一种替代内燃机车撒砂装置的装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种替代内燃机车撒砂装置的装置。

背景技术：

轨道车辆是借助车轮与轨道之间的相互作用力产生牵引和制动力的。近年来，随着我国高速、重载铁路的快速发展，围绕如何进一步改善机车车辆轮轨关系，相关专业院校和科研部门做了大量的基础性研究工作，公开的研究数据表明：在轮轨干态条件下，轮轨摩擦系数在0.3～0.5之间，在油水条件下摩擦力可下降到0.05。此时向轨道上撒砂，摩擦力呈明显增加的趋势，增幅可达到60％左右，但仍不能恢复到轮轨干燥状态下的水平。

现有技术中，采用撒砂的方式，撒砂虽能显著提高轮轨摩擦力，但却存在很多问题：

(1)撒砂是通过犁沟效应来提升轮轨间摩擦力防止车轮空转打滑的，是以牺牲轮轨寿命为代价的，是多种轮轨病害的诱因。资料显示，在撒砂和不撒砂情况下，二者的磨损系数之比在5～30倍之间；为满足高速铁路发展的需要，2017年铁总将如何提高车轮旋修里程，延长线路打磨周期，提出维护保养建议立为重大科研课题。

(2)铁路信号系统的自动闭塞，是靠机车车辆的轮对在两根轨道间形成电气桥接而向后面的闭塞分区发出禁行信号的。撒砂形成的绝缘层使车轮与轨道间不能形成有效的电气接触，使自动闭塞系统不能正常工作，对铁路运输形成安全隐患。

(3)机车车辆上砂需要专用的设施设备，需要购买专用的砂子，耗费大量的人力物力。

(4)滚落到轨面之下的无效砂子对路基形成污染，需要投入人力定期清理。

技术实现要素：

本实用新型提供一种替代内燃机车撒砂装置的装置。解决传统撒砂对轨道损伤大、易阻断电气系统以及撒砂导致的人力物力成本高的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：通过内燃机车增粘组件排出的高温和/或高压气流对轨道与车轮连接处进行喷射使得轨道与车轮连接处干燥。所述一种替代内燃机车撒砂装置的装置设置在转向架上。

进一步，内燃机车的每个机车转向架上设置两组所述内燃机车增粘组件。

进一步，所述内燃机车增粘组件包括烟气压气机、烟气罐、喷嘴、收烟罩、控制器以及控制开关，所述收烟罩设置在柴油机涡轮增压器的排烟口位置处，所述烟气压气机的进气口与所述收烟罩通过管路连通，所述烟气压气机的排气口与所述烟气罐的进气口连通，所述烟气罐的排气口与所述喷嘴连通，所述喷嘴通过所述控制器与所述控制开关电连接，所述喷嘴设置在车架上并朝向轨道与车轮连接处。

进一步，所述烟气压气机的进气口与所述收烟罩连接的管路上设置有油气分离器，所述油气分离器用于对所述收烟罩收集的烟气进行油气分离处理。

进一步，所述收烟罩上设置有烟气流向控制栅，所述烟气流向控制栅与所述控制器电连接。

进一步，所述收烟罩与所述烟气压气机连接的管路上设置有油气粗滤器。

进一步，所述控制开关为踏板开关，所述控制开关设置在驾驶室内。

一种替代内燃机车撒砂装置的方法，包括如下步骤：

S1：将内燃机车增粘组件排出的高温和/或高压气流对准轨道与车轮连接处，通过高温和/或高压气流喷射使得轨道与车轮连接处干燥；

喷射气流的量根据公式：q＝kwv确定，其中kw为单位车速下高温气体的耗量，在冰雪和雨湿条件下有不同的取值，v为车速。

一种替代内燃机车撒砂装置的装置，包括设置在内燃机车的机车转向架上的内燃机车轮轨增粘组件，所述内燃机车轮轨增粘组件排出的高温和/或高压气流对轨道与车轮连接处进行喷射，使得轨道与车轮连接处处于干燥状态。这样，通过向轮轨接触点及近前方区域轨道上喷射高温干燥的压力烟气，使轮轨接触面迅速得到干燥和清洁，从而使轮轨摩擦力恢复到干态水平，达到避免车轮空转打滑的目的。相对于现有技术而言具有的优点是：对轨道和车轮无损伤；气体不会阻断车轮与轨道的电气接触，保证机车运行稳定性；省去了备砂、上砂的人力及设备。

附图说明

图1为本实用新型一种替代内燃机车撒砂装置的装置的零部件安装位置主视图；

图2为本实用新型一种替代内燃机车撒砂装置的装置的零部件安装位置侧视图；

图3为本实用新型一种替代内燃机车撒砂装置的装置的收烟罩安装位置示意图；

图4为本实用新型一种替代内燃机车撒砂装置的装置的收烟罩位置局部放大示意图。

图5为本实用新型一种替代内燃机车撒砂装置的装置的连接示意图；

图6为本实用新型一种替代内燃机车撒砂装置的装置的控制器功能框图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、烟气压气机，2、烟气罐，3、喷嘴，4、收烟罩，5、控制器，6、油气分离器，7、烟气流向控制栅，8、油气粗滤器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种替代内燃机车撒砂装置的装置，包括设置在内燃机车的机车转向架上的内燃机车轮轨增粘组件，所述内燃机车轮轨增粘组件排出的高温和/或高压气流对轨道与车轮连接处进行喷射，使得轨道与车轮连接处处于干燥状态。这样，通过向轮轨接触点及近前方区域轨道上喷射高温的压力烟气，使轮轨接触面迅速得到干燥和清洁，从而使轮轨摩擦力恢复到干态水平，达到避免车轮空转打滑的目的。相对于现有技术而言具有的优点是：对轨道和车轮无损伤；气体不会阻断车轮与轨道的电气接触，保证机车运行稳定性；省去了备砂、上砂的人力及设备。

本实用新型的一种替代内燃机车撒砂装置的装置，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述内燃机车增粘组件包括烟气压气机1、烟气罐2、喷嘴3、收烟罩4、控制器5以及控制开关，所述收烟罩4设置在柴油机涡轮增压器的排烟口位置处，所述烟气压气机1的进气口与所述收烟罩4通过管路连通，所述烟气压气机1的排气口与所述烟气罐2的进气口连通，所述烟气罐2的排气口与所述喷嘴3连通，所述喷嘴3通过所述控制器5与所述控制开关电连接，所述喷嘴3设置在车架上并朝向轨道与车轮连接处。这样，利用内燃机车自身排放的烟气，将向轮轨接触点及近前方区域轨道上喷射高温干燥的烟气，使轮轨接触面迅速得到干燥和清洁，从而使轮轨摩擦力恢复到干态水平，达到避免车轮空转打滑的目的。相对于现有技术而言具有的优点是：对轨道和车轮无损伤；气体不会阻断车轮与轨道的电气接触，保证机车运行稳定性；省去了备砂、上砂的人力及设备。

需要说明的是为了保证烟气的工作效率，在管道及烟气罐外侧包裹设置有隔热层，所述隔热层由聚氨酯制成。

本实用新型的一种替代内燃机车撒砂装置的装置，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述烟气压气机1的进气口与所述收烟罩4连接的管路上设置有油气分离器6，所述油气分离器6用于对所述收烟罩4收集的烟气进行油气分离处理。这样，在烟气压气机1的进气口与所述收烟罩4连接的管路上设置油气分离器6，油气分离器6对烟气进行油气分离，使得不混杂油液的烟气进入烟气罐2内，以保证喷射在轨道与车轮连接位置处的烟气不含油脂，进一步保证轮轨接触面的干燥和清洁。

本实用新型的一种替代内燃机车撒砂装置的装置，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述收烟罩4上设置有烟气流向控制栅7，所述烟气流向控制栅7与所述控制器5电连接。这样，烟气流向控制栅7的打开及关闭导致烟气的流向是直接排出车顶排烟口还是进入烟气罐2内，在控制开关发出工作信号时，控制器5控制烟气流向控制栅7关闭，使得烟气排放至烟气罐2内，进而实现烟气从喷嘴3排出。这里需要说明的一点是，烟气流向控制栅7包括驱动电机、多个传动轴和与传动轴数量对应设置的格栅，驱动电机连接控制器5，并通过传动齿与各个传动轴传动连接，格栅穿设在所述传动轴上，传动轴之间平行设置，格栅在水平位置时，其整体形成一个封闭的平面，用于堵塞车顶排烟口，保证烟气流向烟气罐2。

本实用新型的一种替代内燃机车撒砂装置的装置，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述收烟罩4与所述烟气压气机1连接的管路上设置有油气粗滤器8。这样，设置油气粗滤器8可以对进入烟气压气机1的烟气进行初步过滤，保证烟气的洁净程度以及有效防止烟气压气机1被腐蚀。

本实用新型的一种替代内燃机车撒砂装置的装置，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述控制开关为踏板开关，所述控制开关设置在驾驶室内。这样，可直接利用原撒砂控制踏板开关。

本实用新型的一种替代内燃机车撒砂装置的装置，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：每个机车转向架上设置两组所述内燃机车增粘组件。这样，利用内燃机车自身排放的烟气，将向轮轨接触点及近前方区域轨道上喷射高温干燥的烟气，使轮轨接触面迅速得到干燥和清洁，从而使轮轨摩擦力恢复到干态水平，达到避免车轮空转打滑的目的。相对于现有技术而言具有的优点是：对轨道和车轮无损伤；气体不会阻断车轮与轨道的电气接触，保证机车运行稳定性；省去了备砂、上砂的人力及设备。

实施例：

如图1-图6所示：一种替代内燃机车撒砂装置的装置，包括油气分离器6、烟气压气机1、烟气罐2、喷嘴3、控制器5以及控制开关(原司机室撒砂踏板开关)。

将原有撒砂系统拆除，并保留司机室撒砂踏板开关。

所述的油气分离器6、烟气压气机1、烟气罐2安装在原砂箱所在位，每个转向架设置一套，共两套。烟气罐2具有绝热层，它们之间通过绝热管道连接。

所述的喷嘴3安装在原砂管的位置上，通过保温管路连接到烟气罐2上部接口，其作用是按控制风量将工作介质以射流方式送达到轮轨上，兼具扩流混风及开闭功能。

所述的控制器5，其主要功能是根据当前的行车速度和天气类型，计算并控制出风量(输出功率)。

工作过程描述：当机车着火后，烟气压气机1开始对烟气罐2内冷空气进行扫气排出，同时通过烟气罩4充入高温热烟气并保持。在不需要避免车轮打滑空转时，控制系统会对罐内的烟气进行定期更新，以保证所储烟气的温度符合要求。当接到司机指令系统开始工作时，控制器5将打开喷嘴3将储备在烟气罐2内的高温烟气喷向轨道，同时启动压气机向烟气罐2补入烟气，对喷嘴3形成连续工作介质的供给。

实施例2

一种替代内燃机车撒砂装置的装置包括压气机、储气罐2、喷嘴3、加热器、控制器5以及控制开关(原司机室撒砂踏板开关)。

所述的压气机1是一个电动涡轮空气增压器，直接从大气中吸入空气并对其做功，增压后的空气流经所述的加热管道，在流动的过程中被加热升温，经喷嘴3以高温射流的形式对外做功。

所述的储气罐2，是一个隔热压力容器，用于储备高焓气体。

所述的变量喷嘴3，其作用与安装位置与实施例1相同。

所述的控制器5，其作用与实施例1相同。

工作过程描述：当系统接到司机“撒砂”指令，控制器5启动压气机1，所述的压气机1直接从大气中吸入空气并对其做功增压向储气罐2充风，再经储气罐2内的电加热器升温到指定温度，对喷嘴3形成连续工作介质的供给，经喷嘴3以高温射流的形式对外做功。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。