一种机车撒砂控制结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机车撒砂控制结构，属于铁路机车技术领域。其包括撒砂开关、砂箱、撒砂阀、压缩空气管路，以及撒砂管，压缩空气管路上设有第一撒砂电空阀；还包括直流变换器、控制模块、撒砂继电器、风压传感器、车速信号接口以及第二撒砂电空阀，撒砂开关、风压传感器、车速信号接口以及继电器均与控制模块连接。本实用新型专利技术结构简单，设计巧妙，易于实施，有利于提升现有机车撒砂系统的自动化水平，进而提高机车运行的稳定性和安全性。同时，本实用新型专利技术可以通过对现有机车进行改造升级的方式来实现，具有极强的应用前景和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种机车撒砂控制结构
本技术涉及一种机车撒砂控制结构，属于铁路机车

技术介绍
机车牵引时，动轮作用力如果大于粘着力，车轮就会在钢轨上产生空转，使机车牵引力急剧下降甚至消失，严重者导致牵引电机故障。机车轮与钢轨间的粘着力受到多种因素的影响。机车在牵引列车起步、加速、闯坡运行等需要增加牵引力的情况下，尤其是运行在霜、雪、冰、水、油垢、轮对踏面失圆、钢轨损伤、发生轴重转移等状况下时，车轮与钢轨之间容易出现空转、打滑，发生空转轮轴的牵引力急剧下降，进而影响整个机车牵引力的发挥。此时，通过在钢轨表面上均匀地撒砂，可以提高机车的粘着力，消除车轮的空转，充分发挥机车的牵引力。目前，电力、内燃机车的撒砂装置主要由砂箱、撒砂阀、撒砂管、压缩空气管路、撒砂电空阀等部件组成。砂箱的作用是存储合格的砂子；撒砂阀是机车撒砂装置的关键部件，作用是在需要撒砂时利用机车本身提供的压缩空气将砂箱中的砂子吹浮并均匀地喷撒出来；撒砂管的作用是将撒砂阀喷撒出的扬砂导向机车车轮与钢轨之间；压缩空气管路作用是将机车总风缸输出的压缩空气供给撒砂阀使用；撒砂电空阀的作用是接通或关断通向撒砂阀的压缩空气，撒砂电空阀的接通或关断则是受司机(手动控制)或机车上有关电器(自动控制)的控制。上述的撒砂控制方式比较单一。即需要撒砂时，司机按下撒砂按钮，控制撒砂电空阀得电、吸合，打开通往车下的压缩空气气路，撒砂阀在压力作用下吹出砂子。但是，机车的状态随时发生变化，单一方式控制撒砂过程存在着弊端。运用实践中，司机要根据列车的运行速度手动控制撒砂量，目的是要在车轮与钢轨之间均匀地覆盖一层薄砂，这是比较理想的状态。但在实际的操作过程中，即使是经验丰富的高水平司机也很难达到这样的理想撒砂结果。撒砂不合理产生的结果是：撒砂量过小，则无法提供足够的摩擦力；撒砂量过大，也不能有效地解决车轮的空转，反而还会增加额外的阻力，带来许多不利后果。此外，实施紧急制动机车临近停车时，撒砂量过大还增加了再次启车时的阻力。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提出一种机车撒砂控制结构，其在现有技术的基础上增加了自动控制结构，有助于实现机车撒砂的自动控制，能够提高撒砂量的准确性，保障机车的正常运行。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种机车撒砂控制结构，包括撒砂开关、砂箱、设于砂箱上的撒砂阀、与撒砂阀进口连接的压缩空气管路，以及从撒砂阀出口引出的撒砂管，所述压缩空气管路上设有受所述撒砂开关控制的第一撒砂电空阀；还包括直流变换器、控制模块、撒砂继电器、风压传感器、车速信号接口以及设于所述压缩空气管路上的第二撒砂电空阀，所述风压传感器设于所述第二撒砂电空阀的气路上游，所述直流变换器为所述控制模块和第二撒砂电空阀供电，所述撒砂继电器用于控制第二撒砂电空阀供电电路的通断，所述第二撒砂电空阀处于常开状态，所述撒砂开关、风压传感器、车速信号接口以及撒砂继电器均与所述控制模块连接。可选的，所述车速信号接口与所述控制模块之间，以及所述撒砂踏板与所述控制模块之间均设有光电隔离电路。可选的，还包括设于所述撒砂开关与控制模块之间的切除开关。可选的，所述直流变换器的输入电压为110伏，输出电压为24伏，所述控制模块上设有用于将24伏电压转换为5伏电压的电源电路。可选的，还包括与所述控制模块连接的人机交互界面。可选的，所述第二撒砂电空阀位于所述第一撒砂电空阀的气路下游，所述风压传感器与所述第二撒砂电空阀相邻。可选的，所述撒砂开关为撒砂踏板或撒砂按钮。从上面的叙述可以看出，本技术技术方案的有益效果在于：1、本技术不改变机车原有的撒砂控制方式，而是在原有撒砂控制结构的基础上增加了自动控制结构，自动控制结构与原有的撒砂控制结构呈串联关系。这样，既有利于对现有机车进行改造升级，又可以保留机车的原有撒砂功能。尤其是在自动控制系统出现故障时，由于两者呈串联关系且第二撒砂电空阀处于常开状态，因此原有的撒砂控制系统还可以正常使用。2、本专利的专利技术人通过研究发现，理想情况下，撒砂量应与机车速度成一定的比例关系，速度慢时，撒砂量小，速度快时，撒砂量大。同时，专利技术人通过理论研究和大量的模拟实验发现，在风压一定的情况下，机车电空阀的开启时间与撒砂量基本成正比关系，此外，风压的大小对撒砂量也有一定的影响，通过大量实验可拟合出风压与撒砂量的曲线关系。因此，只要采集机车的车速以及撒砂的风压这两个参数，即可通过控制第二电空阀开启时间的方式来控制机车的撒砂量。由此，专利技术人设计出本技术的具体结构。通过在控制模块中编制适当的程序，即可实现撒砂量的自动控制。3、本技术进一步地在控制模块的外围设置了光电隔离电路，光电隔离电路可以对机车原有的电路起到隔离保护的作用，保障机车原有的电气系统不受影响。此外，本技术还可以在撒砂信号和控制模块之间设置切除开关。这样，通过断开开关的方式，可以隔断撒砂信号，将本技术中相对于现有技术的附加部分完全切除，从而恢复机车原有的撒砂控制结构。总之，本技术结构简单，设计巧妙，易于实施，有利于提升现有机车撒砂系统的自动化水平，进而提高机车运行的稳定性和安全性。同时，本技术可以通过对现有机车进行改造升级的方式来实现，具有极强的应用前景和经济效益。附图说明为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图。图1为本技术实施例中机车撒砂控制结构的一种结构框图；图2为本技术实施例中机车撒砂控制结构的一种使用状态结构框图；图3～7是本技术实施例中的若干电路结构示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做进一步的说明。如图1所示，一种机车撒砂控制结构，包括撒砂开关、砂箱、设于砂箱上的撒砂阀、与撒砂阀进口连接的压缩空气管路，以及从撒砂阀出口引出的撒砂管，所述压缩空气管路上设有受所述撒砂开关控制的第一撒砂电空阀；还包括DC-DC直流变换器、控制模块、撒砂继电器、风压传感器、车速信号接口以及设于所述压缩空气管路上的第二撒砂电空阀，所述风压传感器设于所述第二撒砂电空阀的气路上游，所述直流变换器为所述控制模块和第二撒砂电空阀供电，所述撒砂继电器用于控制第二撒砂电空阀供电电路的通断，所述第二撒砂电空阀处于常开状态，所述撒砂开关、风压传感器、车速信号接口以及撒砂继电器均与所述控制模块连接。其中，控制模块可以采用ARM单片机作为主体部分，压缩空气管路与机车的总风缸连接，撒砂开关可以为撒砂踏板或撒砂按钮，DC-DC直流变换器与机车电源连接，用于将机车110V电源转换为24V电源。具体来说，控制模块的控制核心可以选择主流的Cortex-M3处理器，该处理器拥有72M主频，20KRAM，64KROM，内置看门狗不会发生死机的问题。该处理器内置多个定时器，可准确地计算速度采样线脉冲，计算车速。12位的ADC，用与检测风压，检测速度快。内置的64KRAM，满足实时数据的存储。通过编写存储轮询程序，数据存储可以达到千万次。图5所示为第二撒砂电空阀的控制电路，其由三极管和继电器实现，单片机输出高低电平控制三极管Q4的通断，从而控制继电器JDQ1的开关，继电器再控制电空阀的开关。图6所示为控制模块中的撒砂信号检测电路，撒沙信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机车撒砂控制结构，包括撒砂开关、砂箱、设于砂箱上的撒砂阀、与撒砂阀进口连接的压缩空气管路，以及从撒砂阀出口引出的撒砂管，所述压缩空气管路上设有受所述撒砂开关控制的第一撒砂电空阀；其特征在于：还包括直流变换器、控制模块、撒砂继电器、风压传感器、车速信号接口以及设于所述压缩空气管路上的第二撒砂电空阀，所述风压传感器设于所述第二撒砂电空阀的气路上游，所述直流变换器为所述控制模块和第二撒砂电空阀供电，所述撒砂继电器用于控制第二撒砂电空阀供电电路的通断，所述第二撒砂电空阀处于常开状态，所述撒砂开关、风压传感器、车速信号接口以及撒砂继电器均与所述控制模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种机车撒砂控制结构，包括撒砂开关、砂箱、设于砂箱上的撒砂阀、与撒砂阀进口连接的压缩空气管路，以及从撒砂阀出口引出的撒砂管，所述压缩空气管路上设有受所述撒砂开关控制的第一撒砂电空阀；其特征在于：还包括直流变换器、控制模块、撒砂继电器、风压传感器、车速信号接口以及设于所述压缩空气管路上的第二撒砂电空阀，所述风压传感器设于所述第二撒砂电空阀的气路上游，所述直流变换器为所述控制模块和第二撒砂电空阀供电，所述撒砂继电器用于控制第二撒砂电空阀供电电路的通断，所述第二撒砂电空阀处于常开状态，所述撒砂开关、风压传感器、车速信号接口以及撒砂继电器均与所述控制模块连接。2.根据权利要求1所述的一种机车撒砂控制结构，其特征在于：所述车速信号接口与所述控制模块之间，以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛同府，张晓飞，杜磊，
申请(专利权)人：河北高达电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13