CN111703458B - 轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统及控制方法，涉及轨道车辆控制技术领域，解决现有轨道车辆转向架的空气弹簧出现泄漏，将出现车体倾斜，尤其是车头将可能出现下部超限界以及运行不稳定的安全风险等问题，本发明对采用两个高度阀和四个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制；当运用中一个转向架的空气弹簧出现泄漏时，可自动检测并控制另一个转向架空气弹簧进行同步排风，最终实现保持车体水平不发生倾斜的问题，规避运用中车辆超出限界或运行不稳定的风险，同时又不影响空气弹簧的正常工作。

Description

轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆控制技术领域，具体涉及一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统及控制方法。

背景技术

目前轨道车辆（地铁、动车组）转向架基本采用空气弹簧作为减振元件，单个车辆的2个转向架均设置空气弹簧，整车采用2个或4个高度阀控制空气簧充排风，2个转向架的空气弹簧独立供风，在实际应用过程中，如果一个转向架的空气弹簧出现泄漏，将出现车体倾斜，尤其是车头将可能出现下部超限界以及运行不稳定的安全风险。

本发明针对目前采用2个和4个高度阀的车辆，分别设计一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统及控制方法。解决当运用中一个转向架的空气弹簧出现泄漏时，通过本发明自动检测并控制另一个转向架空气弹簧进行同步排风，最终实现保持车体水平不发生倾斜的问题，规避运用中车辆超出限界或运行不稳定的风险。

发明内容

本发明为解决现有轨道车辆转向架的空气弹簧出现泄漏，将出现车体倾斜，尤其是车头将可能出现下部超限界以及运行不稳定的安全风险等问题，提供一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统及控制方法。

一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统，对采用两个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制；包括第一空气弹簧、第二空气弹簧、第三空气弹簧、第四空气弹簧、第一附加气室、第二附加气室、电磁阀、第一高度阀、第二高度阀以及压力开关；

所述第一空气弹簧和第三空气弹簧安装在第一转向架上，并均与第一附加气室连接；所述第二空气弹簧和第四空气弹簧安装在第二转向架上，并均与第二附加气室连接；

轨道车辆的总风管连接第一高度阀和电磁阀，并与第一附加气室连接，所述总风管同时与第二高度阀和压力开关以及第二附加气室连接；所述压力开关通过控制电路与电磁阀连接。

对采用两个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制方法为：

轨道车辆在运行中，车辆的总风管通过第一高度阀和第二高度阀，持续对车辆上的第一空气弹簧、第二空气弹簧、第三空气弹簧、第四空气弹簧进行供风；第一转向架的第一空气弹簧和第三空气弹簧通过第一附加气室保持连通状态，第二转向架的第二空气弹簧和第四空气弹簧通过第二附加气室保持连通状态；

所述压力开关安装于轨道车辆带司机室的头车一端，压力开关与第二转向架的第二附加气室连通，通过采用压力开关实时监控第二转向架上的空气弹簧的压力；

当第二转向架上的任意一个空气弹簧出现破裂或泄露时，所述压力开关检测当前空气弹簧的压力低于设定值时，将发送电气信号至控制电路；

所述控制电路将控制连接第一转向架的电磁阀得电，隔离第一高度阀与第一附加气室的通路，同时第一转向架的第一附加气室通过电磁阀排放到大气，则第一空气弹簧和第三空气弹簧的压力也同步降低；当第二转向架上的出现破裂或泄露的空气弹簧的压力恢复后，压力值高于压力开关的设定值时，所述压力开关将发送电气信号至控制电路，所述控制电路将控制连接第一转向架的电磁阀失电，将关闭电磁阀的排风口，连通第一高度阀与第一附加气室的通路。

一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统，对采用四个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制；包括第一空气弹簧、第二空气弹簧、第三空气弹簧、第四空气弹簧、第一差压阀、第二差压阀、第一高度阀、第二高度阀、第三高度阀、第四高度阀、第一单向阀和第二单向阀；

所述第一空气弹簧和第三空气弹簧安装在第一转向架上，并均与第一差压阀连接；

所述第二空气弹簧和第四空气弹簧安装在第二转向架上，均与第二差压阀连接；轨道车辆的总风管分别通过第一高度阀和第三高度阀与第一空气弹簧和第三空气弹簧连接；同时总风管分别通过第二高度阀和第四高度阀与第二空气弹簧和第四空气弹簧连接；

所述总风管通过第一单向阀和第二单向阀分别与第一空气弹簧和第四空气弹簧连接。

对采用四个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制方法为：

车辆的总风管通过第一高度阀、第二高度阀、第三高度阀和第四高度阀，持续对车辆上的第一空气弹簧、第二空气弹簧、第三空气弹簧、第四空气弹簧进行供风；

第一转向架的第一空气弹簧通过第一高度阀供风，第三空气弹簧通过第三高度阀供风，第二转向架的第二空气弹簧通过第二高度阀供风，第四空气弹簧通过第四高度阀供风；

所述第一空气弹簧和第三空气弹簧通过第一差压阀连通，第二空气弹簧和第四空气弹簧通过第二差压阀连通；

当第一转向架其中的一个空气弹簧出现破裂或泄露时，另一个空气弹簧通过第一差压阀连通故障空气弹簧也将排风，总风管的压缩空气通过第一高度阀和第三高度阀被故障空气弹簧排放，此时第二转向架的第四空气弹簧通过第二单向阀连通到总风管，实现压力同步下降，第二空气弹簧通过第二差压阀连通第四空气弹簧，压力也下降，车辆的四个空气弹簧压力均下降；

当第二转向架的其中的一个空气弹簧出现破裂或泄漏时，采用与第一转向架其中的一个空气弹簧出现破裂或泄露时的相同原理，第一转向架的空气弹簧通过第一单向阀连通总风管，保持同步压力下降。

本发明的有益效果：本发明采用两个和四个高度阀的车辆，当运用中一个转向架的空气弹簧出现泄漏时，可自动检测并控制另一个转向架空气弹簧进行同步排风，最终实现保持车体水平不发生倾斜的问题，规避运用中车辆超出限界或运行不稳定的风险，同时又不影响空气弹簧的正常工作。

通过采用压力开关实时监控第二转向架上的空气弹簧的压力，当诊断出第二转向架的空气弹簧出现破裂或泄露情况时，通过控制电路控制电磁阀得电对第一转向架的空气弹簧进行排放，以保证车体不出现向故障空气弹簧端倾斜的情况。

本发明涉及的轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统及控制方法，可以对转向架的空气弹簧的工作情况进行实时监控，当出现一个转向架的空气弹簧破裂或泄露时，可自动触发另一个转向架空气弹簧的压缩空气进行排放。

附图说明

图1为本发明所述的轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统的具体实施方式一的原理图；

图2 为本发明所述的轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统的具体实施方式三的原理图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统，对采用2个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制；包括第一空气弹簧1、第二空气弹簧2、第三空气弹簧3、第四空气弹簧4、第一附加气室5、第二附加气室6、电磁阀7、第一高度阀8、第二高度阀9以及压力开关10；所述第一空气弹簧1和第三空气弹簧3安装在第一转向架A上，并均与第一附加气室5连接；所述第二空气弹簧2和第四空气弹簧4安装在第二转向架B上，并均与第二附加气室6连接；

轨道车辆的总风管连接第一高度阀8和电磁阀7，并与第一附加气室5连接，所述总风管同时与第二高度阀9和压力开关10以及第二附加气室6连接；所述压力开关10通过控制电路与电磁阀7连接。

本实施方式所述的控制系统通过采用压力开关10实时监控第二转向架B空气弹簧的压力，当诊断出第二转向架B的空气弹簧出现破裂或泄露情况时，通过控制电路控制电磁阀7得电对第一转向架A的空气弹簧进行排放，以保证车体不出现向故障空气弹簧端倾斜的情况。

具体实施方式二、本实施方式为具体实施方式一所述的一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统的控制方法，该方法的具体过程为：

在轨道车辆运行中，车辆的总风管通过第一高度阀8和第二高度阀9，持续对车辆上的4个空气弹簧进行供风。由于车辆仅采用两个高度阀，因此第一转向架A的第一空气弹簧1和第三空气弹簧3通过第一附加气室5保持连通状态，第二转向架B的第二空气弹簧2和第四空气弹簧4通过第二附加气室6保持连通状态。

压力开关10一般情况下安装于轨道车辆带司机室的头车一端，尤其是司机室前端尺寸比较长的情况。压力开关10与第二转向架B的第二附加气室6连通，当第二转向架B的1个空气弹簧出现破裂或严重泄露的情况时，因为第二空气弹簧2、第四空气弹簧4与第二附加气室6均连通，为此压力同步降低，压力开关10检测当空气弹簧压力低于设定值（例如：1.5bar）时，将发送电气信号给控制电路，控制电路将控制连接第一转向架A的电磁阀7得电，隔离第一高度阀8与第一附加气室5的通路，同时第一转向架A的第一附加气室5通过电磁阀7排放到大气，与其连通的第一空气弹簧1和第三空气弹簧3的压力也同步降低。

当第二转向架B的空气弹簧压力恢复后，压力高于压力开关10的设定值时，将发送电气信号给控制电路，控制电路将控制连接第一转向架A的电磁阀7失电，将关闭电磁阀7的排风口，连通第一高度阀8与第一附加气室5的通路。

具体实施方式三、结合图2说明本实施方式，一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统，对采用四个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制；包括第一空气弹簧1、第二空气弹簧2、第三空气弹簧3、第四空气弹簧4、第一差压阀11、第二差压阀12，第一高度阀8、第二高度阀9、第三高度阀13，第四高度阀14、第一单向阀15、第二单向阀16；

所述第一空气弹簧1和第三空气弹簧3安装在第一转向架A上，并均与第一差压阀11连接；

所述第二空气弹簧2和第四空气弹簧4安装在第二转向架B上，均与第二差压阀12连接；轨道车辆的总风管分别通过第一高度阀8和第三高度阀13与第一空气弹簧1和第三空气弹簧3连接；同时总风管分别通过第二高度阀9和第四高度阀14与第二空气弹簧2和第四空气弹簧4连接；

所述总风管通过第一单向阀15和第二单向阀16分别与第一空气弹簧1和第四空气弹簧4连接。

本实施方式所述的轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统中增加第一单向阀15和第二单向阀16，当出第一转向架A或第一转向架B的空气弹簧出现破裂或泄露情况时，另一端转向架空气弹簧的压缩空气通过单向阀连通到故障转向架的空气弹簧进行排放，以保证车体不出现向故障空气弹簧端倾斜的情况。

具体实施方式四、本实施方式为具体实施方式三所述的一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统的控制方法，该方法的具体过程为：

轨道车辆在运用中，车辆的总风管通过第一高度阀8、第二高度阀9、第三高度阀13，第四高度阀14，持续对车辆上的4个空气弹簧进行供风。由于车辆采用四个高度阀，因此第一转向架A的第一空气弹簧1通过第一高度阀8供风，第三空气弹簧3通过第三高度阀13供风，第二转向架B的第二空气弹簧2通过第二高度阀9供风，第四空气弹簧4通过第四高度阀14供风。

所述第一空气弹簧1和第三空气弹簧3通过第一差压阀11连通，第二空气弹簧2和空气弹簧4通过第二差压阀12连通。当第一转向架A的1个空气弹簧出现破裂或严重泄露的情况时，另一个空气弹簧通过第一差压阀11连通故障空气簧也将排风，而第一转向架A的空气簧的严重泄漏将导致总风管的压缩空气通过第一高度阀8和第三高度阀13被故障空气弹簧排放，从而压力下降，而此时第二转向架B的第四空气弹簧4通过第二单向阀16连通到总风管，进而同步压力下降，第二空气弹簧2通过第二差压阀12连通第四空气弹簧4，压力也下降，为此车辆的4个空气弹簧压力均降低，车体未出现倾斜情况。

当第二转向架B的1个空气弹簧出现破裂或严重泄漏时，同样原理，第一转向架A的空气弹簧会通过第一单向阀15连通总风管，保持同步压力下降。

本实施方式中，在正常情况下四个空气弹簧的压力低于总风压力，空气弹簧的压力不会进入总风管。而同时因为第一单向阀15和第二单向阀16的单向导通功能，总风管的压力也不会直接进入空气弹簧，因此4个空气弹簧在高度阀的作用下保持正常工作状态。

本发明设计两种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统及控制方法，避免分别采用2个高度阀和采用4个高度阀的轨道车辆，在运用中出现一个转向架的空气弹簧破裂或泄露情况时，导致车体两端高度不一致，使得车辆超过限界或运行不稳定风险的问题。

Claims (6)

1.一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统，对采用两个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制；其特征是：包括第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（2）、第三空气弹簧（3）、第四空气弹簧（4）、第一附加气室（5）、第二附加气室（6）、电磁阀（7）、第一高度阀（8）、第二高度阀（9）以及压力开关（10）；

所述第一空气弹簧（1）和第三空气弹簧（3）安装在第一转向架（A）上，并均与第一附加气室（5）连接；所述第二空气弹簧（2）和第四空气弹簧（4）安装在第二转向架（B）上，并均与第二附加气室（6）连接；

轨道车辆的总风管连接第一高度阀（8）和电磁阀（7），并与第一附加气室（5）连接，所述总风管同时与第二高度阀（9）和压力开关（10）以及第二附加气室（6）连接；所述压力开关（10）通过控制电路与电磁阀（7）连接；

压力开关（10）与第二转向架（B）的第二附加气室（6）连通，通过采用压力开关（10）实时监控第二转向架（B）上的空气弹簧的压力；

当第二转向架（B）上的任意一个空气弹簧出现破裂或泄露时，所述压力开关（10）检测当前空气弹簧的压力低于设定值时，将发送电气信号至控制电路；

所述控制电路将控制连接第一转向架（A）的电磁阀（7）得电，隔离第一高度阀（8）与第一附加气室（5）的通路，同时第一转向架（A）的第一附加气室（5）通过电磁阀（7）排放到大气，则第一空气弹簧（1）和第三空气弹簧（3）的压力也同步降低；当第二转向架（B）上的出现破裂或泄露的空气弹簧的压力恢复后，压力值高于压力开关（10）的设定值时，所述压力开关（10）将发送电气信号至控制电路，所述控制电路将控制连接第一转向架（A）的电磁阀（7）失电，将关闭电磁阀（7）的排风口，连通第一高度阀（8）与第一附加气室（5）的通路。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统，其特征在于：所述压力开关（10）安装于轨道车辆带司机室的头车一端。

3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统的控制方法，其特征是：该方法的实现过程为：

轨道车辆在运行中，车辆的总风管通过第一高度阀（8）和第二高度阀（9），持续对车辆上的第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（2）、第三空气弹簧（3）、第四空气弹簧（4）进行供风；第一转向架（A）的第一空气弹簧（1）和第三空气弹簧（3）通过第一附加气室（5）保持连通状态，第二转向架（B）的第二空气弹簧（2）和第四空气弹簧（4）通过第二附加气室（6）保持连通状态；

所述压力开关（10）安装于轨道车辆带司机室的头车一端，压力开关（10）与第二转向架（B）的第二附加气室（6）连通，通过采用压力开关（10）实时监控第二转向架（B）上的空气弹簧的压力；

当第二转向架（B）上的任意一个空气弹簧出现破裂或泄露时，所述压力开关（10）检测当前空气弹簧的压力低于设定值时，将发送电气信号至控制电路；

所述控制电路将控制连接第一转向架（A）的电磁阀（7）得电，隔离第一高度阀（8）与第一附加气室（5）的通路，同时第一转向架（A）的第一附加气室（5）通过电磁阀（7）排放到大气，则第一空气弹簧（1）和第三空气弹簧（3）的压力也同步降低；当第二转向架（B）上的出现破裂或泄露的空气弹簧的压力恢复后，压力值高于压力开关（10）的设定值时，所述压力开关（10）将发送电气信号至控制电路，所述控制电路将控制连接第一转向架（A）的电磁阀（7）失电，将关闭电磁阀（7）的排风口，连通第一高度阀（8）与第一附加气室（5）的通路。

4.一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统，其特征是：对采用四个高度阀的轨道车辆空气弹簧故障状态下的控制；包括第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（2）、第三空气弹簧（3）、第四空气弹簧（4）、第一差压阀（11）、第二差压阀（12）、第一高度阀（8）、第二高度阀（9）、第三高度阀（13）、第四高度阀（14）、第一单向阀（15）和第二单向阀（16）；

所述第一空气弹簧（1）和第三空气弹簧（3）安装在第一转向架（A）上，并均与第一差压阀（11）连接；

所述第二空气弹簧（2）和第四空气弹簧（4）安装在第二转向架（B）上，均与第二差压阀（12）连接；轨道车辆的总风管分别通过第一高度阀（8）和第三高度阀（13）与第一空气弹簧（1）和第三空气弹簧（3）连接；同时总风管分别通过第二高度阀（9）和第四高度阀（14）与第二空气弹簧（2）和第四空气弹簧（4）连接；

所述总风管通过第一单向阀（15）和第二单向阀（16）分别与第一空气弹簧（1）和第四空气弹簧（4）连接。

5.根据权利要求4所述的一种轨道车辆空气弹簧故障状态下控制系统的控制方法，其特征是：该方法的实现过程为：

车辆的总风管通过第一高度阀（8）、第二高度阀（9）、第三高度阀（13）和第四高度阀（14），持续对车辆上的第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（2）、第三空气弹簧（3）、第四空气弹簧（4）进行供风；

第一转向架（A）的第一空气弹簧（1）通过第一高度阀（8）供风，第三空气弹簧（3）通过第三高度阀（13）供风，第二转向架（B）的第二空气弹簧（2）通过第二高度阀（9）供风，第四空气弹簧（4）通过第四高度阀（14）供风；

所述第一空气弹簧（1）和第三空气弹簧（3）通过第一差压阀（11）连通，第二空气弹簧（2）和第四空气弹簧（4）通过第二差压阀（12）连通；

当第一转向架（A）其中的一个空气弹簧出现破裂或泄露时，另一个空气弹簧通过第一差压阀（11）连通故障空气弹簧也将排风，总风管的压缩空气通过第一高度阀（8）和第三高度阀（13）被故障空气弹簧排放，此时第二转向架（B）的第四空气弹簧（4）通过第二单向阀（16）连通到总风管，实现压力同步下降，第二空气弹簧（2）通过第二差压阀（12）连通第四空气弹簧（4），压力也下降，车辆的四个空气弹簧压力均下降；

当第二转向架（B）的其中的一个空气弹簧出现破裂或泄漏时，采用与第一转向架（A）其中的一个空气弹簧出现破裂或泄露时的相同原理，第一转向架（A）的空气簧通过第一单向阀（15）连通总风管，保持同步压力下降。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：正常工作时，所述第一空气弹簧（1）、第二空气弹簧（2）、第三空气弹簧（3）和第四空气弹簧（4）压力均低于总风压力。