[发明专利]一种重载列车机车动力学监测装置

说明书

本发明涉及一种重载列车机车动力学监测装置，包括数据采集模块、数据传输模块和数据分析处理模块，通过设置加速度传感器、位移传感器、应变片，解决了重载列车运行中动力学状态无法量化的问题，为机车操纵优化提供数据支持，为优化机车平稳操纵方案提供了依据；通过数据的采集，实时监测机车车钩力、冲动大小及车体错位数值，并结合操纵方案进行数据分析不断优化完善机车平稳操纵方案；本发明设备数据采集设备选型精准、抗干扰能力强、供电电路可靠稳定，只需要在机车出库前安装到机车上，机车停车后通过数据U盘读取数据进行系统分析，实现了重载列车运行全程的动力学监测和动力学数据分析，不用人员添乘，且体积小巧不占空间。

技术领域

本发明属于重载列车运行安全技术领域，具体涉及一种重载列车机车动力学监测装置。

背景技术

两万吨重载列车在连续长大下坡道运行时，由于重载列车调速过程中空气制动的波动性，使得列车在各车辆车钩状态拉伸-压缩，压缩-拉伸交互变化后会产生较大的车钩力、纵向冲动及车体错位量。重联机车位于列车中部，是整列车受应力最大且安全最薄弱的环节，在列车调速的过程中承受巨大的车钩力及纵向冲动，容易产生较大的车体错位，给重载列车运行的安全、平稳带来较大的影响。

机车车钩力、冲动及车体错位的危害性

（1）机车运行中因环境、乘务员操纵等原因导致机车发生冲动时，机车会受到一个瞬间的、剧烈的冲击力，而作为机车连接装置的车钩及缓冲吸能装置的车钩缓冲器，往往会因为这一瞬间的冲击力而导致失效或裂损，严重时断钩分离，给运输安全带来很大的隐患。

（2）机车发生冲动时，因机车CCU黏着程序的保护，会出现黏着破坏到重新建立的一个过程，此时由于机车运行中，黏着重新建立机车牵引或电制力会重新由0开始上升，此时列车动力全部由主控机车提供，由于列车动力的部分丢失，列车将不能按照模式化操纵办法运行，必须选择停车缓风的作业方式，机车途停将会严重影响运输组织，降低运输效率。

（3）在长大下坡道或机车制动过程中，重联机车车钩会承受较大的压钩力，因车钩连接是可摆动连接，车钩承受压钩力时，压钩力越大，车钩摆角就会越大，车体错位就会越大，机车所受横向力就会越大，机车脱轨的危险系数就会越大。

（4）机车发生冲动时，轮轨间的黏着瞬时破坏，在这个时间内机车轮轨摩擦将不会发挥作用，造成机车轮对的非正常磨耗，轮对非正常磨耗一方面加大了机车镟轮费用及轮对异常磨耗的成本支出，另一方面将会使机车震动进一步加剧，形成恶性循环。

通过优化操纵方式是目前可行的最能提高两万吨重载列车平稳性及安全性的一种手段，而当下优化操纵的最大难点就在于对两万吨重载列车运行安全性及平稳性的准确量化测量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种重载列车机车动力学监测装置。

本发明提供了一种重载列车机车动力学监测装置，包括：

数据采集模块，用于按照预设采样频率对重载列车运行时，机车的车钩应力、车体错位、加速度及进行测量；

数据传输模块，用于将采集到的数据写入到存储器中，便于后续的数据调出及深度分析；

数据分析处理模块，用于对传输的数据进行分析、报警及实时显示。

其中，数据采集模块包括：

车钩力数据采集单元，用于对设置于机车车钩的应变片生成的机车车钩形变数据进行采集；

车钩摆角数据采集单元，用于对设置于机车车钩的拉线传感器产生的车钩偏移量数据进行采集；

震动度数据采集单元，用于对设置于机车转向架及轮对轴头的纵向及横向位置的加速度传感器产生的机车运行加速度数据进行采集；