一种轮缘润滑控制方法、控制系统及控制器技术方案

本发明专利技术提供了一种轮缘润滑控制方法、控制系统及控制器。轮缘润滑控制方法包括：机车车辆进入运行状态后，使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑；使用大间隔基础润滑方式过程中，当振动能量大于能量阈值，暂停大间隔基础润滑方式使用基于振动能量检测控制的润滑方式：1)立即执行喷脂；2)喷脂结束后进行时间或距离累积直到达到额定值，确定累积过程中振动能量值超过能量阈值的次数占能量检测总次数的百分比；3)当百分比小于额定百分比时，停止该方式下的轮缘润滑，继续大间隔基础润滑方式；反之，根据百分比确定执行喷脂的时机，并根据确定的喷脂时机执行喷脂，喷脂结束后重新开始进行时间或距离累积并循环执行步骤2)

【技术实现步骤摘要】
一种轮缘润滑控制方法、控制系统及控制器


[0001]本专利技术属于机车车辆
，涉及种轮缘润滑控制方法、控制系统及控制器。

技术介绍

[0002]当机车车辆在轨道上运行时，车轮不可避免地会与钢轨产生摩擦损耗，尤其是轮缘与钢轨的磨耗更显突出。当前铁路建设正朝着高速和重载方向发展，随之而来的轮缘与钢轨磨耗问题越来越严重，使得机车运用效率下降，维护成本增加，其解决与否直接影响铁路的快速发展。
[0003]轮缘润滑装置将润滑剂喷射到车轮轮缘上，可有效降低轮缘与钢轨的磨耗，延长车轮与钢轨的使用寿命，提高机车车辆运行品质，其控制器及控制方法是核心技术之一。
[0004]现有轮缘润滑系统的控制方法包括以下五种：一、定时喷脂，以相同的时间间隔执行喷脂指令；二、定距喷脂，通过将机车速度方波信号引入控制器，设定固定的距离值执行喷脂指令，如目前市场占有率较高的HB
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1和HB
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2型轮缘润滑系统；三、识别曲线的轮缘润滑系统，通过机车监控系统信息共享平台(TAX2箱)提前获得前进方向的曲线，能够做到进曲线前提前喷脂进入曲线后加量喷脂功能，如HB
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3型轮缘润滑系统；四、当机车进入曲线运行时，利用传感器感知离心力执行曲线加量喷脂；五、专利技术专利《一种轮缘润滑装置智能控制系统及其控制方法》(专利号为：ZL201110065403.0)公开的控制方法，具体包括以下步骤：步骤1)：检测机车轴向加速度的频率与振幅，并将该频率和振幅分别与预定的轴向频率阈值和轴向振幅阈值比较；步骤2)：根据步骤1)的比较结果，确定机车所处的运行工况并确定相应的轴向冲击或轮缘摩擦功的功阈值；步骤3)：在单位时间内检测机车轴向冲击或轮缘摩擦功并进行叠加，得到一个值，比较该值与步骤2)所确定的功阈值；步骤4)：如果步骤3)所得到的值大于或等于所述功阈值，则确定供给润滑剂，否则不供给润滑剂。该智能控制系统可以通过内置传感器采集机车实时数据，根据运行数据波形和频谱分析作为润滑剂供给的依据。
[0005]现有轮缘润滑系统的控制方法的不足之处：第一和第二种控制方法，即“定时”与“定距”喷脂模式是假定机车在行驶过程中轮缘与钢轨发生均匀磨耗，但实际上，机车轮缘在曲线上的磨耗远远高于直道上运行，这就造成了润滑脂有时过剩有时不够用的现象。第三种控制方法，即识别曲线的轮缘润滑系统能够实现在直道上以较长时间喷脂，进入曲线后加量喷脂的功能，但功能限定单一，不论曲线曲线半径多大都执行相同的喷脂指令，且线路数据更新工作量大，设备维护成本高。第四种控制方法是利用离心力作为依据判断机车进入曲线区间，只适用于当机车速度与线路超高不匹配的情况，对于运行中频繁出现的轮缘与钢轨剧烈磨耗情况没有办法作出判断。第五种控制方法先进，但其描述的各种阈值参数种类繁多，且不易准确获取，导致控制喷脂量有时过剩有时不够，润滑效果大打折扣。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种能够有效实现在需要时喷射润滑脂且磨耗严重时能
够多喷射润滑脂、而不需要时停止喷射润滑脂的轮缘润滑控制方法、控制系统及控制器。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种轮缘润滑控制方法，该方法包括：
[0008]获取机车车辆运行信号；检测振动能量；
[0009]机车车辆进入运行状态后，使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制；其中，所述大间隔基础润滑为定时喷脂或定距喷脂；
[0010]在使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制过程中，当检测到振动能量大于能量阈值，暂停使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制，开始使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制；其中，使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制包括：
[0011]1)立即执行喷脂；2)喷脂结束后开始进行振动能量检测的时间或距离累积直到达到振动能量检测时间或距离的额定值，并确定在此次振动能量检测的时间或距离的累积过程中振动能量值超过能量阈值的次数占能量检测总次数的百分比；3)当所述百分比小于额定百分比时，停止使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制，继续使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制；当所述百分比不小于额定百分比时，根据所述百分比的数值确定执行喷脂的时机(即继续累积多长时间或距离才执行喷脂)，并根据确定的喷脂时机执行喷脂，喷脂结束后重新开始进行振动能量检测的时间或距离累积(即将累积的振动能量检测的时间或距离初始化后再次开始进行振动能量检测的时间或距离累积)并循环执行步骤2)
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步骤3)。
[0012]该轮缘润滑控制方法是一种将大间隔基础润滑(定时喷脂或定距喷脂)与基于振动能量检测控制的润滑相结合的轮缘润滑控制方法。
[0013]在上述轮缘润滑控制方法中，优选地，使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制包括：
[0014]进行大间隔基础润滑的时间或距离累积直到达到大间隔基础润滑时间或距离的额定值，执行喷脂并重新开始进行大间隔基础润滑的时间或距离累积(即将累积的大间隔基础润滑的时间或距离初始化后再次进行大间隔基础润滑的时间或距离累积)；
[0015]在一具体实施方式中，使用定时喷脂方式进行轮缘润滑控制包括：进行大间隔基础润滑的时间累积直到达到大间隔基础润滑时间的额定值，执行喷脂并重新开始进行大间隔基础润滑的时间累积；
[0016]在一具体实施方式中，使用定距喷脂方式进行轮缘润滑控制包括：进行大间隔基础润滑的距离累积直到达到大间隔基础润滑距离的额定值，执行喷脂并重新开始进行大间隔基础润滑的距离累积；
[0017]其中，大间隔基础润滑时间的额定值可以根据实际情况、经验、模拟实验等自行进行设定；在一具体实施方式中，所述大间隔基础润滑时间的额定值为130s；
[0018]其中，大间隔基础润滑距离的额定值可以根据实际情况、经验、模拟实验等自行进行设定；在一具体实施方式中，所述大间隔基础润滑距离的额定值为1800m。
[0019]在上述轮缘润滑控制方法中，优选地，所述获取机车车辆运行信号包括：获取机车车辆提供的机车启动信号或速度方波信号；所述启动信号为机车车辆速度大于额定速度(例如5km/h)信号，所述速度方波信号为每周(机车车辆轮子转动一周)额定个数的方波信号(例如每周为200个占空比为50％的方波信号)；
[0020]更优选地，当能够成功获取机车车辆提供的机车启动信号或速度方波信号时，认为机车车辆处于运行状态；
[0021]更优选地，当获取机车车辆提供的机车启动信号时，所述大间隔基础润滑方式选用定时喷脂方式，所述基于振动能量检测控制的润滑方式基于进行振动能量检测的时间累积进行；进一步优选地，大间隔基础润滑方式中大间隔基础润滑的时间积累利用机车启动信号进行确定；
[0022]更优选地，当获取机车车辆提供的速度方波信号时，所述大间隔基础润滑方式选用定时喷脂方式或定距喷脂方式，所述基于振动能量检测控制的润滑方式基于的时间或累积振动能量检测的距离进行；进一步优选地，大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮缘润滑控制方法，该方法包括：获取机车车辆运行信号；检测振动能量；机车车辆进入运行状态后，使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制；其中，所述大间隔基础润滑为定时喷脂或定距喷脂；在使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制过程中，当检测到振动能量大于能量阈值，暂停使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制，开始使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制；其中，使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制包括：1)立即执行喷脂；2)喷脂结束后开始进行振动能量检测的时间或距离累积直到达到振动能量检测时间或距离的额定值，并确定在此次振动能量检测的时间或距离的累积过程中振动能量值超过能量阈值的次数占能量检测总次数的百分比；3)当所述百分比小于额定百分比时，停止使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制，继续使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制；当所述百分比不小于额定百分比时，根据所述百分比的数值确定执行喷脂的时机，并根据确定的喷脂时机执行喷脂，喷脂结束后重新开始进行振动能量检测的时间或距离累积并循环执行步骤2)
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步骤3)。2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制包括：进行大间隔基础润滑的时间或距离累积直到达到大间隔基础润滑时间或距离的额定值，执行喷脂并重新开始进行大间隔基础润滑的时间或距离累积。3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述暂停使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制，使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制的过程中，暂停进行大间隔基础润滑的时间或距离累积但不将已累积的时间或距离归零，待停止使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制，继续使用大间隔基础润滑方式进行轮缘润滑控制时，继续进行大间隔基础润滑的时间或距离累积。4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述获取机车车辆运行信号包括：获取机车车辆提供的机车启动信号或速度方波信号；所述启动信号为机车车辆速度大于额定速度信号，所述速度方波信号为每周额定个数的方波信号；优选地，当能够成功获取机车车辆提供的机车启动信号或速度方波信号时，判定机车车辆处于运行状态；优选地，当获取机车车辆提供的机车启动信号时，所述大间隔基础润滑方式选用定时喷脂方式，所述基于振动能量检测控制的润滑方式基于累积振动能量检测的时间进行；更优选地，大间隔基础润滑方式中大间隔基础润滑的时间积累利用机车启动信号进行确定；优选地，当获取机车车辆提供的速度方波信号时，所述大间隔基础润滑方式选用定时喷脂方式或定距喷脂方式，所述基于振动能量检测控制的润滑方式基于累积振动能量检测的时间或累积振动能量检测的距离进行；更优选地，大间隔基础润滑方式中大间隔基础润滑的时间或距离积累利用机车启动信号进行确定。5.根据权利要求1
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4任一项所述的控制方法，其中，所述检测振动能量包括：利用加速度传感器获取垂直于机车车辆运行方向的横向加速度值；基于所述横向加速度值，确定振动能量；
优选地，轮缘润滑控制方法中的振动能量检测的时间累积利用加速度传感器获取的横向加速度值的个数结合加速度传感器获取横向加速度值的频率进行确定；优选地，轮缘润滑控制方法中的振动能量检测的距离累积利用加速度传感器获取的横向加速度值的个数结合机车车辆提供的速度方波信号以及轮径进行确定；所述速度方波信号为每周额定个数的方波信号。6.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述轮缘润滑控制方法包括：获取机车车辆提供的机车启动信号或速度方波信号；所述启动信号为机车车辆速度大于额定速度信号，所述速度方波信号为每周额定个数的方波信号；利用加速度传感器获取垂直于机车车辆运行方向的横向加速度值；基于所述横向加速度值，确定振动能量；机车车辆进入运行状态后，使用定时喷脂方式进行轮缘润滑控制：利用机车启动信号或速度方波信号进行大间隔基础润滑的时间累积，当大间隔基础润滑的时间累积达到大间隔基础润滑时间的额定值，执行喷脂并重新开始利用机车启动信号或速度方波信号进行大间隔基础润滑的时间累积；在使用定时喷脂方式进行轮缘润滑控制过程中，当检测到振动能量大于能量阈值，暂停大间隔基础润滑的时间累积，并使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制：1)立即执行喷脂；2)喷脂结束后开始进行振动能量检测的时间累积直到达到振动能量检测时间的额定值，并确定在累积的振动能量检测时间内振动能量值超过能量阈值的次数占能量检测总次数的百分比；3)当所述百分比小于额定百分比时，停止使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制，继续进行大间隔基础润滑的时间累积使用定时喷脂方式进行轮缘润滑控制；当所述百分比不小于额定百分比时，根据所述百分比的数值确定执行喷脂的时机，并根据确定的喷脂时机执行喷脂，并循环执行步骤2)
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步骤3)；其中，所述振动能量检测的时间累积利用加速度传感器获取的横向加速度值的个数结合加速度传感器获取横向加速度值的频率进行确定。7.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述轮缘润滑控制方法包括：获取机车车辆提供的速度方波信号；所述速度方波信号为每周额定个数的方波信号；利用加速度传感器获取垂直于机车车辆运行方向的横向加速度值；基于所述横向加速度值，确定振动能量；机车车辆进入运行状态后，使用定距喷脂方式进行轮缘润滑控制：利用速度方波信号进行大间隔基础润滑的距离累积，当大间隔基础润滑的距离累积达到大间隔基础润滑距离的额定值，执行喷脂并重新开始利用速度方波信号进行大间隔基础润滑的距离累积；在使用定距喷脂方式进行轮缘润滑控制过程中，当检测到振动能量大于能量阈值，暂停使用定距喷脂方式进行轮缘润滑控制，使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制：1)立即执行喷脂；2)喷脂结束后开始进行振动能量检测的距离累积直到达到振动能量检测距离的额定值，并确定在累积的振动能量检测距离内振动能量值超过能量阈值的次数占能量检测总次数的百分比；3)当所述百分比小于额定百分比时，停止使用基于振动能量检测控制的润滑方式进行轮缘润滑控制，继续继续进行大间隔基础润滑的距离累积使用定距喷脂方式进行轮缘润滑控制；当所述百分比不小于额定百分比时，根据所述百分比的数值确定执行喷脂的时机，并根据确定的喷脂时机执行喷脂，并循环执行步骤2)
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步骤
3)；其中，所述振动能量检测的距离累积利用加速度传感器获取的横向加速度值的个数结合机车车辆提供的速度方波信号以及轮径进行确定。8.根据权利要求5、6、7中任一项所述的控制方法，其中，所述基于所述横向加速度值，确定振动能量通过下述方式实现：基于所述横向加速度值，确定加速度值的滑动方差数据即振动能量。9.根据权利要求1、6、7中任一项所述的控制方法，其中，根据所述百分比的数值确定执行喷脂的时机包括：当所述百分比不超过10％时，继续累积1倍的振动能量检测时间或距离的额定值即为执行喷脂的时机；当所述百分比大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬冬，韩晓辉，温熙圆，董凯夫，韩晟，陈笑镝，
申请(专利权)人：北京纵横机电科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所铁科纵横天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：