CN104960514B - 有轨电车被动式液压制动系统 - Google Patents

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Abstract

有轨电车被动式液压制动系统，包括自动制动液压单元、被动制动缸、蓄能器、手动缓解液压单元和控制系统，制动缸采用双油腔制动缸。该系统可以实现制动压力的无极可调控制，避免电机的频繁启停；采用双油腔被动制动缸，两个独立的油腔可以分别单独控制活塞运动，系统断电时实现可靠停放制动；在自动控制系统发生故障时可以手动缓解制动压力。

Description

有轨电车被动式液压制动系统
技术领域
本发明属于液压制动技术领域，具体的说，涉及一种应用于有轨电车的液压制动系统。
背景技术
现代有轨电车是一种中等运能、设计新颖、环境友好、资源节约的交通工具，在人性化、环境匹配、建设周期与成本、噪声等方面具有突出的优势，在世界各国得到了越来越广泛的认同和应用。
制动系统作为现代有轨电车的核心组件，是保证车辆安全运行、可靠停止的关键系统。液压系统可以满足现代有轨电车制动系统安装空间小、制动力大的需求特点，现有的液压制动系统主要应用于汽车等非轨道车辆，无法适应有轨电车制动力需求大、制动模式多样的需求。研发针对现代有轨电车的体积小、集成度高、性能可靠、控制灵活的液压制动系统具有迫切的市场需求。
发明内容
本发明针对现代有轨电车制动系统的需求特点，提供了一种液压制动系统，该制动系统结构紧凑、可靠性高、控制灵活、制动力无极可调，具备行车制动、停放制动、手动缓解等制动模式，且切换方便。
本发明的技术方案是：有轨电车被动式液压制动系统，包括自动制动液压单元、蓄能器和控制系统，自动制动液压单元包括液压泵、第一油箱、电机、联轴器、溢流阀、第一单向阀、手动释放阀和第一过滤器；液压泵通过联轴器与电机相连，液压泵的出口有两路，一路通过溢流阀接回第一油箱，一路通过第一过滤器连接至第一单向阀；蓄能器通过蓄能器安装接口安装在自动制动液压单元上，蓄能器安装接口分为多路，一路连接至第一单向阀，一路经手动释放阀接回第一油箱，蓄能器安装接口和第一单向阀之间引出油路连接第一压力开关；有轨电车被动式液压制动系统还包括被动制动缸；自动制动液压单元还包括比例压力阀、第一电磁阀、背压阀、第二过滤器和第二电磁阀，比例压力阀的进油口与蓄能器安装接口相通，泄油口经第一电磁阀接回第一油箱，第二电磁阀有三个独立的油口，一路油口与比例压力阀的出油口相连，一路油经背压阀接回第一油箱，一路油口经第二过滤器连接至被动制动缸；第二过滤器与被动制动缸之间的油路上设置有第一压力出口，第一压力出口和第二过滤器之间连接有第二压力开关和压力传感器。
优选的是：还包括手动缓解液压单元；被动制动缸为双油腔制动缸，包括第一油腔和第二油腔；第二电磁阀的一路油口经第二过滤器连接至第一油腔；手动缓解液压单元包括第二油箱、手动泵、第二单向阀、手动截止阀、第三过滤器、压力表、油杯、手动换向阀、第二压力输出接口；手动泵的进油口连接至第二油箱，出油口经第二单向阀连接至第三过滤器，第二单向阀和第三过滤器之间引出油路，经手动截止阀接回第二油箱，手动换向阀有三个独立油口，一路连接至第三过滤器，一路连接至油杯，另一路经第二压力输出接口连接至第二油腔。
优选的是：自动制动液压单元集成在第一集成阀块内部，第一集成阀块上安装有保护盖。
优选的是：手动缓解液压单元集成设置在第二集成阀块内部。
本发明的有益效果是：
可以实现制动压力的无极可调控制，避免电机的频繁启停；采用双油腔被动制动缸，两个独立的油腔可以分别单独控制活塞运动，系统断电时实现可靠停放制动；在自动控制系统发生故障时可以手动缓解制动压力。将自动制动液压单元和手动缓解液压单元的油路分别集中于集成阀块内，各元件分别安装于集成阀块上，集成化程度高、体积小，模块化设计便于维护。
附图说明
图1为本发明液压原理图。
图2为自动制动液压单元结构示意图。
图3为手动缓解液压单元结构示意图。
其中，1为自动制动液压单元；2为被动制动缸；3手动缓解液压单元；4为蓄能器；101为背压阀；102为第一电磁阀；103为电机；104为联轴器；105为液压泵；106为第一油箱；107为溢流阀；108为第一过滤器；109为第一单向阀；110为第一压力开关；111为手动释放阀；112为蓄能器安装接口；113为比例压力阀；114为第二过滤器；115为第二电磁阀；116为第二压力开关；117为压力传感器；118为第一压力出口；119为第一集成阀块；120为保护盖；201为制动活塞；202为第一油腔；203为第二油腔；301为油杯；302为第二压力输出接口；303为手动换向阀；304为压力表；305为第三过滤器；306为第二单向阀；307为手动截止阀；308为第二油箱；309为手动泵；310为第二集成阀块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。
有轨电车被动式液压制动系统，包括自动制动液压单元1、蓄能器4和控制系统，自动制动液压单元1包括液压泵105，第一油箱106、电机103、联轴器104、溢流阀107、第一单向阀109、手动释放阀111和第一过滤器108；液压泵105通过联轴器104与电机103相连，液压泵105的出口有两路，一路通过溢流阀107接回第一油箱106，一路通过第一过滤器108连接至第一单向阀109；溢流阀107用来限制系统最高压力，起到保护作用。蓄能器4通过蓄能器安装接口112安装在自动制动液压单元1上，蓄能器安装接口112分为多路，一路连接至第一单向阀109，一路经手动释放阀111接回第一油箱106，手动释放阀111用于系统检修时释放蓄能器4内的压力。蓄能器安装接口112和第一单向阀109之间引出油路连接第一压力开关110，第一压力开关110检测蓄能器安装接口112处的压力，反馈至控制系统。
有轨电车被动式液压制动系统还包括被动制动缸2；自动制动液压单元1还包括比例压力阀113、第一电磁阀102、背压阀101、第二过滤器114和第二电磁阀115，比例压力阀113的进油口与蓄能器安装接口112相通，泄油口经第一电磁阀102接回第一油箱106，第二电磁阀115有三个独立的油口，一路油口与比例压力阀113的出油口相连，一路油口经背压阀101接回第一油箱106，一路油口经第二过滤器114连接至被动制动缸2。
如图2所示，自动制动液压单元1集成在第一集成阀块119内部，第一集成阀块119上安装有保护盖120。
被动制动缸2为双油腔制动缸，包括第一油腔202和第二油腔203；第二电磁阀115的一路油口经第二过滤器114连接至第一油腔202。第二过滤器114与被动制动缸2之间的油路上设置有第一压力出口118，第一压力出口118和第二过滤器114之间连接有第二压力开关116和压力传感器117，压力传感器117检测被动制动缸2中第一油腔202内的压力。
该液压制动系统还包括手动缓解液压单元3；手动缓解液压单元3包括第二油箱308、手动泵309、第二单向阀306、手动截止阀307、第三过滤器305、压力表304、油杯301、手动换向阀303、第二压力输出接口302；手动泵309的进油口连接至第二油箱308，出油口经第二单向阀306连接至第三过滤器305，第二单向阀306和第三过滤器305之间引出油路，经手动截止阀307接回第二油箱308，手动换向阀303有三个独立油口，一路连接至第三过滤器305，一路连接至油杯301，另一路经第二压力输出接口302连接至第二油腔203。
如图3所示，手动缓解液压单元集成设置在第二集成阀块310内部。第二集成阀块310底端接第二油箱308。
系统中，第一电磁阀102为两位两通电磁阀，第二电磁阀115为两位三通电磁阀，手动释放阀111为两位两通电磁阀，手动换向阀303为三位三通电磁阀。
本发明的工作原理如下：
有轨电车被动式液压制动系统包含4种使用功能：常用制动、停车制动、失电自动紧急制动和手动缓解制动功能。通过控制系统控制自动制动液压单元1、手动缓解液压单元3中各阀类组件的工作。
常用制动：第一压力开关110检测系统压力，当蓄能器4内油液压力低于第一压力开关110设定下限时，电机103启动，由电机103提供动力，通过联轴器104带动液压泵105转动给蓄能器4充液，为整个系统提供压力；当蓄能器4内油液压力达到第一压力开关110设定上限压力时，关闭电机103停止充液。蓄能器4保证自动制动液压单元1能够快速的建立制动压力并避免电机103频繁启停。
当没有制动指令时，控制系统控制第一电磁阀102得电，切断蓄能器4和第一油箱106之间的油路，防止油路泄露造成蓄能器4内压力下降；第二电磁阀115得电，控制系统给比例压力阀113输入最大控制电流，蓄能器4内高压液体充入被动制动缸2的第一油腔202，抵抗被动制动缸2内弹簧压力，活塞201不输出制动力。
第二压力开关116检测到的压力高于设定的上限值表明被动制动缸2无制动力输出，检测到的压力低于设定值表明被动制动缸2有制动力输出。
当接收到制动指令时，第一电磁阀102失电，第二电磁阀115失电，比例压力阀113根据制动指令大小输出一定液体压力充入被动制动缸2的第一油腔202，活塞201在弹簧和第一油腔202液体压力的共同作用下输出无极可调的制动力，通过压力传感器117可以实时检测第一油腔202内压力反馈给制动控制系统进行闭环控制。
停车制动：车辆停止时，第一电磁阀102失电，第二电磁阀115失电，比例压力阀113失电，被动制动缸2的第一油腔202在背压阀101的作用下维持较低的压力，活塞201在弹簧和第一油腔202液体压力的共同作用下输出较大的制动力，提供车辆停车所需制动力。
失电自动紧急制动：车辆突然失电时，第一电磁阀102失电，第二电磁阀115失电，比例压力阀113失电，被动制动缸2的第一油腔202在背压阀101的作用下维持较低的压力，活塞201在弹簧和第一油腔202液体压力的共同作用下输出较大的制动力，让车辆尽快停止。
手动缓解制动：车辆停止且自动制动液压单元1发生故障不能使用时，可以人工通过手动泵309产生高压油液，通过手动换向阀303的上位给被动制动缸2的第二油腔203充液，抵抗弹簧压力，达到缓解制动的功能。

Claims (3)

1.有轨电车被动式液压制动系统，包括自动制动液压单元、蓄能器和控制系统，所述自动制动液压单元包括液压泵、第一油箱、电机、联轴器、溢流阀、第一单向阀、手动释放阀和第一过滤器；液压泵通过联轴器与电机相连，液压泵的出口有两路，一路通过溢流阀接回第一油箱，一路通过第一过滤器连接至第一单向阀；蓄能器通过蓄能器安装接口安装在自动制动液压单元上，蓄能器安装接口分为多路，一路连接至第一单向阀，一路经手动释放阀接回第一油箱，蓄能器安装接口和第一单向阀之间引出油路连接第一压力开关；其特征在于：所述有轨电车被动式液压制动系统还包括被动制动缸；所述自动制动液压单元还包括比例压力阀、第一电磁阀、背压阀、第二过滤器和第二电磁阀，比例压力阀的进油口与蓄能器安装接口相通，泄油口经第一电磁阀接回第一油箱，所述第二电磁阀有三个独立的油口，一路油口与比例压力阀的出油口相连，一路油经背压阀接回第一油箱，一路油口经第二过滤器连接至被动制动缸；所述第二过滤器与被动制动缸之间的油路上设置有第一压力出口，第一压力出口和第二过滤器之间连接有第二压力开关和压力传感器；
还包括手动缓解液压单元；所述被动制动缸为双油腔制动缸，包括第一油腔和第二油腔；所述第二电磁阀的一路油口经第二过滤器连接至第一油腔；所述手动缓解液压单元包括第二油箱、手动泵、第二单向阀、手动截止阀、第三过滤器、压力表、油杯、手动换向阀、第二压力输出接口；所述手动泵的进油口连接至第二油箱，出油口经第二单向阀连接至第三过滤器，第二单向阀和第三过滤器之间引出油路，经手动截止阀接回第二油箱，所述手动换向阀有三个独立油口，一路连接至第三过滤器，一路连接至油杯，另一路经第二压力输出接口连接至第二油腔。
2.如权利要求1所述的有轨电车被动式液压制动系统，其特征在于：所述自动制动液压单元集成在第一集成阀块内部，第一集成阀块上安装有保护盖。
3.如权利要求1所述的有轨电车被动式液压制动系统，其特征在于：所述手动缓解液压单元集成设置在第二集成阀块内部。
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