DE2006349A1

DE2006349A1 - System for reducing wheel slip in locomotives

Info

Publication number: DE2006349A1
Application number: DE19702006349
Authority: DE
Inventors: Michael Leo George Harpenden Hertfordshire Hill (Großbritannien)
Original assignee: Hawker Siddeley Dynamics Ltd
Current assignee: Hawker Siddeley Dynamics Ltd
Priority date: 1969-02-07
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1970-09-03
Also published as: GB1299731A

Description

DR. KUEV-SUDOLF EIXENBERGDR. KUEV-SUDOLF EIXENBERG

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

3 HANNOVER · 8CHACKSTRASS E 1 ■ TELEFON (0511) 814068 ■ KABEL PATENTION HANNOVER3 HANNOVER · 8CHACKSTRASS E 1 ■ TELEPHONE (0511) 814068 ■ CABLE PATENTION HANNOVER

Hawker Siddeley Dynamics Ltd.Hawker Siddeley Dynamics Ltd.

Sys tesi zur Verminderung des Radschlupfes "bei lokomotivenSys tesi to reduce wheel slip "for locomotives

Die Erfindung betrifft ein System zur Verminderung des Radschlupfes bei Lokomotiven, insbesondere bei dieselnydraulisehen Lokomotiven.The invention relates to a system for reducing wheel slip in locomotives, in particular diesel hydraulics Locomotives.

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Dem Problem des Radschlupfes bei Lokomotiven wird schon seit langem größte Aufmerksamkeit geschenkt, und es sind die verschiedensten Lösungen bekannt geworden, um auf automatischem Wege einen Radschlupf zu verhindern. Bei einer dieser Lösungen für elektrische oder diesel-elektrische Lokomotiven wird der Radschlupf durch Vergleich der Ströme in oder der Spannungen über verschiedenen elektrischen Fahrmotoren die getrennte Radachsen antreiben, ermittelt. Diese Lösung ist jedoch nicht bei Diesel-hydraulischen Lokomotiven anwendbar. Desgleichen kann kein direkter Vergleich der Winkelgeschwindigkeiten verschiedener Räder durchgeführt werden, wenn die Lokonotivräder miteinander über eine Kardanwelle gekuppelt sind.The problem of wheel slip in locomotives is The greatest attention has been paid for a long time, and the most diverse solutions have become known to operate on automatic Ways to prevent wheel slip. With one of these Solutions for electric or diesel-electric locomotives will be the wheel slip by comparing the currents in or the Voltages across different electric traction motors that drive separate wheel axles are determined. This solution however, it is not applicable to diesel-hydraulic locomotives. Likewise, no direct comparison of the angular velocities can be made different wheels can be carried out if the Lokonotivräder are coupled to one another via a cardan shaft are.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, das allgemein anwendbar ist und insbesondere auch die Probleme löst, die bei Diesel-hydraulischen Lokomotiven zu überwinden sind.The invention is based on the object of creating a system which is generally applicable and in particular also solves the problems to be overcome in diesel-hydraulic locomotives.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Detektor zur Abfühlung der Winkelbeschleunigung bei einem Lokomotivrad sowie Impulserzeuger vorgesehen sind, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Rädbeschleunigung Impulse erzeugen, die einerseits nahezu augenblicklich die > Funktion einer Hauptsteuerung der Antriebsmaschine , vorzugsweise aie Treibstoffzufuhr, für eine kurze, eine vorbestimmte Höchstlänge nicht überschreitende Zeit unterbrechen undThis object is achieved according to the invention in that a detector for sensing the angular acceleration at a locomotive wheel and pulse generators are provided that when a predetermined value of the wheel acceleration is exceeded, impulses are generated which, on the one hand, almost instantaneously > Function of a main control of the prime mover, preferably aie fuel supply, for a short, a predetermined one Interrupt and not exceed the maximum length

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andererseits vor Beendigung dieser ühterbrechungszeit eine Geschwindigkeitsregelung der Maschine rückstellen.on the other hand, before the end of this interruption time, a Reset the speed control of the machine.

Das Schließen des Ventils für die Treibstoffzufuhr sorgt für eine augenblickliche Rückkehr aus dem Zustand des beginnenden Schlupfes in einem Ausmaß, das nur durch Rückstellung des Geschwindigkeitsreglers nicht erreichbar ist. Falls allerdings das Treibstoffventil länger als ein kleiner Sekundenbruchteil geschlossen bleibt, stoppt die lokomotive ab. Daher wird das Treibstoffventil nahezu unmittelbar, nachdem der Geschwindigkeitsregler zurückgestellt ist, wieder geöffnet, so daß die Laufgeschwindigkeit sich auf einen etwas kleineren Wert als zuvor einstellt. Sollte dann erneut ein beginnender Schlupf eintreten, wiederholt sich der Zyklus, und die Geschwindigkeit wird auf einen noch geringeren V.'ert zurückgestellt. Dies wiederholt sich so lange, bis schließlich kein Schlupf mehr auftritt.Closing the fuel supply valve provides an instant return from the state of incipient slip to an extent that can only be achieved by resetting of the cruise control cannot be reached. However, if the fuel valve is longer than a small one Remains closed for a fraction of a second, the locomotive stops away. Therefore, the fuel valve is almost instantaneously, after the cruise control is reset, reopened so that the running speed is down to a little set a smaller value than before. If the slip then begins again, the cycle repeats itself, and the speed is set back to an even lower V.'ert. This repeats itself until finally no more slippage occurs.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines' in derThe invention is described below with reference to a 'in

Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. I In der Zeichnung bedeuten:Drawing illustrated embodiment explained in more detail. I in the drawing mean:

Figur 1 ein Blockschaltbild einer AusFigure 1 is a block diagram of an Aus

führungsform der Erfindung undimplementation of the invention and

Figur 2 eine grafische Darstellung derFigure 2 is a graphical representation of

Arbe itsfunktion.Work function.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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EIn der Radgeschwindigkeit der Lokomotive proportionales Signal wird von einem Zahnrad 11 (Figur 1) abgeleitet, das von den Antriebsrädern der Lokomotive in Drehung versetzt wird, und mit einem stationären elektrischen Taster oder Sensor 12 zusammenarbeitet,um beispielsweise' auf elektromagnetischem Wege eine vorgegebene Zahl von elektrischen Ausgangsimpulsen pro Umdrehung des Zahnrades zu erzeugen. Der Ausgang des Abtasters liefert somit eine elektrische Impulsfrequenz, die proportional der Radgeschwindigkeit ist. Diese Frequenz wird bei 13 in eine Spannung umgesetzt, die ebenfalls der Radgeschwindigkeit proportional ist. Die Spannung wird dann einen Detektor 14 zugeführt, der die Spannung differenziert, so daß ein Signal gewonnen wird, das die Radbeschleunigung darstellt.A proportional to the wheel speed of the locomotive The signal is derived from a gear wheel 11 (Figure 1) which is set in rotation by the drive wheels of the locomotive, and cooperates with a stationary electrical button or sensor 12 to, for example, 'on electromagnetic Paths a predetermined number of electrical output pulses generated per revolution of the gear. The output of the scanner thus provides an electrical pulse frequency that is proportional to the wheel speed. This frequency is converted into a voltage at 13, which is also the Wheel speed is proportional. The voltage is then fed to a detector 14 which differentiates the voltage, so that a signal is obtained which represents the wheel acceleration.

Ein Verstärker 15 verstärkt dieses Beschleunigungssignal und führt es zwei Schwellwertschaltern 16 , 17 zu. Der Ausgang des Schalters 16 wird sowohl einem Auslöseeingang einer bistabilen Kippschaltung 18 als auch dem Auslöseeingang einer monostabilen Kippschaltung 19, die eine Verzögerung von 0,2 Sekunden besitzt, zugeführt;. Der Ausgang des Schalters 17 wird dem Rückkippeingang der bistabilen Kippschaltung 18 sowie einem Eingangder monostabilen Kippschaltung 19 für erzwungene Rückkippung zugeführt. Der Schwellwertpegel des Schalters 16 ist auf einen Werx festgelegt, der wesentlich höher als der Wert des Eingangsbeschleunigungssignals bei schlupffreiem Betrieb ist. Dieser Pegel wird mit anderenAn amplifier 15 amplifies this acceleration signal and feeds it to two threshold value switches 16, 17. The exit of the switch 16 is both a triggering input and a bistable Flip-flop 18 as well as the triggering input of a monostable flip-flop 19, which has a delay of 0.2 seconds, fed; The output of switch 17 becomes the flip-back input of the bistable flip-flop 18 and to an input of the forced-tilt monostable multivibrator 19. The threshold level of the Switch 16 is set to a value that is significantly higher than the value of the input acceleration signal is slip-free operation. This level will be with others

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Worten also nur erreicht, wenn Schlupfeintritt "beginnt. Der Schwellwertpegel des Schalters 17 liegt etwas unterhalt) des Wertes vom Eingangsbeschleunigungssignal "bei schlupffreiem Betrieb, und der Schalter wird nur ausgelöst, wenn das zugeführte Beschleunigungssignal über diesen Pegel ansteigt. Ein am Ausgang der Schaltung 19 abgegebener Impuls schließt das Ventil für die Brennstoffversorgung für die Maschine, so lange der Impuls vorhanden ist, und ein Impuls am Ausgang der Schaltung 18 stellt das Drosselventil für die Geschwindigkeitsregelung der Maschine zurück.Words only achieved when the slip "begins. The The threshold level of the switch 17 is somewhat less than the value of the input acceleration signal "when there is no slip Operation, and the switch will only trip if the applied acceleration signal rises above this level. A The pulse emitted at the output of the circuit 19 closes the valve for the fuel supply for the machine for as long the pulse is present, and a pulse at the output of circuit 18 sets the throttle valve for speed control the machine back.

Die Arbeitsweise ist in Figur 2 grafisch dargestellt. Die Kurve A stellt das Radgeschwindigkeitssignal und die Kurve '. das Radbeschleunigungssignal dar.. Bei normaler Beschleunigung der Lokomotive bleibt das Radbeschleunigungssignal auf weitgehend konstantem Pegel, und das Radgeschwindigkeixssignal erhöht sich allmählich. Wenn der Schlupfeinsatz beginnt, erhöht sich das Geschwindigkeitssignal scharf wie bei 20 dargestellt, und das Beschieunigungssignal läuft bei 21 zu einer Spitze hoch. Sobald das Beschleunigungssignal den Schwellwertpegel C des Schalters 16 übersteigt, liefert dieser Schalter am Ausgang einen Impuls, der die beiden Schaltungen 18 und 19 zum Kippen bringt.The mode of operation is shown graphically in FIG. Curve A represents the wheel speed signal and curve '. represents the wheel acceleration signal. During normal acceleration of the locomotive, the wheel acceleration signal remains at a largely constant level and the wheel speed signal increases gradually. As the slip begins, the speed signal increases sharply as shown at 20 and the acceleration signal ramps up to a peak at 21. As soon as the acceleration signal exceeds the threshold value level C of the switch 16, this switch delivers a pulse at the output which causes the two circuits 18 and 19 to tilt.

Die Kurven D und Ξ stellen die Ausgänge der Schaltungen 18 und 19 dar. Das Auftreten des Impulses 22 im Ausgang der Schaltung 19 schließt das Brennstoffzuführungsventil derThe curves D and Ξ represent the outputs of the circuits 18 and 19. The appearance of the pulse 22 in the output of the Circuit 19 closes the fuel supply valve

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Maschine und das gleichzeitige Auftreten des Impulses 23 am Ausgang der Schaltung 18 stellt das Ventil für die Geschwindigkeitsregelung der Maschine zurück. Durch das Schließen des Brennstoffventils fällt die Maschinenleistung aus, und die Radbeschleun-igung geht auf Null zurück. Da die durch den Schlupf hervorgerufene Übergeschwindigkeit des Rades entlang der Linie 24 von Kurve A absinkt, wird die Radbeschleunigung negativ, d.h. es tritt eine Verzögerung ein, wie in Kurvä 3 bei 25 dargestellt ist. Die Radgeschwindigkeit fällt so lange, bis am Punkt 26 die Haftung mit der Schiene wieder hergestellt ist. Bei Annäherung an diesen Punkt nimmt der Betrag der negativen Radbeschleunigung ab, die Kurve 25 durchläuft ein Minimum und steigt dann bei 27 wieder zu ihrem normalen Wert an. Bei diesem Anstieg durchläuft das Beschleunigungssignal des Schwellwertpegel P des Schalters 17, und dieser Schalter erzeugt einen Ausgangsimpuls der die bistabile Schaltung 18 zurückkippt, so daß der Impuls 23 verschwindet.Machine and the simultaneous occurrence of the pulse 23 at the output of the circuit 18 resets the valve for the speed control of the machine. When the fuel valve is closed, the engine power is lost and the wheel acceleration goes back to zero. Since the overspeed of the wheel caused by the slip drops along the line 24 of curve A, the wheel acceleration becomes negative, ie a deceleration occurs, as shown in curve 3 at 25. The wheel speed falls until at point 26 the grip with the rail is restored. As this point is approached, the amount of negative wheel acceleration decreases, curve 25 passes through a minimum and then increases again at 27 to its normal value. With this rise, the acceleration signal passes through the threshold level P of the switch 17, and this switch generates an output pulse which tilts the bistable circuit 18 back, so that the pulse 23 disappears.

Da die monostabile Kippschaltung 19 eine Verzögerung von 0,2 Sekunden besitzt, verschwindet der Impuls 22 automatisch nach 0,2 Sekunden, falls die Dauer des Impulses 23 größer ist. Das Hauptbrennstoffventil kann daher nicht langer als diese kurze Periode geschlossen bleiben. Figur 2 zeigt den Pail, in dem die durch den Impuls 23 bestimmte Rückkehrzeit langer als 0,2 Sekunden ist. Palis der Impuls 23 jedoch kürzer_y als 0,2 Sekunden ist,verursacht der Ausgang des Schalters 17 ein erzwungenes Rückkippen der monostabilen Kippschaltung und die beiden Impulse 22 und 23 enden zur gleichen Zeit.Since the monostable multivibrator 19 has a delay of 0.2 seconds, the pulse 22 automatically disappears after 0.2 seconds if the duration of the pulse 23 is greater. The main fuel valve therefore cannot remain closed for longer than this short period. FIG. 2 shows the pail in which the return time determined by the pulse 23 is longer than 0.2 seconds. If the pulse 23 is shorter _y than 0.2 seconds, however, the output of the switch 17 causes the monostable multivibrator to be forced back and the two pulses 22 and 23 end at the same time.

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Die Rückstellung des Geschwindigkeitsregelventils durch den Impulse 23 hat zur Folge, daß die !«laschinengeschwindigkeit sich auf einen etwas geringeren Pegel einstellt, bei der ein erneutes Auftreten von Schlupf weniger wahrscheinlich ist. Falls a"ber trotzdem wieder ein Schlupf einsetzen seilte, wiederholt sich der Zyklus und es tritt eine weitere Rückstellung der Geschwindigkeit ein, bis schließlich jegliche Schlupfneigung beseitigt ist. The resetting of the speed control valve by the pulse 23 has the consequence that the machine speed adjusts to a somewhat lower level at which a recurrence of slip is less likely. If, however, a slip set in again, the cycle is repeated and the speed is further reset until finally any tendency to slip has been eliminated.

-Patentansprüche--Patent claims-

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Claims

Pa t θ η tan β ρ r! Lohe

J System for reducing wheel slip in locomotives, in particular in diesel-hydraulic locomotives, characterized in that a detector for sensing the angular acceleration of a locomotive wheel and pulse generators are provided which, when a predetermined value of the wheel acceleration is exceeded, generate pulses which, on the one hand, almost instantaneously Interrupt puncture of a main control of the drive machine, preferably the fuel supply, for a short time not exceeding a predetermined maximum length and, on the other hand, reset a speed control of the li machine before the end of this interruption time.

2. System according to claim 1, characterized in that scanning means (11, 12) are provided for generating a pulse train with a frequency proportional to the wheel angular velocity

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are that the sampling means are followed by differentiating means (14-) which generate a signal (B) proportional to the wheel angular acceleration from the pulse train, and that the acceleration proportional signal (B) is fed to two output channels, of which one when exceeded predetermined threshold value (C) of the acceleration signal of the a first output signal (22) for interrupting the puncture the main control of the prime mover and the other a second output signal (23) for resetting the speed control supplies.

3. System according to claim 2, characterized in that a monostable multivibrator (19) is provided for generating the first output signal (22) in the one output signal, which flips back automatically after a short period.

4. System according to claim 2 or 3, characterized in that the generation of the second output signal (23) takes place by triggering a bistable multivibrator (18) in the other output channel and a signal is used to tilt back the bistable multivibrator, which is fed to it when the Winkelbebe acceleration signal rises above a threshold value (F) which is below the acceleration signal level in slip-free operation.

5. System according to claim 3 or 4, characterized in that

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the tilt back signal is also fed to the monostable multivibrator (19) in order to effect a forced tilt back, provided that the monostable multivibrator has not yet automatically tilted back.

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