CN108657219B - 磁浮列车液压制动系统和控制方法 - Google Patents

磁浮列车液压制动系统和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁浮列车液压制动系统，包括油箱、液压泵、电机、溢流阀、第一过滤器、单向阀、第一压力传感器、手动阀、第一二位二通电磁开关阀、气控比例阀、二位三通电磁开关阀、第二二位二通电磁开关阀、电磁比例阀、第三二位二通电磁开关阀、压力开关、第二压力传感器，并公开了制动系统的连接结构。本发明解决了直动式减压阀提供的恒定制动力，在磁浮列车载荷发生变化时易产生较大冲击的问题，增加气控比例阀和电磁开关阀，使磁浮列车制动平稳，使该磁浮列车液压制动单元运行平稳，提高了整个磁浮列车制动系统工作可靠性，延长了使用寿命。

Description

磁浮列车液压制动系统和控制方法
技术领域
本发明涉及一种磁浮列车液压制动系统和控制方法，属于磁浮列车技术领域。
背景技术
磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。
制动系统作为磁浮列车重要的一个单元，其制动性能对磁浮列车安全性起着极为重要的作用。在现有情况下，在紧急制动时，减压阀调压恒定，不能随列车载荷变化而变化，制动易产生很大冲击，可靠性低，给磁浮车的正常运行带来了隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磁浮列车液压制动系统和控制方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：磁浮列车液压制动系统，包括油箱、液压泵、电机、溢流阀、第一过滤器、单向阀、第一压力传感器、手动阀、第一二位二通电磁开关阀、气控比例阀、二位三通电磁开关阀、第二二位二通电磁开关阀、电磁比例阀、第三二位二通电磁开关阀、压力开关、第二压力传感器；
油箱与液压泵和溢流阀相连，液压泵液压泵通过联轴器与电机相连；
液压泵和溢流阀与第一过滤器连接，第一过滤器后端设置单向阀，单向阀连接至蓄能器和第一二位二通电磁开关阀；
手动阀分别与第一二位二通电磁开关阀、第二二位二通电磁开关阀和油箱连接；第二二位二通电磁开关阀与电磁比例阀连接，电磁比例阀和第三二位二通电磁开关阀分别与油箱连接；
电磁比例阀还与二位三通电磁开关阀连接，二位三通电磁开关阀还分别与气控比例阀和第三二位二通电磁开关阀连接；
第一二位二通电磁开关阀与气控比例阀连接，气控比例阀连接至气控接口。(A2是外接油口，通过管路直接接到制动夹钳的制动缸)
作为优选方式，手动阀与液压泵之间的管路(或油箱)上设置有液位计。
作为优选方式，手动阀与电磁比例阀之间的管路(或油箱)上设置有温度传感器。
作为优选方式，电机选用110V直流电机，110V直流电机驱动液压泵为系统提供动力源。
作为优选方式，电磁比例阀与第三二位二通电磁开关阀之间的管路(或油箱)上设置有空气滤清器。
作为优选方式，单向阀后端的管路上设置有第一压力传感器。
作为优选方式，第三二位三通电磁开关阀与第二过滤器连接，第三二位三通电磁开关阀与第二过滤器之间的管路上设置有压力开关和第二压力传感器。
作为优选方式，第二过滤器分别连接A2口和第二测压接头；单向阀连接蓄能器之间的管路上设置有第一节流塞，而且该管路上引出第一测压接头；
二位三通电磁开关阀与气控比例阀之间设置有第二节流塞；进入电磁比例阀之前的管路上设置有第三节流塞；第二过滤器和A2口之间设置有第四节流塞。
一种磁浮列车液压制动系统的控制方法，包括压力供给、常规制动和紧急制动部分；
压力供给：该磁浮列车液压制动单元的充液回路包括油箱、液压泵、溢流阀、第一过滤器和单向阀，通过A1口外接液压蓄能器；液压蓄能器的充液压力由第一压力传感器经电子制动模块控制，工作压力范围为12-15MPa；当蓄能器的充液压力低于设定下限时，电机启动，驱动液压泵工作，当压力达到液压蓄能器充液压力设定上限时，关闭电机停止充液。液压蓄能器为系统储存液压动力，保证制动回路能够快速的建立相应的制动压力，同时减少液压泵和电机的工作时间；
常规制动：当进行常规制动时，手动阀弹簧复位，第一二位二通电磁开关阀得电，第二二位二通电磁开关阀得电，二位三通电磁开关阀得电，第三二位二通电磁开关阀失电弹簧复位，根据制动力的需求，调整电磁比例阀，使制动缸压力与需求值相匹配，通过第二压力传感器可以实时监测制动缸的压力；
紧急制动：当需要紧急制动时，手动阀弹簧复位，第一二位二通电磁开关阀失电，第二二位二通电磁开关阀失电，二位三通电磁开关阀失电，气控比例阀通过气控压力来控制，进而调整紧急制动压力。
作为优选方式，控制方法还包括辅助缓解部分；
辅助缓解：若磁浮列车悬浮架需要内置的辅助缓解功能来进行缓解，车辆控制激活液压制动单元(液压制动单元是指本液压制动系统的全部液压控制部分)的第三二位二通电磁开关阀得电，制动夹钳(制动夹钳通过管路与A2油口相接)和管路的油液回到油箱，制动夹钳的压力下降到，同时压力继电器将缓解的状态反馈给车辆控制。
本发明的有益效果是：本发明解决了直动式减压阀提供的恒定制动力，在磁浮列车载荷发生变化时易产生较大冲击的问题，增加气控比例阀和电磁开关阀，使磁浮列车制动平稳，使该磁浮列车液压制动单元运行平稳，提高了整个磁浮列车制动系统工作可靠性，延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中，1-油箱，2-液位计，3-温度传感器，4-空气滤清器，5-液压泵，6-联轴器，7-电机，8-溢流阀，9-第一过滤器，10-单向阀，11-第一压力传感器，12-第一节流塞，13-第一测压接头，14-手动阀，15-第一二位二通电磁开关阀，16-气控比例阀，17-第二节流塞，18-二位三通电磁开关阀，19-第二二位二通电磁开关阀，20-电磁比例阀，21-第三节流塞，22-第三二位二通电磁开关阀，23-压力开关，24-第二压力传感器，25-第二过滤器，26-第四节流塞，27-第二测压接头。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，磁浮列车液压制动系统，包括油箱1、液压泵5、电机7、溢流阀8、第一过滤器9、单向阀10、第一压力传感器11、手动阀14、第一二位二通电磁开关阀15、气控比例阀16、二位三通电磁开关阀18、第二二位二通电磁开关阀19、电磁比例阀20、第三二位二通电磁开关阀22、压力开关23、第二压力传感器24；
油箱1与液压泵5和溢流阀8相连，液压泵5液压泵5通过联轴器6与电机7相连；
液压泵5和溢流阀8与第一过滤器9连接，第一过滤器9后端设置单向阀10，单向阀10连接至蓄能器和第一二位二通电磁开关阀15；
手动阀14分别与第一二位二通电磁开关阀15、第二二位二通电磁开关阀19和油箱1连接；第二二位二通电磁开关阀19与电磁比例阀20连接，电磁比例阀20和第三二位二通电磁开关阀22分别与油箱1连接；
电磁比例阀20还与二位三通电磁开关阀18连接，二位三通电磁开关阀18还分别与气控比例阀16和第三二位二通电磁开关阀22连接；
第一二位二通电磁开关阀15与气控比例阀16连接，气控比例阀16连接至气控接口。(A2是外接油口，通过管路直接接到制动夹钳的制动缸)
在一个优选实施例中，手动阀14与液压泵5之间的管路(或油箱)上设置有液位计2。
在一个优选实施例中，手动阀14与电磁比例阀20之间的管路(或油箱)上设置有温度传感器。
在一个优选实施例中，电机7选用110V直流电机7，110V直流电机7驱动液压泵5为系统提供动力源。
在一个优选实施例中，电磁比例阀20与第三二位二通电磁开关阀22之间的管路(或油箱)上设置有空气滤清器4。
在一个优选实施例中，单向阀10后端的管路上设置有第一压力传感器11。
在一个优选实施例中，第三二位三通电磁开关阀18与第二过滤器25连接，第三二位三通电磁开关阀18与第二过滤器25之间的管路上设置有压力开关23和第二压力传感器24。
在一个优选实施例中，第二过滤器25分别连接A2口和第二测压接头27；单向阀10连接蓄能器之间的管路上设置有第一节流塞12，而且该管路上引出第一测压接头13；
二位三通电磁开关阀18与气控比例阀16之间设置有第二节流塞17；进入电磁比例阀20之前的管路上设置有第三节流塞21；第二过滤器25和A2口之间设置有第四节流塞26。
一种磁浮列车液压制动系统的控制方法，包括压力供给、常规制动和紧急制动部分；
压力供给：该磁浮列车液压制动单元的充液回路包括油箱1、液压泵5、溢流阀8、第一过滤器9和单向阀10，通过A1口外接液压蓄能器；液压蓄能器的充液压力由第一压力传感器11经电子制动模块控制，工作压力范围为12-15MPa；当蓄能器的充液压力低于设定下限时，电机7启动，驱动液压泵5工作，当压力达到液压蓄能器充液压力设定上限时，关闭电机7停止充液。液压蓄能器为系统储存液压动力，保证制动回路能够快速的建立相应的制动压力，同时减少液压泵5和电机7的工作时间；
常规制动：当进行常规制动时，手动阀14弹簧复位，第一二位二通电磁开关阀15得电，第二二位二通电磁开关阀19得电，二位三通电磁开关阀18得电，第三二位二通电磁开关阀22失电弹簧复位，根据制动力的需求，调整电磁比例阀20，使制动缸压力与需求值相匹配，通过第二压力传感器24可以实时监测制动缸的压力；
紧急制动：当需要紧急制动时，手动阀14弹簧复位，第一二位二通电磁开关阀15失电，第二二位二通电磁开关阀19失电，二位三通电磁开关阀18失电，气控比例阀16通过气控压力来控制，进而调整紧急制动压力。
在一个优选实施例中，控制方法还包括辅助缓解部分；
辅助缓解：若磁浮列车悬浮架需要内置的辅助缓解功能来进行缓解，车辆控制激活液压制动单元(液压制动单元是指本液压制动系统的全部液压控制部分)的第三二位二通电磁开关阀22得电，制动夹钳(制动夹钳通过管路与A2油口相接)和管路的油液回到油箱1，制动夹钳的压力下降到，同时压力继电器将缓解的状态反馈给车辆控制。
在任何载荷工况下，在平直或曲线轨道上，磁浮列车在运行过程中会遇到各种情况，则需进行制动，其制动模式可分为以下三种：1、常用制动；2、紧急制动；3、辅助缓解。本发明采用气控比例阀16，在紧急制动时，其制动力随气控压力的变化而进行调整，即随磁浮列车载荷的变化而提供相应地紧急制动力，可使磁浮列车平稳制动，防冲击。在气控比例阀16前面增加一个电磁开关阀，防止对气控比例阀16的冲击，提高系统可靠性。
该磁浮列车液压制动单元为磁浮列车上制动夹钳提供制动力和控制。该磁浮列车液压制动单元具有至少一条制动回路，该制动回路具有液压泵5，通过所述液压泵5能够在磁浮列车液压制动单元中产生制动力；该制动回路具有电比例阀，通过所述电比例阀在常规制动中进行制动压力控制；该制动回路具有气控比例阀16，通过所述气控比例阀16在紧急制动中进行制动压力控制；该制动回路具有液压蓄能器，通过所述液压蓄能器对磁浮列车液压制动单元在紧急情况下实现连续两次制动；该制动回路具有手动开关阀和电磁开关阀，通过所述开关阀可实现油路通断的控制或泄压。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.磁浮列车液压制动系统，其特征在于：包括油箱、液压泵、电机、溢流阀、第一过滤器、单向阀、第一压力传感器、手动阀、第一二位二通电磁开关阀、气控比例阀、二位三通电磁开关阀、第二二位二通电磁开关阀、电磁比例阀、第三二位二通电磁开关阀、压力开关、第二压力传感器；
油箱与液压泵和溢流阀相连，液压泵通过联轴器与电机相连；
液压泵和溢流阀与第一过滤器连接，第一过滤器后端设置单向阀，单向阀连接至蓄能器和第一二位二通电磁开关阀；
手动阀分别与第一二位二通电磁开关阀、第二二位二通电磁开关阀和油箱连接；第二二位二通电磁开关阀与电磁比例阀连接，电磁比例阀和第三二位二通电磁开关阀分别与油箱连接；
电磁比例阀还与二位三通电磁开关阀连接，二位三通电磁开关阀还分别与气控比例阀和第三二位二通电磁开关阀连接；
第一二位二通电磁开关阀与气控比例阀连接，气控比例阀连接至气控接口；
单向阀后端的管路上设置有第一压力传感器；
第三二位三通电磁开关阀与第二过滤器连接，第三二位三通电磁开关阀与第二过滤器之间的管路上设置有压力开关和第二压力传感器。
2.根据权利要求1所述的磁浮列车液压制动系统，其特征在于：手动阀与液压泵之间的管路或油箱上设置有液位计。
3.根据权利要求1所述的磁浮列车液压制动系统，其特征在于：手动阀与电磁比例阀之间的管路或油箱上设置有温度传感器。
4.根据权利要求1所述的磁浮列车液压制动系统，其特征在于：电机选用110V直流电机，110V直流电机驱动液压泵为系统提供动力源。
5.根据权利要求1所述的磁浮列车液压制动系统，其特征在于：电磁比例阀与第三二位二通电磁开关阀之间的管路或油箱上设置有空气滤清器。
6.根据权利要求1所述的磁浮列车液压制动系统，其特征在于：第二过滤器分别连接A2口和第二测压接头；单向阀连接蓄能器之间的管路上设置有第一节流塞，而且该管路上引出第一测压接头；
二位三通电磁开关阀与气控比例阀之间设置有第二节流塞；进入电磁比例阀之前的管路上设置有第三节流塞；第二过滤器和A2口之间设置有第四节流塞。
7.一种基于权利要求1所述磁浮列车液压制动系统的控制方法，其特征在于：包括压力供给、常规制动和紧急制动部分；
压力供给：该磁浮列车液压制动系统的充液回路包括油箱、液压泵、溢流阀、第一过滤器和单向阀，通过A1口外接液压蓄能器；液压蓄能器的充液压力由第一压力传感器经电子制动模块控制，工作压力范围为12—15MPa；当蓄能器的充液压力低于设定下限时，电机启动，驱动液压泵工作，当压力达到液压蓄能器充液压力设定上限时，关闭电机停止充液；液压蓄能器为系统储存液压动力，保证制动回路能够快速的建立相应的制动压力，同时减少液压泵和电机的工作时间；
常规制动：当进行常规制动时，手动阀弹簧复位，第一二位二通电磁开关阀得电，第二二位二通电磁开关阀得电，二位三通电磁开关阀得电，第三二位二通电磁开关阀失电弹簧复位，根据制动力的需求，调整电磁比例阀，使制动缸压力与需求值相匹配，通过第二压力传感器可以实时监测制动缸的压力；
紧急制动：当需要紧急制动时，手动阀弹簧复位，第一二位二通电磁开关阀失电，第二二位二通电磁开关阀失电，二位三通电磁开关阀失电，气控比例阀通过气控压力来控制，进而调整紧急制动压力。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：它还包括辅助缓解部分；辅助缓解：若磁浮列车悬浮架需要内置的辅助缓解功能来进行缓解，车辆控制激活第三二位二通电磁开关阀得电，制动夹钳和管路的油液回到油箱，制动夹钳的压力下降到0，同时压力继电器将缓解的状态反馈给车辆控制。
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