速度传感器概括

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传感器简介
制作人:吴冰
转向架在列车编组中的位置
功能
转向架起支承车体、转向和制动的作用,并保证机车车辆在轨道
上安全平稳地运行。此外,机车转向架还起驱动作用。 每节M车配有两个动力转向架;每节T车配有两个非动力转向架或 一个动力转向架和一个非动力转向架。
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组成转向架的零部件有构架、轮对、轴箱装置、弹簧悬挂 装置、基础制动装置等。
将轮对定位在构架上,连接轮对与构架; 传递牵引力和制动力 ; 缓冲牵引力及制动力的冲击; 支撑构架与车体重量 。
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第四部分:转向架的主要部件 二系悬挂装置
二系悬挂装置包括空气弹簧、二系垂向减振器、二系横向减 振器、横向止挡等,如图8所示。每转向架二系悬挂装置包 含两个空气弹簧,左右两侧各一个。空气弹簧位于构架的侧 梁上,车体支撑在这两个空气弹簧上。每一空气弹簧包含一 个橡胶气囊和一个辅助弹簧,当空气弹簧气囊泄气时,辅助 弹簧可作为保护装置保证车辆能够继续前行,但乘坐舒适度
牵引装置采用中心销式的低位牵引双拉杆结构,由牵引拉杆组装、 中心销座、中心销和牵引梁组成,连接转向架和车体。
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第四部分:转向架的主要部件
牵引装置功能:
连接转向架和车体; 传递牵引力和制动力; 作为二系悬挂起吊装置;
转向架通过牵引装置相对于车体旋转,实现列车通过曲线。
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第四部分:转向架的主要部件
整体起吊装置功能:
当起吊车体时,通过整体起吊装 置可以将整个转向架与车体一同 起吊。当车轮踏面磨耗后,通过
调节起吊螺钉,保持上述间隙不 变。
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第四部分:转向架的主要部件 ATC天线
ATC天线安装在转向架上的主要部件有信标天线和ATC速度传感器等, 其中速度传感器安装在轴箱端部。由于信标天线装置的不对称性, 仅在非动力转向架上安装信标天线装置。每个天线组件装配了厚度 为2mm,3mm和5mm的调节垫片,通过增减调整垫片的装配数量保证
由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前, 以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的 零位参考位。 分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分
辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度 5~10000线。 光电编码器的测量准确度与码盘圆周上的狭缝条数n有关,能 分辨的角度α为:α=3600/n
受流器功能:
受流器的受流靴与线路上的三轨装置接触给整车提供电源。
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转向架轴端装置
BCU-轴箱端部安装BECU速度传感器 EK-轴箱端部安装接地装置 ODO-轴箱端部安装编码里程计
ZB-轴箱端部安装走行部车载故障诊断系统速度传感器 STF DL-信标天线 L-轮缘润滑装置
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编码器的定义
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第四部分:转向架的主要部件
轮对
轮对由车轴与车轮压装而成,分为动力轮对和非动力轮对; 车轴材料为EA4T(25CrMo4V),符合EN 13261的要求。动力转向架车 轴和非动力转向架车轴结构基本相似,不同之处是动力转向架车轴
有驱动齿轮的安装座。 车轮为整体辗钢轮,材料为ER9,符合EN 13262标准。 车轮采用直辐板结构,两侧安装制动盘,踏面为DIN5573标准磨耗 型踏面。
信标天线的底部距轨面的高度为188mm。当一系、二系悬挂系统进 行调整时或者轮对更换、轮对踏面磨耗后需重新对信标天线的高度 进行调节。
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第四部分:转向架的主要部件
ATC天线功能:
接收信号
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第四部分:转向架的主要部件 受流器
每个转向架的构架两侧均布置一套受流器,整车共布置12套受流器。
旋转光电编码器
光电式编码器可分为直线编码器与旋转编码器。 旋转编码器是利用光电效应原理,将旋转位移转化为电 信号的一种传感器。 旋转编码器的组成: 码盘 遮光板 光源 感光元件 电子电路 根据工作原理的不同可以分为绝对式和增量式。
增量式编码器
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再 把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示 位移的大小。它由一个中心有轴的光电码盘,其上 有环形通、暗的刻线, 编码器有光电发射和接收 器件,每转过单位的角度就发出一个脉冲信号。
且速度<30km/h时,踏面清扫器开始清扫,每次清扫时间为6s~9s,清扫时 间结束后,自动停止清扫。 手动控制方式:车辆运行过程中,根据牵引和制动情况需实施踏面清扫时, 司机按下手动控制按钮开始清扫,清扫2s~3s后,则自动停止清扫。
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第四部分:转向架的主要部件 整体起吊装置
在车体与转向架之间设置整体起吊装置,由起吊螺钉以及其紧固件 等组成(图15),在新轮AW0工况下,起吊销与牵引梁之间的距离为 30±1mm。
感应式编码器
感应式旋转编码器也是通过测量线圈间的感应现象来识别 位置变化。角度值的获取是绝对式的。通过采用每圈13或 32个信号周期的码盘,可以获得比旋转变压器高得多的位
置分辨率。和光电式旋转编码器相似,感应式旋转编码器 也可以在4096转之内唯一确定转动圈数。感应式编码器圈
数之间的距离对精度有很大的影响。
齿轮箱之间力的传递由齿形联 轴节实现。
驱动单元功能:
产生驱动力矩,电制动力矩; 传递上述力矩。
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第四部分:转向架的主要部件
轮缘润滑和踏面清扫装置 前10列Tmc1车转向架(非动力转 向架1)安装了轮缘润滑装置。轮 缘润滑装置包括电控箱、油箱、 喷嘴、软管和调节板等,其中安 装在转向架上的部件有喷嘴、软 管和调节板,其余部件安装在车 体底架下方。轮缘润滑装置采用 时间和ATC提供的弯道控制方式, 并预留弯道控制接口。同时在非 动力转向架上安装有踏面制动的 踏面清扫装置。
感器、棘轮和走行部车载故障诊断系统传感器。 轴箱体为整体铸钢结构,轴箱轴承为紧凑型自密封双列圆 锥滚子轴承。
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第四部分:转向架的主要部件
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第四部分:转向架的主要部件
轴箱功能:
将轮对的旋转运动转变为列车在钢轨上的水平运动; 一系悬挂装置定位基础; 支撑构架及以上部件重量,传递垂向力; 传递牵引力和制动力 。 是速度信号采集部位。
磁式编码器
磁式编码器 磁式编码器拥有一个由金属材料 制作的齿轮,同时有永磁性材料 与敏感元件组成的磁场接收器, 当齿轮旋转时,金属齿轮会影响 接收器发出的磁通,引起磁通强 弱变化,变化的磁通经过敏感元 件后被转换成为相应的数字或脉 冲信号。
磁式编码器
该类型编码器在轨道车辆上应 用非常广泛。安装于轨道车辆 转向架的轮轴的一端。 原理如右图所示,依据电磁感 应原理,将输入机械位移转换 成线圈中的感应电势输出,无 需外加电源。 线圈3和磁铁5静止不动,测量 齿轮1(导磁材料制成)每转过 一个齿,传感器磁路磁阻变化 一次,线圈3产生的感应电动势 的变化频率等于测量齿轮1上齿 轮的齿数和转速的乘积。
基础制动装置功能:
常用和紧急制动,使车辆减速直到停止; 停车制动。
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第四部分:转向架的主要部件 驱动单元结构
每个动力转向架车轴上均装有 一套驱动单元,包括电机、联 轴节、齿轮箱、齿轮箱吊杆等; 牵引电机以弹性全悬挂的方式 安装在转向架构架上;齿轮箱 的一端是由滚动轴承支撑在车 轴上,另一端由齿轮箱吊杆连 到转向架构架上;牵引电机和
光电式编码器
光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成,是一种通过光电转换将 输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。 在设备运行过程中,光栅盘与电机同轴或按一定转速比进行旋转,经 过二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,并通过
计数器等脉冲接收电路来获取电机当前的位置与转速。光电编码器是 目前市场上应用最为广泛的编码器。
增量型旋转编码器 的输出波形
通常为A相、B相、 Z相输出。A相、B 相为相互延迟1/4周 期的脉冲输出,根 据延迟关系可以区 别正反转,而且通
编码器的定义 编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换 为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。 编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为 码盘,后者称为码尺。
编码器的分类
1. 根据检测原理的不同,编码器分为光电式、磁式、 感应式和电容式。 2. 按照其刻度方法与编码器的输出形式,编码器可 以分为增量式与绝对值式编码器。 3. 按信号的输出类型分为:电压输出、集电极开路 输出、推拉互补输出和长线驱动输出。 4. 以编码器机械安装形式分类 (1)有轴型:有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法 兰型和伺服安装型等。 (2)轴套型:轴套型又可分为半空型、全空型和大 口径型等。
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第四部分:转向架的主要部件 抗侧滚扭杆装置
抗侧滚装置主要由扭力杆、拉压杆、轴承箱、关节轴承等组成, 其中扭力杆安装在车体底架下方。
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第四部分:转向架的主要部件
抗侧滚装置功能:
限制车体相对于转向架的侧滚运动; 加强车体抗倾覆稳定性,提高列车的乘坐舒适性。
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第四部分:转向架的主要部件 牵引装置
动力转向架1
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动力转向架2
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非动力转向架1
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非动力转向架2
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第四部分:转向架的主要部件 构架
安装转向架部件,如轮对、一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引电 机、齿轮箱、牵引装置、基础制动单元、减振器等。
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第四部分:转向架的主要部件
构架功能:
传递牵引力、制动力和承担车体重量,以及传递各部件产 生的作用力。 安装转向架部件,如轮对、一系悬挂装置、二系悬挂装置、 牵引电机、齿轮箱、牵引装置、基础制动单元、减振器等。
轮缘润滑装置功能: 按照设定的时间间隔以及在接收到 ATC提供的弯道信号后对轮缘进行润
滑,减少对轮缘的镟修、降低轨道 的磨耗及噪声。 踏面清扫装置功能: 清洁踏面,提高轮轨粘着利用率。
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第四部分:转向架的主要部件
踏面清扫装置
控制方式:采用自动控制和手动控制相结合的方式,采取每天第一次列车 激活后车辆出库时自动清扫一次和运行过程中随机手动清扫的方式。 自动控制方式:当车辆每天第一次列车激活后出库开始运行,在制动工况下
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第四部分:转向架的主要部件
轮对功能:
是车辆与轨道的接触部分,引导车辆安全地沿轨道运行 ; 承载车辆重量 ; 将牵引力和制动力传递到轨道(齿轮箱安装于动力转向架 轮对)。
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第四部分:转向架的主要部件
轴箱
轴箱包括轴箱体、轴承、端盖、轴圈等。轴箱组装按轴 箱端盖处安装的设备不同分4种,第一种是装有接地装置, 第二种是装有BECU速度传感器和棘轮,第三是装有BECU速 度传感器、棘轮和编码里程计,第四种是装有BECU速度传
永久磁铁,感应线圈和外壳为固定不动的,齿轮安 装在轴端随车轴一起旋转。当齿轮随旋转体转动时, 齿轮与软磁铁轭之间的气隙距离随之变化,从而导 致气隙磁阻和穿过气隙的主磁通的变化,结果在线 圈中感应出电动势。每转一圈传感器发出110个脉冲, 其频率:
F= n N/60HZ 式中:n—转速(r/min) N—齿速(110)
基础制动装置
基础制动采用轮盘制动。每个转向架设有4个轮盘制动单元,其中2个带 有储能制动器,成斜对角布置,并带拉环式手动缓解装置。单元制动器 结构紧凑,通过四个M20 的螺栓安装在横梁的制动器吊挂座上。制动盘 安装在车轮辐板两侧。具有闸片间隙自动调整功能,使闸片与制动盘面 间隙保持在规定的范围内。
会有所降低。 当车体负载变化时,空气弹簧通过高度阀调节进行充放气, 确保车体地板高度限制在允许的范围内。
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第四部分:转向架的主要部件
二系悬挂装置功能:
支撑车体重量; 减小振动、避免共振,保证车辆的运行平稳性; 通过高度阀调节空气弹簧内部压力,确保车辆地板面高度 。 横向止挡装置限制二系悬挂装置横向变形,以免超出正常自由 范围,其弹性阻尼元件用来减小横向冲击。
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第四部分:转向架的主要部件 一系悬挂装置
一系悬挂装置由螺旋钢弹簧、转臂橡胶关节、垂向止挡和一 系垂向减振器等部件组成,如图7 所示。转臂橡胶关节将轮 对定位在构架上,螺旋钢弹簧位于轴箱体顶部,在每轴箱处 设一个垂向油压减振器。
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第四部分:转向架的主要部件 一系悬挂装置功能:
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