專利名稱：無首車的鐵路車輛慣性故障自動(dòng)檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路機(jī)車車輛及電子技術(shù)領(lǐng)域。
在傳統(tǒng)情況下，機(jī)車司機(jī)依靠首車的行車長(zhǎng)的信號(hào)，來了解列車車輛的狀況，現(xiàn)在鐵道部規(guī)定取消首車，據(jù)申請(qǐng)人所知，尚無可靠的方法能代替首車對(duì)司機(jī)的作用。
本發(fā)明的目的在于提供一種無首車的鐵路車輛慣性故障自動(dòng)檢測(cè)儀，用于解決無首車情況下，司機(jī)對(duì)列車車輛狀況的及時(shí)了解，使得司機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并采取措施排除故障，其成本比首車低。
本發(fā)明可以將機(jī)車通風(fēng)管的氣壓信號(hào)由氣壓傳感器及微機(jī)系統(tǒng)加以檢測(cè)，本發(fā)明包括單片機(jī)系統(tǒng)，氣壓傳感器部分，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換，聲光報(bào)警器及顯示器部分組成，是通過下列原理組成的首先，將氣壓傳感器置于機(jī)車的風(fēng)管處，用于測(cè)量列車制動(dòng)系統(tǒng)的氣壓，利用在列車出發(fā)前的正常狀態(tài)下，測(cè)出該列列車正常狀態(tài)下制動(dòng)時(shí)的氣壓-時(shí)間的函數(shù)(制動(dòng)P-t函數(shù))，正常狀態(tài)下的緩解時(shí)的氣壓-時(shí)間函數(shù)(緩解P-t函數(shù))，以及充氣至正常氣壓(6個(gè)大氣壓)后1分鐘之內(nèi)的自然泄漏的氣壓-時(shí)間函數(shù)(泄漏P-t函數(shù))，并計(jì)算dP/dt的值，利用單片機(jī)系統(tǒng)將上述數(shù)據(jù)分別存貯;
其次，當(dāng)列車發(fā)生脫鉤故障時(shí)，即列車的某一處連接器被斷開，此時(shí)列車風(fēng)管也同時(shí)被斷開，造成風(fēng)管風(fēng)壓急速下降，本發(fā)明利用其正常的自然泄漏P-t函數(shù)及dP/dt的值，以及有關(guān)的邏輯判斷(機(jī)車有無制動(dòng)動(dòng)作，機(jī)車是否處于電制動(dòng)不足時(shí)的自動(dòng)風(fēng)制動(dòng)狀態(tài))，可以判斷列車處于脫鉤故障狀態(tài);
再次，當(dāng)列車的某節(jié)車輛的折角閥門被關(guān)死時(shí)，造成列車的制動(dòng)系統(tǒng)失靈，由于發(fā)生故障的車輛以后的所有車輛的風(fēng)管均被關(guān)掉，所以此時(shí)制動(dòng)P-t函數(shù)及緩解P-t函數(shù)均與原正常狀態(tài)下的制動(dòng)P-t函數(shù)和緩解P-t函數(shù)有較大的誤差，利用以同樣的氣壓值上升到(或下降到)同樣的氣壓值所需要的充氣(或放氣)時(shí)間的誤差值，當(dāng)相對(duì)誤差值達(dá)到某一適當(dāng)值時(shí)(該值由傳感器的靈敏度、計(jì)算誤差決定)，本發(fā)明即認(rèn)為列車處于制動(dòng)系統(tǒng)失靈的故障狀態(tài)，并通過具體地計(jì)算相對(duì)誤差值的大小，確定發(fā)生故障的具體車輛以便機(jī)車乘務(wù)員及時(shí)排除故障;
最后需要說明的是本發(fā)明的緩解過程包括自然緩解及快速緩解過程，制動(dòng)過程包括自然制動(dòng)及緊急制動(dòng)過程。
目前，尚無有效的設(shè)備可以檢測(cè)無首車時(shí)的鐵路車輛的慣性故障，事實(shí)上，上述車輛的慣性故障在鐵道部各機(jī)務(wù)段都時(shí)有發(fā)生，并造成嚴(yán)重?fù)p失，本發(fā)明通過以上原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以有效地解決無首車的鐵路車輛慣性故障的檢測(cè)問題。
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施過程。


圖1是系統(tǒng)線路原理圖。
氣壓傳感器1，氣壓傳感器的輸出端2，輸出接口電路3，放大電路4，濾波電路5，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換6，接口芯片7，鍵盤顯示控制8，鍵盤9，LED顯示10，聲光報(bào)警器11，MCS-51單片機(jī)12，地址鎖存器13，EPROM存貯器14，邏輯或電路15，制動(dòng)觸點(diǎn)脈沖發(fā)生器16，電制動(dòng)不足時(shí)的自動(dòng)風(fēng)制動(dòng)脈沖發(fā)器17，緩解脈沖發(fā)生器18，機(jī)車風(fēng)管19。
圖2是系統(tǒng)流程圖。
實(shí)施過程本系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先進(jìn)行系統(tǒng)本身的自檢，以確保系統(tǒng)無故障，然后對(duì)數(shù)據(jù)存貯器進(jìn)行清零，并檢測(cè)司機(jī)操作手柄位置，根據(jù)機(jī)車操作規(guī)則，列車出發(fā)前，應(yīng)在正常狀態(tài)下作制動(dòng)和緩解操作，當(dāng)司機(jī)操作手柄置制動(dòng)位時(shí)，制動(dòng)脈沖信號(hào)發(fā)生器16，即發(fā)出脈沖，并被單片機(jī)12檢測(cè)到，整個(gè)系統(tǒng)處于記錄制動(dòng)氣壓-時(shí)間函數(shù)狀態(tài)，機(jī)車風(fēng)管19的氣壓被氣壓傳感器1所檢測(cè)，經(jīng)過放大電路4，濾波電路5，模數(shù)轉(zhuǎn)換6以后，通過接口芯片7與單片機(jī)12聯(lián)系，記錄氣壓從6.0個(gè)大氣壓下降到4.2個(gè)大氣壓時(shí)的P-t函數(shù)，并予以存貯;當(dāng)司機(jī)操作手柄置緩解位時(shí)，緩解脈沖信號(hào)發(fā)生器18即發(fā)出脈沖，并被單片機(jī)12檢測(cè)到，整個(gè)系統(tǒng)處于記錄緩解氣壓-時(shí)間函數(shù)狀態(tài)，機(jī)車風(fēng)管19的氣壓被氣壓傳感器1所檢測(cè)，經(jīng)過放大電路4，濾波電路5，模數(shù)轉(zhuǎn)換6以后，通過接口芯片7與單片機(jī)12聯(lián)系，記錄氣壓從4.2個(gè)大氣壓上升到6.0個(gè)大氣壓時(shí)的P-t函數(shù)，并予以存貯，最后，當(dāng)司機(jī)操作手柄置保持位時(shí)，本系統(tǒng)記錄在6.0個(gè)大氣壓時(shí)的自然泄漏的氣壓-時(shí)間函數(shù)，并求得dP/dt的值。
當(dāng)列車發(fā)生脫鉤故障時(shí)，在機(jī)車無制動(dòng)動(dòng)作時(shí)，機(jī)車風(fēng)管19內(nèi)的氣壓也急聚下降，通過氣壓傳感器1測(cè)得氣壓︱dP/dt︱的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然泄漏的︱dP/dt︱的值，單片機(jī)12可依此判斷列車處與脫鉤故障并同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警11。
當(dāng)列車發(fā)生制動(dòng)系統(tǒng)失靈(折角閥門關(guān)死)故障時(shí)，由于在故障的折角閥門以后的車輛與前面車輛的風(fēng)管及制動(dòng)缸切斷了通道，機(jī)車的通風(fēng)機(jī)只對(duì)前面車輛的制動(dòng)缸進(jìn)行充氣(緩解)，由于故障時(shí)的制動(dòng)缸數(shù)量小于正常狀況下的數(shù)量，所以緩解時(shí)間要比正常狀況下的緩解時(shí)間短，本系統(tǒng)可據(jù)此判別列車發(fā)生故障，并通過緩解時(shí)間來確定故障的位置，發(fā)出聲光報(bào)警11和顯示器10顯示故障發(fā)生的位置，同樣，也可以用制動(dòng)過程來判斷折角閥門關(guān)死故障和確定故障位置。下面通過一實(shí)例來加以說明利用緩解過程的P-t函數(shù)來判別列車折角閥門關(guān)掉故障。
例該列列車由1個(gè)機(jī)車和50個(gè)車皮組成，設(shè)機(jī)車和每個(gè)車皮的制動(dòng)缸大小相同，正常情況下，機(jī)車通風(fēng)管內(nèi)的氣壓由4.0個(gè)大氣壓充至6.0個(gè)大氣壓需時(shí)1.5分鐘(90秒)。
P4.04.5 5.0 5.56.0t 0 20 4065 90現(xiàn)該列車在緩解狀態(tài)下，機(jī)車通風(fēng)管內(nèi)的氣壓，由5.0個(gè)大氣壓充至5.5個(gè)大氣壓時(shí)，需時(shí)20秒，設(shè)第X節(jié)車皮發(fā)生折角閥門關(guān)掉故障，則應(yīng)有25/51＝20(X+1)得X＝39.8取X＝40即第40節(jié)車皮發(fā)生折角閥門關(guān)掉故障。
權(quán)利要求
1.一種無首車的鐵路車輛慣性的自動(dòng)檢測(cè)儀，是由氣壓傳感器，放大電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換，濾波電路，單片機(jī)系統(tǒng)，聲光報(bào)警器及LED顯示電路組成，其特征在于a)，測(cè)壓部件由1個(gè)氣壓傳感器1，氣壓傳感器輸出端2，輸出接口3，放大電路4，濾波電路5和模數(shù)轉(zhuǎn)換器6連結(jié)；b)，駕駛系統(tǒng)測(cè)量部件緩解動(dòng)作脈沖信號(hào)發(fā)生器18，制動(dòng)動(dòng)作脈沖信號(hào)發(fā)生器16，電制動(dòng)不足時(shí)的自動(dòng)風(fēng)制動(dòng)動(dòng)作脈沖信號(hào)發(fā)生器17和邏輯或電路15組成；c)，單片機(jī)系統(tǒng)部件；由接口芯片7，MCS-51單片機(jī)12，程序控制器14，地址鎖存器13，鍵盤顯示控制器8，鍵盤9，LED顯示器10和聲光報(bào)警器11組成；d)，檢測(cè)數(shù)據(jù)及軟件部分檢測(cè)數(shù)據(jù)包括正常狀態(tài)下的緩解P-t函數(shù)，制動(dòng)P-t函數(shù)及泄漏P-t函數(shù)以及異常狀態(tài)下的上述三種P-t函數(shù)，軟件的功能是依據(jù)上述三種正常狀態(tài)下P-t函數(shù)與異常狀態(tài)下的P-t函數(shù)分別比較，并計(jì)算其誤差，依此判斷列車的故障的類別和故障的部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)數(shù)據(jù)及軟件部分，其特征還在于正常狀態(tài)下緩解P-t函數(shù)和制動(dòng)函數(shù)P-t函數(shù)中的氣壓范圍是從4.2個(gè)大氣壓到6.0個(gè)大氣壓，其它情況下的P-t函數(shù)及制動(dòng)P-t函數(shù)中的氣壓P的值的范圍不超過正常狀態(tài)下的氣壓P的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)壓部件，其特征還在于為避免機(jī)風(fēng)管內(nèi)氣壓的干擾，氣壓傳感器可置于一與機(jī)車風(fēng)管相通的氣室內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無首車的鐵路車輛慣性故障自動(dòng)檢測(cè)儀，主要解決了列車車輛制動(dòng)系統(tǒng)失靈(折角閥門關(guān)死)及車輛脫鉤故障的自動(dòng)檢測(cè)，通過氣壓傳感器采集機(jī)車風(fēng)管的氣壓，在制動(dòng)和緩解時(shí)獲得制動(dòng)氣壓-時(shí)間函數(shù)和緩解氣壓-時(shí)間函數(shù)，在保持狀態(tài)時(shí)，測(cè)其自然泄漏的氣壓-時(shí)間函數(shù)，應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)將上述函數(shù)與該列車的相應(yīng)的正常氣壓-時(shí)間函數(shù)分別比較，判斷列車發(fā)生故障的類別及故障發(fā)生的部位，本發(fā)明可應(yīng)用于鐵路車輛的安全運(yùn)輸，確保行車安全。
文檔編號(hào)B61L3/00GK1094360SQ94102809
公開日1994年11月2日 申請(qǐng)日期1994年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月21日
發(fā)明者顧冬梅 申請(qǐng)人:顧冬梅