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[摘 要]机车运用中有很多场合对机车速度的稳定性有较高的要求，尤其在一些工况企业如钢厂.化肥厂.港口等。在进行过磅作业时，机车必须维持在一个较低而且恒定的速度牵引列车通过地磅，这就是低恒速名称的由来。
为了改变这种状况，需要有一套系统对机车的加减载与制动缓解进行联合自动控制，并与速度检测结合形成闭环控制，从而把列车速度波动控制在合理的范围内以满足现场作业的要求。
[关键词]低速恒定 制动 牵引列车
中图分类号：U262 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0397-01
1 概述
机车运用中有很多场合对机车速度的稳定性有较高的要求，尤其在一些工况企业如钢厂.化肥厂.港口等。在进行过磅作业时，机车必须维持在一个较低而且恒定的速度牵引列车通过地磅，这就是低恒速名称的由来。
为了改变这种状况，需要有一套系统对机车的加减载与制动缓解进行联合自动控制，并与速度检测结合形成闭环控制，从而把列车速度波动控制在合理的范围内以满足现场作业的要求。
2 控制要求
机车的制动与缓解最终是通过JZ-7制动系统实现的。我们知道，JZ-7制动系统的基本控制原理如下：
一是单独制动阀控制作用阀从而控制机车本身的制动与缓解。
二是自动制动阀控制均衡过充风缸的压力变化，均衡过充风缸的压力通过中继阀控制列车管的压力变化。列车管的压力变化一路通过机车分配阀控制作用风缸的压力变化，作用风缸压力再控制作用阀的充排气从而控制机车的制动与缓解。列车管的压力变化另一路又控制与机车联挂的车辆制动机的制动与缓解，从而实现车辆与机车的同步制动与缓解。
由以上控制原理我们可知：通过机车单独制动阀与自动制动阀的操作都可以实现制动与缓解，区别在于自动制动阀可以同时控制机车与车辆的制动与缓解，而单独制动阀只能控制机车本身的制动与缓解。那我们的电控环节要实现对谁的控制呢？让我们来分析一下。
微机低恒速控制的过程同人工控制基本相同：列车速度低于要求时，微机控制机车加载使机车提速，微机检测到速度超过要求时实施制动必要时减载使速度下降，检测到速度降至要求时实施缓解，速度下降至低于要求时再重复以上过程。微机对速度的控制是一种模糊控制，由于制动与缓解都是一个过程，速度控制不可能维持在一个点上，但只要在一个合理的范围内就可以了。利用微机控制就是要把这个范围控制到最小，也就是要速度波动最小。由以上控制过程可知：制动与缓解越灵敏，作用过程越短对速度的影响就会越小。这样微机就会在速度偏离要求值一点就实施制动或缓解，较快的制动与缓解就能速度迅速回到设定值，上下波动不至于太大，从而实现低恒速的精确控制。
由以上分析可知，制动与缓解的灵敏性是我们首要考虑的。由JZ-7制动系统的控制原理可以看出，单独制动阀由于控制环节较短，故制动与缓解的灵敏性要比自动制动阀好很多。虽然自动制动阀操作时能够使列车前后制动缓解的一致性较好，避免列车的纵向冲动。但由于低恒速对速度的要求是最重要的，而且低恒速时列车速度较低，微机对机车实施制动与缓解不会太频繁，冲动不会特别强烈，因此通过对单独制动阀进行控制能较好地满足低恒速的要求。
3 控制原理
由单独制动阀的控制原理可知：司机对单独制动阀的操作实际上是控制单独作用管（11号管）的充、排风。手柄打到制动位时，单独作用管充风单独作用管控制作用阀向制动缸管充风而使机车制动。手柄打到缓解位时，单独作用管中的风从单独作用风排大气，单独作用管压力下降控制作用阀停止向制动缸管充风反而打开制动缸排大气的通路，制动缸压力下降从而机车缓解。手柄在运转位时可以保持单独作用管的压力从而保持机车的制动或缓解状态。由于不同的手柄位可以控制作用管不同的增减压量，因而可以实现机车的阶段制动与阶段缓解。
低恒速的电控环节就是模拟单独制动阀操控作用阀的工作原理，实现对单独作用管压力的控制，只不过是微机自动控制制动、缓解的时机与压力的大小。
4 系统组成
新增部件，包括过滤减压阀、比例减压阀、转换阀，其中受微机控制的为比例减压阀和转换阀。
4.1 过滤减压阀的功能
过滤减压阀主要由过滤器和减压阀组成。过滤器能滤除上游空气中的污物、管垢、铁锈及冷凝水。减压阀可调整输出压力并使其设定的工作压力保持稳定。该阀的主要作用是为电控环节提供洁净而压力稳定的风源。
4.2 比例减压阀的功能
该阀在本系统中作压力控制元件，用于控制作用阀的动作。比例减压阀的输出压力与设定点的电流或电压输入值成正比，该阀根据调定值改变其输出口气压值，通过模拟电信号实现比例控制以输出气信号。
4.3 轉换阀的功能
转换阀实际上是一个电控二位三通阀，该阀有三个气口和二个开关状态。在本系统中，三个口分别通单独制动阀11号管、比例减压阀输出口和作用阀。该阀可以连通、截止气流或者改变气流方向。在本系统中它的作用是受微机控制切换单独制动阀与比例减压阀对作用阀的控制。该阀在切换后只有当控制电信号一直存在时才能保持切换状态，而当控制信号失去后阀将在复位弹簧作用下返回切换前状态。
5 控制过程
控制关系，低恒速控制过程简述如下。
当需要对列车进行低恒速作业时，司机把司机台上的选择开关打至低恒速位。根据作业的不同，按需把速度设定成了几档，如7km/h、10km/h、15 km/h等，作业时只要将选择开关打至相应档位就能实现自动恒速。
当开关打至某一挡位后，转换阀立即得电，截断了单独制动阀11号管对作用阀的控制，同时开启了比例减压阀对作用阀的控制。此时由于分配阀14管与单独制动阀11号管之间的变向阀正由比例减压阀控制而且自动制动阀在运转位，所以单独制动阀此时不能通过分配阀来缓解机车。因此，当选择开关打至低恒速位时，单独制动阀将完全失去作用。
当机车在低恒速状态设定速度下正常运行时，微机控制比例减压阀不输出压力，作用阀不动作，机车维持缓解状态。当微机检测到机车速度超出设定值时，微机向比例减压阀输入一定的电流，比例减压阀按图2关系输出相应的压力，作用阀动作，机车获得相应的制动力，机车速度下降。
当机车速度下降至一定程度时，微机减小或取消输入比例减压阀的电流，作用管中的风部分或全部经比例减压阀的排风口排出，作用阀部分或全部缓解，机车正常运行。
当由于加载或其他原因致使机车速度再上升并超出设定值时，再重复以上的动作过程。
6 总结
低恒速系统是在机车微机与JZ-7制动系统之间加入电控环节来构成的。由于是微机控制代替了机械阀控制，提高了响应速度，因此能起到很好的控制效果，同时了简便了司机的操作。由于结构简单，无论是新造机车加装还是旧车改装都比较方便。另外，部件全部采用进口，也保证的系统的可靠性。在我厂生产的工矿机车上已有多次成功的运用。
为了改变这种状况，需要有一套系统对机车的加减载与制动缓解进行联合自动控制，并与速度检测结合形成闭环控制，从而把列车速度波动控制在合理的范围内以满足现场作业的要求。
[关键词]低速恒定 制动 牵引列车
中图分类号：U262 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0397-01
1 概述
机车运用中有很多场合对机车速度的稳定性有较高的要求，尤其在一些工况企业如钢厂.化肥厂.港口等。在进行过磅作业时，机车必须维持在一个较低而且恒定的速度牵引列车通过地磅，这就是低恒速名称的由来。
为了改变这种状况，需要有一套系统对机车的加减载与制动缓解进行联合自动控制，并与速度检测结合形成闭环控制，从而把列车速度波动控制在合理的范围内以满足现场作业的要求。
2 控制要求
机车的制动与缓解最终是通过JZ-7制动系统实现的。我们知道，JZ-7制动系统的基本控制原理如下：
一是单独制动阀控制作用阀从而控制机车本身的制动与缓解。
二是自动制动阀控制均衡过充风缸的压力变化，均衡过充风缸的压力通过中继阀控制列车管的压力变化。列车管的压力变化一路通过机车分配阀控制作用风缸的压力变化，作用风缸压力再控制作用阀的充排气从而控制机车的制动与缓解。列车管的压力变化另一路又控制与机车联挂的车辆制动机的制动与缓解，从而实现车辆与机车的同步制动与缓解。
由以上控制原理我们可知：通过机车单独制动阀与自动制动阀的操作都可以实现制动与缓解，区别在于自动制动阀可以同时控制机车与车辆的制动与缓解，而单独制动阀只能控制机车本身的制动与缓解。那我们的电控环节要实现对谁的控制呢？让我们来分析一下。
微机低恒速控制的过程同人工控制基本相同：列车速度低于要求时，微机控制机车加载使机车提速，微机检测到速度超过要求时实施制动必要时减载使速度下降，检测到速度降至要求时实施缓解，速度下降至低于要求时再重复以上过程。微机对速度的控制是一种模糊控制，由于制动与缓解都是一个过程，速度控制不可能维持在一个点上，但只要在一个合理的范围内就可以了。利用微机控制就是要把这个范围控制到最小，也就是要速度波动最小。由以上控制过程可知：制动与缓解越灵敏，作用过程越短对速度的影响就会越小。这样微机就会在速度偏离要求值一点就实施制动或缓解，较快的制动与缓解就能速度迅速回到设定值，上下波动不至于太大，从而实现低恒速的精确控制。
由以上分析可知，制动与缓解的灵敏性是我们首要考虑的。由JZ-7制动系统的控制原理可以看出，单独制动阀由于控制环节较短，故制动与缓解的灵敏性要比自动制动阀好很多。虽然自动制动阀操作时能够使列车前后制动缓解的一致性较好，避免列车的纵向冲动。但由于低恒速对速度的要求是最重要的，而且低恒速时列车速度较低，微机对机车实施制动与缓解不会太频繁，冲动不会特别强烈，因此通过对单独制动阀进行控制能较好地满足低恒速的要求。
3 控制原理
由单独制动阀的控制原理可知：司机对单独制动阀的操作实际上是控制单独作用管（11号管）的充、排风。手柄打到制动位时，单独作用管充风单独作用管控制作用阀向制动缸管充风而使机车制动。手柄打到缓解位时，单独作用管中的风从单独作用风排大气，单独作用管压力下降控制作用阀停止向制动缸管充风反而打开制动缸排大气的通路，制动缸压力下降从而机车缓解。手柄在运转位时可以保持单独作用管的压力从而保持机车的制动或缓解状态。由于不同的手柄位可以控制作用管不同的增减压量，因而可以实现机车的阶段制动与阶段缓解。
低恒速的电控环节就是模拟单独制动阀操控作用阀的工作原理，实现对单独作用管压力的控制，只不过是微机自动控制制动、缓解的时机与压力的大小。
4 系统组成
新增部件，包括过滤减压阀、比例减压阀、转换阀，其中受微机控制的为比例减压阀和转换阀。
4.1 过滤减压阀的功能
过滤减压阀主要由过滤器和减压阀组成。过滤器能滤除上游空气中的污物、管垢、铁锈及冷凝水。减压阀可调整输出压力并使其设定的工作压力保持稳定。该阀的主要作用是为电控环节提供洁净而压力稳定的风源。
4.2 比例减压阀的功能
该阀在本系统中作压力控制元件，用于控制作用阀的动作。比例减压阀的输出压力与设定点的电流或电压输入值成正比，该阀根据调定值改变其输出口气压值，通过模拟电信号实现比例控制以输出气信号。
4.3 轉换阀的功能
转换阀实际上是一个电控二位三通阀，该阀有三个气口和二个开关状态。在本系统中，三个口分别通单独制动阀11号管、比例减压阀输出口和作用阀。该阀可以连通、截止气流或者改变气流方向。在本系统中它的作用是受微机控制切换单独制动阀与比例减压阀对作用阀的控制。该阀在切换后只有当控制电信号一直存在时才能保持切换状态，而当控制信号失去后阀将在复位弹簧作用下返回切换前状态。
5 控制过程
控制关系，低恒速控制过程简述如下。
当需要对列车进行低恒速作业时，司机把司机台上的选择开关打至低恒速位。根据作业的不同，按需把速度设定成了几档，如7km/h、10km/h、15 km/h等，作业时只要将选择开关打至相应档位就能实现自动恒速。
当开关打至某一挡位后，转换阀立即得电，截断了单独制动阀11号管对作用阀的控制，同时开启了比例减压阀对作用阀的控制。此时由于分配阀14管与单独制动阀11号管之间的变向阀正由比例减压阀控制而且自动制动阀在运转位，所以单独制动阀此时不能通过分配阀来缓解机车。因此，当选择开关打至低恒速位时，单独制动阀将完全失去作用。
当机车在低恒速状态设定速度下正常运行时，微机控制比例减压阀不输出压力，作用阀不动作，机车维持缓解状态。当微机检测到机车速度超出设定值时，微机向比例减压阀输入一定的电流，比例减压阀按图2关系输出相应的压力，作用阀动作，机车获得相应的制动力，机车速度下降。
当机车速度下降至一定程度时，微机减小或取消输入比例减压阀的电流，作用管中的风部分或全部经比例减压阀的排风口排出，作用阀部分或全部缓解，机车正常运行。
当由于加载或其他原因致使机车速度再上升并超出设定值时，再重复以上的动作过程。
6 总结
低恒速系统是在机车微机与JZ-7制动系统之间加入电控环节来构成的。由于是微机控制代替了机械阀控制，提高了响应速度，因此能起到很好的控制效果，同时了简便了司机的操作。由于结构简单，无论是新造机车加装还是旧车改装都比较方便。另外，部件全部采用进口，也保证的系统的可靠性。在我厂生产的工矿机车上已有多次成功的运用。