CN109606415B - 制动系统及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制动系统及轨道车辆。其中，制动系统包括第一制动模块和第二制动模块；其中，第一制动模块包括：第一风缸、第一辅助控制单元和第一BCU；第一辅助控制单元可以将总风管的空气输入第一风缸中，并将第一风缸的空气提供给第一BCU以实现第一转向架的制动；第二制动模块包括：第二风缸、第二辅助控制单元和第二BCU；第二辅助控制单元可以将总风管的空气输入第二风缸中，并将第二风缸的空气提供给第二BCU以实现第二转向架的制动。本发明提供的制动系统及轨道车辆使得第一制动模块和第二制动模块可以分别实现对第一转向架和第二转向架的控制，有利于提高制动系统的冗余度以及实现制动隔离。

Description

制动系统及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种制动系统及轨道车辆。

背景技术

制动装置作为轨道车辆的重要组成部分，其性能的好坏将直接影响轨道车辆的运行安全。

现有技术中，对于轨道车辆而言，其可以具有多节车厢，每节车厢上设置有两个转向架，每节车厢可以实现独立制动，其制动装置包括：辅助制动单元、风缸以及制动控制单元(Brake Control Unit，以下简称“BCU”)。辅助控制单元可以连接总风管和风缸，用于为风缸提供空气。两个BCU的输入端都与辅助控制单元连接，输出端分别与每节车厢的两个转向架连接。制动时，风缸可以通过辅助控制单元向两个BCU供气；BCU可以将风缸中的空气输入转向架的制动缸，以控制制动缸动作，实现制动。

但是，现有技术中，制动装置通过一个制动控制单元和一个辅助控制单元对两个转向架进行同时控制，当制动控制单元和辅助控制单元出现故障时，两个转向架都无法实施制动，冗余度低。

发明内容

本发明提供一种制动系统及轨道车辆，以克服现有技术中轨道车辆的制动装置冗余度低的问题。

本发明提供一种制动系统，包括：第一制动模块和第二制动模块；所述第一制动模块包括：第一风缸、第一辅助控制单元和第一BCU；所述第一辅助控制单元分别与所述第一风缸和所述第一BCU连接，用于将所述第一风缸的空气输送至第一BCU；所述第一辅助控制单元还用于与总风管连接，用于向所述第一风缸供气；所述第一BCU用于控制第一转向架的制动缸执行制动操作；所述第二制动模块包括：第二风缸、第二辅助控制单元和第二BCU；所述第二辅助控制单元分别与所述第二风缸和所述第二BCU连接，用于将所述第二风缸的空气输送至第二BCU；所述第二辅助控制单元还用于与总风管连接，用于向所述第二风缸供气；所述第二BCU用于控制第二转向架的制动缸执行制动操作。

如上所述的制动系统，其中，所述第一辅助控制单元包括：第一单向阀以及第一阀门；所述第一单向阀的第一端用于与总风管连接，第二端与所述第一风缸连接；所述第一单向阀用于使气流只能从所述总风管流向所述第一风缸；所述第一阀门的第一端与所述第一BCU的输入端连接，第二端与所述第一风缸连接。

如上所述的制动系统，其中，所述第一阀门包括电磁阀，所述电磁阀具有控制端，所述控制端用于与外部设备远程连接。

如上所述的制动系统，其中，所述第一辅助控制单元还包括第一停放制动控制阀，所述第一停放制动控制阀包括第一进气端、第二进气端和第一出气端；所述第一进气端与所述第一单向阀的第二端连接，所述第二进气端与所述第一BCU的输出端连接，所述第一出气端用于与大气连通。

如上所述的制动系统，其中，所述第一停放制动控制阀包括三位两通电磁阀。

如上所述的制动系统，其中，所述第一BCU还设置有信号端，所述信号端用于与所述第一转向架的空气弹簧连接，用于采集所述空气弹簧的压力信号。

如上所述的制动系统，其中，所述第二辅助控制单元包括：第二单向阀以及第二阀门；所述第二单向阀的第一端用于与总风管连接，第二端与所述第二风缸连接；所述第二单向阀用于使气流只能从所述总风管流向所述第二风缸；所述第二阀门的第一端与所述第二BCU的输入端连接，第二端与所述第二风缸连接。

如上所述的制动系统，其中，所述第二辅助控制单元还包括第二停放制动控制阀，所述第二停放制动控制阀包括第三进气端、第四进气端和第二出气端；所述第三进气端与所述第二单向阀的第二端连接，所述第四进气端与所述第二BCU的输出端连接，所述第二出气端用于与大气连通。

本发明提供一种轨道车辆，包括车身；所述车身包括多节车厢，所述车厢设置有如上所述的制动系统。

如上所述的轨道车辆，所述车厢包括第一转向架和第二转向架，所述第一转向架上设置有沿第一方向延伸的第一吊架，所述第一吊架的的一端设置有第一辅助控制单元，另一端设置有第一BCU，所述第一风缸吊设在所述第一辅助控制单元和所述第一BCU之间；所述第二转向架上设置有沿第二方向延伸的第二吊架，所述第二吊架的的一端设置有第二辅助控制单元，另一端设置有第二BCU，所述第二风缸吊设在所述第二辅助控制单元和所述第二BCU之间。

本发明提供的制动系统及轨道车辆，通过设置第一制动模块和第二制动模块；其中，第一制动模块包括：第一风缸、第一辅助控制单元和第一BCU；第一辅助控制单元可以将总风管的空气输入第一风缸中，并将第一风缸的空气提供给第一BCU以实现第一转向架的制动；第二制动模块包括：第二风缸、第二辅助控制单元和第二BCU；第二辅助控制单元可以将总风管的空气输入第二风缸中，并将第二风缸的空气提供给第二BCU以实现第二转向架的制动；使得第一制动模块和第二制动模块可以分别实现对第一转向架和第二转向架的控制，有利于提高制动系统的冗余度以及实现制动隔离。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明不局限于下述的具体实施方式。

图1为本发明制动系统的整体结构示意图；

图2为本发明制动系统的第一制动模块的原理图；

图3为本发明轨道车辆的第一吊架的结构示意图。

附图标记说明：

100：第一制动模块； 110：第一风缸；

120：第一辅助控制单元； 121：第一单向阀；

122：第一阀门； 123：第一停放制动控制阀；

130：第一BCU； 200：第二制动模块；

210：第二风缸； 220：第二辅助控制单元；

221：第二单向阀； 222：第二阀门；

223：第二停放制动控制阀； 230：第二BCU；

300：第一转向架； 310：第一吊架；

400：第二转向架； 500：总风管；

510：总风缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明不局限于下述的具体实施方式。

图1为本发明制动系统的整体结构示意图。请结合图1，本发明提供一种制动系统，包括：第一制动模块100和第二制动模块200；第一制动模块100包括：第一风缸110、第一辅助控制单元120和第一BCU130；第一辅助控制单元120分别与第一风缸110和第一BCU130连接，用于将第一风缸110的空气输送至第一BCU130；第一辅助控制单元120还用于与总风管500连接，用于向第一风缸110供气；第一BCU130用于控制第一转向架300的制动缸执行制动操作；第二制动模块200包括：第二风缸210、第二辅助控制单元220和第二BCU230；第二辅助控制单元220分别与第二风缸210和第二BCU230连接，用于将第二风缸210的空气输送至第二BCU230；第二辅助控制单元220还用于与总风管500连接，用于向第二风缸210供气；第二BCU230用于控制第二转向架400的制动缸执行制动操作。

具体地，轨道车辆可以包括有多节车厢，每节车厢上可以具有第一转向架300和第二转向架400，制动系统可以应用于每节车厢，制动系统可以包括第一制动模块100和第二制动模块200，第一制动模块100可以用于控制第一转向架300，第二转向架400可以用于控制第二转向架400。制动系统可以使得第一转向架300和第二转向架400实现独立控制，冗余度高。

第一制动模块100包括第一风缸110、第一辅助控制单元120和第一BCU130，第一风缸110可以为现有技术中常见的，可以用于储存空气的缸体结构。第一辅助控制单元120可以连接在第一风缸110和第一BCU130之间，第一辅助控制单元120可以为开关阀门等结构，其可以控制第一风缸110与第一BCU130之间的通路，使得第一风缸110可以为第一BCU130提供空气。第一转向架300可以设置有制动缸，制动缸中输入空气后，可以推动刹车装置实现制动。第一BCU130可以为能够实现控制功能的结构，其可以控制空气是否输入制动缸中。第一辅助控制单元120还可以与总风管500连接，总风管500可以流通有清洁的压缩空气，通过控制第一辅助控制单元120可以将总风管500的空气输入第一风缸110，从而为第一风缸110供气。

第二制动模块200包括第二风缸210、第二辅助控制单元220和第二BCU230，第二风缸210可以为现有技术中常见的，可以用于储存空气的缸体结构。第二辅助控制单元220可以连接在第二风缸210和第二BCU230之间，第二辅助控制单元220可以为开关阀门等结构，其可以控制第二风缸210与第二BCU230之间的通路，使得第二风缸210可以为第二BCU230提供空气。第二转向架400可以设置有制动缸，制动缸中输入空气后，可以推动刹车装置实现制动。第二BCU230可以为能够实现控制功能的结构，其可以控制空气是否输入制动缸中。第二辅助控制单元220还可以与总风管500连接，总风管500可以流通有清洁的压缩空气，通过控制第二辅助控制单元220可以将总风管500的空气输入第二风缸210，从而为第二风缸210供气。

第一制动模块100和第二制动模块200的工作方式相同，以下以第一制动模块100为例，进行说明：

当第一风缸110中空气不足，可以通过第一辅助控制单元120连通总风管500和第一风缸110，从而向第一风缸110中供气，当第一风缸110中的空气压力达到预设值时，可以通过第一辅助控制单元120切断供气通路。

制动时，第一辅助控制单元120可以使得第一风缸110和第一BCU130连通，使得第一风缸110中的空气可以经由第一BCU130进入第一转向架300的制动缸中，从而驱动刹车装置使得第一转向架300制动。

由于第一转向架300和第二转向架400分别由第一制动模块100和第二制动模块200控制，当第一制动模块100或第二制动模块200，还可以保证有一个转向架可以实现制动，提高了冗余度和系统的安全性。另外，由于第一转向架300和第二转向架400分开控制，可以实现制动隔离，同时，由于每个转向架都设置有独立的风缸，可以减少管路走线，简化制动系统的结构。

本实施例提供的制动系统，通过设置第一制动模块和第二制动模块；其中，第一制动模块包括：第一风缸、第一辅助控制单元和第一BCU；第一辅助控制单元可以将总风管的空气输入第一风缸中，并将第一风缸的空气提供给第一BCU以实现第一转向架的制动；第二制动模块包括：第二风缸、第二辅助控制单元和第二BCU；第二辅助控制单元可以将总风管的空气输入第二风缸中，并将第二风缸的空气提供给第二BCU以实现第二转向架的制动；使得第一制动模块和第二制动模块可以分别实现对第一转向架和第二转向架的控制，有利于提高制动系统的冗余度以及实现制动隔离。

进一步，第一辅助控制单元120可以包括：第一单向阀121以及第一阀门122；第一单向阀121的第一端用于与总风管500连接，第二端与第一风缸110连接；第一单向阀121用于使气流只能从总风管500流向第一风缸110；第一阀门122的第一端与第一BCU130的输入端连接，第二端与第一风缸110连接。

具体地，第一风缸110可以具有端口，该端口与第一单向阀121的第二端、第一阀门122的第二端连接，第一单向阀121的第一端与总风管500连接。供气时，第一阀门122可以关闭，空气可以从第一单向阀121的第一端流向第二端，然后进入第一风缸110中；制动时，总风管500与第一风缸110之间的通路断开，第一阀门122打开，空气可以从第一风缸110流向第一BCU130。第一单向阀121可以是现有技术中常见的单向阀结构，其可以使得空气只能从第一端流向第二端，而不能回流。

第一阀门122可以为具有通断功能的阀门，第一阀门122包括电磁阀，电磁阀具有控制端，控制端用于与外部设备远程连接，从而实现控制远程制动。

更进一步，第一辅助控制单元120还包括第一停放制动控制阀123，第一停放制动控制阀123包括第一进气端、第二进气端和第一出气端；第一进气端与第一单向阀121的第二端连接，第二进气端与第一BCU130的输出端连接，第一出气端用于与大气连通。

具体地，轨道车辆的制动缸可以包括两种，一种常用制动缸，另一种停放制动缸；常用制动缸可以为短时间停车使用，当常用制动缸通入空气后，其可以推动活塞杆动作，从而实现制动。停放制动缸为长期停车，或列车停止运营时使用，其实依靠弹簧的弹力来实现制动，当停放制动缸通入空气后，空气可以压缩弹簧，使得弹簧无法驱动刹车装置，而当停放制动缸中无压缩空气后，弹簧恢复原形，从而驱动刹车装置实现制动。可以理解，第一BCU130和第二BCU230可以是与常用制动缸连接，用于临时停车。

第一停放控制阀123可以与停放制动缸连接，第一停放控制阀123的第一进气端可以和第一单向阀121的第二端连接，轨道车辆运行时，第一BCU130与第一风缸110不连通，总风管500可以与第一单向阀121连通，从而通过总风管500向第一进气端通气，从而压缩停放制动缸的弹簧，使得刹车装置不启动，保证轨道车辆正常运行。当临时刹车时，第一BCU130与第一风缸110连通，常用制动缸动作，实现制动。此时第一BCU130输出端的空气可以通过第二进气端进入第一停放制动控制阀123，保持停放制动缸中的弹簧处于压缩状态。保证常用制动缸和停放制动缸不会同时驱动刹车装置，防止制动叠加。同时，用于第一风缸110的容量有限，当空气压力不足时，常用制动缸的空气不足，会导致常用制动缸的制动失效，此时停放制动缸的空气会通过第一出气端排放到大气中，使得停放制动缸中的弹簧恢复原形，从而驱动刹车装置，保证轨道车辆依然处于制动状态，不会溜车。

另外，第一出气端可以用于排出停放制动缸中的空气，当临时停车时，第一出气端应当处于关闭状态，停放制动缸可以在压缩空气的作用下压缩弹簧。当长期停车时，可以通过第一出气端排出停用制动缸中的空气，使得弹簧恢复原形，保持停车状态。

第一停放制动控制阀123可以是三位五通电磁阀，优选地，第一停放制动控制阀可以包括三位两通电磁阀，结构简单，从而方便远程控制。

在另一个实施例中，第一BCU130还设置有信号端，信号端用于与第一转向架300的空气弹簧连接，用于采集空气弹簧的压力信号。空气弹簧可以为第一转向架300中的悬挂系统的结构，通过才起空气弹簧的压力信号，可以判断车厢的重量，从而提供精确地制动力。

在上述实施例的基础上，第二辅助控制单元220包括：第二单向阀221以及第二阀门222；第二单向阀221的第一端用于与总风管500连接，第二端与第二风缸210连接；第二单向阀221用于使气流只能从总风管500流向第二风缸210；第二阀门222的第一端与第二BCU230的输入端连接，第二端与第二风缸210连接。

进一步地，第二辅助控制单元220还包括第二停放制动控制阀223，第二停放制动控制阀223包括第三进气端、第四进气端和第二出气端；第三进气端与第二单向阀221的第二端连接，第四进气端与第二BCU230的输出端连接，第二出气端用于与大气连通。

具体地，第二单向阀221、第二阀门222和第二停放制动控制阀223的结构和功能与第一单向阀121、第一阀门122和第一停放制动控制阀223的结构和功能相同或相似，具体可以参考上述实施例，在此不再赘述。

图2为本发明制动系统的第一制动模块的原理图；请结合图2，本实施例中，第一制动模块可以具有01至07，七个端口，01口可以和总风管500连接，该模块可以设置有总风缸510，便于集中供气。

电磁阀B05E和活塞阀B05P共同构成第一阀门122，电磁阀B05E可以实现远程控制，可以通过按钮控制电磁阀B05E动作，从而推动活塞阀B05P实现第一风缸110和第一BCU130之间的通断。带电触点塞门B09可以设置在车身下部，从而可以通过手动关闭第一转向架300的制动。

第一BCU130可以具有1-6，6个端口，1口可以与带电触点塞门B09连接，2口和3口可以用于与第一转向架300的两个制动缸连接，4口和5口可以和空气弹簧连接，6口用于停放压力监测和总风压力信号采集。且第一BCU130的2口、3口、4口、5口和6口可以作为第一制动模块100的02口、03口、04口、05口和06口。

第一辅助控制单元120可以具有连接总风缸510的1’口、连接第一风缸110的2’口，连接3口的3’口，连接6口的6’口和7’口，7’口可以作为第一制动模块100的07口。

供气时，空气通过01端口、总风缸510和过滤器B02、第一单向阀121、截断塞门B04进入第一风缸110。制动时，第一风缸110向第一BCU130的供气，第一风缸110还经过节流阀B31、向第一停放控制阀门123供气，第一停放控制阀门123的A1口可以为第一进气口，A2可以为第二进气口，A3可以为第一出气口。A3口通过带电触点塞门B33与6’口连接，带电触点塞门B33可以设置在车身上，实现手动控制。带电触点塞门B33还与压力测点B34和压力开关B35连接，用于检测空气压力。

过滤器B02还通过溢流阀L01、减压阀L03、压力测点L04、截断塞门L05与7’口连接。7’可以为空气弹簧供气。

第二制动模块200可以参考第一制动模块100的原理图，在此不再赘述。

图3为本发明轨道车辆的第一吊架的结构示意图。请结合图3，本实施例提供一种轨道车辆，包括车身；车身包括多节车厢，车厢设置有制动系统。

具体地，车身的结构可以为现有技术中常见的结构。制动系统的结构和功能与上述实施例相同，具体可以参考上述实施例，在此不再赘述。每节车厢都可以具有一个制动控制系统。

当第一风缸110中空气不足，可以通过第一辅助控制单元120连通总风管500和第一风缸110，从而向第一风缸110中供气，当第一风缸110中的空气压力达到预设值时，可以通过第一辅助控制单元120切断供气通路。

制动时，第一辅助控制单元120可以使得第一风缸110和第一BCU130连通，使得第一风缸110中的空气可以经由第一BCU130进入第一转向架300的制动缸中，从而驱动刹车装置使得第一转向架300制动。

本实施例提供的轨道车辆，通过设置第一制动模块和第二制动模块；其中，第一制动模块包括：第一风缸、第一辅助控制单元和第一BCU；第一辅助控制单元可以将总风管的空气输入第一风缸中，并将第一风缸的空气提供给第一BCU以实现第一转向架的制动；第二制动模块包括：第二风缸、第二辅助控制单元和第二BCU；第二辅助控制单元可以将总风管的空气输入第二风缸中，并将第二风缸的空气提供给第二BCU以实现第二转向架的制动；使得第一制动模块和第二制动模块可以分别实现对第一转向架和第二转向架的控制，有利于提高制动系统的冗余度以及实现制动隔离。

进一步地，车厢包括第一转向架300和第二转向架400，第一转向架300上设置有沿第一方向延伸的第一吊架310，第一吊架310的的一端设置有第一辅助控制单元120，另一端设置有第一BCU130，第一风缸110吊设在第一辅助控制单元120和第一BCU130之间；第二转向架400上设置有沿第二方向延伸的第二吊架，第二吊架的的一端设置有第二辅助控制单元220，另一端设置有第二BCU230，第二风缸210吊设在第二辅助控制单元220和第二BCU230之间。

轨道车辆中，除了总风管贯穿全列，其与管路可以以转向架为中心进行复制，简化了车身中部的管路，制动设备集中，模块化设计便于安装和检修。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种制动系统，其特征在于，包括：第一制动模块和第二制动模块；

所述第一制动模块包括：第一风缸、第一辅助控制单元和第一BCU；

所述第一辅助控制单元分别与所述第一风缸和所述第一BCU连接，用于将所述第一风缸的空气输送至第一BCU；所述第一辅助控制单元还用于与总风管连接，用于向所述第一风缸供气；所述第一BCU用于控制第一转向架的制动缸执行制动操作；

所述第二制动模块包括：第二风缸、第二辅助控制单元和第二BCU；

所述第二辅助控制单元分别与所述第二风缸和所述第二BCU连接，用于将所述第二风缸的空气输送至第二BCU；所述第二辅助控制单元还用于与总风管连接，用于向所述第二风缸供气；所述第二BCU用于控制第二转向架的制动缸执行制动操作；

所述第一辅助控制单元包括：第一单向阀以及第一阀门；

所述第一单向阀的第一端用于与总风管连接，第二端与所述第一风缸连接；所述第一单向阀用于使气流只能从所述总风管流向所述第一风缸；所述第一阀门的第一端与所述第一BCU的输入端连接，第二端与所述第一风缸连接；

所述第一阀门包括电磁阀，所述电磁阀具有控制端，所述控制端用于与外部设备远程连接；

所述第一辅助控制单元还包括第一停放制动控制阀，所述第一停放制动控制阀包括第一进气端、第二进气端和第一出气端；所述第一进气端与所述第一单向阀的第二端连接，所述第二进气端与所述第一BCU的输出端连接，所述第一出气端用于与大气连通。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述第一停放制动控制阀包括三位两通电磁阀。

3.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述第一BCU还设置有信号端，所述信号端用于与所述第一转向架的空气弹簧连接，用于采集所述空气弹簧的压力信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制动系统，其特征在于，所述第二辅助控制单元包括：第二单向阀以及第二阀门；

所述第二单向阀的第一端用于与总风管连接，第二端与所述第二风缸连接；所述第二单向阀用于使气流只能从所述总风管流向所述第二风缸；所述第二阀门的第一端与所述第二BCU的输入端连接，第二端与所述第二风缸连接。

5.根据权利要求4所述的制动系统，其特征在于，所述第二辅助控制单元还包括第二停放制动控制阀，所述第二停放制动控制阀包括第三进气端、第四进气端和第二出气端；所述第三进气端与所述第二单向阀的第二端连接，所述第四进气端与所述第二BCU的输出端连接，所述第二出气端用于与大气连通。

6.一种轨道车辆，其特征在于，包括车身；所述车身包括多节车厢，所述车厢设置有权利要求1-5任一项所述的制动系统。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆，其特征在于，所述车厢包括第一转向架和第二转向架，所述第一转向架上设置有沿第一方向延伸的第一吊架，所述第一吊架的一端设置有第一辅助控制单元，另一端设置有第一BCU，所述第一风缸吊设在所述第一辅助控制单元和所述第一BCU之间；

所述第二转向架上设置有沿第二方向延伸的第二吊架，所述第二吊架的一端设置有第二辅助控制单元，另一端设置有第二BCU，所述第二风缸吊设在所述第二辅助控制单元和所述第二BCU之间。

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