CZ292301B6

CZ292301B6 - Způsob regulace hnací a/nebo brzdicí síly kol/dvojkolí vozidla

Info

Publication number: CZ292301B6
Application number: CZ1996868A
Authority: CZ
Inventors: Karl Hahn
Original assignee: Daimlerchrysler Rail Systems Gmbh
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1994-09-03
Publication date: 2003-09-17
Also published as: NO961154L; ATE149436T1; UA35627C2; WO1995008451A1; RU2124445C1; PL175973B1; DE4333281A1; DK0720538T3; EP0720538B1; DE59401985D1; NO961154D0; HUT73450A; CZ86896A3; HU9503682D0; EP0720538A1; PL313617A1; DE4333281C2

Abstract

Regulace hnac a/nebo brzdic s ly kol/dvojkol vozidla, zejm na hnac ch kol/dvojkol bezn pravov ho adhezn ho kolejov ho trak n ho vozidla, pro dosa en maxim ln adheze, p°i n m jsou kola/dvojkol hn na a/nebo brzd na v ·zk oblasti kolem maxima k°ivky z vislosti adheze na prokluzu mezi kolem/dvojkol m a kolejnic , bu kontinu ln m zv tÜov n m a op tn²m zmenÜov n m hnac /brzdic s ly p sob c na kola/dvojkol , nebo zv tÜov n m nebo zmenÜov n m nastaven frekvence ot en kol/dvojkol , se prov d tak, e prvn celo seln² po et kol/dvojkol se reguluje na optim ln maxim ln adhezi mezi kolem/dvojkol m a kolejnic a druh² celo seln² po et kol/dvojkol se naproti tomu reguluje na zv²Üen² prokluz mezi kolem/dvojkol m a kolejnic , p°i em se m ° rychlost/frekvence ot en kol/dvojkol , kter se reguluj na optim ln maxim ln adhezi, a k t to zm °en rychlosti/frekvenci ot en , kter se pou ije jako referen n veli ina, se p°i te hodnota rychlosti/frekvence ot en kol/dvojkol , kter odpov d po adovan mu zv²Üen mu prokluzu mezi kolem/dvojkol m vozidla a kolejnic , p°i em na v²slednou hodnotu sou tu se provede regulace druh ho celo seln ho po tu kol/dvojkol .\

Description

Způsob regulace hnací a/nebo brzdící síly kol/dvojkolí vozidla

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu regulace hnací a/nebo brzdicí síly kol/dvojkolí vozidla, zejména hnacích kol/dvojkolí beznápravového adhezního kolejového trakčního vozidla, pro dosažení maximální adheze, při němž jsou kola/dvojkolí hnána a/nebo brzděna v úzké oblasti kolem maxima křivky závislosti adheze na prokluzu mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí, buď kontinuálním zvětšováním a opětným zmenšováním hnací/brzdicí síly působící na kola/dvojkolí, nebo zvětšováním nebo zmenšováním nastavené frekvence otáčení kol/dvojkolí.

Dosavadní stav techniky

Výkonná elektronika umožňuje v současné době plynulou regulaci trojfázových motorů, stejnosměrných motorů a kombinovaných motorů, které umožňují kmítavé vedení kol/dvojkolí kolejových trakčních vozidel v úzkém rozsahu kolem maxima charakteristické křivky závislosti adheze na prokluzu při kontaktu mezi kolem a kolejnicí.

Charakteristická křivka závislosti adheze na prokluzu má vlevo od maxima oblast stabilní a vpravo oblast nestabilní. Pro kmitavé vedení kol/dvojkolí kolem maxima křivky jsou známý různé způsoby, které nevyžadují měření absolutní rychlosti vozidla, například prostřednictvím nápravy, radaru atd., nýbrž vystačí se změřenými frekvencemi otáčení hnacích dvojkolí. Podle známého způsobu se provádí například kontinuální zvětšování a zmenšování hnací/brzdicí síly, přičemž překročení maxima charakteristické křivky závislosti adheze na prokluzu se rozpozná začínajícím silnějším zrychlením (viz. například spis DE-PS 34 07 309).

U dalšího způsobu se provádí zvyšování nebo snižování nastavené frekvence otáčení a překročení maxima charakteristické křivky závislosti adheze na prokluzu se rozpozná snížením hnací/brzdicí síly (viz. například spis DE-PS 39 29 497).

Pro tyto způsoby je společné to, že prokluz se podle převládajících poznatků udržuje co nejmenší, aby tím bylo dosaženo největšího využití tažné síly.

V praxi se však ukázalo, že takto dosažitelný nejmenší prokluz nepřináší žádné zlepšení tažné síly oproti větším hodnotám prokluzu, jimiž se, podle nejrůznější literatury, dosahuje podle měření nejlepších tažných sil. Naopak přenos tažné síly se dočasně dokonce zhorší, přičemž tažná síla klesne na průběh křivky, znázorněné na obr. 1 čárkovaně.

Zvýšený přípustný prokluz dále zpochybňuje přesnost měření absolutní rychlosti.

Je známé, že nahodilou jízdou s větším prokluzem v nestabilní oblasti dochází ke zdánlivému zlepšení celkové charakteristické křivky závislosti adheze na prokluzu k vyšším silám, což se zjevně děje změnou povrchů kol, které vytvářejí kontakt. Přenos tažné síly potom sleduje opět křivku, znázorněnou na obr. 1 plnou čarou.

Potom malý prokluz, o který bylo doposud usilováno, a který nastává tehdy, když vozidlo jede v maximu adheze, zjevně nedostačuje pro udržení drsných pojezdových ploch kol, nýbrž naopak způsobuje, jako například pouhé odvalování, leštění povrchů kol.

To však, zejména v přítomnosti cizích vrstev, například vody atd., značně zhoršuje hodnotu adheze. Praktické pokusy ukázaly u známých uvedených velmi přesných způsobů občasné

-1 CZ 292301 B6 nevysvětlitelné poruchy adheze, přinejmenším na vlhkých kolejnicích, v důsledku nichž potom mohla být vyvíjena zřetelně menší tažná síla, než při provozu s vyšším prokluzem kol. '

Aby mohla být všeobecně všechna dvojkolí regulována na požadovaný prokluz, je zapotřebí 5 měřit hodnotu absolutní rychlosti. Toto měření se může provádět, například prostřednictvím náprav nebo radarových přístrojů. Lokomotivy však v současné době nemají žádné nápravy a radarové přístroje jsou poruchové a náročné na údržbu.

Jsou známy způsoby, které používají přerušované regulace prokluzu bez měření skutečné 10 rychlosti vozidla. Za tím účelem se z frekvence otáčení nápravy a ze zrychlení z ní zjištěného vypočítá fiktivní rychlost, která potom slouží pro regulaci prokluzu. Předpokladem k tomu je to, že v ne příliš velkých odstupech se na alespoň jednom hnacím dvojkolí hnací síla krátkodobě sníží prakticky tak, že je s jistotou opět řízena do mikroprokluzu v oblasti stabilního prokluzu. Pomocí tohoto dvojkolí se potom fiktivní rychlost, která se neustále poněkud odchyluje, opět 15 nastaví na správnou hodnotu. Přitom je však nutno v odstupech opětovně brát v úvahu prakticky úplnou ztrátu hnací síly alespoň tohoto hnacího dvojkolí alespoň tak dlouho, dokud se hnací síla nenavrátí z prokluzu opět téměř do stavu odvalování. U lokomotiv, u nichž mohou být motory společně řízeny pouze ve skupinách po dvou, by se to týkalo dokonce dvou hnacích dvojkolí, takže například čtyřnápravová lokomotiva by krátkodobě musela snížit svou tažnou sílu o téměř 20 50 %.

Úkolem vynálezu je vytvořit výše uvedený způsob, pomocí něhož je možno bez měření absolutní rychlosti vozidla vést každé dvojkolí na hranici adheze při nejmenším možném prokluzu a záměrně vyšším prokluzem kola dosáhnout zlepšení kontaktu kola s kolejnicí.

Přitom je nutno zachovat výhodu v tom, že bez přímého měření je k dispozici hodnota absolutní lychlosti dostatečně přesná pro vydávání signálů, která byla k dispozici doposud v důsledku malého prokluzu kol, a dále rovněž v jistotě před nekontrolovatelným prokluzem kol, to jest smykem všech kol.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje způsob regulace hnací a/nebo brzdicí síly kol/dvojkolí vozidla, zejména 35 hnacích kol/dvojkolí beznápravového adhezního kolejového trakčního vozidla, pro dosažení maximální adheze, při němž jsou kola/dvojkolí hnána a/nebo brzděna v úzké oblasti kolem maxima křivky závislosti adheze na prokluzu mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí, buď kontinuálním zvětšováním a opětným zmenšováním hnací/brzdicí síly působící na kola/dvojkolí, nebo zvětšováním nebo zmenšováním nastavené frekvence otáčení kol/dvojkolí, podle vynálezu, 40 jehož podstatou je, že první celočíselný počet kol/dvojkolí se reguluje na optimální maximální adhezi mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí a druhý celočíselný počet kol/dvojkolí se naproti tomu reguluje na zvýšený prokluz mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí, přičemž se měří rychlost/frekvence otáčení kol/dvojkolí, která se regulují na optimální maximální adhezi, a k této změřené rychlosti/frekvenci otáčení, která se použije jako referenční veličina, se přičte hodnota 45 rychlosti/frekvence otáčení kol/dvojkolí, která odpovídá požadovanému zvýšenému prokluzu mezi kolem/dvojkolím vozidla a kolejnicí, přičemž na výslednou hodnotu součtu se provede regulace druhého celočíselného počtu kol/dvojkolí.

Podle výhodného provedení se regulace na optimální maximální adhezi mezi kolem/dvojkolím 50 a kolejnicí cyklicky střídá s regulací na zvýšený prokluz mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí.

Na optimální maximální adhezi mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí se s výhodou regulují ve směru jízdy zadní kola/dvojkolí vozidla, a na zvýšený prokluz mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí se regulují ve směru jízdy přední kola/dvojkolí vozidla.

-2CZ 292301 B6

Regulace kol/dvojkolí na zvýšený prokluz se s výhodou zapíná ručně.

Regulace kol/dvojkolí na zvýšený prokluz se s výhodou automaticky zapíná, když se předem stanoví požadovaná tažná síla na hodnotu > 95 % maximální tažné síly vozidla a/nebo když se regulací v důsledku nedostatečné adheze mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí po předem stanovenou minimální dobu sníží tažná síla vozidla o alespoň 10 %.

Vynález využívá toho efektu, že pro zachování lepší adheze není zjevně zapotřebí zachovat nepřerušovaně zmíněný vyšší prokluz kol. Protože trvá několik sekund až několik minut, než se nevyrovnané dvojkolí po jízdě se zvýšeným prokluzem opět vrátí zpět do menšího optimálního prokluzu na charakteristické křivce závislosti adheze na prokluzu, to jest opět uklidní, je možno rychlost tohoto dvojkolí v této době považovat za normální rychlost a ostatní dvojkolí mohou jet s větším prokluzem. Dvojkolí, které jede dočasně s optimálním, to jest menším, prokluzem, má v této době dokonce nejvyšší adhezi, protože potom pracuje na nejvyšší úrovni charakteristiky prokluzu zvýšené předcházejícím provozem s velkým prokluzem, viz plnou čarou naznačená křivka na obr. 1, zatímco ostatní dvojkolí jedou v makroprokluzu na klesající větvi této charakteristiky s již nikoli maximální adhezi, tedy po průběhu znázorněném na obr. 1 čárkovaně.

Zisky tažné síly dosažitelné ještě zvýšeným prokluzem kol jsou zcela vyčerpány. Přímé zjišťování absolutní rychlosti přitom není zapotřebí, avšak přesto je, stejně jako dřív z frekvence otáčení nápravy, umožněno dostatečně přesné měření rychlosti. Provoz se zvýšeným prokluzem může být nastaven libovolně. V případech, kde není zapotřebí přídavného zisku tažné síly pro dodržení jízdního plánu, k čemuž ovšem dochází často, je možno jet jako doposud s malým optimálním prokluzem. Tento způsob provozu potom vede k doposud nemožnému minimalizování opotřebení kol v poměru k dosažitelné rezervě tažné síly.

Přechod do provozu s prokluzem může být libovolně zvolen strojvůdcem nebo může být proveden poloautomaticky tak, že strojvůdce stanovením stoprocentní nebo menší, například < 95 %, tažné síly lokomotivy může rozhodnout, zda se má jet s malým nebo velkým prokluzem.

Delší prodlevou nebo trvalým provozem prvního dvojkolí ve stavu většího prokluzu a/nebo nastavením zvlášť velkého prokluzu na tomto dvojkolí je možno využít jeho známého čisticího účinku na mokrých kolejích.

Se zvláštní výhodou může být způsob podle vynálezu použit tehdy, když jsou všechna dvojkolí opatřena jedním ze známých způsobů regulace na hranici adheze bez zjišťování absolutní rychlosti a obsahují navíc jen málo složité zařízení k přepojování na provoz s regulovaným větším prokluzem.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je znázorněna charakteristická křivka závislosti adheze na prokluzu a na obr. 2 je znázorněno blokové schéma zapojení pro zajištění způsobu regulace hnací a/nebo brzdicí síly kol/dvojkolí vozidla podle tohoto vynálezu.

-3CZ 292301 B6

I <1

Á

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 2 je znázorněno blokové schéma regulace hnacího dvojkolí trojfázového trakčního 5 motoru napájeného střídavým proudem. U lokomotivy s řízením jediné nápravy má každé jednotlivé hnací dvojkolí toto úplné uspořádání regulace. U lokomotiv se skupinovým řízením, například s paralelním zapojením obou motorů jednoho podvozku, je nutno uspořádání podle obr. 2 společně přiřadit oběma dvojkolím tohoto podvozku, přičemž jako skutečná frekvence otáčení se použije frekvence otáčení jednoho z dvojkolí nebo střední hodnota obou dvojkolí.

Na obr. 2 je znázorněn střídač 1, který napájí trojfázový trakční motor 2. Frekvence otáčení nápravy se zjišťuje například tachogenerátorem 3 nebo vysílačem impulsů pocházejících z otáčení s vyhodnocovačem. Na vstup 4 se přivádí v regulaci pohonu vytvořená odvozená požadovaná hodnota f s_S0u frekvence prokluzů trojfázového trakčního motoru 2. Na svorku 5 se 15 přivádí místo skutečné změřené rychlosti vozidla frekvence otáčení takzvané pseudonápravy, která se v tvořiči 6 rozdílů porovnává se změřenou frekvencí otáčení nápravy z tachogenerátoru

3. Rozdíl frekvencí otáčení zjištěný v tvořiči 6 rozdílů se v analogové násobičce 7 násobí vhodným konstantním nebo na rychlosti a/nebo tažné síle závislým faktorem přiváděným na svorku 8. Vzniklá hodnota se v odčítacím místě 9 odčítá od požadované hodnoty fs^n frekvence 20 prokluzů trojfázového trakčního motoru 2 a výsledek se použije jako požadovaná hodnota kroutícího momentu. V analogové sčítačce 10 se vytvoří frekvence střídače 1, jako frekvence statoru trojfázového trakčního motoru 2, součtem frekvence otáčení £-_ot nápravy a požadované hodnoty fs^n frekvence prokluzů trojfázového trakčního motoru 2.

Do svorky 11 se přivádí požadovaná hodnota očekávaného zrychlení nebo zpoždění, odvozená z tažné nebo brzdicí síly a hmotnosti vozidla. U lokomotiv je za tím účelem nutno zohlednit vlečné zatížení, což je možno provést s automatickým přizpůsobením. Tato požadovaná hodnota se v integrátoru 13, který zde funguje jako takzvaná pseudonáprava, integruje na hodnotu frekvence otáčení.

Integrátor 13 je přitom nastaven tak, že integruje o malý toleranční rozsah rychleji, než by odpovídalo skutečnému zrychlení vozidla, takže frekvence otáčení pseudonápravy by se pomalu vzdalovala od skutečné rychlosti vozidla. Integrátor 13 proto přijímá přídavnou zpětnou vazbu přes komparátor 14. spínací místa 15, 16 ajednocestné usměrňovače 17. 18 nebo jiná 35 uspořádání, propouštějící pouze signály jedné polarity, a přes sčítací člen 12. V komparátoru 14 se výstup z integrátoru 13, to znamená frekvence otáčení pseudonápravy, porovnává s frekvencí otáčení skutečné nápravy. Kladný rozdíl, to znamená, že pseudonáprava se otáčí rychleji, se nyní vede při provozním stavu jízda, když spínací místo 15 je sepnuto, přes jednocestný usměrňovač 17 do integrátoru 13 a potom způsobí snížení frekvence otáčení pseudonápravy, 40 dokud tato frekvence otáčení nesouhlasí s frekvencí otáčení skutečné nápravy. Záporný rozdíl, to znamená, že pseudonáprava se otáčí pomaleji, se při provozním stavu brzdění, když spínací místo 16 je sepnuto, vede přes jednocestný usměrňovač 18 do integrátoru 13 a potom způsobí zvýšení frekvence otáčení pseudonápravy, dokud tato frekvence otáčení nesouhlasí s frekvencí otáčení skutečné nápravy. Tím se výstup integrátoru 13. pokud se skutečná náprava otáčí, již 45 neziychluje nebo nezpomaluje jako vozidlo. Hodnoty frekvencí otáčení jsou shodné a v tvořiči 6 rozdílů nevznikají žádné rozdíly frekvencí otáčení.

Při prokluzu kol se v provozním stavu jízda náprava těchto kol zrychluje více než vozidlo nebo integrátor 13. Integrátor 13 nemůže být nyní přes zpětnou vazbu unášen s sebou, protože 50 jednocestný usměrňovač 17 nepropustí signál se zápornou polaritou. V tvořiči 6 rozdílů vznikne rozdíl frekvencí otáčení, jako mezi hnací nápravou a skutečnou nápravou.

-4CZ 292301 B6

Při brzdění se polarita rozdílů obrátí, takže zpětnovazební signál je veden přes spínací místo 16 ajednocestný usměrňovač 18. Potom signál, vzniklý z rozdílu frekvencí otáčení vtvořiči 6 rozdílů, řídí kroutící moment a tím i tažnou nebo brzdicí sílu troj fázového trakčního motoru 2.

Nyní bylo u frekvence otáčení pseudonápravy dosaženo hodnoty, která již neodpovídá absolutní rychlosti, nýbrž hodnotě frekvence otáčení nápravy otáčející se na kolejnici již s prokluzem, která je potřebná pro přenos maximálně možné tažné síly. V průběhu vzniku tohoto prokluzu, to znamená od pouhého odvalování hnací nápravy, se tato hnací náprava již stěží měřitelně zrychlí více než vozidlo. Integrátor 13 může ještě do té doby sledovat frekvenci otáčení nápravy. Větší zrychlení hnací nápravy začne teprve tehdy, když se překročí prokluz maximálního součinitele tření.

Bez dalších opatření by nyní pseudonáprava, neboli integrátor 13. pokračovala dále ve volném otáčení, přičemž by se rovněž pozvolna vůči vozidlu stále zrychlovala. Hnací náprava by se rovněž dostávala do stále většího prokluzu, až konečně by se dostala do smyku.

Aby se tomu zabránilo, je regulace dimenzována tak, že dvojkolí nebo skupina dvojkolí se snížením hnací síly trojfázového trakčního motoru 2, nebo brzdicí síly při brzdění, vrátí přes maximum adheze do oblasti stabilního prokluzu. Přitom spínače 19, 20 ainvertor 21 tvoří přepólovací zařízení, které při provozu s brzděním změní polaritu signálu vzniklého z rozdílu frekvencí otáčení. První derivační člen 22 provede první časovou derivaci dAn/dt signálu vzniklého z rozdílu frekvencí otáčení. Zpožďovací člen 401. řádu poněkud zploští vzestup výstupního signálu z prvního derivačního členu 22. Výstup zpožďovacího členu 40 je dále přes elektronicky ovládaný spínač 41 s klidovým kontaktem veden do omezovače 43. který vydá binární signál do součtového členu 44 neboli hradla. Zpětná vazba je vedena do časového členu 42. který po dosažení spouštěcího zpoždění rozepne spínač 41 a po průběhu další zpožďovací doby jej opět sepne. Tím jsou vyloučeny ve smyslu monitorování procesu nežádoucí dlouhé signály. Výstup součtového členu 44 působí na spínač 31 a přes invertor 45 na nulovací vstup Reset prvního časového členu 46 vypínacím zpožděním, které bylo nastaveno výstupem omezovače 43. První časový člen 46 spustí druhý časový člen 47. který má spínací zpoždění. Druhým časovým členem 47 je ovládán další spínač 48. který způsobí spojení výstupu výběrového stupně 51 maximální hodnoty s prahovým klopným obvodem 52. který uvede do činnosti, čímž se další signál dostane do součtového členu 44. Výběrový stupeň 51 maximální hodnoty obdrží na jedné straně z prvního derivačního členu 22 a za ním zařazeného invertoru 49 přímý vstupní signál a na druhé straně přes druhý derivační člen 50 přídavně derivovaný vstupní signál. Výběrový stupeň 51 maximální hodnoty přitom propustí pouze signál s větší hodnotou.

Když se v tvořiči 6 rozdílů objeví rozdíl frekvencí otáčení, překročila kola, jak již bylo uvedeno, na kolejnicích prokluz, který umožňuje největší přenos sil. Kola vjedou do oblasti nestabilního prokluzu, to znamená, že s ještě větším prokluzem bude přilnavost opět menší. Nyní větší kroutící moment trojfázového trakčního motoru 2 relativně rychle zrychlí otáčení dvojkolí, jehož hmotnost je ve srovnání s hmotností vozidla malá. Vzrůst rozdílu frekvencí otáčení se zjistí prvním derivačním členem 22 a přes zpožďovací člen 40, pro odfiltrování krátkodobých poruch, a spínač 41 se přivede do omezovače 43 pro jeho spuštění. Výstupní signál z omezovače 43 ovládá přes součtový člen 44 spínač 31, čímž se signál, vytvořený z očekávané hodnoty zrychlení ze svorky 11 a z k ní ve sčítacím místě 33 přičtené konstanty a invertovaný v invertoru 34. přivede přes časový stupeň 32 a sčítací člen 12 na vstup integrátoru L3. Časový stupeň 32 umožní ihned průchod části signálu a jeho zbytek se zpožděním 1. řádu může dostoupit plné výšky. Zpoždění poklesu signálu časový stupeň 32 neobdrží, jak je symbolicky naznačeno. Integrátor 13 je proto pomalejší a začne integrovat v opačném směru, jakmile přídavný signál převýší přímý signál.

-5CZ 292301 B6

Frekvence otáčení pseudonápravy se tím zmenší. Tím sice stoupne rozdíl frekvencí otáčení v tvořiči 6 rozdílů nejprve ještě rychleji, avšak současně se s vyšším signálem z rozdílu frekvencí otáčení velmi sníží i kroutící moment trojfázového trakčního motoru 2. Další zrychlení dvojkolí tím ustane, dvojkolí se začne opět chytat, to znamená, že se vrátí do oblasti stabilního 5 prokluzu. Protože se přitom frekvence otáčení dvojkolí opět blíží frekvenci otáčení pseudonápravy, bude i signál pocházející z rozdílu frekvencí otáčení v tvořiči 6 rozdílů opět menší. Sestupné řízení integrátoru 13 přes spínač 31 však musí trvat ještě tak dlouho, dokud dvojkolí opět nedosáhne oblasti stabilního prokluzu, to znamená, že se vrátí za maximum přilnavosti charakteristické křivky závislosti adheze na prokluzu. Jinak by systém zůstal 10 v nestabilní oblasti, až by se dostal do smyku.

Tomuto účelu slouží prahový klopný obvod 52, který je citlivý na zmenšení signálu pocházejícího z rozdílu frekvencí otáčení, to jest na zápornou derivaci d(An)/dt, aje spojen s invertorem 49, přičemž jeho výstupní signál je veden rovněž do součtového členu 44. Bude 15 účinný po zapnutí omezovače 43 po činnosti druhého časového členu 47 a dalšího spínače 48.

Přes druhý derivační člen 50 obdrží prahový klopný obvod 52 prostřednictvím výběrového stupně 51 maximální hodnoty přídavný předběžný signál, čímž se již může uvést do činnosti ještě před tím, než omezovač 43 opět ukončí činnost. Tím se zabrání vzniku mezery ve výstupním signálu součtového členu 44 při nulovém průchodu derivačního signálu d(An)/dt. 20 Toho by se mohlo alternativně rovněž dosáhnout přídavným zpožděným ukončením činnosti omezovače 43, kdyby nebyly uspořádány druhý derivační člen 50 a výběrový stupeň 51 maximální hodnoty. Dobou zpoždění druhého časového členu 47 může být prahový klopný obvod 52 účinný teprve tehdy, když se omezovač 43 zapne až po této minimální době. Tím nebudou dále nijak účinné krátkodobé poruchy, které nepředstavují žádné skutečné začátky 25 smyku. Doba návratu prvního časového členu 46 slouží k tomu, aby prahový klopný obvod 52 zůstal v činnosti v průběhu přiměřené doby trvání negativního derivačního signálu d(An)/dt z rozdílu frekvencí otáčení, když byl omezovač 43 již opět vypnut.

Proto udržuje prahový klopný obvod 52 přídavný signál pro integrátor 13 tak dlouho, dokud 30 negativní derivační signál d(An)/dt opět neklesne pod spouštěcí práh.

Tím se vrátí dvojkolí opět do oblasti stabilního prokluzu aje opět urychlováno do dalšího cyklu.

Na obr. 2 jsou čerchovaně orámována zařízení potřebná navíc k provádění provozu se zvýšeným prokluzem. K těmto zařízením patří spínač 101, který se rozepne pro provoz se zvýšeným 35 prokluzem, čímž se již pseudonáprava, neboli integrátor 13. nemůže vrátit do oblasti stabilního prokluzu. Místo toho se může za tím účelem i snížit zesílení proporcionálního zesilovače 34, čímž se zmenší přídavný signál v integrátoru 13, což již nepostačí pro návrat do oblasti stabilního prokluzu. Přechod do většího prokluzu potom nastává pomaleji. Aby prokluz tohoto dvojkolí nebyl nekontrolované stále větší, je kontrolován pomocí funkčních skupin, kterými jsou 40 výběrový člen 102, omezovač 103 minimální hodnoty, omezovač 104 maximální hodnoty, sčítací místo 105 a sčítací místo 106, odděleně od ostatních dvojkolí, z nichž alespoň jedno nejede se zvýšeným prokluzem. Bez doplnění podle vynálezu by vstup do zesilovače 14 rozdílů byl spojen s frekvencí otáčení měřeného dvojkolí, takže pseudonáprava, neboli integrátor 13, by nemohla být rychlejší než příslušné dvojkolí, a to při provozu jízda, přičemž při brzdění je tomu naopak. 45 Pro provoz se zvýšeným prokluzem je vstup zesilovače 14 rozdílů místo toho spojen s minimální volbou z výběrového členu 102, který zvláštní frekvence otáčení dvojkolí, například nl, a z frekvencí otáčení ostatních dvojkolí, například n2 až n4, propustí přes omezovač 103 minimální hodnoty pouze minimální hodnotu, přičemž tato hodnota se ve sčítacím místě 105 ještě zvýší o příslušně zvolenou hodnotu prokluzu. Tím již nemůže pseudonáprava, neboli 50 integrátor 13, najet na vlastní frekvenci otáčení dvojkolí, když je tato větší, než frekvence otáčení neprokluzujícího dvojkolí včetně hodnoty prokluzu Δ n_son. Pseudonáprava, neboli integrátor 13, bude mít nyní tuto posledně jmenovanou frekvenci otáčení. Dvojkolí přitom může jet pouze tak

-6CZ 292301 B6 rychle, dokud z rozdílu rychlosti této pseudonápravy se snížením kroutícího momentu přizpůsobeným silovému styku, neboli adhezi, na kolejnici, nevznikne rovnovážný stav.

Jedná se o případ s poněkud větším rozdílem než Δ v^n, vůči dvojkolí, které se nenachází v provozu sprokluzem. Proto Δν^ musí být, při zohlednění této skutečnosti, dimenzován přizpůsobeně.

Toto přídavné uspořádání může zůstat zapojeno i v provozu dvojkolí bez prokluzu, kde spínač 101 je sepnut. Potom je příslušná frekvence otáčení dvojkolí menší, než frekvence otáčení ostatních dvojkolí (+ Δ v^n) a uspořádání se chová tak, jako by frekvence otáčení dvojkolí byla opět přímo spojena se záporným vstupem zesilovače 14 rozdílů. V brzdicím provozu se změní polarity rozdílů a v činnosti je proto výstup maximální hodnoty výběrového členu 102 přes sčítací místo 106 a omezovač 104 maximální hodnoty.

Přepojení na provozní režim s velkým prokluzem může být provedeno pouze vypnutím spínače 101. Návrat dvojkolí do stavu s malým prokluzem sepnutím spínače 101 může být eventuálně urychlen krátkodobým zvýšením zesílení v proporcionálním členu 34· Tím se zesílí zmenšení očekávaného zrychlení a integrátor 13 může rychlost pseudonápravy uvést zpět do oblasti stabilního prokluzu rychleji.

Pro uspořádání s regulátorem frekvence otáčení, který uděluje dvojkolí neustále se zvětšující a opět se zmenšující frekvenci otáčení, a s algoritmem, který řídí žádanou vstupní hodnotu tohoto regulátoru v závislosti na překročení meze adheze, popřípadě poklesu hnací/brzdicí síly, a který se nazývá rovněž vyhledávacím algoritmem (viz. například DE-PS 39 29 497), může být přepnutí provedeno takto:

Vstup žádané vstupní hodnoty do regulátoru frekvence otáčení se od vyhledávacího algoritmu oddělí a spojí se s frekvencí otáčení, změřenou na jednom z ostatních dvojkolí, která nejsou řízena do většího prokluzu, k níž se přičte hodnota prokluzu, jako referenční rychlostí.

Rozdílným dimenzováním hodnoty Δ v_snn, která určuje prokluz, je možno dvojkolí přepnutá do provozu s prokluzem provozovat s různými rychlostmi prokluzu, například, aby se využilo známého čisticího účinku na mokrých nebo cizí vrstvou znečištěných kolejnicích, zvlášť velkým prokluzem předního dvojkolí.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob regulace hnací a/nebo brzdicí síly kol/dvojkolí vozidla, zejména hnacích kol/dvojkolí beznápravového adhezního kolejového trakčního vozidla, pro dosažení maximální adheze, při němž jsou kola/dvojkolí hnána a/nebo brzděna v úzké oblasti kolem maxima křivky závislosti adheze na prokluzu mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí, buď kontinuálním zvětšováním a opětným zmenšováním hnací/brzdicí síly působící na kola/dvojkolí, nebo zvětšováním nebo zmenšováním nastavené frekvence otáčení kol/dvojkolí, vyznačující se tím, že první celočíselný počet kol/dvojkolí se reguluje na optimální maximální adhezi mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí a druhý celočíselný počet kol/dvojkolí se naproti tomu reguluje na zvýšený prokluz mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí, přičemž se měří rychlost/frekvence otáčení kol/dvojkolí, která se regulují na optimální maximální adhezi, a k této změřené rychlosti/frekvenci otáčení, která se použije jako referenční veličina, se přičte hodnota rychlosti/frekvence otáčení kol/dvojkolí, která odpovídá požadovanému zvýšenému prokluzu mezi kolem/dvojkolím vozidla a kolejnicí, přičemž na výslednou hodnotu součtu se provede regulace druhého celočíselného počtu kol/dvojkolí.
2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím,že regulace na optimální maximální adhezi mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí se cyklicky střídá s regulací na zvýšený prokluz mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že na optimální maximální adhezi mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí se regulují ve směru jízdy zadní kola/dvojkolí vozidla, a na zvýšený prokluz mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí se regulují ve směru jízdy přední kola/dvojkolí vozidla.
4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že regulace kol/dvojkolí na zvýšený prokluz se zapíná ručně.
5. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že regulace kol/dvojkolí na zvýšený prokluz se automaticky zapíná, když se předem stanoví požadovaná tažná síla na hodnotu > 95 % maximální tažné síly vozidla a/nebo když se regulací v důsledku nedostatečné adheze mezi kolem/dvojkolím a kolejnicí po předem stanovenou minimální dobu sníží tažná síla vozidla o alespoň 10 %.