限制施撒到铁轨上的沙子的方法和系统技术方案

一种在将沙子施撒到铁轨的铁路机车施沙系统中限制沙子使用的方法和计算机程序产品，该施沙系统包括向铁轨引导沙流的多个沙子施撒器。该方法和计算机程序产品可包括自动控制沙流以限制在如下情况中施撒沙子的步骤，即施撒沙子到铁轨将使至少一个铁路机车车轮在铁轨上的粘着力有效增加预定的增加量。多个沙子施撒器的每个的操作可被独立控制，以选择性地操作那些其操作将导致机车车轮在铁轨上的粘着力的至少预定的增加量的沙子施撒器，而不操作其它施撒器，以限制施撒到轨道的沙子的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】限制施撒到铁轨上的沙子的方法和系统 相关申请的交叉引用本申请要求以下申请的优先权并且是它们的部分继续申请2003年6 月26日申请的美国专利申请10/606,722和2003年6月26日申请的美国专 利申请10/606,723,上述申请合并于此以作参考。
该申请一般涉及一种铁路摩擦增强系统且更具体地涉及用于自动限制 施撒在铁轨上用于增强机车车轮与铁轨间粘着力的沙子的量的方法和系统。
技术介绍
机车和运输车辆以及其它大型牵引车辆通常通过与车辆的一个或多个 轴具有驱动关系的电牵引马达来提供动力。机车和运输车辆通常每个具有至 少四个轴轮组，各轴轮组经由合适的传动装置连接到单独的电马达的轴，该 马达通常称为牵引马达。在运行的电动回转模式中，牵引马达从可控制的电 源供给电流且施加转矩于车轮，车轮施加切向力或牵引力在车辆行进的表面 上(如铁路的平行钢轨)，由此在所需的方向沿正确道路推动车辆。如果车辆的各动力轮以这样的角速度旋转，即实际圓周速度(电动回转)稍微高于真实车辆速度(即车辆行进的线速度，通常是指"地速"或"轨道 速度")，获得最大牵引或制动力。牵引轮速度和行进速度之间的差异称为"蠕 滑"或"蠕滑速度"。存在实现峰值牵引力的蠕滑变量值。通常称为理想蠕 滑点的这个值是依赖于行进速度和轨道状况的变量。只要没有超过允许的蠕 滑，这种受控的车轮的滑动是正常的且该车辆将在稳定的^t滑或蠕滑才莫式下 运行。如果轮-轨的粘着力降低或消失， 一些或全部牵引轮可能会过度地打 滑，即实际蠕滑速度可能大于最大蠕滑速度。特征为在一个或多个旋转轴轮 组的电动回转模式的这样一种明显的车轮打滑的状况可导致加速车轮磨损、 轨道损坏、推进系统的驱动组件的较高机械应力和不想有的牵引力减少。 峰值牵引力限制机车的推进/制动能力。该峰值牵引力是各种参数的函数，如每轴机车重量、轮轨材料和几何形状，以及例如雪、水、油、昆虫和 铁锈等的污染。轮/轨界面的污染减小了可能的最大粘着力，即使处于理想滑 移点。用于重型牵引的机车通常必须产生高的牵引力。各轮和铁轨表面间良好 的粘着力有助于机车的有效运行。产生高牵引力的能力依赖于车轮和轨道之 间可能或潜在的粘着力。许多如弄湿或被雪或冰覆盖的轨道状况需要摩擦增 强剂如沙子来改善或增强车轮对轨道的粘着力。因此，机车通常在其两端具 有沙箱和喷嘴以将沙子分布在机车转向架两侧的轨道上。机车可通过将沙流从沙箱引入铁轨表面以加强其车轮和铁轨之间的粘 着力。该沙流的启动可响应于如遇到一个或多个轮轴打滑的一个或多个条 件。当遭遇这样的情形时，典型的布沙系统在机车向前移动时通过分别位于 两机车转向架的前部的两个施撒器启动沙流。每次在机车控制器发出施沙指令时，沙子通过四个施撒器以固定的速度布撒。沙子典通常撒布一段固定的 时间，其经常导致过多的沙子被施撒，超过机车车轮和铁轨之间的最大粘着 力的需要。超过必需的过多的沙子的施撒是浪费且可能会导致沙子散布到不希望 的区域。例如，根据遇到的情况自动或手动施撒沙子的典型系统可能导致沙 子进入例如开关、导轨电路或排水管，这会损害装备或导致故障。
技术实现思路
因此，需要改进的自动控制由铁路机车向铁轨施沙的改进系统和方法。 为了限制用于增加车轮和铁轨表面之间粘着力的沙子的量，这类系统和方法 监控和评价各种因素和参数。施加在铁轨上的沙子的量可以通过监控机车的 运行参数并基于这些运行参数中断或减小沙流来得以限制。附图说明图1是说明具有用于撒沙的施沙系统的机车的示意图。图2是图1的施沙系统的示意图。图3示出各种轨道条件和摩擦改良剂的示例性的粘着力对蠕滑曲线。 图4示出湿轨道条件下有或没有沙子施撒在轴的前部的示例性的摩擦力 /粘着力曲线。 图5是说明8节流阀调定的以磅为单位的牵引力相对于列车速度示例性的曲线图。图6是本专利技术的沙子限制系统的示意图。图7是说明在第一列车结构中摩擦改良剂的施撒位置的结构第一示意图。图8是说明在第二列车结构中摩擦改良剂的施撒位置的结构第二示意图。图9是说明在第三列车结构中摩擦改良剂的施撒位置的结构第三示意图。图10是说明在第四列车结构中摩擦改良剂的施撒位置的结构第四示意图。图11是才艮据本专利技术的一个实施例的管理和控制对轨道的摩擦增强剂的 施撒的示例性流程图。图12是根据本专利技术的一个实施例的管理和控制对轨道的摩擦降低剂的 施撒的示例性流程图。本专利技术的详细说明图1说明了设置有用于限制沙子施撒到铁轨的示例性施沙系统的机车 122。沙子可储存在前沙箱118或后沙箱120。该说明的实施例包括8个沙子 施撒器或喷嘴102-106。机车122具有两个转向架124、 126。前转向架124 可包括一个在左前部的沙嘴102、 一个在右前部的沙嘴104、 一个在左后部 的沙嘴106和一个在右后部的沙嘴108。后转向架126可包括一个在左前部 的沙嘴110、 一个在右前部的沙嘴112、 一个在左后部的沙嘴114、 一个在右 后部的沙嘴116。备选实施例可包括多于或少于8个i兌明的喷嘴102-116，包 括位于列车组的其它机车车的喷嘴。图2说明了图1的示例性施沙系统200的示意图。该示例性系统200可 包括前沙箱204和后沙箱206，用来分别给喷嘴102-116供应沙子。压缩空 气贮存器202可供应压缩空气到空气阀208、 210。 一对电控沙阀212、 214 可"i殳置用于前转向架124，且类似的阀216、 218可设置用于后转向架126。 阀212 、 214可控制分别流过喷嘴102-108的沙子，阀216 、 218可控制分别 流过喷嘴110-116的沙子。机车控制系统220可被设置用来控制空气贮存器 202、空气阀208、 210和沙阀212 - 218来限制沙子撒布到铁轨。图3说明了通过铁轨的机车的典型的粘着力蠕滑曲线300。如所示，曲 线302描述了干沙的单位粘着力水平对每单位蠕滑。在单位蠕滑水平小于0.3 时，干沙子提供了对于单位蠕滑的各个水平最高的粘着力水平。对于小于约 0.05的单位蠕滑水平，如曲线304描述的湿沙提供了高于曲线306所示的干 铁轨的粘着力。然而，当每单位蠕滑水平大于约0.05时，湿沙曲线304具有 小于干铁轨曲线306的粘着力。对于需要较低粘着力的情形，如连接的火车 车厢或成一列的机车的情况，曲线308描述的油对于小于0.1的单位蠕滑提 供了最小量的粘着力。曲线310说明了水的粘着力特征，其还提供了相比较 干铁轨(曲线306 )单位蠕滑的降低的摩擦。从曲线图300中，可能希望以 如下方式控制机车车轮或火车车厢和铁轨之间的摩擦，即增强机车的牵引力 同时降低连接到机车的火车车厢的摩擦力。图4中的曲线图400说明了当沙子被应用于湿铁轨时(曲线402)和当 沙子被从铁轨去除时(曲线404)湿铁轨上的车轮的作用点的两个变化。例 如，如果沙子在水曲线310上的点406被施加在湿铁轨，曲线402显示蠕滑 降低到湿沙曲线304上的点408。类似地，如果作用在湿沙曲线304上的点 408,除去沙子将使蠕滑从曲线310上的点408移动到点406，由此显示了蠕 滑的明显增加。图4还说明了理想的粘着力控制系统性能-蠕滑被控制以得 到最大牵引力(假设操作者要求超过轨道条件可提供的更多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种限制铁路机车施沙系统沙子的使用的方法，所述铁路机车施沙系统将沙子施撒到铁轨上以加强铁路机车的车轮在具有一对铁轨的轨道上的粘着力，所述施沙系统对于每个铁轨包括多个沙子施撒器，用于向所述铁轨引导沙流，并且所述机车具有装有支撑和沿轨道推动该机车的车轮的两个转向架，所述方法包括：自动控制被所述机车施沙系统施撒到所述铁轨的沙流，以将沙子的施撒限制为这样的情况：其中，施撒沙子到所述铁轨将有效地以预定的增加量增加所述铁路机车车轮中的至少一个车轮在所述铁轨上的粘着力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿吉思K库玛，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]