轨道列车用空压机防润滑油乳化方法、系统及存储介质与流程

本发明属于空压机润滑油乳化技术领域，尤其涉及一种轨道列车用空压机防润滑油乳化方法、系统及存储介质。

背景技术：

轨道交通车辆普遍使用喷油螺杆式空压机、活塞式空压机和滑片式空压机作为供风单元，其产生的压缩空气作为空气制动系统的制动力来源。通常一列列车配置有两台空压机，单台空压机的排气量能满足车辆正常情况下的用风需求，配置两台空压机是为保证一台空压机损坏时或者车辆耗风量过高时，空压机的供风量仍能满足车辆用风的需求。空压机在工作率(空压机运转时间/车辆运行时间)低于30％的使用条件下极易出现润滑油乳化问题。润滑油乳化主要是由于车辆耗风少，空压机运转时间较少，空压机在每次运转过程中润滑油温度未升高到70℃以上就停机，空压机压缩空气产生的水未及时形成水蒸气排出而与润滑油混合，此种情况维持2-3天后，润滑油中混合的水越积越多，从而导致润滑油乳化变质。

为使两台空压机均衡使用，列车控制系统普遍按照单双日或车头方向将两台空压机定位主、分空压机。设定车辆总风压力在一定的范围内时，仅有主空压机启动；当总风压力低于预设阈值时，主、分空压机都启动。以上控制方式可以保证两台空压机在实际运用时都能作为主空压机使用，从而降低两台空压机润滑油乳化的机率。但在车辆调试期间或者线路运营初期，由于车辆耗风较少，主、分空压机的工作率都较低，润滑油仍存在较大几率发生乳化。

而现有轨道交通车辆主要采用全程加卸载模式控制空压机以防止润滑油乳化。全程加卸载模式控制空压机的原理：空压机电机在车辆运行过程中始终运转，在车辆总风压力低于一定值的时候，空压机进入加载模式运转，列车控制系统控制空压机的进气阀打开，外界空气经空压机压缩后输出给车辆总风缸，保证车辆用风需求；车辆总风压力升高到一定值后，空压机进入卸载模式运转，列车控制系统控制空压机进气阀关闭，外界空气无法进入空压机内部，空压机虽然仍在运转，但因无空气输入，故无压缩空气输出，保证车辆总风压力不会过高。全程加/卸载模式控制空压机虽然能有效防止润滑油乳化，但因车辆在运行过程中空压机始终运转，缩短了空压机内部磨耗部件的使用寿命，也造成了能源的浪费。

因此，有必要结合上述现有轨道列车用空压机润滑油乳化控制方法，在现有控制方法基础上进行改进，提供一种新的轨道列车用空压机防润滑油乳化控制方法。

技术实现要素：

本发明针对上述现有轨道列车用空压机润滑油乳化控制方法存在的不足，提供了轨道列车用空压机防润滑油乳化控制方法，通过在设置高低工作率两种空压机的控制模式，有利于车辆用户在空压机工作率不同的阶段采用相应的控制模式，有效防止空压机润滑油乳化。

为了实现上述目的，本发明提供了一种轨道列车用空压机防润滑油乳化控制方法，包括：

将空压机控制模式设置为低工作率模式与高工作率模式；

系统上电，若空压机工作率处于低工作率模式，选择低工作率模式下对空压机进行防润滑油乳化控制；

若空压机工作率处于高工作率模式，选择高工作率模式下对空压机进行防润滑油乳化控制。

优选的，空压机工作率处于低工作率模式下，对空压机进行防润滑油乳化的方法为：

判断主空压机是否存在单次不间断运行时间t超过预设的时间t0，若否，则执行以下步骤：

s1：给定车辆总风压力的下限值fmin、上限值fmax以及中间值f0，其中fmin<f0<fmax；

s2：若车辆初始总风压力fa≤fmin，则主空压机与分空压机同时启动并进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加；

当车辆总风压力f达到预设的上限值fmax时，则主空压机与分空压机同时进入卸载模式运转，车辆总风压力f值减少；

当车辆总风压力f值达到预设的中间值f0时，则主空压机进入加载模式运转；

s3：若车辆初始总风压力fa∈(fmin，f0]，则主空压机启动并进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加；

当车辆总风压力f值达到预设的上限值fmax时，则主空压机进入卸载模式，车辆总风压力f值减少；

当车辆总风压力f值达到预设的中间值f0时，则主空压机进入加载模式；

s4：若车辆初始总风压力fa>f0，则主空压机与分空压机均不启动。

优选的，步骤s2与s3中当车辆总风压力f值达到预设的中间值f0时，则主空压机进入加载模式运转的方法为：

当车辆总风压力f值达到预设的中间值f0时，则主空压机进入加载模式运转；

若车辆总风压力增长速率大于车辆总风压力消耗速率，则车辆总风压力f值增加，当车辆总风压力f值达到预设的上限值fmax时，主空压机进入卸载模式运转；

若车辆总风压力增长速率小于车辆总风压力消耗速率，则车辆总风压力f值减少；当车辆总风压力f达到预设的下限值fmin，分空压机进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加；当车辆总风压力f达到预设的上限值fmax时，主空压机与分空压机均进入卸载模式运转。

优选的，若任意时间节点时，主空压机单次不间断运行时间t超过预设的时间t0，则主空压机与分空压机切换至加载模式运转；当车辆总风压力f上升至预设的阈值fu时，则主空压机与分空压机停机，其中fu>fmax。

优选的，若主空压机存在单次不间断运行时间t超过预设的时间t0的情况，则执行以下步骤：

若车辆初始总风压力fa≤fmin，则主空压机与分空压机同时启动并进入加载模式运转；当车辆总风压力f上升至预设的阈值fu时，则主空压机与分空压机停机；

若车辆初始总风压力fa∈(fmin，f0]，则主空压机启动并进入加载模式运转，当车辆总风压力f上升至预设的阈值fu时，则主空压机停机；

若车辆初始总风压力fa>f0，则主空压机与分空压机均不启动。

优选的，在空压机工作率处于高工作率模式下，对空压机进行防润滑油乳化控制的方法为：

给定车辆总风压力的下限值fmin、上限值fmax、中间值f0以及边界阈值fu，其中fmin<f0<fmax<fu；

若车辆初始总风压力fa<fmin，则主空压机与分空压机同时启动并进入加载模式运转,车辆总风压力f值增加；当车辆总风压力f值达到预设的阈值fu时，则主空压机与分空压机停机；

若车辆初始总风压力fa∈(fmin，f0]，则主空压机启动并进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加；当车辆总风压力f值达到预设的阈值fu时，则主空压机停机；

若车辆初始总风压力fa>f0，则主空压机与分空压机均不启动。

本发明还提供了一种车辆控制系统，包括：

模式监测模块：用于实时监测空压机工作率，判断空压机当前工作模式；

传输控制模块：用于在空压机当前工作模式下，实时采集车辆总风压力与主空压机单次不间断运行时间信息，并计算处理后，发送控制指令至主空压机与分空压机，控制主空压机与分空压机的工作模式切换；所述工作模式包括加载模式、卸载模式以及停机模式。

本发明还提供了一种计算机存储介质，包括：计算机指令，当所述计算机指令在车辆控制系统运行时，使得所述车辆控制系统执行如权利要求1-6任一项所述的轨道列车用空压机防润滑油乳化方法。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明提供了轨道列车用空压机防润滑油乳化方法，设置了高/低工作率两种模式，根据空压机工作率选择高/低工作率工作模式，有利于车辆用户在空压机工作率不同的阶段采用相应的控制模式。在不同的工作率模式系下采用不同的控制方法，控制主空压机与分空压机根据车辆总风压力的变化切换加/载工作模式，有效防止空压机润滑油乳化。同时，本发明的控制方法与传统的全程加卸载模式相比，可以降低空压机在使用期间的能源消耗，降低了空压机防乳化装置在寿命周期内的使用次数，可以降低空压机整体的故障率。

附图说明

图1为本发明的控制流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。

参考图1所示，本发明提供了一种轨道列车用空压机防润滑油乳化控制方法，包括：

(1)将空压机控制模式设置为低工作率模式与高工作率模式。

(2)系统上电，若空压机工作率处于低工作率模式，选择低工作率模式下对空压机进行防润滑油乳化控制。

具体为：

①判断主空压机是否存在单次不间断运行时间t超过预设的时间t0，若否，则执行以下步骤：

s1：给定车辆总风压力的下限值fmin、上限值fmax以及中间值f0，其中fmin<f0<fmax。

s2：若车辆初始总风压力fa≤fmin，则主空压机与分空压机同时启动并进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加。

a.当车辆总风压力f达到预设的上限值fmax时，则主空压机与分空压机同时进入卸载模式运转，车辆总风压力f值减少。

b.当车辆总风压力f值达到预设的中间值f0时，则主空压机进入加载模式运转。此时，若车辆总风压力增长速率大于车辆总风压力消耗速率，则车辆总风压力f值增加，当车辆总风压力f值达到预设的上限值fmax时，主空压机进入卸载模式运转；

c.若车辆总风压力增长速率小于车辆总风压力消耗速率，则车辆总风压力f值减少；当车辆总风压力f达到预设的下限值fmin，分空压机进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加；当车辆总风压力f达到预设的上限值fmax时，主空压机与分空压机均进入卸载模式运转，然后重新执行步骤b、c。

s3：若车辆初始总风压力fa∈(fmin，f0]，则主空压机启动并进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加。

d.当车辆总风压力f值达到预设的上限值fmax时，则主空压机进入卸载模式，车辆总风压力f值减少。

e.当车辆总风压力f值达到预设的中间值f0时，则主空压机进入加载模式；此时，若车辆总风压力增长速率大于车辆总风压力消耗速率，则车辆总风压力f值增加，当车辆总风压力f值达到预设的上限值fmax时，主空压机进入卸载模式运转。

f.若车辆总风压力增长速率小于车辆总风压力消耗速率，则车辆总风压力f值减少；当车辆总风压力f达到预设的下限值fmin，分空压机进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加；当车辆总风压力f达到预设的上限值fmax时，主空压机与分空压机均进入卸载模式运转，然后重新执行步骤e、f。

s4：若车辆初始总风压力fa>f0，则主空压机与分空压机均不启动。

此时，在上述循环过程中若任意时间节点时，主空压机单次不间断运行时间t超过预设的时间t0，则主空压机与分空压机切换至加载模式运转；当车辆总风压力f上升至预设的阈值fu时，则主空压机与分空压机停机，其中fu>fmax。

②若主空压机存在单次不间断运行时间t超过预设的时间t0的情况，则执行以下步骤：

ss1：若车辆初始总风压力fa≤fmin，则主空压机与分空压机同时启动并进入加载模式运转；当车辆总风压力f上升至预设的阈值fu时，则主空压机与分空压机停机。

ss2：若车辆初始总风压力fa∈(fmin，f0]，则主空压机启动并进入加载模式运转，当车辆总风压力f上升至预设的阈值fu时，则主空压机停机。

ss3：若车辆初始总风压力fa>f0，则主空压机与分空压机均不启动。

(3)若空压机工作率处于高工作率模式，选择高工作率模式下对空压机进行防润滑油乳化控制。

具体的：

①给定车辆总风压力的下限值fmin、上限值fmax、中间值f0以及边界阈值fu，其中fmin<f0<fmax<fu。

②若车辆初始总风压力fa<fmin，则主空压机与分空压机同时启动并进入加载模式运转,车辆总风压力f值增加；当车辆总风压力f值达到预设的阈值fu时，则主空压机与分空压机停机。

③若车辆初始总风压力fa∈(fmin，f0]，则主空压机启动并进入加载模式运转，车辆总风压力f值增加；当车辆总风压力f值达到预设的阈值fu时，则主空压机停机。

④若车辆初始总风压力fa>f0，则主空压机与分空压机均不启动。

本发明还提供了一种车辆控制系统，包括：

模式监测模块：用于实时监测空压机工作率，判断空压机当前工作模式；

传输控制模块：用于在空压机当前工作模式下，实时采集车辆总风压力与主空压机单次不间断运行时间信息，并计算处理后，发送控制指令至主空压机与分空压机，控制主空压机与分空压机的工作模式切换；所述工作模式包括加载模式、卸载模式以及停机模式。

本发明进一步提供了一种计算机存储介质，包括：计算机指令，当所述计算机指令在车辆控制系统运行时，使得所述车辆控制系统执行所述的轨道列车用空压机防润滑油乳化方法。

以下实施例将本发明的空压机防润滑油乳化具体应用于城轨列车中，在车辆控制系统界面设置两个空压机控制模式：空压机低工作率模式和空压机高工作率模式。

(1)空压机低工作率模式

在空压机低工作率期间，空压机在工作率(空压机运转时间/车辆运行时间)低于30％，空压机润滑油有乳化的风险，选择“空压机低工作率模式”选项，车辆控制系统采用低工作率工作模式对空压机进行控制。控制方法如下：

当车辆每次通电时，车辆控制系统检测当天车辆主空压机是否已经单次不间断运行超过30分钟，即t0＝30min，并检测车辆初始的总风压力。

①如果主空压机当天尚未有单次不间断运行超过30分钟，设定车辆总风压力下限值fmin＝7.0bar、上限值fmax＝8.5bar、中间值f0＝7.5bar，fu＝9.0bar，则车辆控制系统按照以下模式控制主、分空压机：

a：车辆初始总风压力低于7.0bar，即车辆控制系统控制主空压机与分空压机同时启动进入加载模式运转打风，此时，列车控制系统控制空压机的进气阀打开，外界空气经空压机压缩后输出给车辆总风缸，车辆总风压力增长。

a.当车辆总风压力升至8.5bar时，车辆控制系统控制主空压机与分空压机由加载模式进入卸载模式运转不打风，列车控制系统控制空压机进气阀关闭，外界空气无法进入空压机内部，空压机虽然仍在运转，但不输出压缩空气。此时，总风压力随着车辆的消耗会持续下降。

b.当车辆总风压力降至7.5bar时，车辆控制系统控制主空压机由卸载模式进入加载模式运转打风，分空压机依然维持在卸载模式运转不打风。此时，若主空压机产生的总风的速率大于车辆消耗的总风的速率，则当车辆总风压力升至8.5bar时主空压机再次进入卸载模式运转不打风。

c.若主空压机产生的总风的速率小于车辆消耗的总风的速率，当车辆总风压力继续降至7.0bar时，车辆控制系统控制分空压机也由卸载模式进入加载模式运转打风。当车辆总风压力升至8.5bar时主空压机与分空压机再次进入卸载模式运转不打风。

当主空压机尚未单次不间断运行超过30分钟时，车辆控制系统控制主、分空压机按照a-b-c-a-b-c...模式循环。在以上循环中，当任一时间节点主空压机单次不间断运行超过30分钟时，车辆控制系统控制主空压机与分空压机进入加载模式运转打风，当车辆总风压力升至9.0bar后，控制主空压机与分空压机停机。

b：若车辆初始总风压力高于7.0bar、低于7.5bar，车辆控制系统控制主空压机启动进入加载模式运转打风，此时，车辆总风压力增加。

d.当车辆总风压力升至8.5bar时，车辆控制系统控制主空压机由加载模式进入卸载模式运转不打风，车辆总风压力随着车辆消耗会持续下降。

e.当车辆总风压力降至7.5bar时，车辆控制系统控制主空压机由卸载模式进入加载模式运转打风。若主空压机产生的总风的速率大于车辆消耗的总风的速率，当车辆总风压力升至8.5bar时，主空压机再次进入卸载模式运转不打风。

f.若主空压机产生的总风的速率小于车辆消耗的总风的速率，当车辆总风压力继续降至7.0bar时，车辆控制系统控制分空压机也由卸载模式进入加载模式运转打风。当车辆总风压力升至8.5bar时，主空压机与分空压机再次进入卸载模式运转不打风。

当主空压机尚未单次不间断运行超过30分钟时，车辆控制系统控制主空压机与分空压机按照d-e-f-d-e-f...模式循环。在以上循环中，当任一时间节点主空压机单次不间断运行超过30分钟时，车辆控制系统控制主空压机与分空压机进入加载模式运转打风，车辆总风压力升至9.0bar后，控制主分压机与分空压机停机。

c：若车辆初始总风压力高于7.5bar，则主空压机与分空压机均不启动。

②如果主空压机当天有过单次不间断运行超过30分钟，则车辆控制系统按照以下模式控制主、分空压机：

g.若车辆总风压力低于7.0bar，车辆控制系统控制主空压机与分空压机同时启动进入加载模式运转打风，当车辆总风压力升至9.0bar后，车辆控制系统控制主空压机与分空压机停机。

h.若车辆总风压力高于7.0bar、低于7.5bar，车辆控制系统控制主空压机启动运转打风，当车辆总风压力升至9.0bar后，车辆控制系统控制主空压机停机。

i.若车辆初始总风压力高于7.5bar，则主空压机与分空压机均不启动。

(2)空压机高工作率模式

在空压机高工作率期间，空压机在工作率(空压机运转时间/车辆运行时间)高于30％，空压机润滑油无乳化的风险，选择“空压机高工作率模式”选项，车辆控制系统采用低工作率工作模式对空压机进行控制。控制方法如下：

当车辆每次通电时，车辆控制系统检测车辆初始总风压力。

若车辆初始总风压力低于7.0bar，车辆控制系统控制主空压机与分空压机同时启动进入加载模式运转打风，当车辆总风压力升至9.0bar后，车辆控制系统控制主空压机与分空压机停机。

若车辆初始总风压力高于7.0bar，低于7.5bar，车辆控制系统控制主空压机启动进入加载模式运转打风。当车辆总风压力上升至9.0bar后，车辆控制系统控制主空压机停机。

若车辆初始总风压力高于7.5bar，则主空压机与分空压机均不启动。

综上可知，与现有的空压机防润滑油乳化控制方法相比，本发明设置了高/低工作率两种模式，根据空压机工作率选择高/低工作率工作模式，有利于车辆用户在空压机工作率不同的阶段采用相应的控制模式。在不同的工作率模式系下采用不同的控制方法，控制主空压机与分空压机根据车辆总风压力的变化切换加/载工作模式，有效防止空压机润滑油乳化。同时，本发明的空压机防润滑油乳化控制方法可以降低空压机在使用期间的能源消耗，降低了空压机防乳化装置在寿命周期内的使用次数，可以降低空压机整体的故障率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。