[发明专利]铁路机车非撒沙防滑装置

说明书

一种铁路机车非撒沙防滑装置，是利用“磁能”感应加压的方式，替代沙粒摩擦的作用。利用磁能就是利用磁吸互拉能量的作用，使车轮对钢轨施加正向压力，以实现轮轨间摩擦系数大幅增值。磁吸互拉作用除用于防滑外，因可生成对轮、轨强力约束的锁定性，亦可有防止机车脱轨、倾翻的安全防范作用。该装置做功所应用的磁能，是采用的电磁铁。电磁铁所生成吸引力的强度量级可实现人为的任意调节，在应对不同状态、不同时机时有更灵活的选用。防滑装置，由电磁做功机构与电控操纵装置两个部分组成。电磁做功机构的组件主要有：机构外壳，电磁铁。电控操纵装置主要有：对电流大小的调节装置、电磁铁的开关及对电磁铁工作状态监视和电流流量的仪表等。

技术领域

交通运输 用于铁路电力及内燃机车

技术背景

机车在轨道光滑时起步会出现车轮空转打滑现象。除起步外机车在运行途中若遇下雨雪、结霜冻或油污等路况中行进，尤其是在前者路况中爬坡或制动时打滑更是不可避免。

机车打滑，除不利的气象等因素导致轮轨粘着系数降低外，其机车自身因素也同属主要。即在一定的时候，机车车轮与轨道产生的牵引摩擦力，小于被牵车辆的滚动摩擦阻力。之所以小，是机车的自重与钢轨所形成的正向压力不足以生成足够的摩擦力。但若以最大程度的增加机车的自重固然有效，但增加自重绝不可取，因涉及轨道、道床及桥涵的承载限制。

机车打滑，不仅是影响机车运行性能的问题，更是涉及事故风险的大问题。为了克服机车车轮打滑，一直以来，均采用在钢轨撒沙的措施。将沙子撒在钢轨上，增大摩擦力，为此机车在设计时就专门设置了用于防滑撒沙的配套装置。

撒沙防滑，是长久以来延续至今的有效措施，但撒沙这种做法，不只是落后原始，它也存在诸多痹病：除复杂的工序及相关产生的费用外，长久撒沙(业内资料：全国不少于1000吨/年)，沙粒被碾成细粉后几乎全部落入道床，若细粉过多将会导致石渣道床滤水不畅，为此需进行定期重复的扒碴清筛维护。其二是，用作机车防滑的沙子其硬度应大于5(莫氏硬度)，属坚硬性的沙粒，坚硬的沙粒在碾压时必然对轨道及车轮踏面有一定的磨损。三是，因沙粒的隔绝而致使车、轨闭塞信号发生阻断。并且直到当前，机车撒沙装置的故障屡次频发，业内人士为之感慨：是一个头疼问题。

随着我国快速的发展，铁路轨道立交化已成常态，线路起伏、爬山钻海将越来越多，尤其是北方、西部高寒冰雪(强风)路段将会有增无减，且提速及重载也应是趋势的必然，这等等一切都意味着机车打滑的机会将越来越多，而撒沙防滑所呈现的弊端也将越来越繁。我们的祖辈创造出铁路机车，也为后人摸出了撒沙防滑的成熟经验，但撒沙防滑这种既有效又有弊的传统工法，相信绝不会永远的传承下去。

机车撒沙是为了增大摩擦力，而“摩擦力的最大值和两个物体之间的法向压力N成正比”。据此理解：机车增大摩擦力，或不仅只限定于撒沙的这一种模式。

发明内容

为探索机车防滑的其它模式，拟发明一种铁路机车非撒沙防滑装置，该装置的核心机理是：利用“磁能”感应加压的方式，替代沙粒摩擦的作用。利用磁能就是利用磁吸互拉能量的作用，使车轮对钢轨施加正向压力，以实现轮轨间摩擦系数大幅增值。磁吸互拉作用除用于防滑外，因可生成对轮、轨强力约束的锁定性，亦可有防止机车脱轨、倾翻的安全防范作用。

铁路机车非撒沙防滑装置(以下简称：防滑装置)，该装置做功所应用的磁能，是采用的电磁铁。电磁铁所生成吸引力的强度量级可实现人为的任意调节，在应对不同状态、不同时机时有更灵活的选用，如：重载起步、爬坡、光滑路段的长线行驶以及制动等。

防滑装置，由电磁做功机构与电控(显示)装置两个部分组成。电磁做功机构的组件主要有：机构外壳，电磁铁。电控(显示)装置主要有：对电流大小的调节装置、电磁铁的开关及对电磁铁工作状态、温度的光标显示和电流流量的数据显示仪表。