CN111976781B - 一种铁路货车用独立供风制动系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路货车用独立供风制动系统及使用方法，解决了现有技术中制动系统存在具有贯穿全车的制动主管或电缆，连挂时需要人工操作的问题，具有各个车辆相互独立控制，制动速度快，便于编组的有益效果，具体方案如下：一种铁路货车用独立供风制动系统，包括设于各个车辆的制动单元和设于机车的控制器，每一制动单元均包括无线信号控制阀，无线信号控制阀与同其设于同一车辆的制动缸、距离传感器、储风缸、手制动件和空气压缩机连接，控制器与各个无线信号控制阀连接，空气压缩机与储风缸连接，储风缸与制动缸连接。

Description

一种铁路货车用独立供风制动系统及使用方法

技术领域

本发明涉及铁路货车领域，尤其是一种铁路货车用独立供风制动系统及使用方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

参考图1(a)和图1(b)所示，既有铁路货车制动系统主要有两种：一种是空气制动系统，另一种是ECP电空制动系统。两种制动系统均需要贯穿全列车的制动主管；ECP制动系统还需要贯穿全列车的电缆；无线ECP不需要贯穿全列车的电缆，仍需要贯穿全列车的制动主管。

参考图2所示，既有空气制动系统以压缩空气进行控制，有一根贯穿全列车的制动主管，减压制动，增压缓解。主要包括：空气控制阀、副风缸、双室风缸、限压阀、制动缸、侧重机构、软管连接器、管系等，机车上安装有控制阀和空气压缩机。每辆车的手制动安装在车辆端部或侧部，均采用机械手制动方式；列车连挂后，机车上的空气压缩机产生压力空气，从第一辆车开始，陆续给每一辆车进行充风，直至达到指定压力为止，然后进行保压。

制动时，机车控制阀将列车制动主管里面的压缩空气排出，列车主管减压，车辆开始制动，车辆制动时，第一辆车先制动，依次向后，车辆间容易产生冲击，车辆编组越长，冲击越大。缓解时，机车制动阀向制动主管充风，车辆依次缓解。车辆分解后，人力操作手制动施行车辆制动；列车分离后，空气制动阀采用手动缓解方式。空气制动系统的缺点主要是：空气波速传递需要一定时间，车辆制动不同步，车辆间冲击较大；具有贯穿全列车的制动主管，容易产生漏泄；车辆连挂时，既有货车的车钩系统、编组等均是自动化操作，但车辆间的软管连接器还需要人工实施。

参考图3所示，既有ECP电空制动系统是在空气制动系统基础之上，增加了电信号控制，仍然是以压缩空气为制动产生的动力源。每列车增加贯穿全列车的电缆，主要是改善空气制动同步性，降低了由于制动引起的车辆间的冲击，但发明人发现，无线ECP电空制动系统只是提出了概念，没有具体实施，其通过电信号进行控制，并没有改善空气制动系统的其他不足。

参考图4(a)和图4(b)所示，既有货车每辆车均需安装手制动装置，列车分解后实施单车制动，手制动和空气制动为两套系统，占用了较大的空间，而且每辆车辆均手动机械制动，为操作带来一定的麻烦。

总的来说，发明人发现，现有的空气制动系统存在制动时各个车辆不同步的问题，ECP虽然能改善制动同步性，但依然存在贯穿列车的制动主管，没有改善空气制动系统的制动主管容易产生漏泄、软管连接器需要人工操作导致不便于列车编组和分解的不足；而且不论是现有的哪一种制动系统，均存在一个共同的问题是：手制动和空气制动为两套系统，占用了较大的空间，为操作带来一定的麻烦。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种铁路货车用独立供风制动系统，将手制动与空气制动为一体结构设置，通过无线信号控制，提高了制动系统同步性，取消ECP制动系统贯穿全列车的制动主管和电缆，方便列车编组和分解。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种铁路货车用独立供风制动系统，包括设于各个车辆的制动单元和设于机车的控制器，每一制动单元均包括无线信号控制阀，无线信号控制阀与同其设于同一车辆的制动缸、距离传感器、储风缸、手制动触发器和空气压缩机连接，控制器与各个无线信号控制阀连接，空气压缩机与储风缸连接，储风缸与制动缸连接。

如上所述的供风制动系统，通过无线信号控制阀的设置，可实现列车车辆连挂后，对各个车辆的统一控制，且没有贯穿全列车的制动主管和电缆，各个车辆的制动系统相互独立，可保证车辆制动同步进行，且提高了列车的制动速度，方便了列车编组和分解；而通过手制动触发器的设置，在列车车辆分解后，手动触发手制动触发器，由无线信号控制阀控制制动缸的动作，实现各个车辆的分别动作，这样制动系统不仅可以在车辆连挂后进行统一操作，也可以在车辆分解后进行单独的操作，将手动与空气制动作为一套系统，方便操作。

如上所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，所述无线信号控制阀与同其设于同一车辆的空气压力传感器连接，空气压力传感器安装于所述的制动缸，以测量制动缸的空气压力，在列车制动过程中，空气压力传感器控制制动缸的压力，可以实现阶段制动；在列车缓解过程中，空气压力传感器控制制动缸的压力，可以实现阶段缓解。

如上所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，为了节约空间，减少附属件的设置数量，所述无线信号控制阀与同其设于同一车辆的空气压力传感器集成为一体。

如上所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，所述无线信号控制阀与同其设于同一车辆的手动缓解触发器连接，可触动手动缓解触发器，手动缓解触发器发送指令给无线信号控制阀，排出制动缸中的压力空气，车辆处于缓解状态。

如上所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，为了节约空间，减少附属件的设置数量，所述手动缓解触发器与所述的手制动触发器集成为一体。

如上所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，所述制动单元还包括压缩空气触发器，压缩空气触发器与同其在同一车辆的所述无线信号控制阀连接，无线信号控制阀通过压缩空气触发器控制空气压缩机的工作；

或者，所述无线信号控制阀与车辆位移身份识别信息相关联。

如上所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，所述制动单元还包括电源，电源与所述的无线信号控制阀、空气压力传感器和空气压缩机分别连接，通过电源向各个用电部件进行供电，且电源还与手制动触发器、手动缓解触发器、压缩空气触发器分别单独连接。

如上所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，所述距离传感器用于测量铁路货车走行部弹簧上部和下部之间的距离，通过距离传感器的检测，可用于无线信号控制阀获知车辆的装载情况。

第二方面，本发明还提供了一种铁路货车用独立供风制动系统的使用方法，包括如下内容：

无线信号控制阀通过无线信号接收控制器指令，并发送指令给空气压缩机，由空气压缩机向储风缸充风；

当储风缸充风达到设定压力后，无线信号控制阀发送指令给空气压缩机停止工作；

当列车制动时，无线信号控制阀通过接收控制器指令，并根据距离传感器的信号判断车辆装载情况，控制储风缸供风给制动缸；

列车缓解时，无线信号控制阀通过无线信号接收机车上控制器的指令，排出制动缸中的压力空气。

如上所述的一种铁路货车用独立供风制动系统的使用方法，还包括如下内容：

列车分解后，手动触发设定车辆的手制动触发器，手制动触发器向无线信号控制阀发送指令，由无线信号控制阀控制储风缸供风给制动缸，实施单个车辆制动。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明采用每辆车独立供风方式，取消全列车供风主管；提高了充风、制动、缓解速度，降低空气制动泄露的惯性故障比例；便于列车编组、提高工作效率、降低成本、提高可靠性。

2)本发明采用无线信号控制系统，相比空气制动系统，提高了制动系统同步性；取消ECP制动系统贯穿全列车的电缆，方便列车编组和分解。

3)本发明采用无线信号控制阀通过空气压力传感器直接控制制动缸的压力，能够准确保证制动缸压力数值，制动缸产生漏泄时及时做出响应；能够实现阶段制动和阶段缓解；制动缸产生漏泄时，及时补充压力空气，保证制动缸压力不具有衰减性。

4)本发明通过无线信号控制阀通过距离传感器的设置，根据距离传感器的信号判断车辆的装载情况，这样根据不同的装载情况向制动缸提供不同空气压力，可精确保证空重车不同的闸瓦压力。

5)本发明中通过手制动触发器的设置，可在车辆分解后，通过手制动触发器控制车辆的制动，取消既有机械式手制动方式；操作简单、成本低。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1(a)是既有空气制动列车示意图；

图1(b)和ECP电空制动列车。

图2为既有货车空气制动原理图；

图3为既有货车电控空气制动原理图；

图4(a)为既有手制动在车辆的安装主视图；

图4(b)为既有手制动在车辆的安装侧视图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的一种铁路货车用独立供风制动系统的示意图。

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。

其中：1-制动缸，2-第一空气管路，3-第四双线电缆4-电源，5-第二空气管路，6-储风缸，7-第三空气管路，8-压缩空气触发器，9-手制动触发器，10-手动缓解触发器，11-第一双线电缆，12-无线信号控制阀，13-空气压力传感器，14-距离传感器，15-第二双线电缆，16-第三双线电缆，17-空气压缩机。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

列车制动指制止列车的运动，对已制动的列车接触或减弱其制动作用，则为列车缓解。

正如背景技术所介绍的，现有技术中手制动和空气制动为两套系统，而且不能在车辆连接时实现全自动控制的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种铁路货车用独立供风制动系统及使用方法。

本发明的一种典型的实施方式中，参考图5所示，一种铁路货车用独立供风制动系统，包括设于各个车辆的制动单元和设于机车的控制器，每一制动单元均包括无线信号控制阀，无线信号控制阀与同其设于同一车辆的制动缸、距离传感器、空气压力传感器、储风缸、手制动触发器、手动缓解触发器和压缩空气触发器连接，控制器与各个无线信号控制阀连接，空气压缩机与储风缸连接，储风缸与制动缸连接，无线信号控制阀通过压缩空气触发器控制空气压缩机的工作。

当然，制动单元还包括电源，通过电源向各个用电部件进行供电。

具体地，电源4、无线信号控制阀12、压缩空气触发器8、空气压力传感器13、距离传感器14、空气压缩机17、储风缸6、手制动触发器9、手动缓解触发器10、制动缸1安装在列车的各个车辆上；无线信号控制阀12和空气压力传感器13集成在一起，手制动触发器9和手动缓解触发器10集成在一起。

制动缸1和无线信号控制阀12通过第一空气管路2连接，无线信号控制阀12和储风缸6通过第二空气管路5连接，储风缸6和压缩空气触发器8通过第三空气管路7连接，手制动触发器9、距离传感器14、压缩空气触发器8分别和无线信号控制阀12通过第一双线电缆11、第二双线电缆15、第三双线电缆16连接，电源4和无线信号控制阀12通过第四双线电缆3连接。

此外，控制器安装在机车上，这里的机车指的是铁路货车的牵引机车，在一些具体示例中，控制器选择PLC控制器或者其他类型的控制器，相应，无线信号控制阀选择带有微处理器(由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器)的智能控制阀，当然无线信号控制阀还可选用PLC控制器或其他类型的控制器。

电源4提供给无线信号控制阀12、空气压力传感器13、手制动触发器9、手动缓解触发器10、压缩空气触发器8、空气压缩机17电能。无线信号控制阀12通过第四双线电缆采集电源4的情况，并及时反馈给安装在机车上的控制器。

为了保证连接的唯一性，无线信号控制阀12与车辆唯一身份识别信息(如车号)相关联。车辆连挂后，无线信号控制阀12通过无线信号接收机车上的控制器指令，并通过第三双线电缆16发送指令给压缩空气触发器8。压缩空气触发器8触发空气压缩机17工作，空气压缩机通过空气管路7给储风缸6充风。储风缸6和无线信号控制阀12通过第二空气管路5连接，当储风缸6充风达到压力要求时，无线信号控制阀12通过第三双线电缆16发送指令给压缩空气触发器8，空气压缩机17停止工作。

距离传感器14安装在货车适当位置，测量货车走行部弹簧上部和下部的距离，以此确定车辆装载情况，并将此情况通过第二双线电缆15反馈给无线信号控制阀12。列车制动时，无线信号控制阀12通过无线信号接收机车上控制器的指令，并根据车辆装载情况，由储风缸6通过第一空气管路和第二空气管路供风给制动缸1。

空气压力传感器安装于制动缸，在制动过程中，空气压力传感器13控制制动缸1的空气压力，压力达到要求后，停止供风。制动过程中，空气压力传感器13控制制动缸1的压力，可以实现阶段制动。

制动缸1安装在车辆设定位置，制动缸在车辆的安装位置，与现有技术一致，列车缓解时，无线信号控制阀12通过无线信号接收机车上控制器的指令，排出制动缸1中的压力空气。缓解过程中，空气压力传感器13控制制动缸1的压力，可以实现阶段缓解。

此外，通过空气压力传感器的设置，在制动缸产生漏泄时，空气压力传感器能够及时发现，可通过无线信号控制阀和储风缸向制动缸补充压力空气，保证制动缸压力不具有衰减性。

因考虑所有的部件安装在车辆上均需要空间或开槽，为了节约空间，减少附属件的设置数量，手制动触发器9和手动缓解触发器10集成在一起，并安装在车辆设定位置，车辆可通过手动缓解触发器10实施手动缓解。手动缓解触发器10通过第一双线电缆11发送指令给无线信号控制阀12，排出制动缸1中的压力空气，车辆处于缓解状态。

或者，列车分解后，手动触发手制动触发器9后，通过第一双线电缆11发送指令给无线信号控制阀12，由储风缸6通过空气管路供风给制动缸1，实施单个车辆制动。单个车辆缓解时，可通过手动缓解触发器10进行缓解。

本实施例提供的供风制动系统，通过无线信号控制阀的设置，可实现列车车辆连挂后，对各个车辆的统一控制，且没有贯穿全列车的制动主管和电缆，各个车辆的制动系统相互独立，可保证车辆制动同步进行，且提高了列车的制动速度，方便了列车编组和分解；而通过手制动触发器的设置，在列车车辆分解后，手动触发手制动触发器，由无线信号控制阀控制制动缸的动作，实现各个车辆的分别动作，这样制动系统不仅可以在车辆连挂后进行统一操作，也可以在车辆分解后进行单独的操作，将手动与空气制动作为一套系统，方便操作。

总的来说，一种铁路货车用独立供风制动系统的使用方法，包括如下内容：

无线信号控制阀通过无线信号接收控制器指令，并发送指令给空气压缩机，由空气压缩机向储风缸充风；

当储风缸充风达到设定压力后，无线信号控制阀发送指令给空气压缩机停止工作；

当列车制动时，无线信号控制阀通过接收控制器指令，并根据距离传感器的信号判断车辆装载情况，控制储风缸供风给制动缸；

列车缓解时，无线信号控制阀通过无线信号接收机车上控制器的指令，排出制动缸中的压力空气。

还包括如下内容：

列车分解后，手动触发设定车辆的手制动触发器，手制动触发器向无线信号控制阀发送指令，由无线信号控制阀控制储风缸供风给制动缸，实施单个车辆制动。

单个车辆需要缓解时，操作手动缓解触发器，手动缓解触发器发送指令给无线信号控制阀，无线信号控制阀排出制动缸中的压力空气，车辆处于缓解状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种铁路货车用独立供风制动系统，其特征在于，包括设于各个车辆的制动单元和设于机车的控制器，每一制动单元均包括无线信号控制阀，无线信号控制阀与同其设于同一车辆的制动缸、距离传感器、储风缸、手制动触发器和空气压缩机连接，控制器与各个无线信号控制阀连接，空气压缩机与储风缸连接，储风缸与制动缸连接；

所述制动单元还包括压缩空气触发器，压缩空气触发器与同其在同一车辆的所述无线信号控制阀连接，无线信号控制阀通过压缩空气触发器控制空气压缩机的工作；

所述无线信号控制阀与车辆位移身份识别信息相关联。

2.根据权利要求1所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，其特征在于，所述无线信号控制阀与同其设于同一车辆的空气压力传感器连接，空气压力传感器安装于所述的制动缸，以测量制动缸的空气压力。

3.根据权利要求2所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，其特征在于，所述无线信号控制阀与同其设于同一车辆的空气压力传感器集成为一体。

4.根据权利要求1所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，其特征在于，所述无线信号控制阀与同其设于同一车辆的手动缓解触发器连接。

5.根据权利要求4所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，其特征在于，所述手动缓解触发器与所述的手制动触发器集成为一体。

6.根据权利要求2所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，其特征在于，所述制动单元还包括电源，电源与所述的无线信号控制阀、空气压力传感器和空气压缩机分别连接。

7.根据权利要求1所述的一种铁路货车用独立供风制动系统，其特征在于，所述距离传感器用于测量铁路货车走行部弹簧上部和下部之间的距离。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种铁路货车用独立供风制动系统的使用方法，其特征在于，包括如下内容：

无线信号控制阀通过无线信号接收控制器指令，并发送指令给空气压缩机，由空气压缩机向储风缸充风；

当储风缸充风达到设定压力后，无线信号控制阀发送指令给空气压缩机停止工作；

当列车制动时，无线信号控制阀通过接收控制器指令，并根据距离传感器的信号判断车辆装载情况，控制储风缸供风给制动缸；

列车缓解时，无线信号控制阀通过无线信号接收机车上控制器的指令，排出制动缸中的压力空气。

9.根据权利要求8所述的一种铁路货车用独立供风制动系统的使用方法，其特征在于，还包括如下内容：

列车分解后，手动触发设定车辆的手制动触发器，手制动触发器向无线信号控制阀发送指令，由无线信号控制阀控制储风缸供风给制动缸，实施单个车辆制动。

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