CN101391613A - 一种无级制动减速器液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无级制动减速器液压控制系统，包括油箱、油缸、由电动机驱动的油泵和蓄能器，其特征在于：所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一换向阀、第二换向阀、减压阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和比例阀；所述油泵通过第一单向阀接入蓄能器，所述蓄能器依次通过第二单向阀、第一换向阀与油缸缓解腔连通；所述第二换向阀一端接入油箱，另一端依次通过减压阀、第三单向阀接入油缸制动腔；所述油箱接入油泵，所述蓄能器接入油箱；所述油缸制动腔通过第一换向阀接入油箱；所述油缸缓解腔通过比例阀接入油箱。本发明实现了无级调速，重复制动响应迅速，适应性强，对车辆无冲击，有利于延长车辆及设备的使用寿命。

Description

一种无级制动减速器液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种车辆制动控制系统，具体是无级制动减速器液压控制系统。

背景技术

目前，我国用于驼峰自动化目的制动的减速器，按照制动原理可以分为两类：一类是钳夹式减速器，一类是非钳夹式减速器。

钳夹式减速器通过浮轨可以实现对载重不同的车辆，实施不同的制动力，但缺点是对载重相同的车辆，无法实施不同的制动力，即制动力单一不可调，因此控制精度低，无法实现均衡制动。

非钳夹式减速器中的可控顶，其缺点是数量多，制动力小，设计速度小，不能实现“放头拦尾”，解编效率低。由于垂直反力使车组在安装顶群线路上平稳性差，或者出现“死顶”时容易引起脱线事故。

另一种非钳夹式减速器—TJDY分级制动减速器，虽然分级，但是分级不够细，只有三级，制动等级少。虽然能够实现对同一车辆在制动过程中采用不同的制动力，但要实现真正意义上的“均衡制动”，仍存在制动等级少的不足。综上所述，可以看出：目前国内现有减速器，无论是钳夹式减速器还是非钳夹式减速器，除了TJDY分级制动减速器能够实现制动力分三级外，其余减速器制动力均不可调，一方面控制精度低，另一方面制约了驼峰调速技术的发展，即“均衡制动法”无法实现。

因此，适应自动化驼峰调速精度和解编效率的要求，开发多级或者无级减速器尤为必要，从而实现对车辆的“均衡制动”。

发明内容

本发明的目的在于通过提供一种无级制动减速器液压控制系统，克服背景技术中所述的技术问题，从而实现对车辆制动能高的连续可调即无级制动，满足不同车组的能高和控制精度的需求，适用于间隔制动和目的制动，实现对车辆的“均衡制动”，以适应自动化驼峰调速精度和解编效率的要求。

本发明的技术解决方案是：本发明是一种无级制动减速器液压控制系统，包括油箱、油缸、由电动机驱动的油泵和蓄能器，其特殊之处在于，所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一换向阀、第二换向阀、减压阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和比例阀；所述油泵通过第一单向阀接入蓄能器，所述蓄能器依次通过第二单向阀、第一换向阀与油缸缓解腔连通；所述第二换向阀一端接入油箱，另一端依次通过减压阀、第三单向阀接入油缸制动腔；所述油箱接入油泵，所述蓄能器接入油箱；所述油缸制动腔通过第一换向阀接入油箱；所述油缸缓解腔通过比例阀接入油箱。

所述蓄能器通过第二换向阀和油缸的缓解腔连通；所述减压阀和油箱连通。

所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别与蓄能器连通。

所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一过滤装置，所述油箱通过第一过滤装置接入油泵。

所述无级制动减速器液压控制系统还包括第二过滤装置，所述油缸缓解腔通过第二过滤装置接入比例阀。

所述无级制动减速器液压控制系统还包括溢流阀，所述油泵通过溢流阀接入油箱。

所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一压力表和第二压力表；所述第一压力表接在蓄能器、第一单向阀和第二单向阀之间的管路上；所述第一压力表通过压力表隔离阀接入油箱；所述第二压力表通过压力表开关接在油缸制动腔和第三单向阀之间的管路上。

所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一截止阀和第二截止阀，所述蓄能器通过第一截止阀接入油箱，所述第一压力传感器和第二压力传感器通过第二截止阀和蓄能器连通。

所述第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀均是电磁换向阀。

所述电磁换向阀是电液大通径换向电磁阀。

本发明采用非重力式结构实现无级连续调速，完全可以根据控制需要，实现制动力无级、连续变化，实现了无级调速；同时电液大通径换向阀、集成阀块的设计和应用，使得制动、缓解速度进一步提高，制动、缓解时间均小于0.5秒。不仅提高驼峰编解效率，同时大组车如果采用“放头拦尾”控制时，需要制动或者重复制动时，动作机构迅速接近车轮，重复制动响应迅速，制动力可以根据控制需要，通过电液大通径换向阀、集成阀块瞬间实现制动力从大到小或者从小到大连续变化，因此是真正意义上的“均衡制动法”；采用了标准连接接口，适应性强，可以与钳夹式结构连接，形成完整的车辆减速器，也可以和非钳夹式连接，实现对车辆的调速；本发明依靠液压技术，制动力的产生以及变化比较柔和、平稳，因此对车辆无冲击，车辆的减速器以及速度变化平和，有利于延长车辆及设备的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图；

图2是本发明的结构原理示意图；

图3是本发明较佳实施例的结构示意图。

附图标记说明如下

1-第一过滤器、2-油泵、3-电动机、4-压力表隔离阀、5-第一压力表、6-溢流阀、7-第一单向阀、8-第二单向阀、9-第一截止阀、10-蓄能器、11-第一压力传感器、12第二压力传感器、13-比例阀、14-第二过滤器、15-第一换向阀、16-压力表开关、17-第二压力表、18-减压阀、19-第二换向阀、20-油缸缓解腔、21-空气过滤器、22-第二截止阀、23-第三单向阀、24-油缸制动腔、25-油箱、26-油泵电机组件、27-比例阀集成块组件、28-加油组件、29-高压集成块组件、30-低压集成块组件、31-车轮、32-制动轨、33、34、35、36、37、38、39、40、41-油管。

具体实施方式

参见图1，本发明的工作原理如下：

在液压系统驱动下，执行机构运动到制动位，当车辆从驼峰上沿A向溜下进入减速器时(工作位)，会沿B向挤压制动轨32，油缸制动腔24的油压压缩，压力升高，此压力通过油缸制动腔24依次传递给制动轨32→车轮31，通过制动轨32对车轮31施加摩擦力矩，对车辆实施制动。由于系统压力与制动力成正比，调节系统的压力，从而改变制动力的大小。

制动力的产生、液压力反作用于车轮的力量来自：车轮31

制动轨32

油缸制动腔24，从而实现制动力、液压力在液压控制系统相互作用。

本发明即无级制动减速器液压控制系统压力的设计，既要考虑压力油应能克服系统的机械阻力，同时又要满足全制动、全缓解、缓解的时间短要求。制动力大小的变化时间，几乎与控制信号同步。而为了适应重、轻、空以及大组、小组不同车辆控制精度的要求，液压控制系统的压力不但能够从大到小或者从小到大连续变化，而且压力的调节范围应能适应重车、轻车和空车。因此压力范围相对宽广。为了实现上述功能，本发明即无级制动减速器液压控制系统控制减速器制动与缓解动作转换的压力处于系统调节压力的二分之一处。如果车辆需要的制动力大时，系统的压力值可以在系统设定值的基础上向上提高；如果车辆需要的制动力小时(如对小组空车)，系统压力值可以在系统设定值的基础上向下降低。

另外，无级制动减速器由于依靠液压技术，制动力的产生以及变化比较柔和、平稳，因此对车辆无冲击，车辆的减速器以及速度变化平和，有利于延长车辆及设备的使用寿命。

参见图2，本发明包括油箱25、油缸33、由电动机3驱动的油泵2和蓄能器11、第一换向阀15、第二换向阀19、减压阀18、第一单向阀7、第二单向阀8、第三单向阀23和比例阀13；其中，所述油泵2通过第一单向阀7接入蓄能器10，所述蓄能器10依次通过第二单向阀8、第一换向阀15与油缸缓解腔20连通；所述第二换向阀19一端接入油箱33，另一端依次通过减压阀18、第三单向阀23接入油缸制动腔24；所述油箱25接入油泵2，所述蓄能器10接入油箱25；所述油缸制动腔24通过第一换向阀15接入油箱25；所述油缸缓解腔20通过比例阀13接入油箱25。

所述蓄能器10还通过第二换向阀19和油缸33的缓解腔20连通；所述减压阀18和油箱25连通。

本发明还包括第一压力传感器11和第二压力传感器12，所述第一压力传感器11和第二压力传感器12分别与蓄能器10连通。

本发明还包括第一过滤装置1，所述油箱25通过第一过滤装置1接入油泵2。

本发明还包括第二过滤装置14，所述油缸缓解腔20通过第二过滤装置14接入比例阀13。

本发明还包括溢流阀6，所述油泵2通过溢流阀3接入油箱25。

本发明还包括第一压力表5和第二压力表17；所述第一压力表6接在蓄能器10、第一单向阀7和第二单向阀8之间的管路上；所述第一压力表5通过压力表隔离阀4接入油箱25；所述第二压力表17通过压力表开关16接在油缸制动腔24和第三单向阀23之间的管路上。

本发明还包括第一截止阀9和第二截止阀22，所述蓄能器10通过第一截止阀9接入油箱25，所述第一压力传感器11和第二压力传感器12通过第二截止阀22和蓄能器10连通。

所述第一换向阀15、第二换向阀19均是电磁换向阀。

本实施例子中所述的电磁换向阀是电液大通径换向电磁阀。

本发明所述的第二压力传感器12用于控制电动机3起动或停止，溢流阀6为系统安全阀，当系统压力低于第一压力传感器11调定值时，溢流阀6发出故障报警。

本发明的各工作状态及原理如下：

1、执行件缓解

当发出缓解指令：第一换向阀15中1CT带电，压力油流动方向为：

压力油回油流动方向为：油缸制动腔24→第一换向阀15→油箱25。

2、执行件处在缓解状态

执行件缓解到位由行程开关1XK发出指令：第一换向阀15中1CT失电，第一换向阀15处在中位状态，即执行件处在缓解状态。

3、执行件制动状态

当发出执行件制动指令：第一换向阀15中4CT带电，第二换向阀19的3CT带电，比例阀13的2CT带电。

压力油流动方向为：

压力油回油流动方向为：油缸缓解腔20→第一换向阀15→油箱20。

4、执行件制动工作I状态

当发出执行件处在制动工作I状态，由行程开关2XK发出指令，第一换向阀15中4CT失电，第一换向阀15处在中位状态。

压力油流动方向为：蓄能器10→第二换向阀19→减压阀18→第三单向阀23→油缸制动腔24。

压力油回油流动方向为：油缸缓解腔20→比例阀13→油箱25。

5、执行件制动工作II状态

当发出执行件处在制动工作II状态，第一换向阀15中4CT带电，第二换向阀19的3CT带电，比例阀13的2CT带电。

压力油流动方向为：

压力油回油流动方向为：油缸缓解腔20→第一换向阀15→油箱25；制动挤压控制油：油缸制动腔24→比例阀13→油箱25。

6、系统补油

当系统压力低于或等于第二压力传感器12调定值时，电动机3工作，带动油泵2开始给蓄能器10补油，当系统压力等于或高于第二压力传感器12调定值时，电动机3停止工作，油泵2停止给蓄能器10补油。

当车辆进入减速器前，系统执行补油工作状态，将系统压力补偿到要求值，执行件(制动轨32)处在缓解状态。当驼峰下来的车辆以一定速度进入减速器时，这时控制系统使液压系统执行制动状态，执行件(制动轨32)处在制动状态，并根据车辆的重量及速度，液压系统执行制动工作I状态或制动工作II状态，使车辆的速度达到定速要求，然后液压系统执行缓解状态，使执行件(制动轨32)处在缓解状态，达到车辆调速的目的。

液压系统执行制动工作I状态或制动工作II状态，控制系统采集车辆重量、车辆动态速度以及溜放线路的有效长这些参数，根据控制程序计算溜放车辆现有能高，液压系统根据不同重量、不同速度的车辆，其出清减速器时的定速不同。根据即拴结构变化模拟电信号大小，控制比例阀13，从而改变液压系统的压力大小，实现制动力的变化。同时也可以及时修正制动力，当需要制动力大时，增大模拟电信号的电压值，需要制动力小时，降低模拟电信号电压值，以满足不同车辆的不同调速要求，达到理想的控制精度和安全连挂率。

模拟电压信号、液压系统压力、减速器能高相互关系见下表：

同一车辆制动时制动力大小变化的实现。同一车辆，无级制动减速器工作时，制动力可以从大到小，也可以从小到大连续变化。根据“均衡制动法”的需要，当车辆进入减速器后，不需“放头”，直接制动，这样会避免“放头”过度而超速的风险。但在制动过程中，可以改变减速度的大小，而不应该保持一个恒定的减速度。随着减速器的制动，车辆能高不断衰减，这时根据控制需要，调整控制比例阀13的电压信号，改变液压控制系统的压力，调节减速器制动力，更有利于提高控制精度，实现真正意义的“均衡制动法”。

在减速器工作过程中，当减速器到达制动位后，通过表示组件工作，自动将工作状态信息显示在控制台上。

在减速器工作过程中，当减速器缓解到位后，通过表示组件工作，自动将缓解工作状态信息显示在控制台上。

本发明即无级制动无级制动减速器液压控制系统正是为适应铁路发展需要而研制的，其机械结构可以采用钳夹式，也可以采用TJDY分级制动减速器平推内撑式结构，其核心技术就是其液压控制系统，实现对车辆制动能高的连续可调，满足不同车组的能高和控制精度需要，适用于间隔制动和目的制动。

参见图3，本发明较佳的实施方式之一，其包括油箱25、油泵电机组件26、比例阀集成块组件27、加油组件28、高压集成块组件29、低压集成块组件30；所述油泵电机组件26一端通过油管39和比例阀集成块组件27连通，另一端通过油管36和低压集成块组件30连通；所述比例阀集成块组件27通过油管41和高压集成块组件29连通；所述高压集成块组件29左端通过油管40和低压集成块组件30左端连通，高压集成块组件29右端通过油管34和低压集成块组件30的右端连通，高压集成块组件29上端接油管37、38；低压集成块组件30右端通过油管35和蓄能器10连通；所述加油组件28设置在油泵电机组件26和低压集成块组件30之间，其与油箱25连通。

其中：油泵电机组件26包括油泵2和电动机3。

比例阀集成块组件27包括比例阀13、第二过滤器14。

加油组件28包括第一过滤器1和空气过滤器21。

高压集成块组件29包括第二单向阀8、第一换向阀15、压力表开关16、和第二压力表17。

低压集成块组件30包括压力表隔离阀4、第一压力表5-溢流阀6、第一单向阀7、第一截止阀9、第一压力传感器11、第二压力传感器12、减压阀18、第二换向阀19和第三单向阀23。

Claims (10)

1、一种无级制动减速器液压控制系统，包括油箱、油缸、由电动机驱动的油泵和蓄能器，其特征在于：所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一换向阀、第二换向阀、减压阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和比例阀；所述油泵通过第一单向阀接入蓄能器，所述蓄能器依次通过第二单向阀、第一换向阀与油缸缓解腔连通；所述第二换向阀一端接入油箱，另一端依次通过减压阀、第三单向阀接入油缸制动腔；所述油箱接入油泵，所述蓄能器接入油箱；所述油缸制动腔通过第一换向阀接入油箱；所述油缸缓解腔通过比例阀接入油箱。

2、根据权利要求1所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述蓄能器通过第二换向阀和油缸的缓解腔连通；所述减压阀和油箱连通。

3、根据权利要求2所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别与蓄能器连通。

4、根据权利要求3所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一过滤装置，所述油箱通过第一过滤装置接入油泵。

5、根据权利要求4所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述无级制动减速器液压控制系统还包括第二过滤装置，所述油缸缓解腔通过第二过滤装置接入比例阀。

6、根据权利要求5所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述无级制动减速器液压控制系统还包括溢流阀，所述油泵通过溢流阀接入油箱。

7、根据权利要求7所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一压力表和第二压力表；所述第一压力表接在蓄能器、第一单向阀和第二单向阀之间的管路上；所述第一压力表通过压力表隔离阀接入油箱；所述第二压力表通过压力表开关接在油缸制动腔和第三单向阀之间的管路上。

8、根据权利要求7所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述无级制动减速器液压控制系统还包括第一截止阀和第二截止阀，所述蓄能器通过第一截止阀接入油箱，所述第一压力传感器和第二压力传感器通过第二截止阀和蓄能器连通。

9、根据权利要求1至8中任一权利要求所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀均是电磁换向阀。

10、根据权利要求9所述的无级制动减速器液压控制系统，其特征在于：所述电磁换向阀是电液大通径换向电磁阀。

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