CN107901896A - 一种列车防抱死系统及防止列车车轮抱死的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车防抱死系统，包括：其输出端根据列车的实际运行状况与电动防抱死装置或气动防抱死装置相连的回路切换阀；用于将输入的制动气压缩减至预设气压以防止列车车轮抱死的气动防抱死装置和电动防抱死装置；在电动防抱死装置处于正常工作状态，回路切换阀的输出端与电动防抱死装置相连，并断开与气动防抱死装置的连接；在电动防抱死装置处于异常状态，回路切换阀的输出端与气动防抱死装置相连，并断开与电动防抱死装置的连接。本发明增加了在断电时有效替代电动防抱死装置的气动防抱死装置，提升了列车的安全可靠性。本发明还同时公开了一种应用于上述一种列车防抱死系统的列车防抱死方法，具有上述有益效果。

Description

一种列车防抱死系统及防止列车车轮抱死的方法

技术领域

本发明涉及列车制动技术领域，特别涉及一种列车防抱死系统及防止列车车轮抱死的方法。

背景技术

随着我国在动车、高铁领域的不断发展，乘坐的人次和开设的车次也越来越多，因为人们都在追求着更加便利、更加快捷以及更加舒适和安全的出行方式，因此，如何在保证高铁、动车安全性能的基础上，尽可能的提高便利、舒适性是本领域技术人员不断研究的方向。

在我们乘坐的高铁、动车进行制动时，通常采用的都是电控制动系统，根据中央处理器接收到的制动命令向下层逐级发送制动命令，最终到达制动执行机构进行实施。制动的实施通过轮轨之间的黏着传递制动力，当轮轨间黏着较差时(如下雨或夹杂污物等)，较大的制动力可能会导致轮轨之间的黏着状态破坏，车轮在轨道上滑行，如同汽车在高速行驶中直接用力刹车一样，车轮就会抱死，汽车将失控打转，而列车则会由于车轮抱死状态强行在轨道上摩擦，这样一来轮轨将会相互磨损，导致车轮擦伤，造成安全隐患。

现有技术中，仅设置有电动防抱死装置，该装置用于对输出的制动力进行检测并在需要调整时进行调整，以使调整后的制动力不会导致列车车轮抱死。然而一旦出现列车供电异常，列车将无法很好地通过电动防抱死装置实现对制动力的调整，依然会出现上述问题，存在安全隐患，威胁乘客人身安全。

所以，如何克服现有列车防抱死系统存在的上述缺陷，提供一种在电动防抱死装置失效时依然能够实现防抱死目的的列车防抱死系统是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车防抱死系统。该列车防抱死系统增加了冗余的气动防抱死装置，通过纯物理机械构造实现在无电情况下依然能够有效防止车轮抱死，在电动防抱死装置失效时起替代作用，增加了列车的安全可靠性，为乘客的人身安全提供了多一层的保障，提升了乘客的乘坐体验。

本发明的另一目的是提供一种应用于上述列车防抱死系统的防止列车车轮抱死的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种列车防抱死系统，包括：

回路切换阀，其输出端用于根据列车的实际运行状况与电动防抱死装置或气动防抱死装置相连；

所述气动防抱死装置，用于将输入的制动气压减压至预设气压以防止列车车轮抱死；

所述电动防抱死装置，用于根据接收到的制动控制信号对所述制动气压进行防抱死处理，以防止所述列车车轮抱死；

具有两种工作模式：

在第一工作模式下，所述电动防抱死装置处于正常工作状态，所述回路切换阀的输出端与所述电动防抱死装置相连，并断开与所述气动防抱死装置的连接；

在第二工作模式下，所述电动防抱死装置处于异常工作状态，所述回路切换阀的输出端与所述气动防抱死装置相连，并断开与所述电动防抱死装置的连接。

可选的，所述气动防抱死装置为减压阀。

可选的，所述减压阀包括输出具有不同预设压力的第一减压阀和第二减压阀，当列车载重小于载重阈值时，所述第一减压阀处于截止状态，所述第二减压阀处于导通状态；当所述列车载重大于所述载重阈值时，所述第二减压阀处于截止状态，所述第一减压阀处于导通状态。

可选的，所述回路切换阀具体为多向回路切换阀。

可选的，该列车防抱死系统还包括：

制动信号发送装置，与所述电动防抱死装置相连，用于发送所述制动控制信号；

制动气压传输管，与所述回路切换阀的输入端相连，用于向所述回路切换阀传输具有所述制动气压的压缩气体；

预设气压传输管，包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与所述电动防抱死装置的输出端相连，所述第二输入端与所述气动防抱死装置的输出端相连，用于传输经过处理得到的具有所述预设气压的压缩气体；

基础制动装置，与所述预设气压传输管路的输出端相连，用于利用具有所述预设气压的压缩气体对所述车辆进行制动。

可选的，所述减压阀具体为活塞式减压阀。

可选的，所述回路切换阀具体为球阀。

为实现上述目的，本发明还提供了一种防止列车车轮抱死的方法，应用于如上述内容所描述的列车防抱死系统，包括：

判断电动防抱死装置是否处于异常状态；

若是，则调整防抱死系统中回路切换阀的回路导向，以使所述回路切换阀的输出端从与所述电动防抱死装置相连变为与气动防抱死装置相连；

利用所述气动防抱死装置将输入的制动气压缩减至预设气压，并利用具有所述预设气压的压缩气体对车辆进行制动。

可选的，判断电动防抱死装置是否处于异常状态，包括：

利用列车上的传感器采集得到所述列车的运行数据；

判断所述运行数据是否包含所述电动防抱死装置的异常状态信息；

若是，则判定所述电动防抱死装置处于所述异常状态。

可选的，该方法还包括：

从所述运行数据中提取出列车载重信息；

利用所述列车载重信息在载重与相应的防抱死气压间的对应关系中确定与所述列车载重信息对应的防抱死气压；

根据确定出的防抱死气压确定出相应规格的气动防抱死装置。

本发明所提供的列车防抱死系统，包括：回路切换阀，其输出端用于根据列车的实际运行状况与电动防抱死装置或气动防抱死装置相连；所述气动防抱死装置，用于将输入的制动气压缩减至预设气压以防止列车车轮抱死；所述电动防抱死装置，用于根据接收到的制动控制信号对所述制动气压进行防抱死处理，以防止所述列车车轮抱死；具有两种工作模式：在第一工作模式下，所述电动防抱死装置处于正常工作状态，所述回路切换阀的输出端与所述电动防抱死装置相连，并断开与所述气动防抱死装置的连接；在第二工作模式下，所述电动防抱死装置处于异常工作状态，所述回路切换阀的输出端与所述气动防抱死装置相连，并断开与所述电动防抱死装置的连接。

显然，本发明所提供的技术方案在原有电动防抱死装置的基础上增加了气动防抱死装置，通过纯物理机械构造实现在无电情况下依然能够有效防止车轮抱死，在电动防抱死装置失效时起替代作用，增加了列车的安全可靠性、为乘客的人身安全提供了多一层的保障，提升了乘客的乘坐体验。本发明同时还提供了一种应用于上述列车防抱死系统的防止列车车轮抱死的方法，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种列车防抱死系统的设置示意图；

图2为本发明实施例所提供的另一种列车防抱死系统的设置示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种实际列车防抱死系统的电路原路图；

图4为本发明实施例所提供的一种防止列车车轮抱死的方法的流程图；

图5为本发明实施例所提供的另一种防止列车车轮抱死的方法的流程图；

图6为本发明实施例所提供的又一种防止列车车轮抱死的方法的流程图。

图中：

5.制动压力传输管 10.回路切换阀 20.气动防抱死装置

30.电动防抱死装置 40.预设压力传输管 21.第一减压阀

22.第二减压阀 41.第一输入端 42.第二输入端

具体实施方式

本发明的核心是提供一种列车防抱死系统及防止列车车轮抱死的方法，在原有电动防抱死装置的基础上增加了气动防抱死装置，通过纯物理机械构造实现在无电情况下依然能够有效防止车轮抱死，在电动防抱死装置失效时起替代作用，增加了列车的安全可靠性、为乘客的人身安全提供了多一层的保障，提升了乘客的乘坐体验。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合图1至图3，图1为本发明实施例所提供的一种列车防抱死系统的设置示意图；图2为本发明实施例所提供的另一种列车防抱死系统的设置示意图；图3为本发明实施例所提供的一种实际列车防抱死系统的电路原路图。

该列车防抱死系统具体包括：

回路切换阀10，其输出端用于根据列车的实际运行状况与电动防抱死装置30或气动防抱死装置20相连；

本发明中，该回路切换阀10如图1所示，其作用为根据列车的实际运行状况选择性的仅与气动防抱死装置20或电动防抱死装置30相连，在同一时刻只与一个装置相连，相应的断开于另一个装置的连接。该回路切换阀10类似于单刀双掷开关，能够根据将其置于不同的位置，实现连通不同的通路。

即具有两种工作模式：在第一工作模式下，电动防抱死装置30处于正常工作状态，回路切换阀10的输出端与电动防抱死装置30相连，并断开与气动防抱死装置20的连接；在第二工作模式下，电动防抱死装置30处于异常工作状态，回路切换阀10的输出端与气动防抱死装置20相连，并断开与电动防抱死装置20的连接。为实现所描述的功能，可以选用多种具体的元器件，通常可以采用球阀或其它相似元器件。

通常情况下，列车运行正常、供电正常，此时电动防抱死装置30能够正常工作，可以实现电控条件下更为精准的压力防抱死处理。若列车出现故障、无法正常供电，则电动防抱死装置30自然也就处于失效状态，此时就需要将原先连接至该电动防抱死装置30的回路切换阀10的输出端切换至与气动防抱死装置20相连，旨在利用该气动防抱死装置20的纯机械构造对传输来的制动压力进行缩减，以在列车供电异常的情况下有效防止车轮抱死现象的出现。

气动防抱死装置20，用于将输入的制动气压缩减至预设气压以防止列车车轮抱死；

该气动防抱死装置20无需供电，是指只利用自身机械构造就可实现将传输过来的制动气压缩减至预设气压的机械装置。该制动气压是指由上层通过制动气压传输管5传输来的未经处理的压力，为防止该制动压力过大造成的列车车轮抱死现象，故需要在该制动压力过大时，对其进行缩减以输出一个不使车轮出现抱死现象且同时能够实现列车制动效果的预设压力。而在该制动压力正常时，则可以无需缩减直接进行制动使用。其功能类似于道路上设置的限高栏或限宽柱，以防止过高的车辆或大车通过某些路线，而只让小型车通过。

在其功能确定的基础上，可以选用多种具体的元器件，通常可以采用较为常见的减压阀，减压阀有包括多种类型，组合式减压阀、作用式减压阀、活塞式减压阀、薄膜式减压阀以及先导式减压阀等，本发明可以采用活塞式减压阀以及能够实现相同功能的其它类型元器件。

进一步的，由于不同列车载重情况不同，即使是同一辆列车，依然存在载客多少造成的载重不同的情况，因此可能在只存在一个预设压力的情况下，无法很好的应付多种载重情形，进而不能很好的实现防抱死功能。因此，还可以将该气动防抱死装置20具体设置为由多个不同规格的减压阀组成，不同规格的减压阀对应着不同的预设压力，可以根据实际载重情况进行灵活选择。

即可能存在的一种实施例为，选用减压阀为该气动防抱死装置的情况下，具体包括输出具有不同预设压力的第一减压阀21和第二减压阀22，当列车载重小于载重阈值时，第一减压阀21处于截止状态，第二减压阀22处于导通状态；当列车载重大于该载重阈值时，第二减压阀22处于截止状态，第一减压阀21处于导通状态。

旨在通过在仅具有两个不同规格的减压阀时，设定一个载重阈值来判定选用哪个规格的减压阀，相应的，在设置有更多不同规格的减压阀时，可以设定更加严谨和更加合适的多个阈值进行判定和选择。

相应的，在该气动防抱死装置20可能由多个具体的减压阀组成时，该回路切换阀10可以具体为一个多向回路切换阀，类似于一个单刀多掷开关的作用。

电动防抱死装置30，用于根据接收到的制动控制信号对制动气压进行防抱死处理，以防止列车车轮抱死；

该电动防抱死装置30是一个电控设备，实际组成较为复杂，但技术较为成熟，其工作原理为接收到上层发来的制动控制信号，并根据该制动控制信号来判断是否需要对传输来的制动压力进行处理，若过大则进行处理，但其一些处理过程需要供电来进行调节。

为实现上述各重要装置的功能，该列车防抱死系统还可以包括以下周边设备：

制动信号发送装置，与电动防抱死装置30相连，用于发送制动控制信号；

制动气压传输管5，与回路切换阀10的输入端相连，用于传输具有制动气压的压缩气体；

预设气压传输管40，包括第一输入端41和第二输入端42，第一输入端41与电动防抱死装置30的输出端相连，第二输入端42与气动防抱死装置20的输出端相连，用于传输经过处理得到的具有预设气压的压缩气体；

基础制动装置，与预设气压传输管路5的输出端相连，用于利用具有预设气压的压缩气体对车辆进行制动。

基于上述实施例，可以参见图3，图3为本发明实施例所提供的一种实际列车防抱死系统的气路原路图。

图3中所示的.10是减压阀，用于将上游传输来的制动缸压力限制在0.1MPa以下，.11、.12以及.13为互锁电磁阀(球阀)可能处于的三个位置，.07和.08为两个普通球阀，这个两个球阀受同一个手柄控制，其中一个处于导通位时另一个就处于截止位。

具体控制过程如下：正常状态下，上层传输来的具有一定压力的压缩气体依次通过制动缸管路、互锁电磁阀(球阀)、球阀4到达制动缸，实现车辆制动；而当车辆处于预设情况时中，通过动车组控制系统，激活互锁电磁阀，上层传输来的压缩气体依次通过制动缸管路、减压阀、互锁电磁阀、球阀到达制动缸，实现车辆制动。此种情况不管制动缸管路输出的压缩气体具有的压力多大，通过减压阀的减压都会使制动缸压力不会超过减压阀限制，从而实现车轮制动防抱死，增强列车的安全可靠性。

基于上述技术方案，本发明实施例提供了一种列车气动防抱死装置，使用压缩气体实现车轮制动防抱死，能够有效的在电动防抱死装置失效时起替代作用，增加了列车的安全可靠性、为乘客的人身安全提供了多一层的保障，提升了乘客的乘坐体验。

以下结合图4，图4为本发明实施例所提供的一种防止列车车轮抱死的方法的流程图。

具体包括如下步骤：

S101：判断列车上的电动防抱死装置30是否处于异常状态；

本步骤旨在判断该电动防抱死装置30是否处于异常状态，即该电动防抱死装置是否能够正常工作。具体如何判断出结果，方式多种多样，可以实际情况灵活选用合适的方式实现，也会在后续实施例中进行描述。

S102：保持回路切换阀门10输出端与电动防抱死装置30的连接，利用电动防抱死装置30防止车轮抱死；

本步骤建立在S101的判断结果为该电动防抱死装置30处于正常工作状态的基础上，旨在继续保持回路切换阀门10输出端与电动防抱死装置30的连接，利用电动防抱死装置30防止车轮抱死。

S103：调整列车防抱死系统中回路切换阀门10的回路导向，以使回路切换阀门10的输出端从与电动防抱死装置30相连变为与气动防抱死装置20相连；

本步骤建立在S101的判断结果为该电动防抱死装置30处于异常状态的基础上，旨在调整列车防抱死系统中回路切换阀门10的回路导向，以使回路切换阀门10的输出端从与电动防抱死装置30相连变为与启动防抱死装置20相连。

S104：利用气动防抱死装置20将输入的制动气压缩减至预设气压，并利用具有预设气压的压缩气体对列车车轮进行制动。

以下结合图5，图5为本发明实施例所提供的另一种防止列车车轮抱死的方法。

本发明实施例是针对上一实施例中S101，对如何判断电动防抱死装置30是否处于异常装置所做出的一个具体限定，其它步骤与上一实施例大体相同，可以参见上一实施例的相关内容，在此不再赘述。

S201：利用列车上的传感器采集得到列车的运行数据；

S202：判断运行数据是否包含电动防抱死装置30的异常状态信息；

S203：判定电动防抱死装置30处于正常工作状态；

S204：判定电动防抱死装置30处于异常状态。

本实施例旨在利用列车上设备的各式传感器获取列车的实时运行数据，并根据该实时运行数据中是否包含会导致该电动防抱死装置30异常的信息，即以此来判定该电动防抱死装置30是否依然正常工作。

以下结合图6，图6为本发明实施例所提供的又一种防止列车车轮抱死的方法。

本发明实施例基于其它实施例，对在列车上设置有多个不同规格的减压阀时，如何更好的选用更合适的减压阀所做出的一个说明，其它步骤与上一实施例大体相同，可以参见上一实施例的相关内容，在此不再赘述。

S301：从运行数据中提取出列车载重信息；

S302：利用列车载重信息在载重与相应防抱死气压之间的对应关系中确定与列车载重信息对应的防抱死气压；

S303：根据确定出的防抱死气压确定出相应规格的气动防抱死装置20。

本实施例建立在该气动防抱死装置20由多个不同规格的减压阀组成的基础上，通过提前设定好的载重与相应防抱死气压之间的对应关系，该防抱死气压即等同于不同规格下减压阀的输出气压。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种列车防抱死系统，其特征在于，包括：

回路切换阀(10)，其输出端用于根据列车的实际运行状况与电动防抱死装置(30)或气动防抱死装置(20)相连；

所述气动防抱死装置(20)，用于将输入的制动气压缩减至预设气压以防止列车车轮抱死；

所述电动防抱死装置(30)，用于根据接收到的制动控制信号对所述制动气压进行防抱死处理，以防止所述列车车轮抱死；

具有两种工作模式：

在第一工作模式下，所述电动防抱死装置(30)处于正常工作状态，所述回路切换阀(10)的输出端与所述电动防抱死装置(30)相连，并断开与所述气动防抱死装置(20)的连接；

在第二工作模式下，所述电动防抱死装置(30)处于异常工作状态，所述回路切换阀(10)的输出端与所述气动防抱死装置(20)相连，并断开与所述电动防抱死装置(30)的连接。

2.根据权利要求1所述的列车防抱死系统，其特征在于，所述气动防抱死装置(20)为减压阀。

3.根据权利要求2所述的列车防抱死系统，其特征在于，所述减压阀包括输出具有不同预设压力的第一减压阀(21)和第二减压阀(22)，当列车载重小于载重阈值时，所述第一减压阀(21)处于截止状态，所述第二减压阀(22)处于导通状态；当所述列车载重大于所述载重阈值时，所述第二减压阀(22)处于截止状态，所述第一减压阀(21)处于导通状态。

4.根据权利要求3所述的列车防抱死系统，其特征在于，所述回路切换阀(10)具体为多向回路切换阀。

5.根据权利要求1至4任一项所述的列车防抱死系统，其特征在于：

制动信号发送装置，与所述电动防抱死装置(30)相连，用于发送所述制动控制信号；

预设气压传输管路(5)，与所述回路切换阀(10)的输入端相连，用于向所述回路切换阀(10)传输制动控制单元输出的制动缸压力；

预设气压传输管(40)，包括第一输入端(41)和第二输入端(42)，所述第一输入端(41)与所述电动防抱死装置(30)的输出端相连，所述第二输入端(42)与所述气动防抱死装置(20)的输出端相连，用于传输经过处理得到制动缸压力；

基础制动装置，与所述预设气压传输管路(5)的输出端相连，用于利用具有所述预设气压的压缩气体对所述车辆进行制动。

6.根据权利要求5所述的列车防抱死系统，其特征在于，所述减压阀为活塞式减压阀。

7.根据权利要求6所述的列车防抱死系统，其特征在于，所述回路切换阀(10)具体为球阀。

8.一种防止列车车轮抱死的方法，应用于如权利要求1至7任一项所述的列车防抱死系统，其特征在于：

判断电动防抱死装置(30)是否处于异常状态；

若是，则调整防抱死系统中回路切换阀(10)的回路导向，以使所述回路切换阀(10)的输出端从与所述电动防抱死装置(30)相连变为与气动防抱死装置(20)相连；

利用所述气动防抱死装置(20)将输入的制动气压缩减至预设气压，并利用具有所述预设气压的压缩气体对所述车辆进行制动。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，判断电动防抱死装置(30)是否处于异常状态，包括：

利用列车上的传感器采集得到所述列车的运行数据；

判断所述运行数据是否包含所述电动防抱死装置(30)的异常状态信息；

若是，则判定所述电动防抱死装置(30)处于所述异常状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

从所述运行数据中提取出列车载重信息；

利用所述列车载重信息在载重与相应的防抱死气压间的对应关系中确定与所述列车载重信息对应的防抱死气压；

根据确定出的防抱死气压确定出相应规格的气动防抱死装置(20)。