CN108137022A - 用于控制铁路车辆的制动的电动气动设备 - Google Patents

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Abstract

设备(1)包括：传感器(2)，用于生成车辆负载信号；加权装置(WCU；EPDA)，被设计成根据负载信号供应加权气压；以及第一和第二制动控制设备(BCU1、EPCA1；BCU2，EPCA2)，均耦接至加权装置(WCU，EPDA)并且包括各自的中继阀(RV)，所述中继阀在它们的出口处将根据所述加权气压调制的相应的制动压力供应至与车辆的相应车轴(A1，A2)或相应转向架的车轮相关联的相应的制动致动器(BC1，BC2)。加权装置(WCU，EPDA)包括插入在气压供应装置(AT1，AR2；R1，R2；SV)与中继阀(RV)的驱动入口(d)之间的电动气动驱动组件(EDPA)，以及根据负载信号控制驱动组件(EPDA)的电子加权控制单元(WCU)，以便以预定方式调制在中继阀(RV)的驱动入口(d)处的压力。气压供应装置包括第一压力贮存器和第二压力贮存器(AR1，AR2)，它们分别通过相应的截止阀(R1，R2)耦接至第一制动控制设备和第二制动控制设备(BCU，EPCA1；BCU2，EPCA2)的中继阀(RV)的入口。

Description

用于控制铁路车辆的制动的电动气动设备
技术领域
本发明涉及用于控制铁路车辆的制动的电动气动设备。
更具体地，本发明涉及电动气动设备，该电动气动设备包括：
用于生成车辆负载信号的装置，
加权装置，被设计成根据负载信号供应加权气压，以及
第一制动控制装置和第二制动控制装置，均耦接至加权装置并且包括相应的中继阀，中继阀在它们的出口处将根据所述加权气压调制的相应的制动压力供应至与车辆的相应车轴或相应转向架的车轮相关联的相应的制动致动器。
背景技术
这个类型的电动气动设备在以本申请人的名义在先意大利专利申请号102014902265250中充分地进行了描述。
在根据这个在先专利申请的解决方案中，与制动致动器相关联的制动控制装置从相同的主制动管接收气压。
利用这个解决方案，如果存在防止车轴(或转向架)制动的故障，则主制动管必须从与这两个车轴(或两个转向架)相关联的控制装置去耦，直到问题被解决。直到那时，不存在制动相同转向架(或相同车辆的另一转向架)的另一车轴的方式。
发明内容
本发明的一个目标是提供能够克服现有技术解决方案中的上述缺点的电动气动控制设备。
根据本发明利用用于控制铁路车辆的制动的电动气动设备实现这个和其他目标，其突出特征在所附权利要求1中进行了限定。
在这个电动气动设备中，因为气压供应装置包括两个单独的压力贮存器，它们经由相应的截止阀耦接至分别与两个车轴(或两个转向架)的制动致动器相关联的第一和第二制动控制装置的中继阀的入口，在可能由于损坏或故障而不可能制动转向架的车轴(或车辆的转向架)的情况下，通过关闭用于涉及的车轴(或转向架)的截止阀，维持转向架的另一车轴(或车辆的另一转向架)的制动功能性。
在一个实施方式中，前述加权装置包括电动气动驱动组件，该电动气动驱动组件包括电磁充气阀和电磁排气阀，该电磁充气阀和电磁排气阀分别适于使气压存储贮存器中的压力增加和压力减少，气压存储贮存器的出口耦接至与转向架的第一和第二车轴或者与车辆的第一和第二转向架相关联的第一和第二制动控制装置，并且气压存储贮存器的入口通过限压阀耦接至气压供应装置。
方便地，这个限压阀被设计成使得存储在所述存储贮存器中的压力总是大于针对高峰载荷状况指定的制动压力的50％。
更优选地，所述限压阀被设计成使得存储在所述存储贮存器中的压力总是至少等于对应于车辆的自重制动压力的制动压力。
附图说明
从参考附图和仅通过非限制性实例提供的以下详细说明中本发明的更多特征和优势将是清晰可见的，其中，图1至图3示出了根据本发明的设备的各个设计图。
具体实施方式
图1中，数字1指示用于控制已知类型的铁路车辆的转向架的车轴A1和A2的制动(车轴接着车轴)的整个设备。然而，相同的设备1加以必要的修改后适于提供相同铁路车辆的转向架的制动(转向架接着转向架)的类似控制。
车轴A1和A2与相应的制动缸BC1和BC2相关联。
这些制动缸BC1、BC2与相应的电动气动控制组件EPCA1、EPCA2相关联，优选地，具有相同的体系结构。
在示出的实施方式中，这些电动气动组件EPCA1和EPCA2由还将结合到单个电子单元中的相应的电子制动控制单元BCU1、BCU2控制。
所述电动气动组件EPCA1、EPCA2具有各自的第一气压入口i1，它们均连接至同一电动气动驱动组件EPDA的出口，第一气压入口i1在其操作中通过电子加权控制单元WCU控制。
电动气动控制组件EPCA1和EPCA2还具有各自的第二气压入口i2，它们经由相应的线l1和l2连接至设备1的第一入口连接A和第二入口连接B。
设备1的连接A和B经由相应的截止阀或旋塞R1和R2耦接至对应的备用气压贮存器AR1和AR2。
附图中的数字2指示用于生成表示车辆(或车辆的一部分，诸如，转向架上承载的部分)的负载或重量的信号的装置，该装置连接至电子单元WCU以及(以未示出的方式)与电动气动控制组件EPCA1和EPCA2相关联的控制单元或多个控制单元BCU1、BCU2。
电子单元WCU以及BCU1、BCU2可以以独立的电子单元的形式制成，或者如果需要可以在单个电子控制单元中彼此整合。
电动气动控制组件EPCA1和EPCA2各自包括连接在入口i2与相关的制动缸BC1、BC2之间的相应的中继阀RV。
中继阀RV是“电力”阀。
如上所述，控制组件EPCA1和EPCA2的入口i2经由线或管l1和l2和截止阀R1和R2分别连接至贮存器AR1和AR2。这些阀R1和R2的出口耦接至最大压力选择阀SV，最大压力选择阀SV的出口耦接至电动气动驱动组件EPDA的入口i。
实际上，选择阀SV可以是双座止回阀。
如从以下说明将明显的是，加权控制单元WCU被设计成以在操作期间气压被供应至EPCA1和EPCA2的入口i1的方式驱动组件EPDA，这个压力是限定最大制动压力的被“加权”的气压，根据通过传感器2供应的负载信号被限制，并且适用于制动缸BC1和BC2。
另一方面，一个单元或多个单元BCU1和BCU2被设计成驱动相关联的控制组件EPCA1和EPCA2，以便使得向关联制动缸BC1和BC2施加等于或低于前述加权压力的制动压力，并且制动压力通常根据常用制动请求或紧急制动请求的等级是可变的，这两个请求是以已知的方式在单元BCU1、BCU2中接收的。
一个单元或多个单元BCU1、BCU2还被方便地设计成驱动中继阀RV，使得当车轮旋转速度信号能够检测到锁定条件时提供防车轮滑行动作。
更详细地，电动气动驱动组件EPDA包括气压调节阀3，该调节阀的出口连接至通过加权控制单元WCU在操作中驱动的电磁充气阀5的入口。
电磁充气阀5具有出口，该出口连接至压力贮存器6的入口并且连接至电磁排气阀7的入口，该电磁排气阀在操作中也由加权控制单元WCU驱动。
在示出的实施方式中，电磁阀5和7是常闭的三通二位阀。
图1中的数字4指示调压阀，该调压阀连接在调节阀3与贮存器6之间，基本与电磁充气阀5并联。
电动气动驱动组件EPDA还包括两个电压传感器(sensor)或换能器(transducer)9a和9b，用于分别检测调节阀3的入口处和贮存器6的出口处的压力。这些传感器中的两个连接至加权控制单元WCU。
最终，电磁排气阀7的出口经由相关校准节流孔7a与大气连通。
电动气动制动控制组件EPCA1和EPCA2中的每一个包括电磁入口阀10，该电磁入口阀是电磁充气或注入阀。在示出的实施方式中，这个电磁阀是三通二位常开类型的，并且将其出口连接至又一个电磁阀20的入口，该又一个电磁阀20的出口连接至中继阀RV的驱动入口d。
电磁阀20也是三通二位常开类型的。
电磁阀20的出口连接至三通二位常闭类型的电磁排气或真空阀12的入口。
当通电时，电磁阀20旨在通过相关联的汽缸BC1或BC2释放制动。
压力传感器或换能器13气动地连接在中继阀RV的出口与相关联的制动缸BC1或BC2的出口之间，以便在操作中供应表示所述中继阀RV的出口处的压力的电信号。
用于控制铁路车辆的转向架的车轴A1和A2的制动的以上描述的设备基本上以以下方式操作。
电子加权控制单元WCU从设备2接收表示铁路车辆或者在控制转向架上承载的铁路车辆的一部分的重量的信号。
加权控制单元WCU以如下方式驱动电动气动组件EPDA的电磁阀5和7：当这些电磁阀断电时，第一阀5将贮存器6与调压器3的出口断开，并且第二阀7防止贮存器6排放到大气中。
当电磁充气阀5通电时，它将贮存器6耦接至阀SV的出口，并且因此经由调压阀3耦接至压力供应。
当电磁排气阀7通电时，尽管速度以较缓慢，但是由于校准孔7a的存在，它允许先前积累在贮存器6中的压力排放到大气中。
压力传感器或换能器9b将表示贮存器6的出口处瞬间存在的压力的电信号供应至电子加权控制单元WCU。
通过驱动电磁阀5和7，控制单元WCU以如下方式动作：加权气压存在于贮存器6的出口处，这个压力限制适用于制动缸BC1和BC2的制动压力的最大值。
入口调压装置3防止电磁阀5的入口处的压力超过预定最大值。
限压阀4被设计成使得存储在贮存器6中的压力总是大于针对高峰载荷条件指定的制动压力的50％。
如果相同转向架的另一个车轴由于任何类型的故障变得不可能制动，则这至少能够保持车轴上的制动力。
方便地，限压阀4被设计成使得存储在贮存器6中的压力总是至少等于对应于车辆的自重制动压力的制动压力。
在用于旅客运输的铁路车辆的情况下，车辆的自重制动压力总是大于总重量的50％。
因为在任何情况下电动气动设备1被设计成使得每个车轴A1、A2的制动缸被供应以至少等于自重制动压力(制动压力能够在指定停车距离内制动空车(仅自重))的压力，当以自重制动压力制动时，转向架被(至少)作为其中一个车轴以对应于瞬时负载的正常压力被制动并且另一个不被制动的转向架被制动。
因此即使转向架以自重制动压力而不是校正值制动，车辆也可以遵守紧急停止距离。
在铁路车辆的正常运行期间，一个控制单元或多个控制单元BCU1、BCU2以如下方式控制中继阀RV的出口处的压力值：这个压力与通过电动气动驱动组件EPDA发送至它们的入口d的加权驱动压力成比例，并且与施加到这个单元或这些单元BCU1、BCU2的常用制动请求成比例。
当一个单元或多个单元BCU1、BCU2基于表示车辆的车轮的旋转速度的信号检测到车轮滑行状况时，这通过使对应的电磁充气阀10通电并且使电磁排气阀12断电导致相关制动缸处的制动压力减小，直到解决滑行状况。
每个组件EPCA1、EPCA2的电磁阀20可以通过远程制动释放控制信号(远程释放信号)RR通电。
能够控制松开制动器的电磁阀20在相关电磁阀10与阀12之间的定位使得它们不影响在中继阀RV的驱动室与电磁排气阀12之间的气流速度。
电磁阀20的这个定位防止相关中继阀RV的驱动室的排空在防车轮滑行制动期间减速。
在操作中，当在常用制动和紧急防车轮滑行制动中压力变化存在于电动气动控制组件EPCA1、EPCA2的中继阀RV的驱动室中时，加权控制单元WCU提供贮存器6中连续的气压调节。
方便地，贮存器6的容量至少是中继阀RV的驱动室的总容量的十倍，以便提供“软”控制。
贮存器6中的压力可以基于预定算法(例如，上述的在先意大利专利申请中描述的算法)控制。
在根据本发明的设备中，限压阀4起到相当重要的作用：即使在加权控制单元WCU中和/或在电磁阀5和7中存在故障，也保证制动缸BC1和BC2利用至少等于自重压力的制动压力致动，在旅客运输车辆的情况下，该自重压力在最差载荷条件(高峰载荷)下总是大于车轴的制动压力。
校准孔7a用于如果电磁排气阀7在这个贮存器与大气连通的状况下变得塞住则限制贮存器6的压力损耗。
如果在关于车轴A1或A2的设备1的部分中存在故障，则可以通过对应的截止阀R1或R2断开对应的备用贮存器AR1或AR2。然而，另一车轴A2或A1上的制动继续操作。
图2和图3示出了两个变形实施方式。在这些附图中，先前描述的部分和元件已经给定与那些先前使用的相同的字母数字符号。这两个变形例与图1的设备不同仅在于电动气动驱动组件EPDA的体系结构方面。
在根据图2的变形例中，驱动组件EPDA包括电磁中继阀40，该电磁中继阀将其入口经由调压阀3连接至阀SV的(电力)并且将其出口连接至电动气动控制组件EPCA1和EPCA2的入口i1。中继阀40将其驱动入口连接至电磁充气阀5的出口。另外，气压存储贮存器6(仅)连接至所述充气阀5的出口。
按照以上参考图1所描述的制成和操作限压阀4。
根据图2的变形例的操作模式与根据图1的设备的操作模式相似。
根据图3的变形例通常与根据图2的变形例相似，它们的不同基本上在于电动气动驱动组件EPDA的中继阀40被设计成使得它也像限压阀一样操作。
明显地，如果保持本发明的原则，在不偏离如所附权利要求限定的本发明的保护范围的情况下，可以从仅通过非限制性实例描述和示出的内容对申请形式和实施方式的详情做出广泛改变。

Claims (6)

1.用于控制铁路车辆的转向架的制动的电动气动设备(1)，包括：
用于生成车辆负载信号的装置(2)，
加权装置(WCU；EPDA)，被设计成根据所述负载信号供应加权气压，以及
第一制动控制装置和第二制动控制装置(BCU1、EPCA1；BCU2，EPCA2)，均耦接至所述加权装置(WCU，EPDA)并且包括相应的中继阀(RV)，所述中继阀在它们的出口处将根据所述加权气压调制的相应的制动压力供应至与所述车辆的相应车轴(A1，A2)或相应转向架的车轮相关联的相应的制动致动器(BC1，BC2)；
所述加权装置(WCU，EPDA)包括插入在气压供应装置(AR1，AR2；R1，R2；SV)与所述中继阀(RV)的驱动入口(d)之间的电动气动驱动组件(EDPA)以及根据所述负载信号控制所述驱动组件(EPDA)的电子加权控制单元(WCU)，以便以预定方式调制在所述中继阀(RV)的所述驱动入口(d)处的压力；并且
其中，所述气压供应装置包括：
第一压力贮存器和第二压力贮存器(AR1，AR2)，分别通过相应的截止阀(R1，R2)耦接至所述第一制动控制装置和所述第二制动控制装置(BCU，EPCA1；BCU2，EPCA2)的所述中继阀(RV)的入口。
2.根据权利要求1所述的电动气动设备，其中，所述截止阀(R1，R2)的出口耦接至最大压力选择阀(SV)，所述最大压力选择阀的出口耦接至所述电动气动驱动组件(EPDA)的入口(i)。
3.根据权利要求1或2所述的电动气动设备，其中，所述电动气动驱动组件(EPDA)包括电磁充气阀(5)和电磁排气阀(7)，所述电磁充气阀(5)和所述电磁排气阀(7)分别适于使存储贮存器(6)中的压力增加和压力减少，所述存储贮存器(6)的出口耦接至所述第一制动控制装置和所述第二制动控制装置(BCU1，EPCA1；BCU2，EPCA2)，并且所述存储贮存器(6)的入口通过限压阀(4)耦接至所述气压供应装置(AR1，AR2；R1，R2；SV)。
4.根据权利要求3所述的电动气动设备，其中，所述限压阀(4)被设计成使得存储在所述存储贮存器(6)中的压力总是大于针对高峰载荷状况指定的制动压力的50％。
5.根据权利要求3或4所述的设备，用于旅客运输的铁路车辆，其中，所述限压阀(4)被设计成使得存储在所述存储贮存器(6)中的压力总是至少等于对应于所述车辆的自重制动压力的制动压力。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其中，所述电动气动驱动组件(EPDA)的所述电磁排气阀(7)的出口耦接至校准孔，所述校准孔适于如果所述电磁排气阀(7)在压力被卸至大气压的情况下被塞住则阻止所述存储贮存器(6)的排气。
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