CN1111904A - 一种电力牵引机车 - Google Patents

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Abstract

机车(1)包括一个受电动机(3)驱动的驱动轮 (2)。电动机(3)的控制电路(4)由一个与燃油发动机 (5)连接的发电机(6)供电。一个传感器(18)提供一个 表示加速踏板(17)的位置因而也表示需要电动机(3) 提供给轮(2)的理想功率的功率设定控制信号 (SC)。
为避免在机车(1)上装大容量蓄电池，本机车还 包括装置(7、14至16、19、20)，该装置响应功率设定 信号(SC)将发动机(5)的转速调节到某转速值，在该 转速下，发动机提供的机械功率首先等于理想功率， 其次，该功率还等于其最大功率的某预定百分比。

Description

一种电力牵引机车
本发明涉及的是一种电动机车，其中包括：
—一个用于产生第一机械功率的燃油发动机；
—一个用于将所述的第一机械功率转化为第一电功率的发电机；
—可由所述机车的司机操纵的、用于产生表示理想功率值的功率设定信号的控制装置；
—一个驱动轮；及
—用于将第二电功率转换为一个第二机械功率并将其输送给所述驱动轮的电机装置，所述电机装置包括一个与所述驱动轮机械耦合的电动机及一个用于控制所述电动机的电路，该电路响应所述功率设定信号并将所述第二机械功率值调节到所述理想功率值。
具有上述特性的电动机车、如US-4306156及DE-C-2943554号专利中所公开的机车还包括一个蓄电池。在大部分时间，电动机所消耗的能量是由该蓄电池提供的。这类已知机车上的燃油发动机仅在蓄电池中可利用的能量低于某一预定值时才进入工作状态。此时，燃油发动机通过与之连接的一个发电机来提供电动机所需要的能量及蓄电池重新充电所需要的能量。当蓄电池中可利用的能量达到另一预定值(该预定值大于前面所提到的预定值)时，燃油发动机停止工作。于是，电动机所消耗的能量又完全由蓄电池提供。DE-C-2943554专利中的电动机在机车制动时还作为发电机使用，由此产生的电能被储存在蓄电池中，只要蓄电池还没有完全充满。
上述的这类机车由于装有蓄电池而产生许多不利因素。
例如，这种蓄电池具有较大的质量，通常大于100公斤，有时甚至达到几百公斤。因而装有该蓄电池的机车的空载质量较大，从而降低了机车的整车效率。所谓整车效率是指在其他条件不变的情况下，消耗某给定的能量所能够行驶的距离。
此外，这种蓄电池的体积较大，从而降低了装有这种蓄电池的机车的内部有效利用体积与机车整个体积的比率。
另外，这种蓄电池的造价较高，从而提高了机车的造价。而且，蓄电池的使用寿命有限，因而需要定期地更换蓄电池，这样也使得机车的维修费用增加。
由于这种蓄电池质量大及体积大，故使得其在机车上的安装也会成为严重的问题。而为了便于维修和/或更换部件，需要蓄电池易于接触到，这就使安装问题更为复杂了。这种问题只能通过采用一些更为复杂的装置来解决，从而进一步提高了机车的成本。
需要进一步指出的是，由于这种蓄电池含有大量污染材料、如铅、硫酸或氢氧化钾，因而在机车发生事故时会对环境造成严重的公害。
本发明的目的在于提供一种与上述已知机车同类的机车。不过，这种机车没有上述的那些缺点。就是说，在其他条件等同的情况下，这种机车较已知的机车质量轻、整车效率高、制造成本及维修成本低。本发明的这种机车在有效容积利用率及在发生事故时对环境污染方面也优于已知的机车。
上述目的是通过这样一种电动机车实现的，该机车包括：
—一个用于产生第一机械功率的燃油发动机；
—一个用于将所述的第一机械功率转化为第一电功率的发电机；
—可由所述机车的司机操纵的用于产生表示理想功率值的功率设定信号的控制装置。
—一个驱动轮；及
—用于将第二电功率转换为一个第二机械功率并将其输送给所述驱动轮的电机装置，所述电机装置包括一个与所述驱动轮机械耦合的电动机及一个用于控制所述电动机的电路，该电路响应所述功率设定信号并将所述第二机械功率值调节到所述理想功率值；
其特征在于，所述机车还包括调节装置，该装置响应所述功率设定信号将所述燃油发动机的转速调节到这样一个转速值上：在该转速下，所述第一机械功率首先至少与所述理想功率大致相等，其次，等于所述燃油发动机最大机械功率的某一预定百分点。所述调节装置包括转换装置，转换装置与所述发电机及所述电动机电力耦合，用以将所述第一电功率转换成第二电功率。
如以下将进一步说明的，这些特性使得在本发明的至少一些实施例中，机车上不再包括已知机车上为提供运行时所需要的电能所必备的蓄电池。在本发明的另一些实施例中，蓄电池的容量远远小于已知机车上的蓄电池。
本发明机车的这些特征使其能够完全消除或至少大大减少已知机车上由于装有大容量蓄电池而固有的上述缺陷。
本发明的其他目的及优点可从以下借助于附图对一些实施例所作的描述中明显看出。其中：
图1是一个示意图，其中表示了本发明机车的一个实施例。该实施例仅作为一示例，即本发明并不仅限于该实施例；
图2为一图表，其中汇总了图1所示机车上的某些部件的工作状态；
图3为一曲线图，其中表示了燃油发动机所提供的最大机械功率随其转速的变化关系；
图4表示了图1所示机车的工作图；
图5是一个示意图，其中表示了本发明机车的另一个实施例。该实施例同样仅作为一示例，即本发明并不仅限于该实施例；
图6为一曲线图，其中表示了燃油发动机所提供的机械功率相对于控制信号的的不同数值作为其转速的函数的变化关系；
图7为一图表，其中汇总了图5所示机车上的某些部件的工作状态；
图8表示了图5所示机车的工作图；
图9是一个示意图，其中表示了本发明机车的又一个实施例。该实施例同样仅作为一示例，即本发明并不仅限于该实施例；
图10表示了图9所示机车的工作图；
图11是一个示意图，其中表示了本发明机车的另一个实施例。该实施例同样仅作为一示例，即本发明并不仅限于该实施例；
图12为示意图，其中表示了可用于本发明机车上的控制装置。
在图1所示的实施例中，本发明的机车1包括一个驱动轮2。该驱动轮2与电动机3上的一个转子机械连接。在图中，转子没有单独表示。电动机3可采用任一种已知的用于驱动机车上的驱动轮的电动机，因此对其结构不作详细描述。
在图1中，轮2和电动机3是分别表示的，二者之间的机械连接是用双线表示的。不过，轮2和电动机3显然也可以相互连接。轮2与电动机3之间的连接可采用图示的直接连接或通过中介的齿轮传动链或类似的其它装置。
机车1上还有一个用于提供检测信号SQ的装置，该信号表示电动机3的转速。如图1所示，该装置可以包括一同轴地固定在电动机3与轮2之间的连接轴上的圆盘31和一光电或电磁传感器32，该传感器相应于规则地分布在圆盘31周缘上并从传感器前方经过的齿或孔(图中未示)而产生脉冲。此外还包括一个电子电路33，该电路响应于传感器32产生的脉冲而产生一信号SQ。用于测试电动机3的转速的装置上的各种部件对于专业人员都是已知的，因而在此不作详细叙述。该测速装置还可以由各种已知的方式来实现。
机车1还包括一个控制电路4，该电路按照适合于电机特性的形式并按照以下将进一步叙述的方式将所接受到的电能传递给电动机3。
由于控制电路4的结构显然依电动机3的性质及接受所述电能的方式不同而各异，因而在此不作详细叙述。在此只需说明，在本实施例中，控制电路4包括一对输入引线4a和4b。该电路根据其从下面将提及的装置所接受的设定信号SC及表示电动机3转速的信号SQ来调整向电动机3所提供的电能。
在图1中，控制电路4与电动机3之间的连接是由一条单线表示的，尽管，该连接显然是由若干导体构成，导体的数量根据电动机3的性质而定，至少等于两个。
机车1还包括一个燃油发动机5，即一个通过燃烧燃油产生机械能的发动机。这种发动机可以是诸如汽油机、柴油机或燃气轮机等。
发动机5的输出轴通过一个用双线表示的机械连接机构与一个发电机6的转子相连接。图中没有单独表示该转子。
图中所示的发动机5与发电机6是相互分开的。不过它们也可以相互连接在一起。此外，发动机5与发电机6之间的机械连接可以采用图中所示的直接连接或通过中介的齿轮连接或其他类似的连接形式。
在本实施例中，发电机6的定子(图中没有另外表示)包括一对输出引线6a和6b。如下面将进一步说明的，当电动机5驱动其转子时，由发电机6产生的输出引线6a、6b之间的电压可以是直流或交流电压，当然，电动机3的控制电路4要适当地匹配。
由发电机6提供的电能通过一个电能调节电路7传送到控制电路4。其中，输入引线7a、7b分别与发电机6的引线6a、6b连接，输出引线7c、7d分别与电动机3的控制电路4上的引线4a、4b连接。
调节电路7包括一个第一电阻8和一个第一开关9，二者相互串联构成一个第一调节单元10并且与引线7a和7b并联。
调节电路7还包括一个第二电阻11和一个第二开关12，二者相互并联构成一个第二调节单元13并且与引线7a和7c串联。
调节电路7的引线7b、7d直接连接在一起。
图1所示的开关9和12采用的是简式开关。不过，若采用诸如晶体管或可控硅等电子元件构成开关效果则显然会更好。
不论采用什么形式，开关9和12都分别由信号SI1和SI2来控制。上述各信号可处于两个不同的状态。开关根据其各自的控制信号SI1或SI2处于第一或第二状态而打开或闭合。
在图1所示的情况下，信号SI1处于其第一状态，此时开关9打开。而信号SI2处于其第二状态，此时开关12闭合。
信号SI1和SI2是由下面将进一步叙述的电路产生的。该信号通过用点划线表示的连线分别作用于开关9和12。
机车1还包括一个用于提供测量信号SR的装置。该信号表示燃油发动机5的转速R。如图1所示，该装置可以包括一同轴地固定在发动机5与发电机6之间的连接轴上的圆盘14和一光电或电磁传感器15，该传感器相应于规则地分布在圆盘14周缘上并从传感器前方经过的齿或孔(图中未示)而产生脉冲。此外还包括一个电子电路16，该电路响应于传感器15产生的脉冲而产生一信号SR。用于测试发动机5的转速R的装置上的各种部件对于专业人员都是已知的，因而在此不作详细叙述。另外，该装置还可以采用其他各种众所周知的形式。
在此，只需说明，用于测量发动机5的转速R的装置所输出的信号应满足如下要求：当发动机5以其最低速度(低于该速度就可能停车并且在该速度下发动机所提供的机械功率实际上为零)转动时，信号SR为最小值SRm；当发动机5以其最大速度转动(为避免损坏机车，不得超过该速度)时，信号SR为最大值SRM。
机车1还包括一个加速踏板17。该踏板类似于传统机车上所采用的加速踏板，其通过一个用点划线表示的连接机构与一个传感器18机械连接。传感器18提供一个表示踏板17的位置的信号SC。信号SC就是在前面描述电动机3的控制电路4时已提及的信号。
传感器18属于众所周知的元件，因而在此无需赘述。这种元件可采用各种方式构造。只需说明的是，在踏板17处于松开位置、即机车1的司机没有接触到踏板时，传感器18的信号SC为最小值SCm；而在机车1的司机将踏板踩到其行程的极限位置时，信号SC为最大值SCM。
为了下面将阐明的原因，用于测量发动机5的转速R的装置及传感器18应当设计成其信号SR和SC具有相同的特性。例如，两信号都可由电压信号构成。另外，该装置及传感器的信号SR和SC的最小值SRm和SCm至少应大致相等。信号SR和SC的最大值SRM和SCM也应基本相同。另外，信号SC在其最小值SCm和其最大值SCM之间最好但不是必须依加速踏板17的位置呈线性变化。
作为开关9和12的控制信号的上述信号SI1和SI2分别由一个第一比较电路19和一个第二比较电路20产生。比较电路19和20各有一个与电路16连接、用于接受信号SR的第一输入引线及一个与传感器18连接、用于接受信号SC的第二输入引线，以及分别提供信号SI1或SI2的输出引线。
比较电路19应满足如下条件：当信号SR的值小于或等于信号SC的值时，信号SI1处于第一状态，而当信号SR的值大于信号SC的值时，SI1处于其第二状态。
比较电路20应满足如下条件：当信号SR的值小于信号SC的值时，信号SI2处于其第一状态；而当信号SR的值大于或等于信号SC的值时，信号SI2处于其第二状态。
比较电路19、20的工作状况概括于图2所示的图表中。该图表表示了信号SI1和SI2以及开关9和12在信号SR分别小于、等于或大于信号SC的三种情况下的状态。在该表中，标号1、2分别表示在该栏首行所提及的信号处于其第一或第二状态。
由于比较电路19和20是专业人员所熟知的电路，因而在此无需赘述。另外，电路的结构显然依赖于在其输入端接受的信号SR和SC的性质以及为打开或关闭开关9或12所要提供的信号SI1和SI2的特性。
在开始描述机车1的工作过程之前，应当重申，在任何电动机车上，无论什么样的机车，由牵引电机供给的机械功率应当通过适当的装置调节到机车的加速踏板所确定的理想值。其中，该装置的特性依赖于电动机的特性。换句话说，对应于加速踏板的每个位置都存在一个理想的机械功率。用于调节电动机提供的机械功率值的调节装置对电动机进行调节，使其提供的有效机械功率变为或保持与所述理想机械功率值相等。
在此处机车1的情况下，表示加速踏板17位置的信号SC的各个值也对应于理想机械功率Pc的某特定值。无论该Pc值为何值，由电动机3提供给轮2的机械功率按照以下将详述的方式调整到变成或保持与理想机械功率Pc的值相等。
为了下面能够更清楚地理解到的原因，在本实施例中，向发动机5提供燃料和助燃剂的装置(图中没有单独表示)应保证发动机5在任何转速下总是产生出在该转速下它所能产生的最大功率。因而在燃油发动机5是一个由传统的汽化器供应燃料的汽油机的情况下，上述条件是通过在节气门全开时阻塞节气门或完全取消节气门来保证的。
图3表示了已知的由发动机5在上述条件下产生的机械功率Pm随转动速度R的变化关系。应当指出，无论转速R为何值，由于发动机5产生的机械功率Pm总是等于发动机可能产生的最大机械功率，因而，表示转速R的信号SR也表示功率值Pm。
为了下面将说明的另一原因，用于测量发动机5转速R的装置，即在本实施例中由圆盘14、传感器15和电子电路16构成的装置最好这样设置：使得信号SR(如刚刚提到的，该信号也表示发动机5产生的机械功率Pm)在其最小值SRm与其最大值SRM之间与功率值Pm呈线性关系。
在机车1运动时，由燃油发动机5产生的机械功率被发电机6转化成电功率。如下面将看到的，该电功率(下称电功率Pe)通过调节电路7被全部地或部分地传递到电动机3的控制电路4。经调节电路传递到控制电路4的电功率下称电功率Pf。电功率Pf经由控制电路4按照适合于电动机3性质的形式传递到电动机3处并由电动机3转化成机械功率(下称机械功率Pn)。显然，该机械功率Pn用于驱动轮2，使机车1向前行驶。在图1中功率Pm、Pe、Pf及Pn均用箭头表示。
部分机械功率Pm被消耗在发电机6中，因而由发电机6提供的电功率Pe略小于机械功率值Pm。
同样，由调节电路7输送给控制电路4的电功率Pf也在控制电路4和电动机3中消耗掉一部分，因而由电动机提供的机械功率Pn略小于电功率值Pf。
不过，在上述转换过程中消耗掉的功率部分比起发动机5提供的机械功率Pm及电动机3使用的电功率通常微乎其微，因而在下面描述机车1的工作过程时将忽略这部分功率。对于专业人员而言，在选择机车1的各部件尺寸时，如果需要考虑在发电机6、控制电路4及电动机3中消耗的功率也不会存在任何困难。
为使以下对机车1的工作过程的描述简明起见，在下面的描述中将假定：发电机6提供的电功率Pe等于燃油发动机5产生的机械功率Pm，电动机3提供给驱动轮2的机械功率Pn等于电动机3的控制电路4从调节电路7接受到的电功率Pf。
此外还假设：在开始描述机车1的工作过程时，信号SC在其最小值SCm与其最大值SCM之间取一个值SC1，该值在某时间内不变化。信号SC的该值SC1对应于理想功率Pc的值Pc1，即对应于需要电动机3提供给轮2的机械功率Pn。
如下面将进一步看出的，在上述条件下，燃油发动机5以速度R1转动，在该速度下发动机5所产生的机械功率Pm的值Pm1与理想功率Pc的值Pc1相等。
因此，对应于发动机5转速值R1及机械功率值Pm1的信号SR的值SR1等于信号SC的值SC1。
于是，比较器19产生的信号SI1处于其第一状态，此时开关9打开，而由比较器20产生的信号SI2处于其第二状态，因而开关12闭合。于是调节电路7处于图1所示的状态。在该状态下，电阻8没有连接，电阻11短路。
由调节电路7供给控制电路4的电功率Pf的值Pf1等于发电机6产生的电功率Pe的值Pe1。该值又等于发动机5产生的机械功率Pm的值Pm1，因而也等于理想功率Pc的值Pc1。
由此得之，电动机3产生的机械功率值Pn1也等于理想机械功率Pc的值Pc1。
应当指出，在该状态下，由燃油发动机5产生的驱动扭矩等于发电机6产生的制动扭矩，由此保证发动机5的转速R保持恒定。
只要机车1的司机不改变踏板17的位置，从而使信号SC的值仍等于SC1，该状态就保持不变。
当机车1的司机释放其加在踏板17上的压力，信号SC产生一个小于已有值SC1的新值SC2。该新值对应于理想功率Pc的一个新值Pc2，该新值也小于理想功率Pc的已有值Pc1。
如下面将进一步说明的，信号SC的减小并不立即影响燃油发动机5的转速R，所以信号SR仍保持等于SR1。因而，此时信号SC略小于信号SR，因此比较电路19将信号SI1设定到其第二状态，使得开关9闭合。另一方面，比较电路20不改变信号SI2，因而该信号仍处于其第二状态，即开关12仍保持闭合。
开关9闭合使得电阻8与发电机6及控制电路4并联，从而增加了由发电机6产生的制动阻力矩，使得该阻力矩大于燃油发动机5产生的驱动扭矩。
在电阻8的值减小时，发动机5的转速R以及发动机所提供的机械功率Pm也随之迅速减小。
当转速R达到值R2时、即在此转速下信号SR的值SR2等于信号SC的新值SC2时，比较电路19将信号SI1恢复到其第一状态，此时开关9又打开，电阻8与发电机6的连接又被断开。
此外，由于此时信号SR的值SR2等于信号SC的值SC2，因而发动机5提供的机械功率Pm的值Pm2此时等于理想功率Pc的新值Pc2。
另外，由于开关9此时打开而开关12仍保持闭合，因而机车1处在与前述类似的稳定状态，即在该状态下，功率Pm、Pe、Pf及Pn均等于由踏板17的位置所确定的理想功率Pc。两状态之间的唯一差别是理想功率Pc及相应的功率Pm、Pe、Pf及Pn的值不同。
只要机车1的司机不改变踏板17的位置，该状态就保持不变。
如果机车1的司机增加踏板17上的压力，则信号SC将取一新值SC3，该值大于已有的值SC2并与理想功率Pc的新值Pc3对应，PC3也大于理想功率Pc的已有值Pc2。
信号SC的增加也不立即影响燃油发动机5的转速R，因而信号SR的值仍保持为SR2。
此时，信号SC大于信号SR，因而比较电路20将信号SI2设置到其第一状态，使得开关12打开。另一方面，比较电路19不改变信号SI1，使其仍保持在其第一状态，因而开关9仍保持打开。
开关12打开使得电阻11串联地连接在发电机6与控制电路4之间，从而降低了发电机6产生的制动扭矩，使该制动扭矩小于燃油发动机5产生的驱动扭矩。
在电阻11的值增加时，发动机5的转速R以及发动机所提供的机械功率Pm也随之迅速增加。
当转速R达到值R3时、即在此转速下信号SR的值SR3等于信号SC的新值SC3时，比较电路20将信号SI2恢复到其第二状态，此时开关12闭合使得电阻11再次短路。
此外，由于此时信号SR的值SR3等于信号SC的值SC3，因而发动机5提供的机械功率Pm等于理想功率Pc的新值Pc3。
由于开关12现在又被关闭，而开关9则仍然打开，因而机车1重新处在与前述类似的稳定状态，即在该状态下，功率Pm、Pe、Pf及Pn均等于由踏板位置确定的理想功率Pc。这一状态和前述状态之间的唯一差别是理想功率Pc及相应的功率Pm、Pe、Pf及Pn的值不同。
只要机车1的司机不改变踏板17的位置，因而信号SC的值仍保持等于SC3，该状态就保持不变。
图4表示了上述各工作过程作为时间t的函数的变化曲线。
在图4中，图a)用实线表示信号SC及相应的理想功率Pc，用虚线表示反映发动机5转速R的信号SR及由发动机5提供的机械功率Pm。如上所述，信号SR和机械功率Pm只是在机械功率Pm相应于信号SC的变化而变化的很短时间内才分别不同于信号SC及理想功率Pc。这也就是为什么表示信号SR和功率Pm的虚线只有在该阶段才可见到的原因。应当指出，信号SR和功率Pm的变化通常并不是如图中为简化起见而表示的那样呈线性变化。
图4中的图b)和c)分别表示了信号SI1和开关9的状态及信号SI2和开关12的状态。在图b)和c)中，标号1和2分别表示信号SI1和SI2的第一和第二状态，而标号O和F则分别表示开关9和12的打开和关闭状态。
显然，每当机车1的司机改变加速踏板17的位置时，上述的各过程之一将会发生。
图5中示意地表示了本发明另一实施例的机车的一部分，其中机车用标号51表示。
与图1中的机车1相同，机车51包括一个驱动轮2、一个用于驱动驱动轮2的电动机3、一个加速踏板17和一个用于产生信号SC的传感器18，该信号表示踏板17的位置及电动机3应传递给轮2的理想功率Pc。这些元件及信号相同于图1中具有相同标号的元件及信号，因而在此无需赘述。
机车51还包括一个用于控制电动机3的电路54，其功能类似于图1中的电路4，因而在此不再赘述。不过，应当指出，在本例中，输送给电路54的电能是按照下述的方式在直流电压下供给的，因此电路54也要作相应的设置。
应当指出，在图5中用简单的连线表示已经述及或将要述及的各元件之间的电连接，尽管这些电连接显然都是由若干个导体构成的，例如在控制电路54与电动机3之间的电连接。
机车51还包括一个类似于机车1上的发动机5的燃油发动机55，该发动机可采用任意一种通过燃烧燃油产生机械能的已知发动机。不过，向发动机55供油的装置(图中没有另外表示)不同于发动机5上的装置。如下面将进一步叙述的，该装置可根据输送给引线55a的信号Sm的值来调节在各转速下供给发动机55的燃油量，从而调节在各转速下由该发动机产生的机械功率Pm。
机车51还包括一个发电机56。当发电机的转子(图中没有另外表示)被与其机械连接的发动机55的输出轴驱动转动时，发电机产生交流电。
发电机56的输出引线与一个为控制上述电动机3的电路54提供所需要的直流电的变流器57的输入端相连接。所述输出引线在图中没有单独表示，引线的数量根据发电机56产生的交流电压是单相还是多相而定。
由于变流器57是专业人员所熟知的电路，因而在此不加赘述。只需说明的是，当一个控制信号SD(以下将进一步说明)处于其第一状态时，该变流器将来自发电机56的所有电能传递给控制电路54；而当信号SD处于其第二状态时，仅将部分电能传递给控制电路54。
如前已述，信号SM的值决定了发动机55在各转速下所提供的机械功率。在本例中，该信号是由一个由三个开关58、59和60以及三个比较器61、62和63构成的电路产生的。
开关58至60中的各开关的第一引线均与发动机55的引线55a连接。如前已述，该引线是用于接受信号SM的。
一个图中没有表示的信号源向开关58的第二引线供给一个固定值SM1的信号，并向开关59的第二引线供给另一个固定值SM2的信号，同时向开关60的第二引线提供一个第三固定值SM3的信号。
为了下面将进一步说明的原因，信号值SM1是信号SM的这样的值，即在任何转速下使发动机55提供的功率都等于此时最大机械功率的某一百分比。在本例中，该百分比为80％。不过，该百分比显然还可采用其他值。
类似地，信号值SM2是信号SM的这样的值：将发动机55提供的机械功率设定在小于当信号SM等于上述值SM1时发动机所提供的机械功率。在本例中，值SM2是信号SM对应于发动机55实际上不提供机械功率而仍继续转动时的取值。
另外，值SM3是信号SM的这样的值：使发动机55提供的机械功率大于其在SM为上述值SM1时的机械功率。在本例中，值SM3是信号SM对应于发动机55在任一转速下提供其最大机械功率的状态下的取值。
图6表示了对应于信号SM为SM1、SM2、SM3，发动机55所提供的机械功率Pm随其转速R变化的曲线。
在图5中表示的开关58至60都是简单接触式开关。不过，这些开关最好采用诸如晶体管或可控硅等电子元件组成的开关。
无论采用什么方式，开关58、59和60都分别由信号SI3、SI4和SI5控制。这些信号各自具有两个不同的状态。对应于控制信号处在其第一或第二状态，各开关相应地打开或关闭。
因此，在图5所示的位置上，信号SI3处于其第二状态，因而开关58关闭；而信号SI4和SI5处于其第一状态，因而开关59和60打开。
通过用点划线表示的连线输送给开关58至60的信号SI3至SI5分别由三个比较电路61、62和63产生。上述各电路都有一个第一输入端与电路61连接以接受信号SR，以及都有一个第二输入端与传感器18连接用于接受信号SC。
如前已述及的用于控制变流器57的信号SD也由比较器63产生。
比较器61应保证在信号SR和SC的值相互不同时使信号SI3处于其第一状态，而当信号SR与SC相等时使SI3处于其第二状态。
比较器62应保证在信号SR的值小于或等于SC的值时使信号SI4处于其第一状态，而当信号SR的值大于SC的值时使SI4处于其第二状态。
比较器63应保证在信号SR的值大于或等于SC的值时使信号SI5和SD处于其第一状态，而当信号SR的值小于SC的值时使SI5和SD处于其第二状态。
比较器61至63的工作状态汇总在图7的表中。该表表示了信号SI3至SI5及SD的状态，开关58至60的状态以及对应于上述三个可能情况，即在信号SR分别小于、等于或大于信号SC时SM的取值。
在该表中，数字1和2分别表示该列首行所述的信号分别处于其第一或第二状态。
比较器61至63是专业人员所熟知的电路，因而在此无需赘述。此外，比较器的结构显然依赖于在其输入端接受的信号SR和SC的性质，以及依赖于用于打开或关闭开关58至60而向开关58至60所提供的信号SI3至SI5的性质。例如对比较器63而言，其结构依赖于必须供给变流器57以便按照上述方式控制变流器的信号SD的性质。
由开关58至60及比较器61至63构成的装置可认为构成了一个选择器，该选择器根据信号SR和SC的相对值选择地给信号SM设定SM1至SM3中的一个值。
在以下对机车51的工作过程的表述中，将再次引用下列标号：Pm表示燃油发动机55提供的机械功率，Pe表示发电机56提供的电功率，Pf表示提供给控制电路54(在本例中是由变流器57供给的)电功率，Pn表示电动机3供给轮2的机械功率。上述各功率在图5中也用箭头表示。此外，在各元件中的功率损失忽略不计并假定功率Pm等于Pe，功率Pf等于Pn。
机车51还包括一个用于产生信号SR的装置。该信号表示发动机55的转速R。产生信号SR的装置由类似于机车1上的元件14至16的元件构成，其标号与机车1上的标号相同，因而在此不再重复。不过，应当指出，在机车51上，元件14至16特别是其中的电子电路16，应当保证在发动机55供给的机械功率Pm一方面等于对应于信号SC的值的理想功率Pc，另一方面等于在该转速下所能提供的最大功率的某预定百分比的过程中，信号SR的值始终等于信号SC的值。
在以下对机车51工作过程的描述中，将假定(但不限于此)上述预定百分比为80％。这意味着，当信号SM为上述值SM1时，无论转速R为何值，发动机55所供应的机械功率为最大功率的80％。另外，信号SR的值等于信号SC的值，发动机55提供的机械功率Pm等于对应于信号SC的该值下的理想功率Pc。
如同前面对机车1的工作过程所作的描述，在开始描述机车51的工作过程时，也假定机车51的司机在一定的时间内将加速踏板17保持在位于两极限位置之间的某一稳定位置上。这样，信号SC具有一个对应于某稳定的理想功率Pc的稳定值。上述两值分别用SC1和Pc1表示。
如下面将进一步说明的，在上述条件下，燃油发动机55以转速R1转动。在该转速下，信号SR的值为SR1，该值等于信号SC的值SC1。
于是，由比较器61提供的信号SI3处于其第二状态，此时开关58关闭，因而信号SM的值为SM1。发动机55提供的机械功率Pm为Pm1。该值等于发动机55在转速R1下所能提供的最大功率Pm1′的80％。该值Pm1等于对应于信号SC的值SC1的理想功率Pc的值Pc1。
此时，信号SD处于其第一状态。所以，由变流器57供给控制电路54以便控制电动机3的电功率Pf的值Pf1等于变流器57从发电机56接受到的电功率Pe的值Pe1。而Pe1又等于发动机55提供的机械功率Pm的值Pm1。
由电动机3供给轮2的机械功率Pn的值Pn1等于变流器57供给控制电路54的电功率Pf的值Pf1。值Pn1又等于理想功率Pc的值Pc1。
只要机车51的司机不改变加速踏板17的位置，上述状态就保持不变。
当机车1的司机释放加在踏板17上的压力，信号SC产生一个小于已有值SC1的新值SC2。该新值对应于理想功率Pc的一个新值Pc2，该新值Pc2也小于理想功率Pc的已有值Pc1。
如同机车1中的情况相同，信号SC的减小并不立即影响燃油发动机55的转速R，也不立即影响信号SR的值，所以信号SR仍保持等于SR1。
此时，信号SC小于信号SR，因此比较电路61将信号SI3设定到其第一状态，使得开关58打开。同时，比较电路62将信号SI4设定到其第二状态，因而使开关59闭合。
于是，信号SM的值为SM2。在该值下，发动机55供给的机械功率Pm实际上几乎为零。
因此，发动机55的转速R急剧下降，直至信号SR达到一个新值SR2。该新值等于信号SC的新值SC2。
而后比较器62将信号SI4恢复到其第一值，比较值61将信号SI3恢复到其第二值，因而信号SM的值又等于SM1。
此时发动机55提供的机械功率Pm的值Pm2又等于其最大机械功率的80％。另外，值Pm2还等于理想功率Pc的新值Pc2。
然后，机车51又进入类似于前面提及的稳定状态。即在该状态下，功率Pm、Pe、Pf及Pn均等于由踏板17的位置确定的理想功率Pc。两状态之间的唯一差别是理想Pc及相应的功率Pm、Pe、Pf及Pn的值不同。
显然，只要机车51的司机不改变踏板17的位置，因而信号SC的值保持等于SC2，该状态就保持不变。
如果机车51的司机提高施加在踏板17上的压力，信号SC将取一新值，该新值大于已有的值SC2并与理想功率Pc的新值Pc3对应，该新值Pc3也大于值Pc2。
信号SC的增加不立即影响燃油发动机5的转速R，因而信号SR的值仍保持为SR2。
于是，信号SC大于信号SR，其结果使得比较器61将信号SI3设置到其第一状态，从而打开开关59。同时，比较器63将信号SI5设置到其第二状态，从而关闭开关60。此时，信号SM取值为值SM3，而发动机55提供的机械功率值为Pm2′，该值是发动机55在转速R2下的最大功率。
同时，比较器63将信号SD设定到其第二状态，从而降低输送给变流器57的电功率。
因而发电机56的制动扭矩也随之降低。由于发动机55提供其满负荷，因而其转速R以及信号SR的值也迅速增加。
当转速R达到值R3时、即信号SR的值等于信号SC的新值SC3时，比较电路63将信号SI5恢复到其第一状态，而比较电路61将信号SI3恢复到其第二状态。结果使开关60又打开，而开关58又关闭，使得信号SM恢复到值SM1。
由发动机55提供的机械功率Pm在达到值Pm3′后，将逐渐减少到等于80％Pm3′的值Pm3。值Pm3也等于理想功率Pc的新值Pc3。
同时，比较电路63将信号SD恢复到其第一状态，因而变流器57将其从发电机56接受的所有电功率Pe传输给电动机3的控制电路54。
于是机车51再次进入稳定状态。即在该状态下，功率Pm、Pe、Pf及Pn均等于由踏板17的位置确定的理想功率Pc。这一状态与前述状态之间的唯一差别是理想功率Pc及相应的功率Pm、Pe、Pf及Pn的值不同。
只要机车51的司机不改变踏板17的位置以及信号SC的值保持等于SC3，该状态就保持不变。
图8表示了上述各工作过程作为时间t的函数的变化曲线。
在图8中，图a)用实线表示信号SC，用虚线表示反映了发动机55的转速R的信号SR。如同在前述机车1中的情形那样，信号SR只是在发动机55的转速R在相应于信号SC的变化而变化的一段时间内才不同于信号SC。这也就是为什么表示信号SR的虚线只在这段时间内才可见的原因。
图b)、c)和d)分别表示了信号SI3和开关58的状态、信号SI4和开关59的状态以及信号SI5和开关60的状态。在图b)、c)和d)中，标号1和2分别表示信号SI3至SI5的第一和第二状态，而标号O和F则分别表示开关58至60的打开和关闭状态。
图8中的图e)表示了信号SM。而在图f)中，实线表示对应于信号SC的理想功率Pc，虚线表示发动机55提供的机械功率Pm。
如前已述及，机械功率Pm只是在机械功率Pm相应于信号SC的变化而变化的一段时间内才不同于理想功率Pc。这也就是为什么表示机械功率Pm的虚线只在这段时间内才可见的原因。在图f)中，标号Pm0表示在信号SM为值SM2时发动机55提供的机械功率Pm的值。
显然，每当机车51的司机改变加速踏板17的位置时，将会发生一个类似于上述过程之一的一个过程。
应当指出，在机车1上燃油发动机5的转速R仅仅通过改变发电机6供给的电功率来调节。而在机车51上，不仅通过改变发电机56提供的电功率而且还通过向发动机55供油的装置来调节发动机55的转速R。其结果是，在其他条件相同的情况下，每改变一次踏板17的位置，机车51的发动机55将比机车1的发动机5更快地达到其新的转速值。
图9中示意地表示了本发明另一实施例的机车的一部分，其中机车用标号91表示。
机车91上的元件若标有与图5中机车51的元件相同的标号，则表示相同的元件，因而在此无需赘述。
机车91上的元件之间的连接方式相同于机车51上的元件的连接。所不同的只是传感器18不是直接连接到比较器61至63的第二输入端，而是连接到一个可控的附加电路92上的输入端92a上。该附加电路的作用以下将进一步说明。比较器61至63的第二输入端与附加电路92的输出端92b连接。
附加电路92的输出端92b产生一个信号SC′，该信号的作用也将在下面进一步叙述。
机车91上还包括一个电能源93。对此，以下将举例说明。
这里只需说明的是，电能源93可以储存一定量的电能并可以按照其直流电压大致等于变流器57产生的直流电压的形式释放该电能。并且，电能源93上输出该直流电压的一对引线(图中未示)将分别连接到变流器57及控制电路54上的引线上。还需要补充说明的是，电能源93上还有一些图中未示的装置，这些装置在其输出端93b产生一个代表电能源93中电能含量Q的检测信号SB。这些装置应保证，当电能量Q减少到等于或小于第一预定值Q1时，信号SB由第一状态转到第二状态；当电能Q的量增加到等于或大于第二预定值Q2(Q2大于Q1)时，信号SB由其第二状态转到其第一状态。
信号SB被输送到附加电路92的控制输入端92c上。附加电路应保证在信号SB处于其第一状态时信号SC′等于信号SC，而当信号SB处于其第二状态时SC′比信号SC大某预定值。
由于附加电路92的结构对本领域技术人员不会产生特殊的问题，因而在此不再赘述。
只要电能源93所含能量Q超过上述预定值Q1，由于此时信号SB处于其第一状态，信号SC′等于信号SC，因而，机车91的工作过程与前面描述的机车51的工作过程相同。故此对其不再赘述。
现在简单地提醒一下整个工作过程：当信号SC(在采用机车51时)或信号SC′(在采用机车91时)的值，大于信号SR的值时，比较电路63将信号、特别是将信号SD置于其第二状态，其结果是变流器57仅将从发电机56接受到的电功率Pe的一部分传输给控制电路54。以下对该部分能量称为Pe′。
在机车51上，当信号SC从值SC2变化到一个更高的值SC3时(如前面已举过的例子)，只要信号SD处于其第二状态，电动机3提供给轮2的机械功率Pn(该功率等于控制电路54接受到的电功率)就为值Pe′，该功率值Pe′当然小于与信号SC的新值SC3对应的理想功率Pc的值Pc3。
而在机车91上，在与上述条件相同的情况下，电能源93向控制电路54提供一电功率(其值被称为Pe″)，该电功率值等于理想功率Pc的值Pc3与变流器57此时传递给控制电路54的值Pe′之间的差值。于是，一旦功率设定信号SC的值由SC2变到SC3，电动机3提供给轮2的机械功率Pn便立刻达到与理想功率Pc的新值Pc3相等的水平。
随着电功率Pe″供给控制电路54，电能源93中所含电能Q也开始减少。
当信号SC从SC2转换到SC3时，若电能Q的量大于上述预定值Q1，信号SB就保持其第一状态，于是信号SC′与信号SC相等，因而也具有相同的值SC3。
如果在发动机55的转速R达到值R3之前，电能Q的值始终大于预定值Q1时，信号SC′就仍保持等于值SC3。当转速达到值R3时，就发生一个类似于机车51的前述工作过程。对该过程不再重复说明。
然而，如果在发动机55的转速R达到值R3之前，电能Q的值等于或小于预定值Q1，信号SB则进入其第二状态，信号SC′达到一个新值SC4，该新值大于信号SC的新值SC3。
在此情况下，只有当发动机55的转速R达到值R4时，即信号SR达到与信号SC′的值SC4相等的值SR4时，才能使信号SI5和SD恢复到其第一状态、而信号SI3恢复到其第二状态，使其结果与前面所述相同。
从SR4等于SC4那时起，发动机55提供的机械功率Pm达到值Pm4，该值等于发动机在速度R4下所能提供的最大机械功率Pm4′的80％。
机械功率Pm的值Pm4显然大于与信号SC的值SC3对应的理想功率Pc的值Pc3。自然，由发电机56提供的电功率Pe的值Pe4也具有相同的情况。其中，Pe4等于Pm4。
此时，由于信号SD处于其第一状态，变流器57提供的电功率也达到一个等于Pe4的值。不过，控制电路54能够接受的电功率值只等于与信号SC的值SC3对应的理想功率Pc的值Pc3。变流器57提供的电功率与控制电路54接受的电功率之间的功率差被电能源93吸收，从而使电能源中的电能含量Q增加。
当电能量Q达到预定值Q2时，信号SB恢复到其第一状态，于是信号SC′的值又等于信号SC的值、即SC3。
此时信号SC′的这个值SC3小于信号SR的值SR4，比较电路61将信号SI3恢复到其第一状态，而比较电路62将信号SI4置于其第二状态。其结果是发动机55的转速R如前面所述那样迅速下降。
当转速R达到值R3并且信号SR的值等于信号SC′的值SC3时，比较电路62将信号SI4恢复到其第一状态，比较电路61将信号SI3恢复到其第二状态。
从此时起，发动机55又输送一个值为Pm3的机械功率Pm，该值一方面等于与信号SC的值SC3对应的理想功率Pc的值Pc3，另一方面等于发动机55在该转速R3下所能供给的最大功率Pm3′的80％。只要机车91的司机不改变加速踏板17的位置，该状态就始终保持不变。
图10表示了上述各工作过程作为时间t的函数的变化曲线。
在图10中，图a)用实线表示信号SC′，用虚线表示信号SR。在图b)至f)中，与图8中相同的标号表示的是相同的信号或相同的量值。此外，在图10中，图g)和h)分别表示电能源93所含电能Q的值及信号SB的值，后者的第一和第二状态分别用1和2表示。
上述值R4和Pm4′也还表示在图6中。
从以上对机车91的工作过程的描述中，可以看出，只有当信号SD处于其第二状态时，也就是说只有在发动机55的转速R随着信号SC的值增加而上升时，电能源93才向控制电路54提供电能。
不过，转速R的上升速度非常快，只有几秒的时间。另外，在转速R上升的过程中，电能源93只提供控制电路54吸收的电能中的一部分。因此，电能源93中可以容纳的电能量就可以远远小于在已知机车上的蓄电池所需要容纳的电能量。
因此，可重复充电的电能源93可由一个简单的电容构成，例如用一个电解电容构成或者根据需要用一组电容器构成。
电能源93也可由一个普通的简单蓄电池构成，例如用铅或镍镉蓄电池构成。
不过，在有些情况下，用于控制电路54工作的直流电压相当高，可达到几百伏特。提供如此高的电压的蓄电池体积相当大而且造价高。在此情况下，电能源93最好用若干个可提供较低电压、例如12伏特的蓄电池组合而成，并采用一个电压放大器将该低电压转换成所需要的高电压，同时还可根据需要采用一个利用变流器57产生的高电压对蓄电池重新充电的电路。这样一种电能源的结构对于本领域专业人员而言不存在特殊的问题，因而在图中没有表示而且也没有对其进行详细的叙述。
在本例中，构成电能源93的蓄电池的容量远远小于已知机车上所用的蓄电池的容量。因此，前面提到的所有因为在机车上存在有蓄电池而产生的缺陷均被克服。
图11中示意地表示了本发明另一实施例的机车的一部分，其中机车用标号111表示。
机车111上元件2、3、5、6及14至18和31至33均与图1中具有相同标号的元件相同，因而在此不再赘述。
在此只需说明，向发动机5供应燃油的装置应保证发动机无论在何速度下总能产生在该速度下的最大机械功率，在本例中也是如此。
机车111还包括一个电动机3的控制电路。由于该电路相同于图5中的控制电路54因而其标号也选为54。对此，不需要重复说明。只需指出的是，在本例中电路54的控制信号用SE表示，信号SE的值决定了电路54向电动机3提供的电功率。
用于控制电路54工作的直流电压是由变流器112提供的。变流器的输入端与发电机6连接。
由于变流器112可以用不同的已知方式实现，因而对此无需详述。只需指出的是，与图5所示机车51上的变流器57不同，变流器112应当始终向控制电路54提供接受到的所有电能。因此，在该变流器中没有任何用于接受诸如变流器57控制信号SD的输入端。
机车111还包括一个计算电路113，其输入端分别接受表示发动机5的转速R的信号SR和表示加速踏板17的位置及理想功率Pc的信号SC。
计算电路应保证，它所提供的信号SF等于信号SR与SC的差与一个大于1的系数的乘积。
这样，信号SF根据信号SR等于、大于或小于信号SC而分别为零、正值或负值。只要信号SR和SC不相等，信号SF的绝对值就总大于SR与SC的差值。
信号SF被输送到一个附加电路114的第一输入端。其第二输入端用于接受信号SC，其输出端提供上述的信号SE。于是，信号SE根据信号SF为零、正值或负值而分别等于、大于或小于信号SC。此外，当信号SR和SC不相等时，信号SE和SC之间的差值的绝对值大于信号SR和SC之间的差值的绝对值。
从上述描述中可以很容易地推出机车的工作过程，因而在此无需赘述。
可以看出，当信号SR等于信号SC时，信号SF为零，信号SE等于信号SC。于是，机车111处于一个稳定状态，在该状态下，功率Pm、Pe、Pf及Pn相互相等，都等于由踏板17的位置所确定的信号SC的值相应的理想功率Pc(功率损失除外)。
此时，若机车111的司机降低施加在踏板17上的压力，则信号SC产生一个小于已有值并小于信号SR的值的新值。
于是，计算电路113产生的信号SF变为正值。而尽管信号SC降低，但信号SE则上升。这样，电动机3的控制电路54接受的电功率Pf增加。当然，发电机6提供的电功率也将随之增加。
其结果是，由发电机6施加在发动机5上的制动扭矩也随之增加，从而使发动机的转速R降低。
当转速R达到使信号SR等于信号SC的转速时，信号SF又变为零，信号SE又变为等于信号SC。于是，机车111再次回到稳定位置，即在该状态下，功率Pm、Pe、Pf及Pn均等于对应于信号SC的新值的理想功率Pc。
此时，若机车111的司机提高施加在踏板17上压力，则信号SC达到一个大于已有值并且也大于信号SR的值的新值。
于是，信号SF变为负值。此时，尽管信号SC上升，但信号SE则下降。由此减小了控制电路54接受到的电功率以及发电机6提供的电功率Pe。
于是，由发电机6施加到发动机5上的制动扭矩也随之降低，从而使发动机的转速R增高。
当转速R达到使信号SR等于信号SC的转速时，信号SF又变为零，信号SE又变为等于信号SC。于是，机车111再次回到稳定状态，即在该状态下，功率Pm、Pe、Pf及Pn均等于对应于信号SC的新值的理想功率Pc。
可以看出，如图1中所示的机车1一样，在机车111上，燃油发动机5的转速R仅仅是通过瞬时改变发电机6所提供的电功率来调节，该电功率根据转速R升高或降低的要求而分别减小或增大。此外发动机5始终提供在某一转速下所能提供的最大机械功率，因而它总是在具有最大效率的状态下工作。
在图5和图9所示的机车51和91上，燃油发动机5的转速不仅可通过瞬时改变发电机6所提供的电功率Pe来调节，而且还可通过改变燃料供给装置输送给发动机5的燃油和/或燃烧介质的量进行调节。尽管如此，发动机5在大多数情况下仍然是在接近于最大机械功率的条件下工作，它所提供的机械功率是当时最大机械功率的一个预定的固定百分比。对发动机5的特性的选择应保证它在这些条件下工作时效率最高。
简言之，可以看出，在以上举例说明的本发明机车上，燃油发动机始终是工作的，其转速被调节到使发动机提供的机械功率一方面等于由机车的加速踏板17的位置所确定的理想功率Pc，另一方面等于发动机在该速度下所能提供的最大机械功率的某预定百分比。在一些实施例中，该百分比可以为100％。
正是由于这些特性使得本发明机车具有上述优点，即、不必设置一个能够提供机车工作所需要的全部电能的蓄电池。
实际上可以估计到，司机会非常频繁地改变机车上的加速踏板位置，尽管他不想改变机车的速度。
在本发明机车上，加速踏板的上述改变在大多数情况下是无意识的并且改变量很小，其结果是使得加速踏板17的位置传感器18产生的信号SC的值也非常频繁地变化，在一定时间内很少稳定。当然，将踏板17完全放开或完全压下的情况除外。
现在，可以理解，在图1、5和11所示的本发明机车上，响应于信号SC的每一次即使是很微小的上升，提供给电动机3的控制电路4或54的电功率Pf都会发生瞬时减小。同样可以理解到，在诸如图1和11所示的本发明机车上，响应于信号SC的每一次即使是很微小的下降，电功率Pf也会发生瞬时增加。
由此可以得到这样的结论，即使本发明机车的司机不打算改变机车的速度，供给电动机3的控制电路4或54的电功率Pf也会经常发生变化。显然，由控制电路4或54提供给电动机3的电功率以及由电动机供给轮2的机械功率Pn也会产生同样的情况。
机械功率Pn的上述变化所产生的效应几乎与带有自动变速箱的机车上因速比变化而产生的效应相同，本发明机车上的司机和/或乘客对于这些效应一般不会感到非常不舒服。
显然，通过在传感器18与接受信号SC的各电路之间插入一个低通滤波器可以减少由于上述的踏板17的小位移产生的机械功率Pn的变化。
不过，如众所周知，在响应滤波器输入信号的变化时，低温滤波器的输出信号要在一段延迟之后才发生变化。当滤波器的截止频率相当较低时，延迟时间相当长。
现在，假如让我们在传感器18与接受信号SC的电路之间插入一个截止频率相当低的低通滤波器，即在1HZ或低于1HZ的频率下有效的滤波器。于是信号SC响应于传感器18产生的信号的延迟时间相当长。这对于机车司机希望快速地移动加速踏板17的情况是不利的。
不过，如果需要的话，也可以在快速移动踏板17时避免产生无法接受的延迟的前提下，消除由于加速踏板17的上述小位移所导致的机械功率Pn的变化。
上述目的可通过诸如用类似于图12中的标号为121那样的控制装置来替换上述的由加速踏板17和传感器18构成的控制装置来实现。
如上所述，控制装置121包括一个加速踏板17和一个用于提供表示踏板位置的信号的装置18。
在本例中，由传感器18提供的信号用SC″表示。
除踏板17和传感器18外，控制装置121还包括一个滤波整流电路122。以下将说明该电路的用途和功能。
滤波整流电路122的输入端E一方面与传感器18连接，另一方面与一低通滤波器123和一差动电路124的输入端以及开关125的第一引线连接。
滤波器123的输出端和开关125的第二引线相互连接并与提供信号SC的电路122的输出端S连接。
滤波器123、差动电路124及开关125都可用不同的已知方式实现，因而在此无需赘述。
只需说明的是，开关125最好由一个诸如晶体管或一个可控硅的电子元件构成，该开关应保证能根据控制信号SI6打开或关闭。对于信号SI6的产生将在后面说明，该信号有第一或第二状态。
还应当指出，低通滤波器123应保证其截止频率为1HZ或小于1HZ。另外，开关125打开时，滤波器123应保证信号SC的值至少应基本上等于信号SC″的平均值。
另外，应当指出，差动电路124产生的信号SG按照通常的方式总是正比于信号SC″的斜率。换句话说，根据信号SC″上升和或下降、也就是根据踏板17向其压死位置移动还是松开位置移动，信号SG为正值或负值，而信号SG的绝对值正比于踏板17移动的速度。
信号SG被输送到第一比较电路126上用+号表示的正向输入端以及送到第二比较电路127上用—号表示的反向输入端。比较电路126上的反向输入端—接受一个正向参考电压Vr+，比较电路127的正向输入端+接受一个负向参考电压Vr-。上述两参考电压的绝对值相等。
参考电压Vr+与Vr-都由一电压源(图中未示)提供。该电压源应保证在踏板17以某预定速度移向其压死位置时，电压Vr+的值等于信号SG的值，而当踏板17以同样的速度移向其松开位置时，电压Vr-的值等于信号SG的值。
例如，所述预定速度可以等于踏板在0.5秒内由一个极限位置移向另一极限位置的移动中的平均速度。
比较电路126和127可用不同的已知方式实现，因而在此无需赘述。只需指出的是，它们应当保证根据其正向输入端+相对于其负向输入端-为负电压或正电压，其输出端输出一个大致为零的电压或者为一个正电压。按照通常可接受的概念，也可以说，比较电路126或127根据其输出端上电压为零或为正电压可分别称为“0”或“1”逻辑状态。
比较电路126和127的输出端各自与一个或门128上的输入端连接，或门的输出端则与开关125的控制电路129的输入端连接。该控制电路应当保证，当其输入端分别在“0”或“1”状态时，信号SI6处于其第一或第二状态，即开关125打开或关闭。
控制装置121的工作过程从上述描述中可以很容易地推导出，因而在此不再赘述。
可以看出，该装置的效果是，只要安装有该控制装置121的机车上的司机不打算改变踏板17的位置，信号SG即为零，并且比较电路126和127的输出端及或门128的输出端都处于逻辑“0”状态。
于是，信号SI6处于其第一状态，而开关125打开。
此时，信号SC基本等于信号SC″。但是，因踏板17的不希望的小位移而导致的信号SC″的变化被滤波器123抑制，因而信号SC实际上不存在这种变化。因此，踏板17的小位移不会引起由驱动电动机3供给轮2的机械功率Pn的波动。
当机车司机以小于上述预定速度移动踏板17时情况仍旧如此，根据位移的方向不同，信号SG为正或负但仍在电压Vr+和Vr-之间。比较电路126和127都保持在逻辑“0”状态。开关125仍保持打开。于是，信号SC随着信号SC″变化，但不存在信号SC″所带有的那些小波动。
另一方面，当机车司机以高于上述预定速度移动踏板17时，根据踏板17移动的方向，信号SG变得或者比电压Vr-更负或者比电压Vr+更正。此时比较电路126和127之一的输出端为逻辑“1”状态，由此使得信号SI6进入其第二状态并使开关125关闭，从而使滤波器123短路。此时，信号SC与信号SC″相同并随其变化而立刻改变。
由此可以看出，控制装置121实际上可以在避免踏板17快速移动时产生不能接受的延迟的条件下，抑制由于踏板17的的小位移而导致的电动机3供给轮2的机械动力Pn的波动。
在图1、5、9和11中所示的机车1、51、91、111只包括一个由单一电动机驱动的单驱动轮。显然，本发明也适用于用单一电动机驱动若干驱动轮的机车或用一组电动机或若干电动机驱动的机车。
此外，机车1、51、91和111上的加速踏板17显然也可以用任何可由机车上的司机操纵的装置取代，例如可采用一个手柄。
在本发明的范围内还可在上述机车上进行其他的各种变换。
例如，本发明机车的燃油发动机的转速可通过不同于上述装置的手段来调节。特别是，可以借助于编程计算机来提供用于根据上述信号SC和SR进行调节的各种信号。
此外，在图1所示的机车1上，发电机6可用一个产生多相(如三相)交流电压的发电机取代。当然，调节电路7和控制电路4也需要进行适应性改变。特别是，在此情况下，调节电路7包括几个第一调节单元10，这些元件分别与发电机6的两条引线连接。另外还包括几个第二调节单元13，其分别与发电机6的一条引线及控制电路4的一条引线连接。调节单元10和13的控制相同于图1中元件10和13的控制。

Claims (7)

1.一种电动机车，其中包括：
—一个用于产生第一机械功率(Pm)的燃油发动机(5；55)；
—一个用于将所述的第一机械功率(Pm)转化为第一电功率(Pe)的发电机(6；56)；
—可由所述机车的司机操纵的、用于产生表示理想功率值(Pc)的功率设定信号(SC)的控制装置(17、18)；
—一个驱动轮(2)；及
—用于将第二电功率(Pf)转换为一个第二机械功率(Pn)并将其输送给所述驱动轮(2)的电机装置(3、4；3、54)，所述电机装置(3、4；3、54)包括一个与所述驱动轮(2)机械耦合的电动机(3)及一个用于控制所述电动机(3)的电路(4、54)，该电路响应所述功率设定信号(SC)并将所述第二机械功率值(Pn)调节到等于所述理想功率值(Pc)；
其特征在于，所述机车还包括调节装置(7、14至16、19、20；14至16、57至63)，该装置响应于所述功率设定信号(SC)将所述燃油发动机(5；55)的转速(R)调节到这样一个转速值上：在该转速下，所述第一机械功率(Pm)首先至少大致等于所述理想功率(Pc)，其次，等于燃油发动机(5；55)最大机械功率的某一预定百分点，所述调节装置(7、14至16、19、20；14至16、57至63)包括转换装置(7；57)，其与所述发电机(6；56)及所述电动机装置(3、4；3、54)电力耦合，用以将所述第一电功率(Pe)转换成第二电功率(Pf)。
2.如权利要求1所述的机车，其特征在于，所述调节装置(7、14至16、19、20)包括用于产生一表示所述转速(R)的测量信号(SR)的装置(14至16)，及用于在所述测量信号(SR)与所述功率设定信号(SC)之间提供比较信号(SI1、SI2)的装置(19、20)，所述的转换装置(7)应保证在所述测量信号(SR)大于所述功率设定信号(SC)时，响应所述比较信号(SI1、SI2)提高由发电机(6)施加在所述燃油发动机(5)上的制动扭矩，而当所述测量信号(SR)小于所述功率设定信号(SC)时，降低所述制动扭矩。
3.如权利要求2所述的机车，其特征在于，所述转换装置(7)包括一个与所述发电机(6)的第一引线(6a)和一个第二引线(6b)连接的第一调节单元(10)，以及一个与所述发电机(6)的所述第一引线(6a)及所述控制电路(4)的引线(4a)连接的第二调节单元(13)，所述第一调节单元(10)包括一个第一电阻器(8)和一个与所述第一电阻器(8)串联的第一开关(9)，所述第一调节单元响应所述比较信号(SI1、SI2)，当所述测量信号(SR)大于所述功率设定控制信号(SC)时，将所述第一电阻器(8)与所述发电机(6)的所述引线(6a、6b)连接，而当所述测量信号(SR)小于或等于所述功率设定信号时，将所述第一电阻器(8)与所述发电机(6)的所述引线(6a、6b)断开，所述第二调节单元(13)包括一个第二电阻器(11)和一个与所述第二电阻器(11)并联的第二开关(12)，所述第二调节单元响应所述比较信号(SI1、SI2)，当所述测量信号(SR)小于所述功率设定控制信号(SC)时，将所述第二电阻器(11)串联在所述发电机(6)的所述第一引线(6a)及所述控制电路(4)的所述引线(4a)之间，而当所述测量信号(SR)大于或等于所述功率设定信号(SC)时，使所述发电机(6)的所述第一引线(6a)与所述控制电路(4)的所述引线(4a)短接。
4.如权利要求1所述的机车，其特征在于，所述调节装置(14至16、57至63)包括用于产生一表示所述转速(R)的测量信号(SR)的装置(14至16)，及用于在所述测量信号(SR)与所述功率设定信号(SC)之间提供比较信号(SI3至SI5、SD)的装置(61至63)，所述机车还包括一个向所述燃油发动机(55)提供燃油的装置，该装置响应所述比较信号(SI3至SI5、SD)，在所述测量信号(SR)小于所述功率设定信号(SC)时，将所述第一机械功率(Pm)调节到一个大于所述最大机械功率的预定百分点的值，而当所述测量信号(SR)等于所述功率设定信号(SC)时调节到所述最大机械功率的预定百分点的值，当所述测量信号(SR)大于所述功率设定信号时则调节到小于所述最大机械功率的预定百分点的值，所述的转换装置(57)应保证在所述测量信号(SR)小于所述功率设定信号(SC)时，响应所述比较信号(SI3至SI5、SD)以减小由发电机(6)施加在所述燃油发动机(5)上的制动扭矩。
5.如权利要求4所述的机车，其特征在于，所述转换装置包括一个连接在所述发电机(56)与所述控制电路(54)之间的装置(57)，该装置响应所述比较信号(SI3至SI5、SD)，当所述测量信号(SR)大于或等于所述功率设定信号(SC)时，向所述控制电路(54)输送一个等于所述第一电功率(Pe)的电功率，而当所述测量信号(SR)小于所述功率设定信号(SC)时，向所述控制电路(54)输送一个小于所述第一电功率(Pe)的电功率。
6.如权利要求5所述的机车，其特征在于，该机车还包括一个可重复充电的电能源(93)，该电能源向所述控制电路(54)所提供的电功率等于所述理想功率(Pc)与所述变流器(57)提供的电功率之差。
7.如权利要求1所述的机车，其特征在于：
—所述调节装置(14至16、57至63)包括用于产生一表示所述转速(R)的测量信号(SR)的装置(14至16)，及用于在所述第一测量信号(SR)与第二功率设定信号(SC′)之间提供比较信号(SI3至SI5、SD)的装置(61至63)；
—所述转换装置(57)包括一个连接在所述发电机(56)与所述控制电路(54)之间的变流器(57)，该变流器响应所述比较信号(SI3至SI5、SD)，当所述测量信号(SR)大于或等于所述第二功率设定信号(SC′)时，向所述控制电路(54)输送一个等于所述第一电功率(Pe)的电功率，而当所述测量信号(SR)小于所述第二功率设定信号(SC′)时，向所述控制电路(54)输送一个小于所述第一电功率(Pe)的电功率；
—所述机车还包括一个可重复充电的电能源(93)，该电能源向所述控制电路(54)所提供的电功率等于所述理想功率(Pc)与所述变流器(57)提供的电功率之差，此外机车还包括一个向所述燃油发动机(55)供油的装置，该装置响应所述比较信号(SI3至SI5、SD)，在所述测量信号(SR)小于所述第二功率设定信号(SC′)时，将所述第一机械功率(Pm)调节到大于所述最大机械功率的预定百分点的值，而当所述测量信号(SR)等于所述第二功率设定信号(SC′)时调节到所述最大机械功率的预定百分点上的值，当所述测量信号(SR)大于所述第二功率设定信号时则调节到小于所述最大机械功率的预定百分点的值，所述电能源(93)包括用于提供表示所述电能源(93)中电能含量(Q)的检测信号(SB)的装置；
—所述机车还包括产生所述第二功率设定信号(SC′)的装置(92)，该装置响应所述检测信号(SB)，在所述电能量(Q)小于第一预定值(Q1)时，其(SC′)的值等于所述第一功率设定信号(SC)与一预定值的和，而当所述电能量大于第二预定值(Q2)时，产生的第二功率设定信号(SC′)的值等于所述的第一功率设定信号(SC)。
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