CN111806411B - 一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，包括液压单元(1)和蓄能器(6)，液压单元(1)包括液压源(9)、制动通路A、制动通路B、制动通路C、制动通路D、泄压通路E、泄压通路F、泄压通路G、前轮差压调节器(111)和后轮差压调节器(116)，制动通路A、制动通路B、制动通路C和制动通路D共接蓄能器(6)，制动通路A与制动通路B通过前轮差压调节器(111)连接，制动通路C与制动通路D通过后轮差压调节器(116)连接，泄压通路E、泄压通路F和泄压通路G共接液压源(9)的油箱(101)。与现有技术相比，本发明具有简化结构、有利于车辆进行制动力分配、提高制动系统可靠性等优点。

Description

一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统
技术领域
本发明涉及液压制动技术领域，尤其是涉及一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统。
背景技术
现有的轨道液压制动单元的制动主要通过制动踏板或极位手柄的位移信息经微机制动控制单元来控制制动单元电液转化后，通过活塞将液压源中的油液压入到制动器，从而增大液压，对轮对起到制动作用。但是每一个车轮配备一套制动单元增加了制动系统的复杂性和成本，同时这种增压制动，泄压缓解的主动式制动系统设计不利于实现驻车制动，导致轮对需要额外配备停放缸，增加了制动控制的难度，且不适用于虚拟轨道车辆的制动及缓解。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的单个车轮配备制动单元的复杂性和成本较高、不利于驻车制动、不适用于虚拟轨道车辆的制动及缓解的缺陷而提供一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，包括液压单元、制动踏板位移传感器、微机制动控制单元和蓄能器，所述液压单元包括液压源、制动通路A、制动通路B、制动通路C、制动通路D、泄压通路E、泄压通路F、泄压通路G、前轮差压调节器111)和后轮差压调节器，所述制动踏板位移传感器与微机制动控制单元相连，所述制动通路A、制动通路B、制动通路C和制动通路D共接蓄能器，所述制动通路A与制动通路B通过前轮差压调节器连接，所述制动通路C与制动通路D通过后轮差压调节器连接，所述泄压通路E、泄压通路F和泄压通路G共接所述液压源的油箱，所述制动通路A包括左前轮比例阀、左前轮换向阀、左前轮被动式制动器和左前轮压力传感器，所述左前轮比例阀与液压源、左前轮换向阀的c端及微机制动控制单元相连，同时左前轮换向阀的a端与左前轮被动式制动器共接左前轮压力传感器；
所述制动通路B包括右前轮比例阀、右前轮换向阀、右前轮被动式制动器和右前轮压力传感器，所述右前轮比例阀与液压源、右前轮换向阀的c端及微机制动控制单元相连，同时右前轮换向阀的a端与右前轮被动式制动器共接右前轮压力传感器；
所述制动通路C包括左后轮比例阀、左后轮换向阀、左后轮被动式制动器和左后轮压力传感器，所述左后轮比例阀与液压源、左后轮换向阀的c端及微机制动控制单元相连，同时左后轮换向阀的a端与左后轮被动式制动器共接左后轮压力传感器；
所述制动通路D包括右后轮比例阀、右后轮换向阀、右后轮被动式制动器和右后轮压力传感器，所述右后轮比例阀与液压源、右后轮换向阀的c端及微机制动控制单元相连，同时右后轮换向阀的a端与右后轮被动式制动器共接右后轮压力传感器；
所述泄压通路E包括卸荷阀，所述卸荷阀与液压源并联；所述泄压通路F包括第二溢流阀、第二换向阀和节流阀，所述第二溢流阀与第二换向阀并联，所述第二溢流阀与节流阀相连，所述左前轮换向阀的b端、右前轮换向阀的b端、左后轮换向阀的b端和右后轮换向阀的b端共接所述节流阀；所述泄压通路G包括第一换向阀，所述左前轮比例阀的b端、右前轮比例阀的b端、左后轮比例阀的b端和右后轮比例阀的b端共接所述第一换向阀。
优选的，所述虚拟轨道车辆的每节编组车辆中液压单元、微机制动控制单元和蓄能器的数量均为1个。
所述前轮差压调节器和后轮差压调节器均包括两个并联对称分布的单向阀，若所述前轮差压调节器和后轮差压调节器连接的制动通路之间的瞬时压差大于预先确定的设定压差，所述前轮差压调节器和后轮差压调节器将强制开通所述单向阀。
优选的，所述左前轮被动式制动器、右前轮被动式制动器、左后轮被动式制动器和右后轮被动式制动器采用被动式制动单元，内部均设有活塞与回位弹簧。
所述左前轮被动式制动器、右前轮被动式制动器、左后轮被动式制动器和右后轮被动式制动器均设有流体流通端口，所述流体流通端口与回位弹簧分别位于所述活塞的两侧。
优选的，所述微机制动控制单元包括单独反馈控制部，所述单独反馈控制部接收左前轮压力传感器、右前轮压力传感器、左后轮压力传感器、右后轮压力传感器和制动踏板位移传感器的信号，并对供给所述比例阀的供给电流进行反馈控制。
优选的，所述左前轮比例阀、右前轮比例阀、左后轮比例阀和右后轮比例阀均为开闭阀，所述开闭阀包括增压侧和减压侧，通过增压侧和减压侧的液压控制供给所述开闭阀电流量。
所述液压源包括液压泵、电机、第一溢流阀和油箱，所述第一溢流阀与液压泵并联，所述第一溢流阀和液压泵均与油箱相连，所述液压泵与电机相连。
与现有技术相比，本发明的液压回路改变了增压制动，泄压缓解的传统制动逻辑，反逻辑的设计取消了停放缸的使用，简化了制动系统的结构。在有制动指令时，通过微机制动控制单元系统调节比例阀的输出和输入，实现制动压力的无极调节和闭环控制。轮控式设计集成在一套制动单元内，减少了车辆制动单元的数量，有利于车辆实现制动力分配。同轴车轮通过差压控制器连接，在单侧车轮制动电失效的情况下仍能保证两侧制动器压力差保持在一定范围，提高了制动系统性能的可靠性。
附图说明
图1为本发明液压原理的示意图；
图2为本发明制动系统管路的示意图。
附图标记：
1-液压单元；2-右后轮被动式制动器；3-左后轮被动式制动器；4-右前轮被动式制动器；5-左前轮被动式制动器；6-蓄能器；7-微机制动控制单元；8-制动踏板位移传感器；9-液压源；10-轮速传感器；101-油箱；102-第一溢流阀；103-过滤器；104-第一单向阀；105-第一压力传感器；106-第一压力测试接口；107-第二溢流阀；108-节流阀；109-左前轮压力测试接口；110-左前轮压力传感器；111-前轮差压调节器；113-右前轮压力传感器；114-左后轮压力测试接口；115-左后轮压力传感器；116-后轮差压调节器；117-右后轮压力测试接口；118-右后轮压力传感器；119-右后轮换向阀；120-右后轮比例阀；121-左后轮换向阀；122-左后轮比例阀；123-右前轮换向阀；124-右前轮比例阀；125-左前轮换向阀；126-左前轮比例阀；127-第一换向阀；128-第二换向阀；129-卸荷阀；130-电机；131-液压泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，包括液压单元1、制动踏板位移传感器8、微机制动控制单元7和蓄能器6，液压单元1包括液压源9、制动通路A、制动通路B、制动通路C、制动通路D、泄压通路E、泄压通路F、泄压通路G、前轮差压调节器111和后轮差压调节器116，制动踏板位移传感器8与微机制动控制单元7相连，制动通路A、制动通路B、制动通路C和制动通路D共接蓄能器6，制动通路A与制动通路B通过前轮差压调节器111连接，制动通路C与制动通路D通过后轮差压调节器116连接，泄压通路E、泄压通路F和泄压通路G共接液压源9的油箱101，制动通路A包括左前轮比例阀126、左前轮换向阀125、左前轮被动式制动器5和左前轮压力传感器110，左前轮比例阀126与液压源9、左前轮换向阀125的c端及微机制动控制单元7相连，同时左前轮换向阀125的a端与左前轮被动式制动器5共接左前轮压力传感器110；
制动通路B包括右前轮比例阀124、右前轮换向阀123、右前轮被动式制动器4和右前轮压力传感器113，右前轮比例阀124与液压源9、右前轮换向阀123的c端及微机制动控制单元7相连，同时右前轮换向阀123的a端与右前轮被动式制动器4共接右前轮压力传感器113；
制动通路C包括左后轮比例阀122、左后轮换向阀121、左后轮被动式制动器3和左后轮压力传感器115，左后轮比例阀122与液压源9、左后轮换向阀121的c端及微机制动控制单元7相连，同时左后轮换向阀121的a端与左后轮被动式制动器3共接左后轮压力传感器115；
制动通路D包括右后轮比例阀120、右后轮换向阀119、右后轮被动式制动器2和右后轮压力传感器118，右后轮比例阀120与液压源9、右后轮换向阀119的c端及微机制动控制单元7相连，同时右后轮换向阀119的a端与右后轮被动式制动器2共接右后轮压力传感器118；
泄压通路E包括卸荷阀129，卸荷阀129与液压源9并联；泄压通路F包括第二溢流阀107、第二换向阀128和节流阀108，第二溢流阀107与第二换向阀128并联，第二溢流阀107与节流阀108相连，左前轮换向阀125的b端、右前轮换向阀123的b端、左后轮换向阀121的b端和右后轮换向阀119的b端共接节流阀108；泄压通路G包括第一换向阀127，左前轮比例阀126的b端、右前轮比例阀124的b端、左后轮比例阀122的b端和右后轮比例阀120的b端共接第一换向阀127。
虚拟轨道车辆的每节编组车辆中液压单元1、微机制动控制单元7和蓄能器6的数量均为1个，微机制动控制单元7给所在编组车辆的液压单元1发送制动指令，液压单元1接收到来自微机制动控制单元7的指令信号后，将指令信号转化为电子压力信号给本车的电磁换向阀，对其所在车辆的制动器施加液压制动或缓解。
前轮差压调节器111和后轮差压调节器116均包括两个并联对称分布的单向阀，若前轮差压调节器111和后轮差压调节器116连接的制动通路之间的瞬时压差大于预先确定的设定压差，前轮差压调节器111和后轮差压调节器116将强制开通单向阀。
左前轮被动式制动器5、右前轮被动式制动器4、左后轮被动式制动器3和右后轮被动式制动器2的内部均设有活塞与回位弹簧，还包括弹簧制动夹钳。
左前轮被动式制动器5、右前轮被动式制动器4、左后轮被动式制动器3和右后轮被动式制动器2均设有流体流通端口，流体流通端口与回位弹簧分别位于活塞的两侧。
微机制动控制单元7包括单独反馈控制部，单独反馈控制部接收左前轮压力传感器110、右前轮压力传感器113、左后轮压力传感器115、右后轮压力传感器118和制动踏板位移传感器8的信号，并对供给比例阀的供给电流进行反馈控制。
左前轮比例阀126、右前轮比例阀124、左后轮比例阀122和右后轮比例阀120均为开闭阀，开闭阀包括增压侧和减压侧，通过增压侧和减压侧的液压控制供给开闭阀电流量。
液压源9包括液压泵131、电机130、第一溢流阀102和油箱101，第一溢流阀102与液压泵131并联，第一溢流阀102和液压泵131均与油箱101相连，液压泵131与电机130相连。
泄压通路E的手动卸荷阀129在进行系统维护时对蓄能器6进行排空，以保证系统维护时的安全。
实施例一
缓解制动时，液压源9的电机130带动液压泵131将液压油建立起压力，并把高压液压油从第一单向阀104输送到蓄能器6，当系统压力到达设定值时关闭电机130，随着制动系统工作，蓄能器6压力下降且小于设定值时，电机重新开启。当系统发生故障或其他原因造成系统压力到达设定值后还不停止，启动第一溢流阀102，溢流压力，防止蓄能器6损坏。各制动通路对应的换向阀得电，保持对应的比例阀与输出口联通，各制动通路的比例阀依照输入电流，调整并输出压力，使各制动通路对应的制动器所属的压力传感器的压力值与蓄能器6的压力值位于同一范围内，保持被动式制动器处于缓解状态，泄压通路G的第一换向阀127保持得电状态，切断各制动通路的比例阀泄油通道，减少比例阀漏泄；
当驾驶员增加制动踏板的开度，制动踏板位移传感器8将制动指令传递给微机制动控制单元7，微机制动控制单元7控制各制动通路的换向阀得电开启，对应的比例阀依据输入电流改变输出压力，泄压通路G的第一换向阀127失电保证比例阀泄油畅通，使各制动通路对应的制动器所属的压力传感器的压力值上升到缓解制动设定压力值，从而使得被动式制动器按照要求输出制动力。
实施例二
当虚拟轨道车辆的安全环路被切断时，各制动通路的换向阀失电关闭，切换至紧急制动模式，第二换向阀128保持得电状态开启，压力油从各制动通路的换向阀经过泄压通路F的第二溢流阀107排出，使各制动通路对应的制动器所属的压力传感器的压力值下降到紧急制动设定压力值，从而使左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的被动式制动器按要求施加制动力，对虚拟轨道车辆进行制动。
实施例三
列车停稳，需要施加停放制动时，各制动通路的换向阀和泄压通路F的第二换向阀128失电关闭，压力油经过第二换向阀128完全排出，从而使左前轮、右前轮、左后轮和右后轮对应的被动式制动器的弹簧制动夹钳的力全部施加在对应车轮上，防止虚拟轨道车辆在停放时发生位移。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等小变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，包括液压单元(1)、制动踏板位移传感器(8)、微机制动控制单元(7)和蓄能器(6)，所述液压单元(1)包括液压源(9)、制动通路A、制动通路B、制动通路C、制动通路D、泄压通路E、泄压通路F、泄压通路G、前轮差压调节器(111)和后轮差压调节器(116)，所述制动踏板位移传感器(8)与微机制动控制单元(7)相连，所述制动通路A、制动通路B、制动通路C和制动通路D共接蓄能器(6)，所述制动通路A与制动通路B通过前轮差压调节器(111)连接，所述制动通路C与制动通路D通过后轮差压调节器(116)连接，所述泄压通路E、泄压通路F和泄压通路G共接所述液压源(9)的油箱(101)，其特征在于，所述制动通路A包括左前轮比例阀(126)、左前轮换向阀(125)、左前轮被动式制动器(5)和左前轮压力传感器(110)，所述左前轮比例阀(126)与液压源(9)、左前轮换向阀(125)的c端及微机制动控制单元(7)相连，同时左前轮换向阀(125)的a端与左前轮被动式制动器(5)共接左前轮压力传感器(110)；
所述制动通路B包括右前轮比例阀(124)、右前轮换向阀(123)、右前轮被动式制动器(4)和右前轮压力传感器(113)，所述右前轮比例阀(124)与液压源(9)、右前轮换向阀(123)的c端及微机制动控制单元(7)相连，同时右前轮换向阀(123)的a端与右前轮被动式制动器(4)共接右前轮压力传感器(113)；
所述制动通路C包括左后轮比例阀(122)、左后轮换向阀(121)、左后轮被动式制动器(3)和左后轮压力传感器(115)，所述左后轮比例阀(122)与液压源(9)、左后轮换向阀(121)的c端及微机制动控制单元(7)相连，同时左后轮换向阀(121)的a端与左后轮被动式制动器(3)共接左后轮压力传感器(115)；
所述制动通路D包括右后轮比例阀(120)、右后轮换向阀(119)、右后轮被动式制动器(2)和右后轮压力传感器(118)，所述右后轮比例阀(120)与液压源(9)、右后轮换向阀(119)的c端及微机制动控制单元(7)相连，同时右后轮换向阀(119)的a端与右后轮被动式制动器(2)共接右后轮压力传感器(118)；
所述泄压通路E包括卸荷阀(129)，所述卸荷阀(129)与液压源(9)并联；所述泄压通路F包括第二溢流阀(107)、第二换向阀(128)和节流阀(108)，所述第二溢流阀(107)与第二换向阀(128)并联，所述第二溢流阀(107)与节流阀(108)相连，所述左前轮换向阀(125)的b端、右前轮换向阀(123)的b端、左后轮换向阀(121)的b端和右后轮换向阀(119)的b端共接所述节流阀(108)；所述泄压通路G包括第一换向阀(127)，所述左前轮比例阀(126)的b端、右前轮比例阀(124)的b端、左后轮比例阀(122)的b端和右后轮比例阀(120)的b端共接所述第一换向阀(127)；
所述虚拟轨道车辆的每节编组车辆中液压单元(1)、微机制动控制单元(7)和蓄能器(6)的数量均为1个；
所述前轮差压调节器(111)和后轮差压调节器(116)均包括两个并联对称分布的单向阀。
2.根据权利要求1所述的一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，其特征在于，所述左前轮被动式制动器(5)、右前轮被动式制动器(4)、左后轮被动式制动器(3)和右后轮被动式制动器(2)的内部均设有活塞与回位弹簧。
3.根据权利要求2所述的一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，其特征在于，所述左前轮被动式制动器(5)、右前轮被动式制动器(4)、左后轮被动式制动器(3)和右后轮被动式制动器(2)均设有流体流通端口，所述流体流通端口与回位弹簧分别位于所述活塞的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，其特征在于，所述微机制动控制单元(7)包括单独反馈控制部，所述单独反馈控制部接收左前轮压力传感器(110)、右前轮压力传感器(113)、左后轮压力传感器(115)、右后轮压力传感器(118)和制动踏板位移传感器(8)的信号，并对供给比例阀的供给电流进行反馈控制。
5.根据权利要求1所述的一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，其特征在于，所述左前轮比例阀(126)、右前轮比例阀(124)、左后轮比例阀(122)和右后轮比例阀(120)均为开闭阀，所述开闭阀包括增压侧和减压侧。
6.根据权利要求1所述的一种虚拟轨道车辆用轮控式液压制动系统，其特征在于，所述液压源(9)包括液压泵(131)、电机(130)、第一溢流阀(102)和油箱(101)，所述第一溢流阀(102)与液压泵(131)并联，所述第一溢流阀(102)和液压泵(131)均与油箱(101)相连，所述液压泵(131)与电机(130)相连。
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