CN107479533B - 机车制动控制模块疲劳试验方法 - Google Patents

机车制动控制模块疲劳试验方法 Download PDF

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Abstract

制动控制模块疲劳试验装置，用于制动控制模块的疲劳试验，制动控制模块包括气口、制动气控阀及制动电磁阀，疲劳试验装置包括送风单元及供电单元，送风单元包括风源、与风源接通的至少一个风缸，及控制风源与单个风缸之间气路通断的气路开关装置，风缸及气路开关装置进一步均连接至被试制动控制模块；供电单元用以为送风单元及制动控制模块的用电单元供电。试验时，连接风缸与制动控制模块之间的气路；控制风缸与制动控制模块之间气路的通断，以完成制动控制模块的疲劳试验。试验装置和方法具有较高的通用性，对不同的制动控制模块进行试验时，只需要更换与其匹配的转接板即可以完成试验过程。

Description

机车制动控制模块疲劳试验方法
技术领域
本发明属于制动系统阀类疲劳性能测试技术领域，涉及一种用于对机车制动控制系统进行疲劳试验的装置，具体的说，为一种专用于对模块化制动系统的制动模块进行疲劳试验的装置及方法。
背景技术
随着机车制动控制系统智能化的发展趋势，继克诺尔CCBⅡ制动系统采用智能模块化的电空控制单元后，国内开展了基于网络通讯及智能模块化设计的机车制动控制系统电空控制单元的研制。由于制动控制系统结构复杂，国产制动控制系统采用板接式控制阀集成，每个阀独立安装、拆卸、试验。智能模块化的制动控制系统采用模块化设计后，每个控制模块由多个阀集成，模块包括电磁阀、气控阀、传感器、电路板等，模块内部各阀协同动作完成模块的功能，通过制动模块的集成完成制动控制动作，结构更灵活，维护更方便。
板接式控制阀疲劳试验方法采用单个阀单独验证的方式，由于每种制动控制模块具体的部件设置结构及气路结构均存在差异性，模块化后各模块的试验验证方式变的相对复杂起来。目前国内已逐步进行了相关性能试验台的研发工作，但各个模块的试验台结构复杂，成本较高，体积较大，移动不便利，试验台通用性差等特点。为了有效、高效的验证智能控制模块内部气控阀的疲劳性能，研究一种通用型的制动模块疲劳试验装置具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块化制动控制单元通用的，可对模块化制动单元进行疲劳测试的制动控制模块疲劳试验装置，以及，疲劳试验方法。
本发明的内容为：制动控制模块疲劳试验装置，用于制动控制模块的疲劳试验，所述制动控制模块包括气口、制动气控阀及制动电磁阀，所述疲劳试验装置包括送风单元及供电单元，所述送风单元包括风源、与风源接通的至少一个风缸，及控制风源与单个风缸之间气路通断的气路开关装置，风缸以及气路开关装置进一步均连接至被试制动控制模块；所述供电单元用以为送风单元及制动控制模块的用电单元供电。
优选为：疲劳试验装置进一步包括用于安装制动控制模块的转接板，转接板内部设置有气路，转接板包括与气路相通的多个气口；转接板通过气口与风缸和被测制动控制模块相接。
优选为：进一步包括压力测试单元，包括多个压力表，分别与风缸及转接板相接。
优选为：气路开关装置采用电磁阀，所述风源经过滤减压单元与电磁阀相接。
优选为：进一步包括与供电单元相接的，用以统计试验次数的计数单元。
制动控制模块疲劳试验方法，包括以下步骤：连接风缸与制动控制模块之间的气路；控制风缸与制动控制模块之间气路的通断，以完成制动控制模块的疲劳试验；疲劳试验方法包括制动气控阀性能验证方法、制动电磁阀排气能力的验证方法，以及，制动电磁阀充气能力的验证方法。
优选为：连接将风缸与制动控制模块之间的气路的方法为：将转接板气口与风缸风口相接，将待试验制动控制模块与转接板气口对应插接在转接板上。
优选为：制动气控阀性能验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；断开风源与风缸之间的气路，制动气控阀放气。
优选为：制动电磁阀排气能力的验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；控制制动电磁阀得电，同时断开风源与风缸之间的气路，气体经制动电磁阀后经制动气控阀排除。
优选为：制动电磁阀充气能力的验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；控制制动电磁阀得电，保持风源与风缸之间的气路接通，气体经制动电磁阀进入制动气控阀，再经气控制动阀进入风缸
本发明的有益效果为：
(1)本发明针对模块化制动控制模块，提供一种试验装置，可简单有效地验证基于网络通讯及智能模块化设计的机车制动控制系统电空控制单元的各控制模块的疲劳性能。该装置结构简单、体积小、占用空间小，部件安装便利，操作方便。
(2)试验装置和方法具有较高的通用性，对不同的制动控制模块进行试验时，只需要更换与其匹配的转接板即可以完成试验过程。
附图说明
图1为疲劳试验装置示意图；
图2为某列车管制动控制模块；
图3为列车管制动控制模块转接板；
图4为列车管模块疲劳试验气路原理。
其中，1-阀体，101-制动电磁阀，102-制动气控阀，103-橡胶密封板，104-气口，105-插接孔，2-转接板，201-气口，202-插杆，3-风缸，4-风源
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施方式进行清楚完整地描述。显然，具体实施方式所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种制动控制模块疲劳试验装置，采用该装置可以完成对模块化制动控制装置的疲劳性试验。
如图1所示，制动控制模块疲劳试验装置，用于制动控制模块的疲劳试验。
制动控制模块是应用于列车电空控制单元的智能模块化制动控制单元，根据具体执行功能的不同，制动控制模块的结构会存在差异，以克诺尔CCBII制动控制系统中的EPCU电空控制单元为例，共具有7个控制模块，分别为BP控制模块、ER控制模块、16控制模块、20控制模块、BC控制模块、DBTV模块、13控制模块，每个模块的气口数量、内部气路结构等存在差异，但也存在共性特征。
参考图2，为某制动控制模块结构示意图。该制动控制模块包括阀体1、制动电磁阀101 和制动控制阀102等，阀体1内部设置有气路，制动电磁阀101及制动控制阀102与阀体1内部的气路相通。阀体1上设置有气口104。气口104均设置在阀体1的一侧侧面上，这一侧面设置有橡胶密封板103和插接孔105，制动控制模块应用时，通过插接孔105插装在所需位置。
疲劳试验装置是针对每种制动控制模块通用的试验装置，包括送风单元及供电单元，整个试验装置集成在一个箱体中，箱体底部设置有移动轮，便于移动。
送风单元用以为制动控制模块通风，包括风源、与风源接通的至少一个风缸(风缸具有多个风口，具体作为进风口或出风口，视试验过程而定)，及控制风源与单个风缸之间气路通断的开气路关装置，风缸及气路开关装置进一步连接至被试制动控制模块。
具体的说，风缸可以采用一个或多个，视被测试制动控制模块内部气控阀的数量而定，风缸的数量至少与气控阀的数量相等，每一个风缸与一个气控阀之间形成一个可充气、可排气的气路。并且多风缸也形成冗余的供气系统，例如，本实施例附图中，风缸为两个；本实施例中，气路开关装置采用电磁阀，每个风缸均连接一个独立的电磁阀，可以单独实现风源与风缸之间气路的通断。作为优选方案，为了保证，在风源接口与电磁阀之间连接过滤减压装置(包括过滤器、减压阀等)，以对接入的风进行过滤减压处理，保证试验稳定性。
气路开关装置连接至被试制动模块，是考虑到制动控制模块中有部分阀直接接总风压力进行试验。
供电单元用以为送风单元及制动控制模块的用电单元供电；供电单元包括变压器、继电器、电路转接单元、以及，用以与外部电源相接的单元接口，经电源接口引入供电，经变压器连接至继电器，继电器经电路转接单元输出连接至电磁阀，控制作为开关装置的电磁阀的开闭，以控制风源与风缸之间风路与的通与断；同时，继电器输出端还经电路控制转接单元连接至制动控制模块，以控制制动控制模块中制动电磁阀的开与闭。
试验装置进一步包括用以统计试验次数的计数单元，计数单元与电路转接单元相接，每进行一次试验，则计数加一，计数显示器记录疲劳完成次数，疲劳试验是对动作次数模拟，最终根据计数单元统计的试验次数换算制动控制模块的抗疲劳性能、使用寿命。
试验时，通过控制风缸与被试控制模块之间气路的通断，以及制动控制电磁阀的动作，以完成对制动控制模块的疲劳试验。其中，风缸的气口可以直接与被试控制模块的进气口相接，为了更便于制动控制模块的安装，进一步设计如下的结构。
疲劳试验装置进一步包括用于安装制动控制模块的转接板，转接板内部设置有气路，转接板包括与气路相通的多个气口；转接板通过气口与风缸和被测制动控制模块相接。转接板的气口的结构不是固定的，气口的数量以及气口的排布均是根本被测制动控制模块来设计的，即每种制动控制模块均设计与其配套使用的专用转接板，制动控制模块与转接板之间采用快速插拔的设计形式。风缸及气路开关装置经转接板与被试制动控制模块连接。图4给出的为与图3所示的制动控制模块相配合的转接板，转接板上气口201的数量及位置关系与相应制动控制模块气口的数量及位置关系相同；转接板上设置有插杆202，用以插装固定制动控制模块。
试验过程中，为了监控风缸、转接板等部件的压力，进一步设计压力测试单元，包括多个压力表，分别与风缸及转接板相接。
试验具体气路原理参考图4。基于以上结构，根据待测制动控制模块的不同，选取不同的转接板2，将制动控制模块的气口104与转接板的气口201对齐、插接，将转接板2的气口201与风缸3风口相接，试验时，接通气源4，通过控制风缸3与被试控制模块之间气路的通断，以及制动控制电磁阀101的动作，以完成对制动控制模块的疲劳试验。
制动控制模块疲劳试验方法，具体包括以下步骤：连接风缸与制动控制模块之间的气路；控制风缸与制动控制模块之间气路的通断，以完成制动控制模块的疲劳试验；疲劳试验方法包括制动气控阀性能验证方法、制动电磁阀排气能力的验证方法，以及，制动电磁阀充气能力的验证方法。
其中，连接将风缸与制动控制模块之间的气路的方法为：将转接板气口与风缸风口相接，将待试验制动控制模块与转接板气口对应插接在转接板上。进行不同的制动控制模块疲劳试验时，更换转接板，并完成转接板与风缸之间的连接，将制动控制模块的气口与转接板的气口对应插接即可完成从气缸到待试制动控制模块之间的气路连接。
以下将详细论述各种试验方法的具体步骤。
(一)制动气控阀性能验证方法
制动气控阀性能验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；断开风源与风缸之间的气路，制动气控阀放气。
具体的说，继电器控制电磁阀得电(风源与风缸之间的电磁阀)，此时，风源与风缸之间的气路连通，经过过来和减压之后的压缩空气经过电磁阀进入风缸，再经风缸进入转接板，最终进入被试制动控制模块。充气过程中，风缸与电磁阀相接的风口作为进风口，风缸与模块安装转接板之间相连的风口作为出风口、模块安装转接板上相应的气口作为进气口，模块安装转接板与被试制动控制模块之间相连气口作为出气口，制动控制模块上相应的气口作为进气口。
风源供气进入制动控制模块后，制动气控阀被充气，气体推动气控阀内活塞运动。这一过程稳定一定时间后，继电器控制电磁阀失电，风源与风缸之间的气路断开，制动控制模块内的空气经转接板、风缸及电磁阀排出。以上过程中，保证制动电磁阀处于失电状态。排气过程中，模块安装转接板上相应的气口作为进气口，制动控制模块上的气口作为出气口，模块安装转接板与被试制动控制模块之间相连气口作为进气口；风缸与模块安装转接板之间相连的风口作为进风口、风缸与电磁阀相接的风口作为出风口。这一试验过程可以验证制动气控阀的基本动作功能。
(二)制动电磁阀排气能力的验证方法
制动电磁阀排气能力的验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；控制制动电磁阀得电，同时断开风源与风缸之间的气路，气体经制动电磁阀后经制动气控阀排除。
具体的说，继电器控制电磁阀(风源与风缸之间的电磁阀)得电，此时，风源与风缸之间的气路连通，经过过来和减压之后的压缩空气经过电磁阀进入风缸，再经风缸进入转接板，最终进入被试制动控制模块。同时，继电器控制制动电磁阀得电，试验台风缸与风源之间的电磁阀失电，压缩空气经过制动制动电磁阀后经气控阀排除制动控制模块。通过制动气动阀、制动电磁阀的充排气能力验证空电连锁制动电磁阀的排气能力。此处所述的空电连锁中，“空”指制动空气阀，“电”指制动电磁阀。
充气和排气过程中，各气口、风口具体为进气口或出气口、进风口或出风口，其设置原理同上文“制动气控阀性能验证方法”试验过程所述，此处不再赘述。
(三)制动电磁阀充气能力的验证方法
制动电磁阀充气能力的验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；控制制动电磁阀得电，保持风源与风缸之间的气路接通，气体经制动电磁阀进入制动气控阀，再经气控制动阀进入风缸。
具体的说，继电器控制电磁阀得电(风源与风缸之间的电磁阀)，此时，风源与风缸之间的气路连通，经过过来和减压之后的压缩空气经过电磁阀进入风缸，再经风缸进入转接板，最终进入被试制动控制模块。同时，继电器控制制动电磁阀得电，冲入制动控制模块内的压缩空气经制动电磁阀后进入气控阀，经气控阀排出制动控制模块。充排气过程中，验证制动空气阀和制动电磁阀电连锁电磁阀的充气能力。
同样，充气和排气过程中，各气口、风口具体为进气口或出气口、进风口或出风口，其设置原理同上文“制动气控阀性能验证方法”试验过程所述，此处不再赘述。
该试验装置通用性强，试验方法操作方便，采用本发明提供的试验装置及试验方法，可以完成对各种制动控制模块的疲劳试验。

Claims (7)

1.制动控制模块疲劳试验方法，基于制动控制模块疲劳试验装置而实现，所述制动控制模块疲劳试验装置，用于制动控制模块的疲劳试验，所述制动控制模块包括气口、制动气控阀及制动电磁阀，其特征在于：所述疲劳试验装置包括送风单元及供电单元，所述送风单元包括风源、与风源接通的至少一个风缸，及控制风源与单个风缸之间气路通断的气路开关装置，风缸及气路开关装置进一步均连接至被试制动控制模块；所述供电单元用以为送风单元及制动控制模块的用电单元供电；所述疲劳试验装置进一步包括用于安装制动控制模块的转接板，转接板内部设置有气路，转接板包括与气路相通的多个气口；转接板通过气口与风缸和被测制动控制模块相接；
所述疲劳试验方法包括以下步骤：
连接风缸与制动控制模块之间的气路；控制风缸与制动控制模块之间气路的通断，以完成制动控制模块的疲劳试验；疲劳试验方法包括制动气控阀性能验证方法、制动电磁阀排气能力的验证方法，以及，制动电磁阀充气能力的验证方法；
所述制动电磁阀排气能力的验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；控制制动电磁阀得电，同时断开风源与风缸之间的气路，气体经制动电磁阀后经制动气控阀排除。
2.如权利要求1所述的制动控制模块疲劳试验方法，其特征在于：进一步包括压力测试单元，包括多个压力表，分别与风缸及转接板相接。
3.如权利要求1所述的制动控制模块疲劳试验方法，其特征在于：所述开关装置采用电磁阀，所述风源经过滤减压单元与电磁阀相接。
4.如权利要求1所述的制动控制模块疲劳试验方法，其特征在于：进一步包括与供电单元相接的，用以统计试验次数的计数单元。
5.如权利要求1所述的制动控制模块疲劳试验方法，其特征在于，连接风缸与制动控制模块之间的气路的方法为：将转接板气口与风缸风口相接，将待试验制动控制模块与转接板气口对应插接在转接板上。
6.如权利要求1所述的制动控制模块疲劳试验方法，其特征在于，所述制动气控阀性能验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；断开风源与风缸之间的气路，制动气控阀放气。
7.如权利要求1所述的制动控制模块疲劳试验方法，其特征在于，所述制动电磁阀充气能力的验证方法，包括以下步骤：控制风源与风缸之间的气路接通，气体进入被试制动控制模块，制动气控阀被充气；控制制动电磁阀得电，保持风源与风缸之间的气路接通，气体经制动电磁阀进入制动气控阀，再经气控制动阀进入风缸。
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