一种自由轴控制电路及列车的制作方法

1.本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种自由轴控制电路及列车。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.在轨道列车的牵引和制动控制过程中，精确地获取车轮实时速度是列车粘着控制、防空转/防滑行控制的前提，是列车实现牵引力和制动力的实时调整、有效施加的基础，也是列车实现准确停车、安全运行的保障。因此信号系统、制动系统、牵引系统等安全相关系统均在某个或某几个车轴上配置编码里程计、速度传感器等测速装置。
4.由于空转或者滑行会严重影响测速的准确性，一般测速装置安装在无牵引电机的非动力轴上，但是存在下述问题：
5.在列车施加常用制动时，常用制动为电空混合制动，当列车速度高于设定值(例如6km/h)时，纯电制动即可满足制动力要求，此时安装速度传感器的车轴不会出现滑行，但列车速度低于6km/h时，为保证精确停车，电制动切除，列车所有车轴根据一定的原则被施加空气制动，此时安装速度传感器的车轴不再是非动力轴，可能出现滑行的情况，造成测速不准确的情况发生。


技术实现要素：

6.本发明为了解决上述问题，提出了一种自由轴控制电路，本发明可有效提高列车在上述工况下的测速精度。
7.根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
8.第一方面，公开了一种自由轴控制电路，包括：
9.依次串联的自由轴电磁阀、atc模式切除继电器、快速制动继电器、紧急制动继电器及自由轴电磁阀控制断路器；
10.所述自由轴电磁阀安装在所选取的自由轴的制动气路管道上。
11.作为进一步的技术方案，对于存在非动力轴的列车，自由轴应选择非动力轴。
12.作为进一步的技术方案，所述自由轴控制电路应用于列车atc驾驶模式下。
13.作为进一步的技术方案，所述自由轴电磁阀得电时，该阀门打开，本轴气路管道排气，即本轴的气制动被切除；
14.所述自由轴电磁阀失电时，该阀门关闭，本轴气路管道充气，即本轴的气制动正常工作。
15.作为进一步的技术方案，所述自由轴电磁阀控制断路器，在电路过载和短路时断开，起到保护作用。
16.作为进一步的技术方案，所述紧急制动继电器在列车正常运行时，得电，其常开触点为闭合状态；当列车满足紧急制动条件时，所述紧急制动继电器失电，其常开触点为断开
状态。
17.作为进一步的技术方案，列车正常运行时，所述快速制动继电器得电，常开触点为闭合状态；当列车满足快速制动条件时，所述快速制动继电器失电，常开触点为断开状态。
18.作为进一步的技术方案，当列车为atc驾驶模式时，所述atc模式切除继电器不得电，其常闭触点闭合；当列车为其他驾驶模式时，即切除atc模式，atc模式切除继电器得电，其常闭触点断开。
19.第二方面，公开了一种列车，包括上述自由轴控制电路，所述自由轴控制电路应用于列车atc驾驶模式下，在紧急制动和快速制动时不采用自由轴控制电路来控制。
20.第三方面，公开了安装直线电机的轨道列车，所述列车的转向架上均配置安装有直线电机，采用上述自由轴控制电路控制直线电机轨道列车。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
22.本公开技术方案通过控制电路对自由轴进行选择，在列车处于atc模式时，在常用制动工况下，切除所选取自由轴的气制动功能，使所选取自由轴为既无牵引力也无制动力的轴，避免自由轴出现空转、滑行等情况，继而有效避免非全动力列车上非动力轴在常用制动时速度测量不准确的情况。
23.本公开技术方案可有效提高列车速度测量的精度，为列车粘着控制、防空转滑行控制、精确停车、安全运行等提供重要保障。
24.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
26.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
27.图1为本公开技术方案电路图。
具体实施方式：
28.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
29.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
30.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
31.实施例一：
32.在本实施例中，以轨道列车进行举例说明，但并不代表本发明提供的控制电路仅能适用于轨道列车中。其也可以根据具体场景或对象的不同，适用于其他车辆中。
33.首先，针对动力轴和非动力轴在各种牵引制动工况下的受力情况进行分析。
34.动力轴：安装牵引电机的轴。
35.非动力轴：未安装牵引电机的轴。
36.具体见表1。
37.表1
[0038][0039]
关于自由轴选取原则：
[0040]
最理想的状态是选取既无牵引力又无制动力的轴为测速轴。因此对于存在非动力轴的列车，自由轴应选择非动力轴。
[0041]
在本实施例中，自由轴控制电路如附图1所示，包括：依次串联的自由轴电磁阀、atc模式切除继电器、快速制动继电器、紧急制动继电器及自由轴电磁阀控制断路器。
[0042]
图1中各电子元器件开关状态说明如下：
[0043]
yvcof：自由轴电磁阀，根据上述自由轴选取原则，该电磁阀安装在所选取的自由轴的制动气路管道上：yvcof得电时，阀门打开，本轴气路管道排气，即本轴的气制动被切除；yvcof失电时，阀门关闭，本轴气路管道充气，即本轴的气制动可正常工作。
[0044]
qffvc：自由轴电磁阀控制断路器，用于电路过载和短路保护。
[0045]
kaeb：紧急制动继电器。安全导向原则，紧急制动环路为反逻辑，列车正常运行时，紧急制动继电器得电，图1中kaeb常开触点为闭合状态；当列车满足紧急制动条件时，紧急
制动环路断开，紧急制动继电器失电，图1中kaeb常开触点为断开状态。
[0046]
kafb：快速制动继电器。安全导向原则，快速制动环路为反逻辑，列车正常运行时，快速制动继电器得电，图1中kafb常开触点为闭合状态；当列车满足快速制动条件时，快速制动环路断开，kafb失电，图1中kafb常开触点为断开状态。
[0047]
kaatcco：atc模式切除继电器。当列车为atc驾驶模式时，kaatcco不得电，图1中kaatcco常闭触点闭合；当列车为其他驾驶模式，如人工驾驶模式时，即切除atc模式，kaatcco得电，图1中kaatcco常闭触点断开。
[0048]
根据上述分析，非动力轴虽然在牵引和速度高于6km/h的常用制动和快速制动时无牵引力也无制动力，但在速度低于6km/h的常用制动和快速制动以及紧急制动时存在气制动力，可能出现滑行的情况，仍然影响测速精度。基于自由轴控制电路具体工作时：
[0049]
常用制动时，列车的制动减速度较低，在列车速度低于6km/h，除自由轴以外的其他轴的总气制动力完全满足整车气制动需求，因此在列车处于常用制动时，可切除所选取自由轴的气制动力。
[0050]
快速制动和紧急制动时，列车的制动减速度较高，且施加快速制动和紧急制动的工况一般较为紧急，出于安全考虑，不建议切除所选取自由轴的气制动力。
[0051]
考虑到列车驾驶模式分为信号系统控车的atc模式和人工驾驶模式，人工驾驶模式时对列车的停车精度要求不高，但atc模式下要求列车能够精确停车，故优选将上述自由轴控制方案仅应用于列车atc驾驶模式下。
[0052]
针对非全动力轴的列车，本控制电路方案可解决常用制动工况下列车速度低于6km/h时，由于车轮滑行等情况造成速度测量精度下降，进而影响牵引制动控制和停车精度等问题。
[0053]
上述控制电路无需增加额外硬件设备，控制电路简单、安全、高效。
[0054]
本实施例子中6km/h作为阈值的例子进行说明，具体方案中可以根据实际情况进行调整，此处不做具体限定。
[0055]
实施例二：
[0056]
基于实施例一的控制电路，公开了一种列车，包括上述自由轴控制电路，所述自由轴控制电路应用于列车atc驾驶模式下。
[0057]
实施例三：
[0058]
基于实施例一的控制电路，公开了安装直线电机的轨道列车，所述列车的转向架上均配置安装有直线电机，采用上述自由轴控制电路控制直线电机轨道列车。
[0059]
具体的，直线电机列车一般在全部转向架上都配置电机，但是直线电机的特点是牵引力和电制动力不作用在车轴上，而是通过安装在转向架上的定子和平铺在线路轨道中间的转子相互作用产生牵引力，直接推动列车前进，故车轴上不存在牵引力和电制动力。但是气制动力仍然作用在轮对和轴上，造成常用制动工况下列车速度低于6km/h时的测速精度下降问题，本发明可有效解决该问题。
[0060]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0061]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范
围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：
1.一种自由轴控制电路，其特征是，包括：依次串联的自由轴电磁阀、atc模式切除继电器、快速制动继电器、紧急制动继电器及自由轴电磁阀控制断路器；所述自由轴电磁阀安装在所选取的自由轴的制动气路管道上。2.如权利要求1所述的一种自由轴控制电路，其特征是，所述自由轴电磁阀得电时，该阀门打开，本轴气路管道排气，即本轴的气制动被切除；所述自由轴电磁阀失电时，该阀门关闭，本轴气路管道充气，即本轴的气制动正常工作。3.如权利要求2所述的一种自由轴控制电路，其特征是，所述自由轴电磁阀控制断路器，在电路过载和短路时断开，起到保护作用。4.如权利要求2所述的一种自由轴控制电路，其特征是，所述紧急制动继电器在列车正常运行时得电，其常开触点为闭合状态；当列车满足紧急制动条件时，所述紧急制动继电器失电，其常开触电为断开状态。5.如权利要求2所述的一种自由轴控制电路，其特征是，列车正常运行时，所述快速制动继电器得电，常开触点为闭合状态；当列车满足快速制动条件时，所述快速制动继电器失电，其常开触点为断开状态。6.如权利要求1-6任一所述的一种自由轴控制电路，其特征是，当列车为atc驾驶模式时，所述atc模式切除继电器不得电，其常闭触点闭合；当列车为其他驾驶模式时，即切除atc模式，atc模式切除继电器得电，其常闭触点断开。7.如权利要求1-6任一所述的一种自由轴控制电路，其特征是，对于存在非动力轴的列车，自由轴应选择非动力轴。8.如权利要求1-7任一所述的一种自由轴控制电路，其特征是，所述自由轴控制电路应用于列车atc驾驶模式下，在紧急制动和快速制动时不采用自由轴控制电路来控制。9.一种列车，其特征是，包括上述权利要求1-8任一所述的自由轴控制电路，所述自由轴控制电路应用于列车atc驾驶模式下，在紧急制动和快速制动时不采用自由轴控制电路来控制。10.安装直线电机的轨道列车，其特征是，所述列车的转向架上均配置安装有直线电机，采用上述权利要求1-8任一所述的自由轴控制电路控制直线电机轨道列车。

技术总结
本发明提供了一种自由轴控制电路及列车，自由轴控制电路，包括：依次串联的自由轴电磁阀、ATC模式切除继电器、快速制动继电器、紧急制动继电器及自由轴电磁阀控制断路器；所述自由轴电磁阀安装在所选取的自由轴的制动气路管道上。有效避免非全动力列车上在常用制动时速度测量不准确的情况。速度测量不准确的情况。速度测量不准确的情况。


技术研发人员：于亚新 张永才 于晓杰 韩庆军 祖健
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2023/3/2