CN102009646A - 一种用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，属于蓄电池电力工程车中制动系统控制领域，它包括正常情况下启用的电子分配阀闭环控制系统、当电子分配阀闭环控制系统失效时启用的后备空气分配阀控制系统和紧急情况下使用的紧急制动快速增压控制系统。本发明对蓄电池电力工程车制动缸通过预控风缸压力的闭环控制，能大大提高制动缸压力的控制精度；采用后备空气分配阀，可以提高制动系统的可靠性；紧急制动快速增压通道，能确保在紧急的情况下，短时间内产生紧急制动作用，保证蓄电池电力工程车的安全性。

Description

一种用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统
技术领域
 本发明主要涉及蓄电池电力工程车中制动系统控制领域，特指一种用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统。
背景技术
随着现代铁路技术的发展，对地铁工程车制动系统的安全性和控制精度提出了更高的要求，分配阀控制方式的不同的影响着制动系统对制动缸的控制精度，从而影响蓄电池电力工程车制动系统的安全性与控制精度。目前，现有的蓄电池电力工程车制动系统中制动与缓解的指令由空气传输开环控制，导致制动系统响应慢和控制精度低；均采用单一的纯空气分配阀系统，没有备用系统，系统可靠性差：紧急制动采用总风直接充入制动缸或预控容积，易造成制动缸压力过大导致车轮滑行。因此需要通过新方法对分配阀进行控制，才能适应现代铁路对蓄电池电力工程车的要求。
发明内容
针对现有分配阀控制精度不高的缺陷，本发明旨在提供一种用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，该装置可对机车制动缸通过预控风缸压力的闭环控制，可大大提高制动缸压力的控制精度。
为实现上述目的，本发明采取的解决方案为：所述用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，其结构特点是，包括正常情况下启用的电子分配阀闭环控制系统、当电子分配阀闭环控制系统失效时启用的后备空气分配阀控制系统和紧急情况下启用的紧急制动快速增压控制系统；
所述正常情况下启用的电子分配阀闭环控制系统包括接入分配阀均衡部的压力传感器，由与总风输出口连接的控制总风进气与截止的总风塞门、调节总风压力的总风调压阀、进气高速电空阀、预控风缸和分配阀、调压阀依次串接而成的进气支路和由排气高速电空阀构成的排气支路；其中进气高速电空阀和排气高速电空阀的信号输入端分别与制动控制单元BCU 连接，该制动控制单元BCU 内部设有比例控制器；所述比例控制器的信号输入端与压力传感器的输出端连接，所述司机控制器的信号输出端与制动控制单元BCU连接；根据司机控制器的指令，比对压力传感器与指令的差距，控制进气高速电空阀和排气高速电空阀得失电。
所述当电子分配阀闭环控制系统失效时启用的后备空气分配阀控制系统由经管道依次串接的列车管、分配阀、调压阀、工作风缸、容积室补充风缸、由制动控制单元BCU控制的转换电空阀组成。
所述紧急情况下启用的紧急制动快速增压控制系统由经管道依次串接的总风塞门、总风调压阀、塞门、大通径电空阀、预控风缸和分配阀均衡部组成；所述大通径电空阀连接到紧急制动环路上，该紧急制动环路上串联有司机控制器-紧急位、紧急制动按钮、总风压力过低保护等；所述紧急制动按钮的另一信号输出端与制动控制单元BCU连接，当该紧急制动环路上的任一环节断开时，大通径电空阀失电，启动所述紧急制动快速增压控制系统。
在本发明中，通过调整调压阀或总风调压阀的整定值，所述预控风缸内压力在所述正常情况下启用电子分配阀闭环控制系统工作时不高于总风调压阀所设整定值。所述预控风缸内压力在所述当电子分配阀闭环控制系统失效启用的后备空气分配阀控制系统工作时不高于调压阀所设整定值，从而使得分配阀限定制动缸最大压力不高于整定值。
所述分配阀均衡部风缸上设置压力检测口，通过该压力检测口，利用其他的标准压力检测仪器，如高精度数字式压力表，来测试分配阀均衡部实际调节的压力是否准确，从而可以进一步提高压力控制系统的准确性和实用性。
所述比例控制器为脉冲宽度调制（PWM）比例控制器。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明所述的用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，包括正常情况下启用的电子分配阀闭环控制系统、当电子分配阀闭环控制系统失效时启用的后备空气分配阀控制系统和紧急情况下启用的紧急制动快速增压控制系统。
所述正常情况下启用的电子分配阀闭环控制系统包括接入分配阀15均衡部的压力传感器7，由与总风输出口连接的控制总风进气与截止的总风塞门1、调节总风压力的总风调压阀2、进气高速电空阀3、预控风缸12和分配阀15、调压阀9依次串接而成的进气支路和由排气高速电空阀4构成的排气支路；其中进气高速电空阀3和排气高速电空阀4的信号输入端分别与制动控制单元BCU 17连接，该制动控制单元BCU 17内部设有PWM比例控制器5；所述比例控制器5的信号输入端与压力传感器7的输出端连接；所述司机控制器18的信号输出端与制动控制单元BCU17连接；根据司机控制器18的指令，比对压力传感器7与指令的差距，进而控制进气高速电空阀3和排气高速电空阀4得失电。
所述当电子分配阀闭环控制系统失效时启用的后备空气分配阀控制系统由经管道依次串接的列车管、分配阀15、调压阀9、工作风缸14、容积室补充风缸13、转换电空阀6组成；所述转换电空阀6受制动控制单元BCU17控制。
所述紧急情况下启用的紧急制动快速增压控制系统由经管道依次串接的总风塞门1、总风调压阀2、塞门10、大通径电空阀11、预控风缸12和分配阀15均衡部组成。如图3所示，所述大通径电空阀11连接到紧急制动环路上，该紧急制动环路上串联有司机控制器18-紧急位、紧急制动按钮19、总风压力过低保护等；所述紧急制动按钮19 的另一信号输出端与制动控制单元BCU17连接，当该紧急制动环路上的任一环节断开时，如司机控制器 18转向紧急位或按动紧急制动按钮19，大通径电空阀11失电，启动所述紧急制动快速增压控制系统。
所述用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统包括三种模式：正常情况下采用电子分配阀闭环控制系统；如果电子分配阀闭环控制系统失效则自动启动后备空气分配阀控制系统；紧急制动时候时，启动所述紧急制动快速增压控制系统。
正常情况下，分配阀15均衡部的制动缸预控风缸12的压力采用电子分配阀闭环控制系统，发送脉冲宽度调制（PWM）信号的制动控制单元BCU17通过计算列车管压力得到预控风缸压力的目标值，比较该目标值与压力传感器7反馈的分配阀15均衡部的实时压力值，内部的比例控制器5对进气高速电空阀3和排气高速电空阀4进行控制，达到精确调控预控风缸12的压力，即分配阀15均衡部的制动缸预控压力的目的，从而精确控制制动缸压力。
如图2所示，当脉冲宽度调制（PWM）信号的比例控制器5失效，或制动控制单元BCU17出现硬件故障导致死机，制动控制单元BCU17其通过自身诊断程序控制所有的输出为零，即转换电空阀6失电，电子分配阀闭环控制系统自动转入后备空气分配阀系统；如果构成电子分配阀的部件如进气高速电空阀3、排气高速电空阀4或压力传感器7等出现故障，则需人工手动切除制动控制单元BCU17的输出，使转换电空阀6失电进入后备空气分配阀控制系统。此时，由于转换电空阀6失电，沟通了预控风缸12和容积室补充风缸13，分配阀15受列车管压力和工作风缸14的控制，预控风缸12和容积室补充风缸13的压力通过分配阀15均衡部的放大控制制动缸压力。
当司机发现有紧急情况需要紧急制动时候时，通过操纵司机室内的紧急制动按钮19或转动司机控制器18手柄到紧急位时，紧急制动环路破坏，大通径电空阀11失电，紧急制动设备启动所述紧急制动快速增压控制系统，此时，总风通过总风调压阀2和大通径电空阀11快速向预控风缸12中充风，从而让制动缸压力迅速达到最大值，机车制动缸产生紧急制动作用。
所述预控风缸12内压力在所述正常情况下启用电子分配阀闭环控制系统工作时不高于总风调压阀2所设整定值。所述预控风缸12内压力在所述当电子分配阀闭环控制系统失效启用的后备空气分配阀控制系统工作时不高于调压阀9所设整定值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提高了制动缸压力的控制精度，增加了制动系统的可靠性，缩短了紧急制动的响应时间，增强了蓄电池电力工程车的安全性。在正常情况下，预控风缸的压力实施闭环控制，通过分配阀均衡部的放大得到机车制动缸的压力，能大大提高分配阀对制动缸压力的控制精度；而后备空气分配阀作为备用，大大提高了制动系统的可靠性。在紧急制动时，全部采用硬导线控制，且预控风缸的压力并联了一路大通径的总风通路，有效地缩短了紧急制动的响应时间，增强蓄电池电力工程车的可靠性、安全性。另外蓄电池电力工程车制动缸的最高压力是通过调压阀的整定值实现的，可提高压力的控制精度。
附图说明
图1是本发明一种实施例的气路原理图；
图2是本发明一种实施例的电路控制原理图；
图3是本发明所述紧急制动环的控制原理图。
在附图中：
1、总风塞门；       2、总风调压阀；        3、进气高速电空阀；
4、排气高速电空阀； 5、比例控制器；        6、转换电空阀；
7、压力传感器；     8、压力检测口；        9、调压阀；
10、塞门；          11、大通径电空阀；     12、预控风缸；
13 容积室补充风缸； 14、工作风缸；         15、分配阀；
16、塞门；          17、制动控制单元BCU；  18、司机控制器；
19、紧急制动按钮。
具体实施方式
如图1所示，一种用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，它包括电子分配阀闭环控制系统，后备空气分配阀控制系统和紧急制动快速增压控制系统。
所述正常情况下使用情况下启用的电子分配阀闭环控制系统包括接入分配阀15均衡部的压力传感器7，由与总风输出口连接的控制总风进气与截止的总风塞门1、调节总风压力的总风调压阀2、进气高速电空阀3、预控风缸12和分配阀15、调压阀9依次串接而成的进气支路和由排气高速电空阀4构成的排气支路；如图2所示，其中进气高速电空阀3和排气高速电空阀4的信号输入端分别与制动控制单元BCU 17连接，该制动控制单元BCU 17内部设有PWM比例控制器5；所述比例控制器5的信号输入端与压力传感器7的输出端连接，所述司机控制器18的信号输出端与制动控制单元BCU17连接；根据司机控制器18的指令，比对压力传感器7与指令的差距，进而控制进气高速电空阀3和排气高速电空阀4得失电。
所述当电子分配阀闭环控制系统失效时启用的后备空气分配阀控制系统由经管道依次串接的列车管、分配阀15、调压阀9、工作风缸14、容积室补充风缸13、转换电空阀6组成；所述转换电空阀6受制动控制单元BCU17控制。
所述紧急情况下使用情况下启用的紧急制动快速增压控制系统由经管道依次串接的总风塞门1、总风调压阀2、塞门10、大通径电空阀11、预控风缸12和分配阀15均衡部组成。所述大通径电空阀11连接到紧急制动环路上，如图3所示，该紧急制动环路上串联有司机控制器18-紧急位、紧急制动按钮19、总风压力过低保护等；所述紧急制动按钮19 的另一信号输出端与制动控制单元BCU17连接，当该紧急制动环路上的任一环节断开时如司机控制器 18转向紧急位或按动紧急制动按钮19，大通径电空阀11失电，启动所述紧急制动快速增压控制系统。
通过调整调压阀9或总风调压阀12的整定值，所述预控风缸12内压力在所述正常情况下启用电子分配阀闭环控制系统工作时不高于总风调压阀2所设整定值。所述预控风缸12内压力在所述当电子分配阀闭环控制系统失效启用的后备空气分配阀控制系统工作时不高于调压阀9所设整定值。从而使得分配阀限定制动缸最大压力不高于整定值。

Claims (5)

1.一种用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，其特征是，包括正常情况下启用的电子分配阀闭环控制系统、当电子分配阀闭环控制系统失效时启用的后备空气分配阀控制系统和紧急情况下启用的紧急制动快速增压控制系统；
所述正常情况下启用的电子分配阀闭环控制系统包括接入分配阀（15）均衡部的压力传感器（7），由与总风输出口连接的控制总风进气与截止的总风塞门（1）、调节总风压力的总风调压阀（2）、进气高速电空阀（3）、预控风缸（12）、分配阀（15）和调压阀（9）依次串接而成的进气支路和由排气高速电空阀（4）构成的排气支路；其中进气高速电空阀（3）和排气高速电空阀（4）的信号输入端分别与制动控制单元BCU（17）连接，该制动控制单元BCU （17）内部设有比例控制器（5）；所述比例控制器（5）的信号输入端与压力传感器（7）的输出端连接，所述司机控制器（18）的信号输出端与制动控制单元BCU（17）连接；根据司机控制器（18）的指令，比对压力传感器（7）与指令的差距，控制进气高速电空阀（3）和排气高速电空阀（4）得失电；
所述当电子分配阀闭环控制系统失效时启用的后备空气分配阀控制系统由经管道依次串接的列车管、分配阀（15）、调压阀（9）、工作风缸（14）、容积室补充风缸（13）、由制动控制单元BCU（17）控制的转换电空阀（6）组成；
所述紧急情况下启用的紧急制动快速增压控制系统由经管道依次串接的总风塞门（1）、总风调压阀（2）、塞门（10）、大通径电空阀（11）、预控风缸（12）和分配阀（15）均衡部组成；所述大通径电空阀（11）连接到一紧急制动环路上，该紧急制动环路上串联有司机控制器（18）-紧急位、紧急制动按钮(19)、总风压力过低保护；所述紧急制动按钮(19) 的另一信号输出端与制动控制单元BCU（17）连接，当该紧急制动环路上的任一环节断开时，该大通径电空阀（11）失电，启动所述紧急制动快速增压控制系统。
2.根据权利要求1所述的用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，其特征是，所述预控风缸（12）内压力在所述正常情况下启用电子分配阀闭环控制系统工作时不高于总风调压阀（2）所设整定值。
3.根据权利要求1所述的用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，其特征是，所述预控风缸（12）内压力在所述当电子分配阀闭环控制系统失效启用的后备空气分配阀控制系统工作时不高于调压阀（9）所设整定值。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，其特征是，所述分配阀（15）均衡部的风缸上设置压力检测口（8）。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于蓄电池电力工程车制动系统分配阀的控制系统，其特征是，所述比例控制器（5）为脉冲宽度调制比例控制器。
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