CN104442899B

CN104442899B - 一种轨道车辆制动防滑装置

Info

Publication number: CN104442899B
Application number: CN201410660568.6A
Authority: CN
Inventors: 蔡亦文; 聂长海; 蔡廷海; 吴胜义
Original assignee: QINGDAO LEIERWEI MACHINERY MANUFACTURING CO LTD
Current assignee: QINGDAO LEIERWEI MACHINERY MANUFACTURING CO LTD
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2034-11-18
Also published as: CN104442899A

Abstract

本发明属于轨道交通设备技术领域，涉及一种应用于轨道车辆上的新型结构的制动防滑器，特别是一种轨道车辆制动防滑装置；防滑器主机安装在车辆内部电气综合柜中，与速度传感器、排风阀和压力继电器电信息相连；速度传感器安装在车辆的转向架轴端的轴箱盖内，排风阀安装在车辆体底部转向架旁，压力继电器安装在车辆的制动风管上；其整体结构简单，设计原理可靠，制备安装方便，安全可靠性高，使用寿命长，可以广泛应用于轨道交通车辆刹车制动中。

Description

一种轨道车辆制动防滑装置

技术领域：

本发明属于轨道交通设备技术领域，涉及一种应用于铁路轨道车辆上的新型结构的轨道车辆制动防滑装置。

背景技术：

目前，随着铁路轨道交通的快速发展，对客车车辆防滑器运行的控制精度和安全可靠性提出了更高的要求。现有技术中防滑器轮对直径是定值，无法改变，车辆运行一段时间后，轮径变小，里程累积就会不准确；而且现有技术的防滑器无法同时适用供防滑器使用的两种电源模式，即：DC48V和DC110V，另外现有技术的防滑器在通讯条件出现故障时，数码管显示器闪烁不停，出现闪屏现象，会给工作人员带来不便；目前轨道铁路使用了车辆受供风气源的限制，无法适应所有区域，供风风源有杂质时，防滑器排风阀阀芯很容易卡滞，造成排风阀漏风，导致铁路轨道车辆无制动力而停车，增加安全隐患。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种新型结构的轨道车辆制动防滑装置。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括防滑器主机、速度传感器、排风阀和压力继电器；防滑器主机安装在车辆内部电气综合柜中，通过电缆线与速度传感器、排风阀和压力继电器电信息相连；速度传感器安装在车辆的转向架轴端的轴箱盖内，距轴端的测速齿轮1.5mm，用于监测车辆的运行速度；排风阀安装在车辆体底部转向架旁，排风阀D口与车辆气源控制阀相连通，排风阀C口与转向架制动缸相连通，排风阀的电磁线圈通过电缆线与防滑器主机相连接；压力继电器安装在车辆的制动风管上，用于检测制动风管内的气压；防滑器主机包括机箱，机箱内部设有通过排线相连的上电路板和下电路板，机箱上设有与传感器信号模块相连接的外围设备接口；上电路板上设有主控单元模块、传感器信号模块、里程累积模块、通信模块、功能按钮模块和数码管显示模块，并相互电信息连通；下电路板上设有电源模块和排风阀驱动模块；电源模块适应30～50伏直流电输入，并输出不同的电压值分别供排风阀驱动模块、主控单元模块、传感器信号模块、里程累积模块、通信模块、功能按钮模块和数码管显示模块；排风阀驱动模块包括四个相互独立的电磁阀放大器、四个相互独立的安全切除装置、四个相互独立的极性保护和短路保护；传感器信号模块包括四个相互独立的传感器、四个相互独立的极性保护和短路保护；里程累积模块包括四个相互独立的速度传感器数据采集线路和接口；功能按钮模块包括显示按钮、测试按钮、清除按钮、门测试按钮和里程显示按钮；数码管显示模块由四个七段数码管电信息连接组成。

本发明涉及的传感器信号模块通过外围设备接口，接收四个速度传感器给出的速度信号，再经过滤波、运算放大及隔离将速度信号传递给主控单元模块进行实时计算，判断轮对是否进入滑行状态；主控单元模块将排风阀驱动信号输送给排风阀驱动模块并通过外围设备接口驱动排风阀；主控单元模块将车体所需的信号输送给车体并将实时数据通过通信模块传递给上级通信系统；里程累积模块采集四个速度传感器的速度信号，进行当前车体的速度计算，并将里程数据随时存储；当车辆运转时，测试齿轮会切割速度传感器发出的磁场，速度传感器检测到磁场的变化后输出一个频率正比于运行速度的电脉冲方波信号，通过连接线缆输送给防滑器主机，速度传感器具有极性颠倒保护和短路保护功能；速度传感器上装有一个内嵌式LED指示灯，防滑器主机提供DC15V电压时，指示灯亮，反应排风阀与速度传感器的正确连接。

本发明的排风阀包括中间体、进气侧板、排气侧板、电磁线圈、排风阀支架、进气阀芯、排气阀芯、阀座、模板和中间体滤尘网；两个独立作用的进气阀线圈、排气阀线圈共同安装在一个阀体中，进行三段调节制动缸压力：进气阀线圈、排气阀线圈都失电，排风阀座动作，排风侧的模板在风压作用下密封PM口，同时打开充风侧的模板，制动气缸充压；进气阀线圈得电，进气阀芯动作，充风侧的模板在风压及弹簧的作用下回位，密封CM口，截断供风口，排气口处于封闭状态，制动气缸保压；当进气阀线圈、排气阀线圈都得电时，排气阀芯动作，排风侧的模板和排气侧板之间的风压通过通道排向大气，排风侧的模板没有背压后，制动缸中的风压顶开排风侧的模板，排向大气，制动气缸减压；中间体中设置一个中间体滤尘网，防止气源杂质进入排风阀阀座内，同时杂质通过排风阀口排到大气中，使排风阀性能更加稳定。

本发明的压力继电器根据制动风管内的风压大小通过闭合或断开继电器转化为防滑器主机开机或关机的电信号；当制动风管内的风压大于185Kpa时，压力继电器闭合，防滑器主机自动开机，当制动风管内的风压低于145KPa时，防滑器主机将自动延时30分钟后关机。本发明使用时，在车辆启动前，机车先向制动风管内充气，当压力达到设定值时，压力继电器闭合，防滑器主机自动开机，如防滑器装置存在故障，则防滑器主机会报警，由数码管显示具体的故障代码；如防滑器装置不存在故障，防滑器主机正常工作，数码管显示无故障代码；在车辆进行制动时，车辆的速度降低，当防滑器主机检测到车辆的减速度超过设定的条件时，防滑器主机驱动排风阀工作，将制动缸中的气压卸掉一部分，使车辆减速度降到标准值，防滑器主机关闭排风阀驱动，制动力将恢复，避免车辆出现滑行。

本发明与现有技术相比，其整体结构简单，设计原理可靠，制备安装方便，安全可靠性高，使用寿命长，可以广泛应用于轨道交通车辆刹车制动中。

附图说明：

图1为本发明涉及的防滑器主机的结构原理示意图。

图2为本发明涉及的防滑器主机的电路板结构原理示意图。

图3为本发明涉及的防滑器主机的外围接口结构原理示意图。

图4为本发明涉及的防滑器主机的电源模块结构原理示意图。

图5为本发明涉及的防滑器主机的电路板结构原理示意图。

图6为本发明涉及的防滑器主机使用连接结构原理示意图。

图7为本发明涉及的排风阀结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图做进一步说明。

实施例：

本实施例的主体结构包括防滑器主机、速度传感器、排风阀和压力继电器；防滑器主机安装在车辆内部电气综合柜中，通过电缆线与速度传感器、排风阀和压力继电器电信息相连；速度传感器安装在车辆的转向架轴端的轴箱盖内，距轴端的测速齿轮1.5mm，用于监测车辆的运行速度；排风阀安装在车辆体底部转向架旁，排风阀D口与车辆气源控制阀相连通，排风阀C口与转向架制动缸相连通，排风阀的电磁线圈通过电缆线与防滑器主机相连接；压力继电器安装在车辆的制动风管上，用于检测制动风管内的气压；防滑器主机包括机箱1，机箱1内部设有通过排线13相连的上电路板2和下电路板3，机箱1上设有与传感器信号模块7相连接的外围设备接口；上电路板2上设有主控单元模块6、传感器信号模块7、里程累积模块8、通信模块9、功能按钮模块10和数码管显示模块11，并相互电信息连通；下电路板3上设有电源模块4和排风阀驱动模块5；电源模块4适应30～50伏直流电输入，并输出不同的电压值分别供排风阀驱动模块5、主控单元模块6、传感器信号模块7、里程累积模块8、通信模块9、功能按钮模块10和数码管显示模块11；排风阀驱动模块5包括四个相互独立的电磁阀放大器、四个相互独立的安全切除装置、四个相互独立的极性保护和短路保护；传感器信号模块7包括四个相互独立的传感器、四个相互独立的极性保护和短路保护；里程累积模块8包括四个相互独立的速度传感器数据采集线路和接口；功能按钮模块10包括显示按钮101、测试按钮102、清除按钮103、门测试按钮104和里程显示按钮105；数码管显示模块11由四个七段数码管电信息连接组成。

本实施例涉及的传感器信号模块7通过外围设备接口，接收四个速度传感器给出的速度信号，再经过滤波、运算放大及隔离将速度信号传递给主控单元模块6进行实时计算，判断轮对是否进入滑行状态；主控单元模块6将排风阀驱动信号输送给排风阀驱动模块5并通过外围设备接口驱动排风阀；主控单元模块6将车体所需的信号输送给车体并将实时数据通过通信模块9传递给上级通信系统；里程累积模块8采集四个速度传感器的速度信号，进行当前车体的速度计算，并将里程数据随时存储；当车辆运转时，测试齿轮会切割速度传感器发出的磁场，速度传感器检测到磁场的变化后输出一个频率正比于运行速度的电脉冲方波信号，通过连接线缆输送给防滑器主机，速度传感器具有极性颠倒保护和短路保护功能；速度传感器上装有一个内嵌式LED指示灯，防滑器主机提供DC15V电压时，指示灯亮，反应排风阀与速度传感器的正确连接。

本实施例的排风阀包括中间体201、进气侧板202、排气侧板203、电磁线圈204、排风阀支架205、进气阀芯206、排气阀芯207、阀座208、模板209和中间体滤尘网210；两个独立作用的进气阀线圈CG、排气阀线圈PG共同安装在一个阀体中，进行三段调节制动缸压力：进气阀线圈CG、排气阀线圈PG都失电，排风阀座208动作，排风侧的模板209在风压作用下密封PM口，同时打开充风侧的模板209，制动气缸充压；进气阀线圈CG得电，进气阀芯206动作，充风侧的模板209在风压及弹簧的作用下回位，密封CM口，截断供风口，排气口处于封闭状态，制动气缸保压；当进气阀线圈CG、排气阀线圈PG都得电时，排气阀芯207动作，排风侧的模板209和排气侧板203之间的风压通过通道排向大气，排风侧的模板209没有背压后，制动缸中的风压顶开排风侧的模板209，排向大气，制动气缸减压；中间体201中设置一个中间体滤尘网210，防止气源杂质进入排风阀阀座内，同时杂质通过排风阀口排到大气中，使排风阀性能更加稳定。

本实施例的压力继电器根据制动风管内的风压大小通过闭合或断开继电器转化为防滑器主机开机或关机的电信号；当制动风管内的风压大于185Kpa时，压力继电器闭合，防滑器主机自动开机，当制动风管内的风压低于145KPa时，防滑器主机将自动延时30分钟后关机。

本实施例涉及的防滑装置在工作过程时，里程累积模块8分别对四路传感器信号进行计算取平均值，里程每增加1公里，里程累积模块8就将里程更新并进行存储一次，里程累积模块8通过通讯模块9与上位机通讯，上位机读取当前的里程数据并修改设定当前的轮径值；功能按钮模块10进行功能检验，当按下不同的按钮将进行不同的功能检验，按下显示按钮101，故障代码不是99时，按住显示按钮101三秒以上，数码管显示模块11显示具体故障，然后按下测试按钮102三秒以上，数码管显示模块11显示“89”，对试运行确认，对防滑器主机进行测试，每轴都是先检测传感器再检测放风阀，当数码管显示模块11显示“10”时，表示一个轴放风阀监控回路安全关闭；当数码管显示模块11显示“11”时，表示一个轴传感器回路短路或断路；当数码管显示模块11显示“13”时，表示一个轴放风阀回路短路；当数码管显示模块11显示“14”时，表示一个轴放风阀回路断路；当数码管显示模块11显示“20”时，表示二位放风阀监控回路安全关闭；当数码管显示模块11显示“21”时，表示二位轴传感器回路短路或断路；当数码管显示模块11显示“23”时，表示二位轴放风阀回路短路；当数码管显示模块11显示“24”时，表示二位轴放风阀回路断路；当数码管显示模块11显示“30”时，表示三位轴放风阀监控回路安全关闭；当数码管显示模块11显示“31”时，表示三位轴传感器回路短路或断路；当数码管显示模块11显示“33”时，表示三位轴放风阀回路短路；当数码管显示模块11显示“34”时，表示三位轴放风阀回路断路；当数码管显示模块11显示“40”时，表示四位轴放风阀监控回路安全关闭；当数码管显示模块11显示“41”时，表示四位轴传感器回路短路或断路；当数码管显示模块11显示“43”时，表示四位轴放风阀回路短路；当数码管显示模块11显示“44”时，表示四位轴放风阀回路断路；当数码管显示模块11显示“72”时，表示单根轴故障；当数码管显示模块11显示“73”时，表示出现多跟轴故障；当数码管显示模块11显示“HF”时，表示出现硬件故障；当数码管显示模块11显示“8888”时，表示进入数码管段测试；当数码管显示模块11出现“89”时，表示静态测试正在进行中；当数码管显示模块11显示“95”时，表示出现偶然性故障；当数码管显示模块11显示“99”时，表示状态完好；检测完成后，按住清除按钮103三秒以上，数码管显示模块11显示“clr”,并且清除所有历史记忆；当按下门控按钮104三秒以上，数码管显示模块11显示“89”，进行静态测试，然后压力继电器触电闭合，一分钟后断开；当按住里程按钮105三秒以上，数码管显示模块11显示车辆(防滑器)已经运行的里程数值。

Claims

1.一种轨道车辆制动防滑装置，主体结构包括防滑器主机、速度传感器、排风阀和压力继电器；防滑器主机安装在车辆内部电气综合柜中，通过电缆线与速度传感器、排风阀和压力继电器电信息相连；其特征在于速度传感器安装在车辆的转向架轴端的轴箱盖内，距轴端的测速齿轮1.5mm，用于监测车辆的运行速度；排风阀安装在车辆体底部转向架旁，排风阀D口与车辆气源控制阀相连通，排风阀C口与转向架制动缸相连通，排风阀的电磁线圈通过电缆线与防滑器主机相连接；压力继电器安装在车辆的制动风管上，用于检测制动风管内的气压；防滑器主机包括机箱，机箱内部设有通过排线相连的上电路板和下电路板，机箱上设有与传感器信号模块相连接的外围设备接口；上电路板上设有主控单元模块、传感器信号模块、里程累积模块、通信模块、功能按钮模块和数码管显示模块，并相互电信息连通；下电路板上设有电源模块和排风阀驱动模块；电源模块适应30～50伏直流电输入，并输出不同的电压值分别供排风阀驱动模块、主控单元模块、传感器信号模块、里程累积模块、通信模块、功能按钮模块和数码管显示模块；排风阀驱动模块包括四个相互独立的电磁阀放大器、四个相互独立的安全切除装置、四个相互独立的极性保护和短路保护；传感器信号模块包括四个相互独立的传感器、四个相互独立的极性保护和短路保护；里程累积模块包括四个相互独立的速度传感器数据采集线路和接口；功能按钮模块包括显示按钮、测试按钮、清除按钮、门测试按钮和里程显示按钮；数码管显示模块由四个七段数码管电信息连接组成。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆制动防滑装置，其特征在于传感器信号模块通过外围设备接口接收四个速度传感器给出的速度信号，再经过滤波、运算放大及隔离将速度信号传递给主控单元模块进行实时计算，判断轮对是否进入滑行状态；主控单元模块将排风阀驱动信号输送给排风阀驱动模块并通过外围设备接口驱动排风阀；主控单元模块将车体所需的信号输送给车体并将实时数据通过通信模块传递给上级通信系统；里程累积模块采集四个速度传感器的速度信号，进行当前车体的速度计算，并将里程数据随时存储；当车辆运转时，测试齿轮会切割速度传感器发出的磁场，速度传感器检测到磁场的变化后输出一个频率正比于运行速度的电脉冲方波信号，通过连接线缆输送给防滑器主机，速度传感器具有极性颠倒保护和短路保护功能；速度传感器上装有一个内嵌式LED指示灯，防滑器主机提供DC15V电压时，指示灯亮，反应排风阀与速度传感器的正确连接。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆制动防滑装置，其特征在于排风阀包括中间体、进气侧板、排气侧板、电磁线圈、排风阀支架、进气阀芯、排气阀芯、阀座、模板和中间体滤尘网；两个独立作用的进气阀线圈、排气阀线圈共同安装在一个阀体中，进行三段调节制动缸压力：进气阀线圈、排气阀线圈都失电，排风阀座动作，排风侧的模板在风压作用下密封PM口，同时打开充风侧的模板，制动气缸充压；进气阀线圈得电，进气阀芯动作，充风侧的模板在风压及弹簧的作用下回位，密封CM口，截断供风口，排气口处于封闭状态，制动气缸保压；当进气阀线圈、排气阀线圈都得电时，排气阀芯动作，排风侧的模板和排气侧板之间的风压通过通道排向大气，排风侧的模板没有背压后，制动缸中的风压顶开排风侧的模板，排向大气，制动气缸减压；中间体中设置一个中间体滤尘网，防止气源杂质进入排风阀阀座内，同时杂质通过排风阀口排到大气中，使排风阀性能更加稳定。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆制动防滑装置，其特征在于压力继电器根据制动风管内的风压大小通过闭合或断开继电器转化为防滑器主机开机或关机的电信号；当制动风管内的风压大于185Kpa时，压力继电器闭合，防滑器主机自动开机，当制动风管内的风压低于145KPa时，防滑器主机将自动延时30分钟后关机；防滑装置使用时，在车辆启动前，机车先向制动风管内充气，当压力达到设定值时，压力继电器闭合，防滑器主机自动开机，防滑器装置存在故障，则防滑器主机会报警，由数码管显示具体的故障代码；防滑器装置不存在故障，防滑器主机正常工作，数码管显示无故障代码；在车辆进行制动时，车辆的速度降低，当防滑器主机检测到车辆的减速度超过设定的条件时，防滑器主机驱动排风阀工作，将制动缸中的气压卸掉一部分，使车辆减速度降到标准值，防滑器主机关闭排风阀驱动，制动力将恢复，避免车辆出现滑行。