气体进入一根排气总管45。在通过排气管46排放到大气之前，该排出的气体驱动涡轮机35的叶轮。当发动机产生更大功率时，涡轮机的速度增加。随着发动机运行在满功率或接近满功率时，压缩机36有效地压缩进气总管（39）中的燃气，使其达到高到两倍的大气压。然后由二次冷却器（38）有效地降低压缩空气的温度（在压缩过程中空气明显地变热），从而改善了热效率，减少了油耗和降低了发动机的热负载。在图中未示出，发动机速度调节器25（图1）与进气总管的压力传感器40相连接，如果传感器检测到空气压力低于发动机汽缸内完全燃烧所需的值时就限制加到发动机34各个汽缸的燃油量。

在图2所示的润滑油系统中，来自靠近发动机34底部曲轴箱的热的发动机润滑油，由一个发动机驱动的泵48抽入管道49，该管道连接到一个油-水热交换器50的入口，被冷却了的油从50通过一个滤油器51和另一根管道流入供油箱（没示出）。为了润滑和/或冷却起见，来自供油箱（在发动机主机座内）的油被分配到各个轴承，阀门，活塞，齿轮和发动机的其它运动部件。一个普通减压阀52将润滑油管49连接到油槽，一个温度敏感元件暴露于管道49中靠近油冷却器50的入口部分的油流中。该润滑油温度传感器53最好包括一个普通的热敏电阻。

正如图2所表明的，发动机冷却水系统包括一个贮水箱55，从贮水箱出来的相对较冷的水通过置于油冷却器50内的热交换管到达一个由发动机驱动的水泵56的进水侧。然后由泵增加了压力的水流入一对装于发动机相对两侧上的进水箱。第一进水管57的水同时地通过装于靠近发动机一侧的气缸组的各个汽缸套，到达一个公用的排水管58-该排水管设置在两个汽缸组上面的中间。进水管57和排水管58还通过支水管路相连接，支水管路包括管道59和第一燃气冷却器38的外壳。一个类似的支水管路能使冷却水从第二进水管通过装于发动机另一侧的二次冷却器（没示出）流出。应用水压原理，此系统是平衡的，因此流到两个二次冷却器的流量对两个汽缸套的流量之比是期望的比例。

热水从排水管58离开发动机，通过管道60流到至少一个控制恒温的双稳态液压阀61。一个温度敏感元件62（最好是另一个热敏电阻）暴露于管道60靠近阀门61入口处的水流中。阀门61有两个输出口分别与两个水管63和64连通。当进入阀门的水的温度低于予定的阈值或水压低于予定值时（即当发动机速度低到致使水泵56不能使水压上升到该值），则所有的水被转向通过散热器旁通管63流入贮水箱55。否则流入管道64，并被送入两个或更多个水-空气热交换器或散热器65和66中的一组，在这些散热器中水被冷却后排入水箱55。实际上，还有一组与图中所示组并行配置的附加的散热器（没示出），连接到第二个控制恒温的双稳态液压阀，其阈值温度与第一个阀门可以稍有不同。散热器被置于比贮水箱55较高处，在每个冷却周期后，水将迅速而完全地从中排出。此处应注意到如果和当散热器65，66由于水压不足而被旁通（这是由于发动机运行在低速，例如400rpm以下），则水的冷却是因为在通向二次冷却器（38）的过程中，当时涡轮增压器速度低（当发动机在轻负载时确实如此），燃气仅被压缩到中等程度而使其比水冷的缘故。这种冷却效果，加上从发动机直接排除的热量和通过与之有关的冷却水和润滑油系统的幅射和对流散热，使发动机保持在低速下免于过热。

冷空气由一对风扇吹过散热器，风扇的叶片分别由两个可变速三相感应电动机驱动。由一对3速电动机驱动系统68和69输出的交流电压分别加到这些风扇电动机上。两个驱动系统的输入都连到线32，再由一个发动机驱动的辅助交流发电机的输出供电，因而所加电压的基频（由此风扇为全速）会随发动机速度而变。驱动系统68和69的每个结构和布置适于在指令控制下减少频率，以使有关的风扇能低于全速运行。各个驱动系统独立的速度指令是由控制器26（图1）通过总线30，以适当的编码信号的形式提供的，这些信号表示了所期望的全速，减速或零速。每个风扇电动机驱动系统最好包括一个改进型“循环-跳跃”（cycle-skipping）速度控制系统，即在美国专利文献4，461，985（该专利于1984年7月24日授予T.D.stitt并已转让给通用电气公司）中所揭示和主张的，其控制是使所提供替换全速的二分之一和四分之一速度按程序选择。

在本发明的最佳实施例中，控制器26包括一个微计算机。本领域的技术人员会懂得：一台微计算机实际上是由大批通用的元件和有关的电气线路和部件组成的一个系统，它可以按编制好的程序去执行人们所期望的多种功能。在一个如图3所示的典型的微计算机中，一个中央处理单元（CPU）执行贮存在（可擦的）电子式可编程只读存贮器（EPROM）上的操作程序，该存贮器也可贮存程序中所用的表格和数据。CPU中包含有一般的计数器，寄存器，累加器，触发器（标志）等等，以及一个用来提供高频时钟信号的高精度振荡器。微计算机还包括一个随机存取存贮器（RAM）-可暂时贮存输入其内的数据，也可从由贮存在EPROM中的程序所确定的各个地址单元中读出数据。这些组成部分通过适当的地址，数据和控制总线相互联系。在本发明的一个实施例中，采用了英特尔（Intel）8086微处理器。

图3中所示的其它方框，代表了一般的外围和接口部件，这些部件把微处理机和图1中的外部电路相互连接。更具体地讲，标有I/O的方框是一个输入/输出电路，用来把下列数据和信号传送到微处理机：代表所选油门位置的数据，代表各种电压，电流，压力，温度和其它与机车推进系统有关的传感器的读数的数字信号。后者信号是从一个模-数变换器71引出的，该变换器通过一个普通的多路转换器72连到多个信号调节器，而各个传感器的输出分别加到这些调节器上。信号调节器通常对传感器的模拟输出信号起到缓冲和偏置（biaing）双重作用。正如图3所示，输入/输出电路也把微处理机同辅助负载控制（经多路总线30），发动机速度调节器，发动机速度传感器及一个数-模信号变换器73相互连接，该变换器的输出通过线19连接到交流发电机磁场调节器。

控制器26按编制的程序在线19上产生一个控制信号，该信号的幅度通常取决于机车驾驶员所选择的油门位置。其完成的方式按其功能示于图4，并将给予简要说明。控制器从顺序线28（图1）收到的油门位置数据被加到一个“译码器”功能块87，该译码器把此数据在两个输出通道88和89上转换成相应的二进制数字。在第一通道88上的数字对应最佳的功率量，该功率是某机车的发动机11在油门27所给定的任一发动机速度上，每个动力轴上所能产生的功率，而第二通道89上的数字对同一机车和同一油门位置规定了牵引交流发电机12的标称电压（和电流）极限。按照传统的做法，在通道89上公有的电压和电流极限与8个分立的油门位置不是成比例地变化的。实际上，它们是予定的，以使当油门手柄从挡1上升到档2时，正对应牵引力的最大允许增量，而从挡7变到挡8时，所得到的增量最小。这将有助于更好地控制在机车从静止到加速时车轮的打滑。

来自译码器功能块87的与油门位置相关的数据分别经通道88和89加一个“降值”功能块90，该功能块根据已编程序对来自其它源的附加数据的响应而处理这些数据。附加数据包括：来自温度传感器53（图2）的润滑油温度指示信号LOT;来自温度传感器62（图2）的发动机冷却水温指示信号EWT;从辅助负载控制设备31（图1）引出的用于指示机车辅助负载实际使用的每根轴功率值的“AUX-HP”数据;来自发动机速度调整系统25引出的负载控制信号LCS（通常LCS按每个单元算都有一个值，但一旦为了使发动机保持所要求的速度而必需减小牵引功率时，这个值也将减小）;和如图4中由方块91标记“其它”所表示的来自其它所选择的输入相应数据。

正如图4所示，降值功能块有第一和第二两个输出通道，分别标有“PWR”和“V&    I”。一个代表机车主牵引交流发电机在每根动力轴上所要求输出功率数被加到第一通道，一个代表所要求的电压（和电流）极限数被加到第二通道。在正常运行情况下，并假定辅助功率方面没有变化，则这些数据分别跟踪译码器输出通道88和89上的数据。但是在响应由信号LOT，EWT和LCS的值和其它输入端提供的数据所指出的某此暂时异常情况时，降值功能块90调整油门位置相关的数据，并请求减小牵引功率值和请求一个较低的电压和电流极限值。

来自降值功能块90的请求数据被分别加到“速率极限”功能块93的两路，在该功能块中，这此数据根据响应来自其它源的附加数据的已编程序而被处理。附加数据包括：发动机速度信号RPM;来自发动机调速器或燃油系统的“fuel    rack”数据，以指示油泵架的位移，并由此得出实际加到发动机的油量（每秒磅数）;来自接在发动机空气进口总管39（图2）在压力传感器40的燃气压力指示信号MP;来自大气压力传感器29（图1）的周围大气压力信号BP;来自计算功能块94的“HP”数据，该数据根据已编程序，从被使用的辅助负载的量和测得的牵引交流发电机12（图1）的输出来确定发动机每根轴的总功率。速率极限功能块93有第一和第二输出通道，分别标有“PWR”和“V&    I”。一个代表每根轴牵引功率基准值的数被加到第一通道，一个代表公共电压和电流极限基准的数被加到第二通道。在稳定状态下，这些基准数据分别与降值功能块90的相应输出通道上的所请求的数据是相同的。但如果发生请求数据有一级变化，速率极限功能块93就防止基准数据比所要求的最大速率变化还快。在基准功率情况下，一旦要求更大功率时，它就起一个另外的作用，即作为发动机实际速度和功率的函数去控制该变化速率。速率极限方块93的这种新的功率变化速率控制功能的实现和工作将参照图5-7作更详细的说明。

正如图4中所见，在速率极限功能块93输出通道上的基准值被分别加到标有“减少车轮打滑，基准极限，和误差补偿”的方块95的第一和第二输入端。该方块也从其它源接收另外的数据，这些数据包括：为指示制止车轮打滑状态要求小或中等程度降功率的车轮打滑数据，从而恢复车轮-铁轨之间的附着力;“电压最大”和“电流最大”数据，用来分别为交流发电机输出电压和电流规定一个绝对的最大极限;和取决于油门位置和机车其它参数及其控制的“增量”数据。方块95还接收来自信号处理器96的第一输出信号IMAX，来自乘法功能块97（在图4中由标有“X”的方块表示）的输出信号KVA和代表经整流的交流发电机输出电压平均值的电压反馈信号V。处理器96接收牵引电动机转子电流反馈信号I₁、I₂等等;作为其输入，它是这样构成和安排的，以致IMAX的值是由最大幅度的输入信号确定的。处理器96的第二输出信号IAV有一个对应于所有牵引电动机电流平均值的值。在乘法器97中，平均电流信号IAV的值与电压反馈信号V相乘，从而其积作为97的输出，代表牵引交流发电机12输出功率的千瓦数。

方块95是多功能的。在执行交流发电机励磁控制程序的过程中，一旦测到车轮打滑状态，方块95的第一和第二输入端的基准值被修正或减小。PWR基准输入也被改作为机车各种牵引电动机中任何明显的功率不平衡的一个函数，以便提供一个理想的牵引功率值（每根轴），当必须纠正这种不平衡时，该值与这个输入是不同的。公共V&    I基准输入用于提供独立的电压和电流基准值，这些基准随该输入一起变化，但分别具有由“电压最大”和“电流最大”输入所规定的不同最大极限值。

就执行方块95中其它的程序而言，极限电流基准值与实际的最大电流信号IMAX进行比较，获得一个等于它们差值的电流误差值，极限电压基准值与交流发电机电压反馈信号V的实际值进行比较，获得一个等于它们差值的电压误差值，期望功率值与加有最大负载的牵引电动机的实际需要功率相比较（由IMAX乘以V得出），以获得一个等于它们差值的功率误差值。这三个误差值按照已编制的补偿程序进行处理，以获得分别代表功率，电压和电流误差值的功率，电压和电流控制值。补偿程序引进了与由“GAINS”数据确定的各个增益成比例的正整数传递函数。因此每个控制值和与其有关的误差值时间积分的一个函数成比例。这三个控制值都加到多功能块95中的一个最小值门电路。从最小值门电路引出一个输出信号VC，因此，VC值对应于最小控制值。

VC值决定了由控制器26经过线19加到交流发电机磁场调节器17（图1）的模拟控制信号的幅度。当必须使电压反馈信号V的值和输出号VC的值之间的差值减到最小时，磁场调节器通过改变交流发电机的磁场强度响应该模拟控制信号。只要V和IMAX两值均在由输入到方块95的公共V&    I基准信号所设定的极限之内和不高于由VOLT    MAX和CUR    MAX所规定的它们各自的最大极限值，则VC的值由比电压或电流控制值小的功率控制值确定。因此，交流发电机的输出电压被保持在使实际的和期望的牵引功率之间的误差基本为零的电平。但是，如果V（或IMAX）趋于超过其极限基准值的话，则迫使电压（或电流）控制值将低于功率控制值，因此VC值也下降，从而交流发电机的电压被调整到使V（或IMAX）和电压（或电流）的极限基准值之间误差为零的任何电平上。

当油门位置从低动率或低速位置推进到较高时，功率基准输入到多功能块95，因而在方块95中从期望功率值（每根轴）得出功率误差值，增加由速率极限功能块93确定的控制速率。最初的功率误差值反映了对期望功率值的任何增量，从而引起功率控制值（因此也是控制信号VC的值）的某种变化，其要求从交流发电机的磁场调整器给出更大的励磁电流。牵引交流发电机较强的磁场和较高速度引起输出功率增加，因此减少了功率误差值。根据本发明，VC值以某种程度的变化，是作为发动机速度（RPM）和总功率（HP）的函数，也是作为发动机燃烧气-油比（重量计算）的一个函数来控制牵引负载增加的速率。用于本发明最佳实施例的这些函数示于图5。

在速率极限功能块93中的功率速率控制装置，在予定的最大和最小极限之间，以一个随RPM和HP的乘积变化的速率，通过增加功率基准值（因此也是KVA的值）来响应油门位置的功率增长变化。只要空气-燃油比（A/F）不超过予定的“无烟”阈值（例如13），速率控制装置就有一个相对低的“增量”（即，加载速率与RPM和HP的值的关系，其比值恒定于一个予定的相对低的数），在图5中示出牵引负载（KVA）增加时的变化率，作为例子，由标有“低增量时发动机加速到新的速度”的实线表示。代表这种低增量加载率的最小（MIN）和最大（MAX）极限的变化范围同样画于图5中。速率控制装置是这样安置的，以使在发动机加速到新的速度时，这些极限是被分别设置在予定的第一和第二值上（对应较高的油门挡）而在响应RPM接近达到新的速度时，被分别上升到某个更高的值。当发动机达到新的速度，随RPM和HP乘积增加，KVA增加变化的速率在图5中用相对于低增量的实线具有相同斜度但稍有偏移的虚线表示。

为使加载时间减至最小，速率极限功能块93中的功率速率控制装置具有相对高的增量，而不管A/F是否在无烟阈值以上。高增量加载率由适当标记的实线表示于图5中，该实线比前述的低增量实线具有显著大的斜度。图5也示出了当响应A/F增加到前述的阈值以上时，最小和最大极限分别从它们的第一和第二值上升到明显高的值上。该阈值被选择在确保使发动机汽缸中的燃油充分氧化，以避免从发动机排出有害的烟尘，因此，KVA增加的速率能从低增量线可靠地增加到高增量线，而不管A/F是否超过无烟阈值。

虽然为了获得图5所示的结果，功率速率控制功能可以用各种不同的方法来实现，目前最佳方法是如图6所示，对微处理机编程并执行程序。该程序每秒重复50次。程序开始于查询点101，该点确定来自降值功能块90（图4）的功率请求数据是否比由速率控制功能块产生的最后功率基准值更低，如果回答是肯定的，（即指出要求减小负载），图6程序中下一步和最后一步102是以予定的常数“K”减小功率基准值。因此，只要功率请求值比功率基准值低，KVA将依一个已知的最大速率减小。例如，如果要求每根轴每秒170马力的卸载速率极限，K将为对应于KVA减少到等于该极限的五十分之一的一个数（即3.4HP）。

如对查询点101的回答是否定的（即指出并不要求减小负载），在功率速率控制程序中的下一步103将试验车轮打滑作用。如果检测到有效的车轮打滑，程序就结束。换句话说，如车轮打滑数据指出机车没有轮子打滑或只有轻微或不是有效的车轮打滑（即要求把功率减小得较少，使其低于予定的较小极限），程序从点103转入另一个查询点104，该点测试由速度反馈信号RPM指示的柴油机实际速度是否比当油门手柄27（图1）在挡1时的速度指令小。如果RPM比N₁的速度低，程序从查询点104直接跳到步骤108。反之，程序通过附加步骤105，106和107转到步骤108。

在功率速率控制程序的步骤105，检查发动机燃油系统24（图1）中的可移动油泵架的位置。如果所暴露的油泵架间隙小于予定的最小位置，则该架的回复存在故障，这时程序转到步骤109，否则，执行子程序106。

子程序106以重量计算加到机车发动机每个汽缸的燃烧空气与柴油的比例（A/F）。子程序106的一个最佳实施例示于图7，并将马上给予说明。假定A/F的计算是在没有故障的情况下完成的，示于图6的功率速率控制程序从步骤106转到查询点107，在该点，把指示的比例与前述的“无烟”阈值（NST）比较。一旦A/F比NST小，程序就自动地转到步骤108，但任何时候A/F增加到大于NST时，程序从查询点107就转到步骤109。步骤108或109将决定一个数“X”，当该数被加到由速率控制功能块产生的最后功率基准值时，将使牵引负载增加相当于期望加载率（用每根轴每秒的KVA表示）的五十分之一。X是发动机总功率（HP）和转速（RPM）的一个函数;步骤108所编的程序是用来根据如图5中下面所示的低增量特性曲线确定X值，而步骤109所编的程序是根据图5所示的高增量特性曲线确定X值。

步骤108和109相互是相同的，可以用任何一种不同的方法来实现。作为例子，现在将概述执行步骤109的一个实用方法。首先确定或读出HP和RPM。HP是由一个独立的子程序指示（在图4中由方块94表示），该子程序基于每根轴，把发动机的输出牵引功率加上已知的机车实际使用的辅助负载功率数。（为了计算牵引功率，主交流发电机在每根动力轴上的输出电功率被除以交流发电机的效率，商数被适当地换算）为了计算变化的加载率，HP和RPM相互相乘，其积与贮存在微处理机存贮器中的予定的低和高“转折点”（break    point）比较。在图5中，这些低和高转折点分别由标记字母L和H来指定的。如果其积低于L，设置期望的可变高增量加载率（图5中标号110）的最低极限值，且把对应于该最低值的五十分之一的一个数作为X保存起来。如果其积高于H，设置期望的可变高增量加载率（图5中标号111）的最高极限值，且把对应于该值五十分之一的一个数作为X保存起来。但是，如果HP和RPM的积在L和H之间，就从该积中减去L，其差值与贮存在存贮器中的予定高增量（对步骤108是低增量）相乘，新的积与贮存在微处理机存贮器中的予定的高增量最低极限值（110）比较。新的积就是机车每根动力轴的期望可变加载率，对应该值五十分之一的一个数作为X被保存起来，如果新的积不比设置的最低值（110）低，这时对应于后者五十分之一的一个数被保存起来。

正如图6所示的，功率速率控制程序中的步骤109后紧接着最后步骤112，在该步骤中，功率基准值被增加一个等于X的量，如果不增加，功率将超过请求值，同时在该步骤中，功率基准被固定于所要求的值上。只要RPM在增加或HP在增加，加载率在其予定的最小和最大极限之间的变化范围内，而且假定A/F保持在无烟阈值（NST）之上，则在通过其后的每个功率速率控制程序时，X的值将逐渐地增加。因此，对发动机提供负载的速率是非常迅速地自动增加的。但是，如果RPM比N₁低，或A/F不在NST之上，则可变加载率将不能迅速增加，因为这时是执行“低增量”步骤108而不是“高增量”步骤109。步骤108的增量被选择在能考虑到的最坏情况下（即，工作在高环境温度，高海拔或脏的燃油情况）不产生有害烟尘时允许发动机承受的负载。

图6中还示出了在执行低增量步骤108之后，在最后步骤112之前，执行一个附加的查询步骤113，用于确定发动机的实际速度是否达到了对应于油门新的，更高功率位置的速度值。速度的目标值等于油门位置速度（TP）减去一个小的增量，而当发动机加速到该值时，X保持原值不变。但是，一旦RPM超过目标值，功率速率控制程序就从查询点113通过另一个步骤114转到步骤112，在步骤114中，X按一个予定的百分率增加，因而使可变低增量加载率和它的极限值上升到如图5虚线所示的某个较高的值。

转到图7，现在对计算A/F（图6中步骤106）的子程序作简要说明。在该子程序中，第一列步骤（标号121-26）将用于计算柴油机的“容积效率”。容积效率（V-E）是发动机的已知特性。当发动机速度（RPM）和发动机进气总管的燃气压力（MP）的乘积从零增加到一个予定的阈值时，V-E趋向于从予定的最小值线性地增加到予定的最大值，但是，当该乘积在阈值之上继续增加时，V-E不再增加到过多地超过最大值。在V-E计算的第一步骤121，MP被乘以RPM和一个适当换算的系数。产生的乘积作为一个数“Y”被保存起来。在下一步122，Y与对应于前述阈值的一个予定极限值相比较，在该阈值上，V-E达到了它的最大值。如果Y比该极限值大，则图7中的子程序就执行步骤123，在该步骤中，把贮存在微处理机存贮器中的V-E予定的最大值装入中间寄存器。反之，如果Y比极限值小，就在查询点124检验是否为负。如果不是负值，子程序转到步骤125，在该步骤，把一个等于V-E予定最大值加上一个随Y变化的数之和的数送入中间寄存器。这个和近似于在相对低速或低进气总管压力时的发动机容积效率。如果Y是负数，为了步骤125，执行另一步骤126，使Y等于零。

在执行步骤123或125之后，图7的子程序转到步骤127，用于指示发动机的空-燃比。为了确定燃烧空气（A）的量，V-E乘以K₂MP加K₃BP之和再被K₄除。在计算中，K₂，K₃和K₄为予定的常数，而BP是由大气压力传感器29（图1）测量的环境大气压。如果需要，K₄可以是一个与另一个予定常数加上进气总管实际空气温度之和成比例的数。为了确定A/F，A被加到发动机的燃油（F）的量相除，其商与一个适当换算的系数相乘。F通常是从予定的常数中减去发动机燃油系统中代表油泵架位置的一个数（RACK）来计算的。

虽然通过例子对本发明的最佳实施例作了提示和说明，但对本领域的技术人员来说，无疑能作出各种改型。例如，代替把可变加载率予定的高增量和低增量特性之间的转换作为A/F是否在无烟阈值之上的一个函数，A/F计算的值被用于调制加载率等等。因此最终的权利要求书旨在包罗所有落入本发明的精神和范围内的这样一些改型。

Claims (17)

1、一个机车推进系统，特征在于包括：一个变速，多缸柴油机，该柴油机具有一根燃气进气总管和一根排气总管，为发动机汽缸提供柴油的可控制装置，涡轮增压装置连接于发动机的排气和进气总管之间，并具有一个由发动机排出的气体驱动的可旋转涡轮，该涡轮带动一个离心式压缩机用于向进气总管提供压缩空气，发电装置由发动机用机械方法驱动，励磁装置用于控制发电机的输出功率，来自发电机的电流加到多个牵引电动机，对发电机的输出功率(KVA)值敏感的装置，指示柴油机产生功率(HP)的装置，具有多个功率位置的油门装置，及一个连接到供油装置，励磁装置，KVA敏感装置，油门装置的控制器，由该控制器操作，提供一个用于控制供油装置的可变发动机速度指令信号，及一个用于控制励磁装置的可变控制信号，以使发动机速度和发电机的输出功率通常地取决油门装置的功率位置，控制器包括连接到发动机功率指示装置的经过改进的速率控制装置，该装置能效地响应油门位置推进到较高的功率位置，用于改变所述控制信号，在一定程度上以一个变化的速率，在予定的最小和最大极限之内随HP增加KVA值。

2、权利要求1所要求的包括对发动机实际速度（RPM）敏感的装置的系统，其中所述的速率控制装置连接到所述的速度敏感装置，且改变所述的控制信号，在一定程度上以一个变化的速率，在所述的极限之间，随RPM和HP的乘积来增加KVA值。

3、如权利要求1所要求的系统，其中所述速率控制装置是这样安置的，以使在发动机加速到对应于油门装置的较高功率位置的新的速度时，所述的最低和最高极限被分别设置在予定的第一和第二值上，而在响应发动机达到所述的新速度时，则分别上升到较高的值。

4、权利要求1所要求的包括指示加到发动机每个汽缸的以重量计算的燃气和柴油比例的装置的系统，其中所述的速率控制装置特点在于当所述比例大于予定阈值时，比所述比例小于所述阈值时具有更高的增量。

5、如权利要求4所要求的系统，其中所述速率控制装置也是这样安置的，以使所述的最小和最大极限在所述的比例大于所述阈值时比所述比例小于所述阈值时为更高。

6、权利要求4所要求的包括对发动机实际速度（RPM）敏感的装置的系统，其中所述速率控制装置连接到所述速度敏感装置，且改变所述的控制信号，在一定程度上以一个变化的速率，在所述的极限之间，随RPM和HP的乘积来增加KVA值。

7、权利要求4所要求的包括对发动机实际速度（RPM）敏感的装置及对进气总管中的空气压力（MP）敏感的装置的系统，其中所述的空气-燃油比指示装置包括对用于计算柴油机的容积效率的RPM和HP敏感的装置。

8、权利要求7所要求的包括对大气压力（BP）敏感的装置的系统，其中所述比例指示装置包括对MP，BP和用于计算加到每个汽缸燃气量的容积效率敏感的装置。

9、如权利要求8所要求的系统，其中所述的速率控制装置连接到所述速度敏感装置，且改变所述的控制信号，在一定程度上以一个变化的速率，在所述的极限之间，随RPM和HP的乘积来增加KVA值。

10、权利要求7所要求的系统，其中发动机供油装置包括一个可移动的油泵架，系统还包括用于指示油泵架位置的装置，其中所述比例指示装置包括对用于计算加到每个汽缸燃油量的油泵架位置指示敏感的装置。

11、权利要求1所要求的系统，其中控制器包括与所述速率控制装置和对油门装置的功率位置敏感的有关装置，用于导出确定期望的发电机输出电功率的功率基准值，所述功率基准值通常取决于油门装置的功率位置，当功率位置推进时，通过所述速率控制装置的控制，以一定的速率增加。

12、权利要求1所要求的系统，其中所述功率基准值导出装置包括一个降值功能装置，当检测到某个系统的异常状态时，就减少所述的基准值，从而减少发电机的输出功率。

13、一个机车推进系统，特征在于包括：一个变速，多缸柴油机，该柴油机具有一根燃气进气总管和一根排气总管，为发动机汽缸提供柴油的可控制装置，涡轮增压装置连接于发动机的排气和进气总管之间，并具有一个由发动机排出的气体驱动的可旋转涡轮，该涡轮带动一个离心式压缩机用于向进气总管提供压缩空气，对发动机实际速度（RPM）敏感的装置，发电装置由发动机用机械方法驱动，励磁装置用于控制发电机的输出功率，来自发电机的电流加到多个牵引电动机，对发电机的输出功率（KVA）值敏感的装置，具有多个功率位置的油门装置，和一个连接到供油装置，励磁装置，KVA敏感装置，油门装置的控制器，由该控制器操作，提供一个用于控制供油装置的可变发动机速度指令信号，及一个用于控制励磁装置的可变控制信号，以使RPM和KVA通常地取决于油门装置的功率位置，控制器包括连接到所述速率敏感装置的经过改进的速率控制装置，在设置的油门位置上，能有效地响应功率增长变化，用于改变所述控制信号，在一定程度上作为RPM的一个函数来控制引起KVA变化的速率。

14、权利要求13所要求的系统，其中控制器包括与所述速率控制装置和对油门装置的功率位置敏感的有关装置，用于导出确定期望的发电机输出电功率的功率基准值，所述功率基准值通常取决于油门装置的功率位置，当功率位置推进时，通过所述速率控制装置的控制，以一定的速率增加。

15、权利要求13所要求的包括用于指示柴油机所产生功率（HP）的装置的系统，其中所述速率控制装置连接到所述发动机功率指示装置，且改变所述控制信号，在一定程度上作为RPM和HP乘积的一个函数来控制引起KVA变化的速率。

16、权利要求15所要求的包括指示加到发动机每个汽缸的以重量计算的燃气和柴油比例的装置的系统，其中所述的速率控制装置特点在于当所述比例大于予定阈值时，比所述比例小于所述阈值时具有更高的增量。

17、如权利要求16所要求的系统，其中所述的速率控制装置也是这样安置的，以致在响应所述的比例增加到阈值之上时，所述最小和最大极限值分别从第一和第二值上升到更高的值。

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