CN102141480A - 一种列车空气制动系统的电学模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种列车空气制动系统的电学模拟装置，通过基于电学原理的思想，来模拟列车空气制动系统，不同的电压信号可代表不同的空气气压，模拟产生的电学特性近似或者等于列车空气制动特性，可替代实车连接到列车制动测试装置上进行试验，有效地提高列车制动测试的便利性。

Description

一种列车空气制动系统的电学模拟装置

技术领域

本发明涉及列车空气制动系统检测技术领域，特别是涉及一种列车空气制动系统的电学模拟装置。

背景技术

列车制动对于列车运行的安全性至关重要，因空气制动系统故障而引发的铁路交通事故影响重大，因而铁道部门高度重视对这方面的研究工作。现在我国大部分普通列车制动检测技术落后，甚至有车辆段采用人工逐辆检查的方法，严重影响了检测效率和检查效果。在铁道部门和有关专家的努力工作下，一些列车空气制动系统故障检测仪器已研发成功，并投入应用，但应用效果不理想，存在流程繁琐、操作重复、人员浪费等问题。

显然前述现象及问题有诸多原因，其中一个重要原因在于进行现场实车测试很不方便，不利于试验研究人员进行研发试验和改进检测设备，对于非铁路系统内部科研机构和公司来说，实车测试的不便利性尤为严重。如何有效地提高列车制动测试的便利性，成为列车制动检测技术飞跃式发展的强大推动力，目前还没有可模拟列车空气制动系统的电学装置，所以需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何创新的提出一种列车空气制动系统的电学模拟装置，以有效解决现有技术中存在的问题，满足实际应用的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种列车空气制动系统的电学模拟装置，有效地提高列车制动测试的便利性。

为了解决上述问题，本发明公开了一种列车空气制动系统的电学模拟装置，所述装置包括：

多个单车模拟电路单元模块以及与单车模拟电路模块个数相同的阻容电路；所述单车模拟电路单元模块包含充放电电容的充电回路，放电回路初始模块以及制动检测模拟模块，其中，包含充放电电容的充电回路与放电回路初始模块相连，放电回路初始模块与制动检测模拟模块相连；

所述包含充放电电容的充电回路，用于通过外接电源给充放电电容充电；

所述放电回路初始模块，用于充电电路完成对充放电电容充电后，断开充电回路进行放电；

所述制动检测模拟模块，用于接收放电回路初始模块放电所提供的电压进行处理后输出电压信号。

优选的，所述制动检测模拟模块根据其外接列车制动测试装置的需求选取处理方式。

优选的，所述包含充放电电容的充电回路还包括：

第一跟随器、充电开关选择模块、第一滑动变阻器和充放电电容。

优选的，所述放电回路初始模块包括：

放电开关选择模块、第二滑动变阻器、充放电电容和选路开关。

优选的，所述制动检测模拟模块包括：

第二跟随器、反相输入比较器、PNP三极管模块、第三跟随器、同相输入比较器、电容、差分式放大电路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过基于电学原理的思想，来模拟列车空气制动系统，不同的电压信号可代表不同的空气气压，模拟产生的电学特性近似或者等于列车空气制动特性，可替代实车连接到列车制动测试装置上进行试验，有效地提高列车制动测试的便利性。

附图说明

图1是本发明实施例所述的一种列车空气制动系统的电学模拟装置的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的单车模拟电路单元模块的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例：

参照图1，示出了本发明所述的一种列车空气制动系统的电学模拟装置的结构示意图，所述装置具体包括：

多个单车模拟电路单元模块以及与单车模拟电路模块个数相同的阻容电路；所述单车模拟电路单元模块包含充放电电容的充电回路，放电回路初始模块以及制动检测模拟模块，其中，包含充放电电容的充电回路与放电回路初始模块相连，放电回路初始模块与制动检测模拟模块相连；

所述包含充放电电容的充电回路，用于通过外接电源给充放电电容充电；

所述放电回路初始模块，用于充电电路完成对充放电电容充电后，断开充电回路进行放电；

所述制动检测模拟模块，用于接收放电回路初始模块放电所提供的电压进行处理后输出电压信号。

优选的，所述制动检测模拟模块根据其外接列车制动测试装置的需求选取处理方式。

优选的，所述包含充放电电容的充电回路还包括：

第一跟随器、充电开关选择模块、第一滑动变阻器和充放电电容。

优选的，所述放电回路初始模块包括：

放电开关选择模块、第二滑动变阻器、充放电电容和选路开关。

优选的，所述制动检测模拟模块包括：

第二跟随器、反相输入比较器、PNP三极管模块、第三跟随器、同相输入比较器、电容、差分式放大电路。

本实施例所述的列车空气制动系统电学模拟装置，可替代实车进行空气制动系统性能测试，确保行车安全。

具体的，所述列车空气制动系统的电学模拟装置基于可模拟单辆机车空气制动系统的单元电路模块，在单元电路模块之前，都设置一个阻容电路模块来模拟连接每节列车的风管气压特性，若干单元电路模块依次并联连接成整列列车空气制动系统的电学模拟装置。根据所述技术方案，该装置在有系统电源供给电压后，可以连接到列车空气制动系统测试装置上，进行列车空气制动测试试验。

在该装置的单车模拟单元电路模块中，通过电容充放电特性来模拟列车制动管路充排风空气气压特性，输入电压经过跟随器到达充电开关选择模块，选择不同阻值的电阻代表不同型号的列车，用滑动变阻器进行微调，对电容进行充电，在整个充电过程中放电选择模块中所有开关均关断，充电完毕后，关断充电选择模块中的开关，同时根据列车型号选择放电选择模块中的电阻以及打开电阻前的开关，通过选路开关进行动作，根据制动试验测试要求，按照制动试验正常和故障两种状态，选择可模拟这两种状态的通路，向测试装置输出所需要的符合制动气压特性的电信号。

通过基于电学原理的思想，来模拟列车空气制动系统，不同的电压信号可代表不同的空气气压，模拟产生的电学特性近似或者等于列车空气制动特性，可替代实车连接到列车制动测试装置上进行试验。

参见图2，本发明可替代实车测试的列车空气制动电学模拟装置包括如系统电源101、列车空气制动电学模拟装置102、列车制动测试装置103；如图2所示，该电学模拟装置中单车模拟电路单元模块包含：第一跟随器201、充电开关选择模块202、第一滑动变阻器203、充放电电容204、第一滑动变阻器205、放电开关选择模块206、选路开关207、第二跟随器208、反相输入比较器209、PNP三极管模块210、第三跟随器211、同相输入比较器212、电容213、差分式放大电路(减法器)214。

进一步的，如图1中系统电源101分别给列车空气制动电学模拟装置102和列车制动测试装置103提供电源，列车空气制动电学模拟装置102的输出接到列车制动测试装置103上；如图2所示，在单车模拟单元电路中，输入电压(一般是+5V)经过第一跟随器201到达充电开关选择模块202，选择不同阻值的电阻代表不同型号的列车并闭合开关，用第一滑动变阻器203进行微调，输入电压对充放电电容204进行充电，在整个充电过程中放电选择模块206中所有开关均关断。充电完毕后关断充电选择模块202中的开关，同时根据列车型号选择电阻并打开放电开关选择模块206中的开关，电容将开始放电，此时，选路开关207中开关首先接通b点，电容放电的电压信号经过第二跟随器208输出给制动测试装置。

根据制动试验测试要求，选路开关207按照制动试验正常和制动故障两种状态进行选路动作。当选路开关207中的开关接通a点，电压信号从o点输入到反相输入比较器209中，由于PNP三极管模块210中三极管接通，充放电电容204放电电压会快速下降到3V，此时由于反相输入比较器209的输出特性和PNP三极管模块210中三极管的反向关断，从o点引出的该通路输出将会稳定在3V，测试装置收到3V电压会判断制动正常；当选路开关207中的开关接通c点，电压信号分别输入到第三跟随器211和同相输入比较器212上，第三跟随器211的输出和同相输入比较器212的输出共同输入到图2中虚线模块所示的差分式放大电路(减法器)214上，通过减法器214运算放大，该通路就可以向制动测试装置输出0V的低电平，从而被判断为制动故障。

进一步补充介绍的，输入电压(一般是+5V)经过跟随器201到达充电开关选择模块202，选择不同阻值的电阻代表不同型号的列车并闭合开关，用滑动变阻器203进行微调，输入电压对充放电电容204进行充电，在整个充电过程中放电选择模块206中所有开关均关断，电容204上的电压将充到定压5V。以上这个充电过程模拟的是列车管路充风过程，从系统风源向列车制动管路充风(如同系统电源向电容204充电)列车制动管路空气压强将达到额定压强(一般是600Kpa)，不打开排风口(如同图2电路不接通放电回路)，列车管空气压强保持在定压(即电容204维持电压5V)，此时系统风源停止向列车制动管路充风。

以上对本发明所提供的一种列车空气制动系统的电学模拟装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种列车空气制动系统的电学模拟装置，其特征在于，所述装置包括：

多个单车模拟电路单元模块以及与单车模拟电路模块个数相同的阻容电路；所述单车模拟电路单元模块包含充放电电容的充电回路，放电回路初始模块以及制动检测模拟模块，其中，包含充放电电容的充电回路与放电回路初始模块相连，放电回路初始模块与制动检测模拟模块相连；

所述包含充放电电容的充电回路，用于通过外接电源给充放电电容充电；

所述放电回路初始模块，用于充电电路完成对充放电电容充电后，断开充电回路进行放电；

所述制动检测模拟模块，用于接收放电回路初始模块放电所提供的电压进行处理后输出电压信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述制动检测模拟模块根据其外接列车制动测试装置的需求选取处理方式。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述包含充放电电容的充电回路还包括：

第一跟随器、充电开关选择模块、第一滑动变阻器和充放电电容。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述放电回路初始模块包括：

放电开关选择模块、第二滑动变阻器、充放电电容和选路开关。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述制动检测模拟模块包括：

第二跟随器、反相输入比较器、PNP三极管模块、第三跟随器、同相输入比较器、电容、差分式放大电路。

Images