一种牵引机车调速方法及系统与流程

本发明涉及一种牵引机车调速方法及系统，属于隧道施工运输领域。

背景技术：

1、隧道牵引机车主要应用在地铁、地下综合管廊、抽水蓄能等隧道掘进施工运输领域，承担渣土、砂浆、管片、轨道以及油脂等物料的运输工作。

2、目前，隧道牵引机车按能源形式不同可分为电机车和内燃机车。电机车调速方法为变频调速，频率给定方式分为主令控制器、凸轮、模拟电压(电位器)、模拟电流等。采用主令控制器、凸轮等移位式数字编码司控器作为频率给定源，给定的频率是多个固定值，速度是多档位的固定值，不能连续调速。采用模拟电压、模拟电流等模拟量作为频率给定源，可以实现连续调速，但有两个问题，一是需要持续操作电位器，易造成操作者肌肉疲劳，二是车辆抖动会导致电位器不稳从而造成机车速度忽快忽慢。内燃机车是依靠液力变速器档位变换实现速度调整，速度档位也是固定值，不能连续调速。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种牵引机车调速方法及系统，用以解决目前牵引机车无法实现连续无级调速，且需要驾驶员推动手柄并且保持手柄位置，而导致的因疲劳或车辆振动而产生手柄位置变化带来的车速不稳定的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种牵引机车调速方法，当采集到加速信号或减速信号时，按照设定的周期根据加速信号或减速信号的持续时间和预设的加速度，计算发动机目标转速，按照目标转速控制发动机运转；所述发动机驱动液压泵，所述液压泵用于与液压马达形成液压循环，所述液压马达用于传动连接驱动轮。

4、本发明的有益效果为：通过加速信号或减速信号的持续时间，来计算发动机目标转速，使发动机按照目标转速运行来实现牵引机车的连续无级调速，而不受档位的限制。

5、进一步地，当加速信号或减速信号消失时，发动机按照当前的目标转速运转。

6、本发明的有益效果为：加速信号或减速信号消失时，发动机并没有因为信号的消失而停止运转，而是保持当前的速度继续匀速运行，解决了需要驾驶员推动手柄并且保持手柄位置，而导致的因疲劳或车辆振动而产生手柄位置变化带来的车速不稳定的问题。

7、进一步地，所述加速信号是通过将调速操作装置上的手柄推到与当前运动方向相同的位置上产生的；所述减速信号是通过将调速操作装置上的手柄推到与当前运动方向相反方向的位置上产生的。

8、进一步地，还包括使能信号，所述调速操作装置上还设置有使能按钮，操作所述手柄的同时按下调速操作装置上的使能按钮，得到加速信号或者减速信号。

9、本发明的有益效果为：通过调速操作装置上的使能按钮跟调速操作装置上的手柄的前进或者后退位置来同时控制加速信号和减速信号，能够避免驾驶员因为误碰调速操作装置上的手柄而导致的错误操作。

10、进一步地，当操作所述手柄到对应加速位置，且按下使能按钮后，延迟设定时间产生对应加速信号。

11、本发明的有益效果为：在车辆加速前设定一个延迟的时间，手柄推到加速位置并按下使能按钮，车辆并没有立即产生加速，而是等待上一个设定的延迟时间后，才会进行加速，这样能够使驾驶员在加速前有一段时间的考虑，只有在驾驶员确认加速后，才让车辆进行加速，确保驾驶员的行车安全。

12、进一步地，所述发动机目标转速n2通过如下公式计算得到：

13、n2＝n0+at

14、其中：n0是发动机在手柄在对应加速信号或减速信号产生前的转速，a是预设的加速度，t是对应加速信号或减速信号持续的时间。

15、本发明的有益效果为：公式中加速度a都是预先设定好的，只需发动机在手柄在对应加速信号或减速信号产生前的转速n0和加速或者减速的持续时间t就可以实现机车的连续无级调速，应用到的计算方法简单且有效的达到了预期的连续无级调速效果。

16、本发明的一种牵引机车调速系统，包括控制器，所述控制器执行实现如下方法的指令：当采集到加速信号或减速信号时，按照设定的周期根据加速信号或减速信号的持续时间和预设的加速度，计算发动机目标转速，按照目标转速控制发动机运转；所述发动机驱动液压泵，所述液压泵用于与液压马达形成液压循环，所述液压马达用于传动连接驱动轮。

17、本发明的有益效果为：通过加速信号或减速信号的持续时间，来计算发动机目标转速，使发动机按照目标转速运行来实现牵引机车的连续无级调速，而不受档位的限制。

18、进一步地，当加速信号或减速信号消失时，发动机按照当前的目标转速运转。

19、本发明的有益效果为：加速信号或减速信号消失时，发动机并没有因为信号的消失而停止运转，而是保持当前的速度继续匀速运行，解决了需要驾驶员推动手柄并且保持手柄位置，而导致的因疲劳或车辆振动而产生手柄位置变化带来的车速不稳定的问题。

20、进一步地，所述加速信号是通过将调速操作装置上的手柄推到与当前运动方向相同的位置上产生的；所述减速信号是通过将调速操作装置上的手柄推到与当前运动方向相反方向的位置上产生的。

21、进一步地，还包括使能信号，所述调速操作装置上还设置有使能按钮，操作所述手柄的同时按下调速操作装置上的使能按钮，得到加速信号或者减速信号。

22、本发明的有益效果为：通过调速操作装置上的使能按钮跟调速操作装置上的手柄的前进或者后退位置来同时控制加速信号和减速信号，能够避免驾驶员因为误碰调速操作装置上的手柄而导致的错误操作。

23、进一步地，当操作所述手柄到对应加速位置，且按下使能按钮后，延迟设定时间产生对应加速信号。

24、本发明的有益效果为：在车辆加速前设定一个延迟的时间，手柄推到加速位置并按下使能按钮，车辆并没有立即产生加速，而是等待上一个设定的延迟时间后，才会进行加速，这样能够使驾驶员在加速前有一段时间的考虑，只有在驾驶员确认加速后，才让车辆进行加速，确保驾驶员的行车安全。

25、进一步地，所述发动机目标转速n2通过如下公式计算得到：

26、n2＝n0+at

27、其中：n0是发动机在手柄在对应加速信号或减速信号产生前的转速，a是预设的加速度，t是对应加速信号或减速信号持续的时间。

28、本发明的有益效果为：公式中加速度a都是预先设定好的，只需发动机在手柄在对应加速信号或减速信号产生前的转速n0和加速或者减速的持续时间t就可以实现机车的连续无级调速，应用到的计算方法简单且有效的达到了预期的连续无级调速效果。

技术特征：

1.一种牵引机车调速方法，其特征在于，当采集到加速信号或减速信号时，按照设定的周期根据加速信号或减速信号的持续时间和预设的加速度，计算发动机目标转速，按照目标转速控制发动机运转；所述发动机驱动液压泵，所述液压泵用于与液压马达形成液压循环，所述液压马达用于传动连接驱动轮。

2.根据权利要求1所述的牵引机车调速方法，其特征在于，当加速信号或减速信号消失时，发动机按照当前的目标转速运转。

3.根据权利要求1所述的牵引机车调速方法，其特征在于,所述加速信号是通过将调速操作装置上的手柄推到与当前运动方向相同的位置上产生的；所述减速信号是通过将调速操作装置上的手柄推到与当前运动方向相反方向的位置上产生的。

4.根据权利要求3所述的牵引机车调速方法，其特征在于，所述调速操作装置上还设置有使能按钮，操作所述手柄的同时按下调速操作装置上的使能按钮，得到加速信号或者减速信号。

5.根据权利要求3所述的牵引机车调速方法，其特征在于，当操作所述手柄到对应加速位置，且按下使能按钮后，延迟设定时间产生对应加速信号。

6.根据权利要求1所述的牵引机车调速方法，其特征在于，所述发动机目标转速n2通过如下公式计算得到：

7.一种牵引机车调速系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器执行实现如下方法的指令：当采集到加速信号或减速信号时，按照设定的周期根据加速信号或减速信号的持续时间和预设的加速度，计算发动机目标转速，按照目标转速控制发动机运转；所述发动机驱动液压泵，所述液压泵用于与液压马达形成液压循环，所述液压马达用于传动连接驱动轮。

8.根据权利要求7所述的牵引机车调速系统，其特征在于，当加速信号或减速信号消失时，发动机按照当前的目标转速运转。

9.根据权利要求7所述的牵引机车调速系统，其特征在于,所述加速信号是通过将调速操作装置上的手柄推到与当前运动方向相同的位置上产生的；所述减速信号是通过将调速操作装置上的手柄推到与当前运动方向相反方向的位置上产生的。

10.根据权利要求9所述的牵引机车调速系统，其特征在于，所述调速操作装置上还设置有使能按钮，操作所述手柄的同时按下调速操作装置上的使能按钮，得到加速信号或者减速信号。

11.根据权利要求9所述的牵引机车调速系统，其特征在于，当操作所述手柄到对应加速位置，且按下使能按钮后，延迟设定时间产生对应加速信号。

12.根据权利要求7所述的牵引机车调速系统，其特征在于，所述发动机目标转速n2通过如下公式计算得到：

技术总结
本发明涉及一种牵引机车调速方法及系统，属于隧道施工运输领域。本发明方案包括采集到加速信号或减速信号时，按照设定的周期根据加速信号或减速信号的持续时间和预设的加速度，计算发动机目标转速，按照目标转速控制发动机运转；当加速信号或减速信号消失时，发动机按照当前的目标转速运转。本发明通过加速信号和减速信号持续的累计时间和预设加速度来实现机车的连续无级调速，不受档位限制，而且不需要驾驶员持续操作。

技术研发人员：左建乐,王鹏,王志恒,牛敏,王耀,张旸,朱正卿,朱家鑫
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5