CN109435927A - 轨道动力平车及其制动系统以及制动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轨道动力平车制动系统、基于该轨道动力平车制动系统的制动控制方法以及配置有该轨道动力平车制动系统的轨道动力平车,该轨道动力平车制动系统包括列车主风管、列车支管、制动分管、自供风管路及布置有副风缸的储风分管,自供风管路上依次设有与动力平车自身动力系统电连接的自供风空气压缩机、自供风总风缸和制动控制阀组,列车支管上设有阀控单元和空气分配阀,自供风管路旁接于阀控单元与空气分配阀之间的列车支管上,储风分管和制动分管分别与空气分配阀连接。制动力原动力既可采用传统的牵引机车供应模式,也可由自身动力系统提供,有效地扩展了轨道动力平车制动的控制方式,可以适应轨道动力平车的各种运行模式。

Description

轨道动力平车及其制动系统以及制动控制方法
技术领域
本发明涉及一种轨道动力平车制动系统、基于该轨道动力平车制动系统的制动控制方法以及配置有该轨道动力平车制动系统的轨道动力平车。
背景技术
铁道车辆是指铁道运输的运载工具;广义地说,所谓铁道车辆是指必须沿着专设的轨道运行的车辆。铁道车辆是运送旅客和货物的工具,它一般没有动力装置,必须把车辆连挂成列,由机车牵引才能沿线路运行。
有动力在铁路上运行的具备牵引能力的称为机车,如电力机车、内燃机车等,采用人工驾驶;车辆具有动力驱动且连挂成组运行的称为动车,如:铁路动车组、地铁列车、轻轨列车和有轨电车,采用有人驾驶或无人自动驾驶;单车具有动力的称为轨道车,大多用于铁路的养护维修作业用,目前采用人工驾驶。
轨道动力平车是一种为实现自动化装卸和解体、编组而设计的自动化运行的车辆,这个车辆具有自动化控制的动力、牵引、制动、调速、连接系统和功能,制动系统是其自动化运行的重要子系统。
(一)、既有轨道交通制动系统
轨道交通制动系统由制动动力、控制装置和制动机组成,受车辆制动控制系统的控制。最主要的制动力来源是压缩空气动力,控制方法是列车主风管压力控制的空气制动阀控制(风压控制机械阀门)存储在储风缸的压缩空气进入制动缸,而压缩空气将制动缸内的活塞鞲鞴推出,再通过一系列拉杆和杠杆作用迫使闸瓦压向车轮,实现制动的目的。虽然还有部分制动原动力是电力制动(例如:电阻制动、再生制动、电磁制动),但都是辅助制动,常规主要制动力原动力仍然是压缩空气。
铁路车辆制动方式分类有许多,常用的空气制动其动力来源是铁路牵引机车或动车组的空气压缩机产生的压缩空气。压缩空气通过列车风管输送到所有车厢的储风缸存储,存储的压缩空气在列车制动时产生制动力。空气压力制动是轨道交通机车车辆最主要的动力,它压力媒介来源广泛,无污染,压力低,连接方便,一旦泄漏自动制动停车,安全可靠性高。而液压系统连接要求高,压力高,车辆连接不便,因此轨道交通机车车辆制动系统极少采用液压作为制动动力。
空气制动主要过程有制动、保压和缓解三步:
(1)制动:列车风管减压,工作风缸的空气压力推动主活塞上移,使活塞杆上端接触供排气阀,将排气的小阀口(活塞杆中心孔上端)关闭,活塞杆继续上移,顶起供排气阀,副风缸的压力空气作用于制动缸;
(2)保压:列车管停止减压,制动缸不断增压,当列车管、工作风缸、制动缸的压力处于新的平衡状态时,活塞杆稍稍下移,关闭供排气阀,活塞杆中心孔上端仍贴在供排气阀上,处于关闭状态。副风缸停止向制动缸供风,制动缸也没有连通大气。
(3)缓解:列车管获得一定的增压量,向下作用于主活塞的力增大,活塞杆下移,活塞杆上端排气的小阀口开放,制动缸的压力空气→中空的活塞杆→大气。
制动方式最为普遍的是下面几种。
(1)踏面制动
踏面制动系统有主机体、制动缸、作用力放大机构、自动间隙调整器、闸瓦托、闸瓦、吊杆等组成。踏面制动就是列车采用的闸瓦制动,制动时闸瓦抱紧车轮踏面,通过摩擦使车轮停止转动,踏面制动中制动装置要将巨大的动轮转化为热能消散在大气中。工作原理:压力施加到制动气缸时,推动带锲形块的活塞向下移动,将纵向运动变为横向运动,从而推动制动闸瓦进行制动。
(2)盘形制动
盘形制动装置系统是由制动磨块、制动盘、夹钳以及制动缸等组成。盘形制动相较于闸瓦制动这种方式,拥有以下两大优势:可以在最大范围内降低机械磨损与车轮踏面所需要承受的热能负荷;“摩擦副”可以依照制动要求筛选最好的材料。盘形制动的特点:运行的元件构造衔接性好、制动效率佳;可以有效的运用列车制动粘着力;随着列车速度的提高,盘形制动也可以相应的转变,从而降低车轮踏面的热损伤;盘形制动的闸片与转动盘拥有良好的耐损耗性能,减少列车维修工作量。工作原理:它是在轮对的轴身上或者车轮辐板上安装摩擦制动盘,列车制动时利用夹钳装置将制动闸片紧紧的压在制动盘上,由于机械摩擦的作用,产生与列车行驶方向相反的力,起到制动的作用。
(3)电阻制动
在车辆的制动开始时,原先的驱动电机设备将会转换为发电的机器,在借助车辆的惯力带动车轮发电,进而使专属的电阻器接受到流过的电流。它是借用风发散的方法把热能量发散到空气中,以此来产生制动效果。它的特点是直流电动机仅需要回路构成就可以引起有效的制动作用,它的直流电动机的电阻制动是依靠剩磁来建造制动需要的磁场。电阻制动在正常工作时除轴承外基本没有摩擦部件,是一种经济的减速方法。电阻制动体系在构造中有一个显而易见的特色就是主回路上面有一个制动电阻,电阻制动对列车的速度有一定的要求,低于一定的速度制动力减弱。工作原理:司机将制动指令通过自动控制系统或者制控开关下达,首先列车的行进速度将由制动装配进行分析辨别;这时候电阻制动的主回路通过电枢绕组、励磁绕组和主电阻器形成,牵引剩磁方位的电流增加,再让电能通过主电阻器转化为热能散发掉。
(4)再生制动
区别于电阻制动的是,再生制动可以把电能回收,将动能转化为电能,然后电能通过转换电器和受电弓反馈给供电触网,可提供给相邻运行列车使用的制动过程。和电阻制动相比,再生制动性价比更高。特点是再生制动更加节能,因为它能够再次回收运用制动能量;而放弃主电电阻让车辆的重量也降低了。再生制动对列车的速度有一定的要求,低于一定的速度制动力减弱。工作原理:再生制动在制动过程中用发电机代替牵引电动机,利用交流机器完成三相交流取代动能,转变设备把这个三相交流变化为单向交流电,变压设备把它改变再由相关设备反作用到蓄电池。
(5)磁轨制动
在转向架的两个侧架下面,在同侧的两个车轮之间,各安置一个制动用的电磁铁(或称电磁靴)。制动时将电磁靴放下并利用电磁吸力紧压钢轨,通过电磁铁上的磨耗板与钢轨之间的滑动摩擦产生制动力,把列车动能变为热能,消散于大气。
(6)液力制动
在液力传动装置内安装液力制动器,制动时向它充入液体,车轮带动它旋转时液体和液体之间、液体与藕合器之间摩擦生热,再经由散热器消散于大气。液压泵是为液压传动提供加压液体的一种液压元件,是泵的一种,它的功能是把动力机(如电动机和内燃机等)的机械能转换成液体的压力能,然后将压力能转化为制动力。单柱塞泵的工作原理是凸轮由电动机带动旋转,当凸轮推动柱塞向上运动时,柱塞和缸体形成的密封体积减小,油液从密封体积中挤出,经单向阀排到需要的地方去;当凸轮旋转至曲线的下降部位时,弹簧迫使柱塞向下,形成一定真空度,油箱中的油液在大气压力的作用下进入密封容积;凸轮使柱塞不断地升降,密封容积周期性地减小和增大,泵就不断吸油和排油。
现有轨道交通制动系统存在一些问题,例如:
1、现有的有动力的维护检修用轨道车辆是人工驾驶的轨道车,空气制动系统是人工操作的控制手柄,辅助制动需要人工操作加载。不能直接用于自动化控制无人驾驶作业的轨道动力平车;
2、现有的铁路车辆、轨道车、动车在单车、重联、列车运行模式转换过程中需要人工关闭相关的压缩空气泵阀门,接通列车主管并打开列车主管阀门,控制手柄设在重联位。这些人工转换操作程序复杂,不适应自动化控制轨道动力平车作业频繁转换运行方法的操作;
3、现有的铁路车辆、轨道车、动车在重联、列车运行模式制动力来源都是牵引机车,控制信号都是来自于列车风管压力变化。这不适用于具有自身动力系统的轨道动力平车的制动控制方式。
发明内容
本发明实施例涉及一种轨道动力平车制动系统、基于该轨道动力平车制动系统的制动控制方法以及配置有该轨道动力平车制动系统的轨道动力平车,至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及一种轨道动力平车制动系统,包括列车主风管、连接于所述列车主风管上的列车支管以及与所述列车支管连通的制动分管,所述制动分管上设有制动缸和末端制动单元,还包括自供风管路以及布置有副风缸的储风分管,于所述自供风管路上沿气流方向依次布置有自供风空气压缩机、自供风总风缸和制动控制阀组,所述自供风空气压缩机与动力平车自身动力系统电连接,于所述列车支管上沿气流方向依次设有阀控单元和空气分配阀,所述自供风管路旁接于所述列车支管上且旁接点位于所述阀控单元与所述空气分配阀之间,所述储风分管和所述制动分管分别与所述空气分配阀连接。
作为实施例之一,所述制动控制阀组包括沿气流方向依次设置的电空制动阀和电空制动切换电磁阀。
作为实施例之一,所述阀控单元包括制动支管电磁阀。
作为实施例之一,所述末端制动单元包括踏面制动单元、盘形制动单元、磁轨制动单元、电阻制动单元、再生制动单元中的至少一种。
作为实施例之一,该轨道动力平车制动系统还包括布置于轨道动力平车上的车载中央控制器,所述车载中央控制器具有驱动接口,所述驱动接口通过列车总线与车载计算机连接。
本发明实施例还涉及基于如上所述的轨道动力平车制动系统的制动控制方法,所述制动控制方法包括:
轨道动力平车在自动力运行状态下,所述自动力运行状态包含重联从属运行状态,采用电空制动方式;所述电空制动方式包括:通过所述阀控单元切断所述列车主风管与所述空气分配阀之间的连通关系,通过所述制动控制阀组实现所述自供风空气压缩机与所述空气分配阀之间的连通,依靠轨道动力平车自身提供的动力控制轨道动力平车制动和缓解;
轨道动力平车在列车牵引运行状态下,采用所述电空制动方式;或者,采用机车自动空气制动方式,所述机车自动空气制动方式包括:通过所述制动控制阀组切断所述自供风空气压缩机与所述空气分配阀之间的连通关系,通过所述阀控单元实现所述列车主风管与所述空气分配阀之间的连通,依靠牵引机车动力控制轨道动力平车制动和缓解。
作为实施例之一,在轨道动力平车发生故障时,采取自动紧急应急制动步骤,对于自动力运行的故障轨道动力平车,迫使其自动停止运行并请求人工检测修复;对于重联或列车车组中的故障轨道动力平车,使其自动缓解,跟随车组运行。
进一步地,对于自动力运行的故障轨道动力平车,所述自动紧急应急制动步骤包括:
通过所述制动控制阀组切断所述自供风空气压缩机与所述空气分配阀之间的连通关系,通过所述阀控单元实现所述列车主风管与所述空气分配阀之间的连通,使列车支管内压力下降,空气分配阀接通所述储风分管与所述制动分管,所述制动缸受风压驱动动作,对轨道动力平车制动。
作为实施例之一,对于重联或列车车组中的故障轨道动力平车,各轨道动力平车上均布置有车载中央控制器,所述车载中央控制器具有驱动接口,所述驱动接口通过列车总线与车载计算机连接;
所述自动紧急应急制动步骤包括:
如果故障轨道动力平车的车载中央控制器工作正常,通过该车载中央控制器将所述故障轨道动力平车转为缓解状态,并将所述故障轨道动力平车转为隔离状态,该故障轨道动力平车缓解,跟随车组运行;
如果故障轨道动力平车的车载中央控制器无电或故障,该故障轨道动力平车的车载网络节点退出车载互联网,该故障轨道动力平车的车载中央控制器的工作继电器落下,将副风缸放风电磁阀线圈接入缓解控制电缆线;
主控车在检测到有车辆总线节点退出列车总线后,通过车组缓解控制装置向缓解控制电缆线输电,故障轨道动力平车的放风电磁阀线圈得电从而将故障轨道动力平车的副风缸放风阀打开,该故障轨道动力平车被缓解并跟随车组运行;
制动缸放风结束后,主控车的车组缓解控制装置关闭缓解控制电缆线的电源,故障轨道动力平车的放风电磁阀关闭,该故障轨道动力平车转为隔离状态并跟随车组运行。
本发明实施例还涉及一种轨道动力平车,包括平车本体及布置于所述平车本体上的自身动力系统,还配置有如上所述的轨道动力平车制动系统,所述自供风空气压缩机与所述自身动力系统电连接。
本发明实施例至少具有如下有益效果:
本发明提供的轨道动力平车制动系统,由于配置了基于动力平车自身动力系统进行工作的自供风管路,制动力原动力既可采用传统的牵引机车供应模式,也可由自身动力系统提供,有效地扩展了轨道动力平车制动的控制方式,可以适应轨道动力平车的各种运行模式,保证对轨道动力平车的有效制动操作。
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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的轨道动力平车制动系统的结构示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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。
实施例一
如图1,本发明实施例提供一种轨道动力平车制动系统,包括列车主风管5、连接于所述列车主风管5上的列车支管6以及与所述列车支管6连通的制动分管,所述制动分管上设有制动缸22和末端制动单元23,上述列车主风管5是贯通全车连接车体两端接头的风管,上述列车主风管5两端设有手动的截止阀门4(优选为是折角塞门4),用于车钩分离时关闭该列车主风管5;进一步优选地,该轨道动力平车两端配置自动密接车钩,该自动密接车钩具有风管路连接和关闭功能,车钩接通时,列车主风管5接通,车钩分离时,列车主风管5自动关闭。
如图1,另外,该制动系统还包括自供风管路以及布置有副风缸18的储风分管,于所述自供风管路上沿气流方向依次布置有自供风空气压缩机17、自供风总风缸16和制动控制阀组,所述自供风空气压缩机17与动力平车自身动力系统电连接,于所述列车支管6上沿气流方向依次设有阀控单元和空气分配阀21,所述自供风管路旁接于所述列车支管6上且旁接点位于所述阀控单元与所述空气分配阀21之间,所述储风分管和所述制动分管分别与所述空气分配阀21连接。
上述自供风空气压缩机17可基于动力平车自身动力系统进行工作,一般是基于电动机作为动力进行机械压缩及产生压缩空气,其产生的压缩空气可储存在上述自供风总风缸16内或通过供风管路及列车支管6输送给副风缸18内存储压缩空气。该自供风空气压缩机17优选为是自身具有压力测试及压力保持自动控制开关。
上述制动控制阀组能够控制自供风管路的通道,也即控制动力平车自身配置的自供风空气压缩机17等气源是否投入进行制动工作;在其中一个优选实施例中,如图1,该制动控制阀组包括沿气流方向依次设置的电空制动阀14和电空制动切换电磁阀12;进一步优选地,还包括截断塞门8,该截断塞门8在平时处于接通状态,在故障隔离或紧急情况下可通过人工关闭其进行相应控制。本实施例中,采用电空制动阀14和电空制动切换电磁阀12实现自动控制充风、制动、缓解,以代替传统的手动自动制动阀功能,可以实现远程自动控制,提高操作准确率及制动响应速度。
进一步地,如图1,上述阀控单元包括制动支管电磁阀7,可以实现远程自动控制。同样地,在列车支管6上还设有截断塞门8,该截断塞门8在平时处于接通状态,在故障隔离或紧急情况下可通过人工关闭其进行相应控制。该截断塞门8优选为布置于列车支管6入口端与制动支管电磁阀7之间。
可以理解地,上述自供风管路、空气分配阀21、储风分管和制动分管可以构成一电空制动机,基于动力平车自身配置的自供风空气压缩机17产生气源即可实现对动力平车的制动控制;能够接通牵引机车送风管路(包括机车空气压缩机2、机车总风缸1、手动制动阀3等)列车主风管5、列车支管6、空气分配阀21、储风分管和制动分管可以构成一机车控制的自动空气制动机。通过上述的制动控制阀组和阀控单元可以实现两种制动机的切换,具体地说,是通过上述的电空制动切换电磁阀12和制动支管电磁阀7实现两种制动机的切换;在其中一个实施例中,制动支管电磁阀7无电时,列车主风管5与空气分配阀21接通,电空制动切换电磁阀12无电,切断自供风管路与列车支管6的连通,此时为上述自动空气制动机工作模式,反之,制动支管电磁阀7得电时,切断列车主风管5与列车支管6的连通,电空制动切换电磁阀12得电,自供风管路与空气分配阀21接通,此时为上述电空制动机工作模式。
上述空气分配阀21是现有设备,其具体结构此处不作赘述。该空气分配阀21用于:在列车主风管5压力大于副风缸18压力时,给副风缸18充风存储风压能量;列车主风管5压力小于副风缸18压力时,副风缸18接通制动缸22产生制动力;列车主风管5压力等于副风缸18压力时,副风缸18保持制动缸22压力及制动力;列车主风管5压力大于制动缸22压力时,制动缸22压力卸放,制动缸22缓解,释放制动力;副风缸18压力小于制动缸22压力,制动缸22气压推动分配阀21的滑阀移动,接通排风口释放压力,制动缸22缓解,释放制动力。
进一步优选地,上述副风缸18配置有放风电磁阀19,该放风电磁阀19用于与轨道动力平车的缓解控制电缆线26连接,且与制动缸22的放风阀联锁控制,在该放风电磁阀19得电时,副风缸18放风释放压力,压力小于制动缸22压力时,制动缸22风压推动分配阀21的滑阀移动,接通排风口释放压力,制动缸22缓解,释放制动力。
本实施例提供的轨道动力平车制动系统,由于配置了基于动力平车自身动力系统进行工作的自供风管路,制动力原动力既可采用传统的牵引机车供应模式,也可由自身动力系统提供,有效地扩展了轨道动力平车制动的控制方式,可以适应轨道动力平车的各种运行模式,保证对轨道动力平车的有效制动操作。同时,采用自动控制阀门实现两种制动机的工作控制以及工作切换,实现该轨道动力平车制动系统自动化、智能化和高效化,避免人工作业需要付出的繁琐操作,保证操作准确性及制动响应速度,能实现轨道动力平车自动化控制和无人驾驶作业。
接续上述轨道动力平车制动系统的结构,该轨道动力平车制动系统还包括车载中央控制器24,用于根据轨道动力平车运行环境和车载状态等因素判断是否对制动机实施控制。该车载中央控制器24包括数据采集模块;如图1,在上述列车支管6入口处设置有第一传感器11,用于采集列车主风管5压力;在列车支管6上还设有第二传感器10,用于采集列车支管6内压力,该第二传感器10优选为布置于自供风管路旁接点附近;在自供风管路上设有第三传感器13和第四传感器15,其中,第三传感器13布置于电空制动阀14与电空制动切换电磁阀12之间,用于采集电空制动管(即电空制动阀14与电空制动切换电磁阀12之间的管道)内压力,第四传感器15布置于自供风总风缸16出口附近,用于采集自供风总风缸16出口压力;在储风分管上设有第五传感器20,其优选为设于副风缸18出口附近,用于采集副风缸18出口压力;在制动分管上设有第六传感器9,其优选为设于制动缸22入口附近,用于采集制动缸22内压力;上述各传感器均与上述数据采集模块电连接。另外,上述电空制动阀14、电空制动切换电磁阀12、制动支管电磁阀7、自供风空气压缩机17的工作电路等均与上述车载中央控制器24电连接。进一步优选地,上述车载中央控制器24具有驱动接口,该驱动接口通过列车总线27与车载计算机连接,能够接收车载计算机的指令,从而控制轨道动力平车制动系统进行相应操作。
基于上述结构,有别于传统的制动力来源都是牵引机车、制动控制信号都是来自于列车风管压力变化的控制方式,本实施例提供的轨道动力平车制动系统采用车载计算机控制该制动系统的工作,而且在自动空气制动机工作模式下可结合列车风管压力变化信号协同处理来控制该制动系统的工作,控制精度更为准确,制动效率更高,可较好地适应轨道动力平车的各种运行模式下的制动需要。
作为优选的实施例,对于上述的两种制动机的切换,可以采取如下的切换控制方式:轨道动力平车在自动力运行时(含重联从属运行状态时),上述的电空制动机投入工作,依靠轨道动力平车自身提供的动力和平车车载计算机等的指令,控制轨道动力平车制动和缓解;轨道动力平车在列车牵引运行状态下,上述的自动空气制动机投入工作,依靠牵引机车动力和平车车载计算机等的指令,控制轨道动力平车制动和缓解。
以下对基于上述的轨道动力平车制动系统的制动控制方法进行进一步说明:
根据轨道动力平车的不同运行状态,例举了几种控制方式:
(1)轨道动力平车单车运行模式(即无牵引机车)
此运行状态下,电空制动机投入运行。车载计算机向车载中央控制器24发出运行指令,根据运行指令控制电空制动机进行充风、制动、缓解、隔离操作,并控制调速运行。
(2)轨道动力平车重联运行模式
此运行状态下,电空制动机投入运行。车载计算机向车载中央控制器24发出运行指令,根据运行指令控制电空制动机进行充风、制动、缓解、隔离操作,并控制调速运行。
相比轨道动力平车单车运行模式,轨道动力平车重联运行模式下,每辆轨道动力平车和主控车同时开始充风、制动和缓解工作,达到重联车组每辆车的制动力同步扩大和缩小的效果。
(3)列车运行模式
此模式下,既可控制电空制动机投入运行,也可控制自动空气制动机投入运行。
A、电空制动机投入运行状况下,车载计算机向车载中央控制器24发出运行指令,根据运行指令控制电空制动机进行充风、制动、缓解、隔离操作,并控制调速运行。
相比轨道动力平车单车运行模式,列车运行模式下,每辆轨道动力平车和主控车同时开始充风、制动和缓解工作,达到列车车组每辆车的制动力同时扩大和缩小的效果。
B、自动空气制动机投入运行状况下,由牵引机车控制充风、制动、缓解、操作,并控制调速运行。车载中央控制器24采集上述各传感器数据,以及结合列车风管压力变化信号,监控制动系统运行。
工作过程大致如下:
制动:列车主风管5减压,工作风缸的空气压力推动主活塞上移,使活塞杆上方端接触供排气阀,将排气的小阀口(活塞杆中心孔上端)关闭,活塞杆继续上移,顶起供排气阀,副风缸18的压力空气→制动缸22;
保压:列车管停止减压,制动缸22不断增压,当列车主风管5、工作风缸、制动缸22的压力处于新的平衡状态时,活塞杆稍稍下移,关闭供排气阀,活塞杆中心孔上端仍贴在供排气阀上,处于关闭状态。副风缸18停止向制动缸22供风,制动缸22也没有连通大气。
缓解:列车主风管5获得一定的增压量,向下作用于主活塞的力增大,活塞杆下移,活塞杆上端排气的小阀口开放,制动缸22的压力空气→中空的活塞杆→大气。
(4)轨道动力平车故障车运行模式
当轨道动力平车的电源系统、控制系统或制动系统发生故障后,设置有一套自动紧急应急制动处理系统,一旦发生故障,轨道动力平车单车自动停止运行,然后紧急请求人工检测修复。重联、列车车组中的被控车(单车)故障时会自动缓解,跟随车组运行。
A单车运行模式故障
轨道动力平车在单车运行模式下,出现车载动力系统失电或供风系统故障等现象时,车载中央控制器24控制电空制动机对平车进行制动(车载动力系统耗电大,当电源监控计算不能满足动力需求时会处于保护状态,停止动力输出,但会保持控制和通信输出),同时通过车载无线通信系统向货场自动化控制系统报告故障;
对于自动力运行的故障轨道动力平车,如轨道动力平车车载中央控制器24失电或故障状态,采取自动紧急应急制动步骤,具体包括:
通过所述制动控制阀组切断所述自供风空气压缩机17与所述空气分配阀21之间的连通关系,通过所述阀控单元实现所述列车主风管5与所述空气分配阀21之间的连通,由于列车支管6接通列车主管,使列车支管6内压力下降,空气分配阀21接通副风缸18与制动缸22,所述制动缸22受风压驱动动作,对轨道动力平车制动。
B重联运行模式故障
如前所述,轨道动力平车在重联运行模式下,当出现车载制动动力失电、供风系统故障等现象时:
如果车载中央控制器24工作正常时,车载中央控制器24通过电空制动阀14将本车转为缓解状态,同时车载中央控制器24将本车转为隔离状态(不再接受主控车的制动指令),该轨道动力平车缓解,跟随车组运行;并通过车载互联网将故障报告给主控车,并通过本车车载无线通信系统报告给货场自动化管理系统;
如果车载中央控制器24无电或故障,本车车载网络(列车总线27)节点退出车载互联网,车载中央控制器24的工作继电器25落下,将副风缸18放风电磁阀19线圈接入缓解控制电缆线26。主控车在检测到有车辆总线节点退出列车总线27,通过车组缓解控制装置向缓解控制电缆线26输出电源,故障车放风电磁阀19线圈得电,副风缸18放风阀打开,分配阀21将制动缸22与大气排风口联通,车辆缓解,车辆跟随车组运行。预计放风时间内制动缸22放风结束,主控车车组缓解控制装置关闭缓解控制电缆线26电源,放风电磁阀19关闭。本车转为隔离状态,轨道动力平车缓解,跟随车组运行;并通过车载互联网将故障报告给主控车,主控车通过无线通信系统报告给货场自动化管理系统。
C列车运行模式故障
①电空制动机投入运行状况下,当轨道动力平车车载制动动力失电、供风系统故障时:
如果车载中央控制器24工作正常,车载中央控制器24通过电空制动阀14将本车转为缓解状态,同时车载中央控制器24将本车转为隔离状态,轨道动力平车缓解,跟随车组运行;并通过车载互联网将故障报告给主控车,通过本车车载无线通信系统报告给货场自动化管理系统;
如果车载中央控制器24无电或故障,本车车载网络节点退出车载互联网,本车车载中央控制器24的工作继电器25落下,将副风缸18放风电磁阀19线圈接入缓解控制电缆线26。主控车(牵引机车)在检测到有车辆总线节点退出列车总线27,通过车组缓解控制装置向缓解控制电缆线26输出电源,故障车副风缸18放风电磁阀19线圈得电,副风缸18放风阀打开,分配阀21将制动缸22与大气排风口联通,该故障轨道动力平车缓解并跟随列车车组运行。预计放风时间内制动缸22放风结束,主控车(牵引机车)车组缓解控制装置关闭缓解控制电缆线26电源,故障车副风缸18的放风电磁阀19关闭。该故障轨道动力平车转为隔离状态,该轨道动力平车缓解,跟随车组运行;并通过车载互联网将故障报告给主控车,主控车通过无线通信系统报告给货场自动化管理系统。
②自动空气制动机投入运行状况下,
出现车载中央控制器24故障等状况时,车载中央控制器24的工作继电器25失电落下,将放风电磁阀19线圈接入缓解控制电缆线26。牵引机车可以检测到有车辆退出列车总线27,牵引机车向列车缓解控制电缆线26输出电源,故障车放风电磁阀19线圈得电,将副风缸18放风电磁阀19打开,该故障轨道动力平车缓解,跟随列车车组运行。在预计的放风时间完成后,故障车副风缸18的放风电磁阀19关闭;牵引机车的车载控制系统通过车载无线通信系统报告给货场自动化管理系统。
接续上述轨道动力平车制动系统的结构,上述末端制动单元23包括踏面制动单元、盘形制动单元、磁轨制动单元、电阻制动单元、再生制动单元中的至少一种。其中,例举几种优选实施方式:
①踏面制动和再生制动组合
踏面制动和再生制动混合使用,踏面制动产生有效制动力,再生制动可以把制动过程中产生的能量通过牵引电机反向发电转化为电能,进行存储,节约能源。尽管这种方式是常规电气化铁路列车的制动方式,但是在轨道动力平车上采用这种方式也是一种新模式,传统电气化铁路列车电力机车再生制动产生的电能是返回电网,轨道动力平车是将再生制动产生的能源储存在车载蓄电池或超级电容里,节省了能源。
②盘形制动和再生制动组合
盘形制动和再生制动组合,再生制动充分利用盘形制动产生的动能,通过牵引电机反向发电,将其转化为电能存储,既有盘形有制动效率高的优势,也有能源再利用的经济效益,再生制动的能量用来给轨道平车的动力源蓄电池和超级电容充电一举两得。同样轨道动力平车是将再生制动产生的能源储存在车载蓄电池或超级电容里,节省了能源。
③磁轨制动其他制动方式配合
磁轨制动与其他制动方式配合,可共同产生较高的制动力,可满足车辆对制动距离的要求。
④电阻制动和盘形制动的组合
电阻制动和盘形制动的使用模式,比单独的盘形制动和单独的电阻制动更有优势,相比单独的盘形制动没有复杂的摩擦构件,相比单独的电阻制动没有复杂的回路电路系统。
⑤液压制动和再生制动组合
液压制动和再生制动,在液力传动装置内安装液力制动器,制动时向它充入液体,车轮带动它旋转时液体和液体之间、液体与藕合器之间摩擦生热,国外也有把液力藕合器装在空心的车轴内,可以把制动过程中产生的热能转化为电能。
实施例二
本实施例提供一种轨道动力平车,包括平车本体及布置于所述平车本体上的自身动力系统,其进一步还配置有上述实施例一所提供的轨道动力平车制动系统,所述自供风空气压缩机17与所述自身动力系统电连接。
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,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道动力平车制动系统,包括列车主风管、连接于所述列车主风管上的列车支管以及与所述列车支管连通的制动分管,所述制动分管上设有制动缸和末端制动单元,其特征在于:还包括自供风管路以及布置有副风缸的储风分管,于所述自供风管路上沿气流方向依次布置有自供风空气压缩机、自供风总风缸和制动控制阀组,所述自供风空气压缩机与动力平车自身动力系统电连接,于所述列车支管上沿气流方向依次设有阀控单元和空气分配阀,所述自供风管路旁接于所述列车支管上且旁接点位于所述阀控单元与所述空气分配阀之间,所述储风分管和所述制动分管分别与所述空气分配阀连接。
2.如权利要求1所述的轨道动力平车制动系统,其特征在于:所述制动控制阀组包括沿气流方向依次设置的电空制动阀和电空制动切换电磁阀。
3.如权利要求1所述的轨道动力平车制动系统,其特征在于:所述阀控单元包括制动支管电磁阀。
4.如权利要求1所述的轨道动力平车制动系统,其特征在于:所述末端制动单元包括踏面制动单元、盘形制动单元、磁轨制动单元、电阻制动单元、再生制动单元中的至少一种。
5.如权利要求1所述的轨道动力平车制动系统,其特征在于:还包括布置于轨道动力平车上的车载中央控制器,所述车载中央控制器具有驱动接口,所述驱动接口通过列车总线与车载计算机连接。
6.基于如权利要求1至5中任一项所述的轨道动力平车制动系统的制动控制方法,其特征在于,所述制动控制方法包括:
轨道动力平车在自动力运行状态下,所述自动力运行状态包含重联从属运行状态,采用电空制动方式;所述电空制动方式包括:通过所述阀控单元切断所述列车主风管与所述空气分配阀之间的连通关系,通过所述制动控制阀组实现所述自供风空气压缩机与所述空气分配阀之间的连通,依靠轨道动力平车自身提供的动力控制轨道动力平车制动和缓解;
轨道动力平车在列车牵引运行状态下,采用所述电空制动方式;或者,采用机车自动空气制动方式,所述机车自动空气制动方式包括:通过所述制动控制阀组切断所述自供风空气压缩机与所述空气分配阀之间的连通关系,通过所述阀控单元实现所述列车主风管与所述空气分配阀之间的连通,依靠牵引机车动力控制轨道动力平车制动和缓解。
7.如权利要求6所述的制动控制方法,其特征在于:在轨道动力平车发生故障时,采取自动紧急应急制动步骤,对于自动力运行的故障轨道动力平车,迫使其自动停止运行并请求人工检测修复;对于重联或列车车组中的故障轨道动力平车,使其自动缓解,跟随车组运行。
8.如权利要求7所述的制动控制方法,其特征在于,对于自动力运行的故障轨道动力平车,所述自动紧急应急制动步骤包括:
通过所述制动控制阀组切断所述自供风空气压缩机与所述空气分配阀之间的连通关系,通过所述阀控单元实现所述列车主风管与所述空气分配阀之间的连通,使列车支管内压力下降,空气分配阀接通所述储风分管与所述制动分管,所述制动缸受风压驱动动作,对轨道动力平车制动。
9.如权利要求7所述的制动控制方法,其特征在于,对于重联或列车车组中的故障轨道动力平车,各轨道动力平车上均布置有车载中央控制器,所述车载中央控制器具有驱动接口,所述驱动接口通过列车总线与车载计算机连接;
所述自动紧急应急制动步骤包括:
如果故障轨道动力平车的车载中央控制器工作正常,通过该车载中央控制器将所述故障轨道动力平车转为缓解状态,并将所述故障轨道动力平车转为隔离状态,该故障轨道动力平车缓解,跟随车组运行;
如果故障轨道动力平车的车载中央控制器无电或故障,该故障轨道动力平车的车载网络节点退出车载互联网,该故障轨道动力平车的车载中央控制器的工作继电器落下,将副风缸放风电磁阀线圈接入缓解控制电缆线;
主控车在检测到有车辆总线节点退出列车总线后,通过车组缓解控制装置向缓解控制电缆线输电,故障轨道动力平车的放风电磁阀线圈得电从而将故障轨道动力平车的副风缸放风阀打开,该故障轨道动力平车被缓解并跟随车组运行;
制动缸放风结束后,主控车的车组缓解控制装置关闭缓解控制电缆线的电源,故障轨道动力平车的放风电磁阀关闭,该故障轨道动力平车转为隔离状态并跟随车组运行。
10.一种轨道动力平车,包括平车本体及布置于所述平车本体上的自身动力系统,其特征在于:还配置有如权利要求1至5中任一项所述的轨道动力平车制动系统,所述自供风空气压缩机与所述自身动力系统电连接。
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