CN112026731B - 一种电动牵引车全车制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动牵引车全车制动系统，其特征在于，包括悬挂脚制动装置、驱动转向全轮制动装置、全车制动同步联动系统、带减震结构的制动管路、转向软连接结构、以及反接制动电流反馈系统，悬挂脚制动装置包括脚制动总成和真空助力器，驱动转向全轮制动装置包括两个转向轮制动器和两个驱动轮制动器，全车制动同步联动系统包括六通阀、制动气管Ⅰ、制动气管Ⅱ、人字三通接头、制动气管Ⅲ、两个以上电动真空泵、以及真空罐总成，制动气管Ⅰ与真空助力器连接，六通阀与带减震结构的制动管路连接，按照设定的动力比例分配前后轮制动压力。本发明通过操纵脚制动悬挂装置实现驱动转向全轮制动，满足轻量化条件下的制动安全要求。

Description

一种电动牵引车全车制动系统
技术领域
本发明涉及电动牵引车技术领域，尤其涉及一种电动牵引车的全车制动系统。
背景技术
电动牵引车主要使用方式为拖曵载货列车，工作时，多数情况下列车仅靠牵引车制动轮制动,载货爬坡坡度有范围限制。如果以非安全坡度爬坡，列车在下坡或意外停车时易脱离人控，进而折叠碰橦冲下坡道。
对于电动牵引车来说，在满足额定牵引力等技术条件要求下尽可能的轻量化设计更能节约能耗；而制动安全要求提供足够的制动轮负载，目前轻中载的电动牵引车采用驱动轮制动而转向轮不含制动。
由于不同的客户使用环境的不同，在能够满足平路制动要求的情况下要同时满足满载坡道制动要求必然要牺牲能耗要求，或提高整车适用工况要求或降低环境因素条件下的额定载货量等性能参数，降低了产品的适应性并存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动牵引车全车制动系统，通过操纵脚制动悬挂装置实现驱动转向全轮制动，满足轻量化条件下的制动安全要求。
为此，本发明提供了一种电动牵引车全车制动系统，其特征在于，包括悬挂脚制动装置、驱动转向全轮制动装置、全车制动同步联动系统、带减震结构的制动管路、转向软连接结构、以及反接制动电流反馈系统，所述悬挂脚制动装置包括脚制动总成和真空助力器，所述驱动转向全轮制动装置包括两个转向轮制动器和两个驱动轮制动器，所述全车制动同步联动系统包括六通阀、制动气管Ⅰ、制动气管Ⅱ、人字三通接头、制动气管Ⅲ、两个以上电动真空泵、以及真空罐总成，制动气管Ⅰ与所述真空助力器连接，所述六通阀与带减震结构的制动管路连接，按照设定的动力比例分配前后轮制动压力。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势/有益效果。
1、本系统应用于各类型轻、中载货量的电动牵引时，提供足够的制动力，满足载荷状态下包含无制动列车的制动要求，保障牵引车、列车和货物安全。
2、本系统工作时，通过自身减震结构、反接制动电流反馈系统和安全压力反馈系统确保系统工作的可靠性和安全性，通过同步联动系统、软连接结构和驱动转向全轮制动确保系统工作的合理性和有效性，通过脚制动装置确保系统工作的操控性和便捷性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请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。在附图中：
图1为本发明电动牵引车全车制动系统的结构示意图；
图2为本发明电动牵引车全车制动系统的局部结构示意图；
图3为本发明电动牵引车全车制动系统的六通阀的结构示意图；
图4为本发明电动牵引车全车制动系统的反接制动电流反馈系统示意图；以及
图5为本发明安全压力反馈系统的示意图。
附图标记说明
11、脚制动总成，12、真空助力器；
21、六通阀，22、制动气管Ⅰ，23、制动气管Ⅱ，24、人字三通接头，25、制动气管Ⅲ，26、电动真空泵，27、真空罐总成，28、真空罐支架，29、真空泵支架；
31、(AP)管卡，32、制动钢管Ⅲ总成，33、制动钢管Ⅳ总成，34、制动钢管Ⅴ总成，35、线束固定卡，36、制动钢管Ⅷ总成，37、制动钢管Ⅸ总成，38、制动钢管Ⅹ总成；
41、制动胶管支架，42、制动钢管Ⅰ总成，43、前胶管总成，44、制动钢管Ⅱ总成，45、后胶管总成，46、制动钢管Ⅵ总成，47、两通接头，48、制动钢管Ⅶ总成；
51、脚制动开关，52、驱动电机，53、制动传感器，54、行走控制器；
61、摩擦片传感器，62、制动油壶，63、制动液液位传感器，64、制动前盘支架，65、真空罐压力报警，66、整机控制器，67、线束；
71、转向轮制动器，72、驱动轮制动器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1至图5示出了根据本发明的一些实施例。
本发明通过操纵脚制动悬挂装置实现驱动转向全轮制动，满足轻量化条件下的制动安全要求，以解决上述背景技术中提出的问题。
如图1和图2所示，本电动牵引车全车制动系统包括悬挂脚制动装置、全车制动同步联动系统、带减震结构的制动管路、转向软连接结构、反接制动电流反馈系统、安全压力反馈系统、以及驱动转向全轮制动装置。
悬挂脚制动装置用于通过人力操纵提供制动需求并且传递制动动作，包括脚制动总成11和真空助力器12。脚制动总成11固定在整车本体上。
真空助力器12与脚制动总成11相连接。真空助力器12包括制动主缸，该制动主缸提供双制动回路。
脚制动总成11通过人力操纵提供制动需求传递制动动作，控制整个系统工作的起动。真空助力器12为人力操纵进行助力，使操作者以更简便的动作完成全行程范围的操作从而有效地实现理想的制动动作并达到预期制动效果。
全车制动同步联动系统用于解决复杂负荷状态和多轮制动压力系统状态不均匀、动作不一致产生的制动失效等问题，包括六通阀21、制动气管Ⅰ22、制动气管Ⅱ23、人字三通接头24、两个制动气管Ⅲ25、电动真空泵26、真空罐总成27、真空罐支架28、以及真空泵支架29。
其中，六通阀21、人字三通接头24、真空泵支架29和真空罐支架28固定在整车本体上。电动真空泵26固定于真空泵支架29上。真空罐总成27固定于真空罐支架28上。
其中，真空罐总成27通过制动气管Ⅰ22与真空助力器12连接，通过制动气管Ⅱ23、制动气管Ⅲ25与电动真空泵26连接。
电动真空泵26提供原始的真空压力。人字三通接头24使两个电动真空泵26产生的真空压力合并。
真空罐总成27储存真空压力备用，在接收到制动动作要求时提供所需的真空压力。
六通阀21按制动力比例分配前后轮制动压力，实现制动力的平衡和制动效果的一致。
结合参照图3，该六通阀为变压力比例六通阀。其包括两个进油口P1和P2，四个出油口A1、A2和B1、B2。其中，其中A1、B1为P1侧出油口，A2、B2为P2侧出油口，两路油独立工作，互不干扰，任意一路出现泄漏或其他故障，另一路仍能正常工作，不受影响。
六通阀与车体制动器连接顺序：A1口接右后驱动轮，A2口接左后驱动轮，B1口接左前转向轮，B2口接右前转向轮。
系统最大允许工作压力为10MPA。同侧进油口(输入)和出油口(输出)的压力在不同系统压力下，输入和输出特性曲线遵循不同的斜率，常规工况下，在总泵输出系统压力P≤2.7MPA时，进油口输入的制动压力＝出油口输出压力，即P1＝A1＝B1，P2＝A2＝B2；紧急刹车工况下，在总泵输出系统压力在2.7MPA≤P≤10MPA时，(输出压力-2.7)/(输入压力-2.7)＝1:4，即A1＝B1＝1/4(P1-2.7)+2.7；A2＝B2＝1/4(P2-2.7)+2.7。
另外，关于流量，A1：B1＝2:1，A2：B2＝2:1，即六通阀的单侧腔的主输出油口(供油给驱动轮)和次输出油口(供油给转向轮)的输出流量为2：1，满足牵引车驱动轮负载大，所需制动力大的特点。六通阀的两个单侧腔均如此。
带减震结构的制动管路用于防止系统动力传递过程中因路线过长、整车运动状态速度变化不均匀以及路况颠簸起伏引起的震动与共振，包括若干(AP)管卡31、制动钢管Ⅲ总成32、制动钢管Ⅳ总成33、制动钢管Ⅴ总成34、制动钢管Ⅷ总成36、制动钢管Ⅸ总成37、制动钢管Ⅹ总成38及两个线束固定卡35。
制动钢管Ⅲ总成32通过(AP)管卡31固定在整车本体上，与六通阀21连接。制动钢管Ⅳ总成33、制动钢管Ⅴ总成34通过(AP)管卡31固定在整车本体上，与六通阀21连接。制动钢管Ⅷ总成36通过(AP)管卡31固定在整车本体上，与六通阀21连接。
制动钢管Ⅸ总成37通过线束固定卡35固定在整车本体上，六通阀21通过制动钢管Ⅸ总成37和制动钢管Ⅹ总成38与真空助力器12的制动主缸连接。
形成动力传输的各制动钢管通过(AP)管卡及已经固定在整车本体上的六通阀、真空罐总成，以一定间距均匀地固定在整车本体上，防止系统动力传递过程中因路线过长、整车运动状态速度变化不均匀以及路况颠簸起伏引起的震动与共振，确保带减震结构的制动管路系统正常工作。
转向软连接结构用以适应转向轮转向时制动钢管随转、避免接头松动造成漏气漏液降低系统制动压力从而造成制动失效，包括两个制动胶管支架41、一个制动钢管Ⅰ总成42、前胶管总成43、制动钢管Ⅱ总成44、后胶管总成45、制动钢管Ⅵ总成46、两通接头47、以及制动钢管Ⅶ总成48。
制动钢管Ⅰ总成42与一个前胶管总成43连接，固定于一制动胶管支架41上；前胶管总成43另一端与制动钢管Ⅷ总成36连接。
制动钢管Ⅱ总成44与另一前胶管总成43连接，固定于另一制动胶管支架41上；该前胶管总成43另一端与制动钢管Ⅲ总成32连接。
制动钢管Ⅵ总成46与一后胶管总成45连接，固定于制动胶管支架41上；右后侧后胶管总成45另一端与制动钢管Ⅴ总成34连接。
两通接头47一端与制动钢管Ⅳ总成33连接，另一端与制动钢管Ⅶ总成48连接；制动钢管Ⅶ总成48固定于制动胶管支架41上，与左后侧的后胶管总成45另一端连接。
前胶管总成43为挠性过渡件，其一端连接的制动钢管Ⅰ总成42及制动钢管Ⅱ总成44固定于制动胶管支架41上，另一端连接的制动钢管Ⅲ总成32及制动钢管Ⅷ总成36，呈拱形，随转向轮转向时转动，避免接头松动造成漏气漏液降低系统制动压力从而造成制动失效，即通过提供转向软连接结构确保制动系统自身适应不同动作要求。
反接制动电流反馈系统用于通过信息传递和程序控制使驱动电机产生阻滞作用的反转矩，如图4所示，包括脚制动开关51和/或制动传感器53、驱动电机52、以及行走控制器54。
脚制动开关51和/或制动传感器53固定在脚制动总成11上，其触点与脚制动总成11动作元件联动。
驱动电机52、脚制动开关51和/或制动传感器53、与行走控制器54通过线束电连接。
脚制动总成11动作时脚制动开关51和/或制动传感器53采集脚制动开关51的动作，通过模拟量信号传入行走控制器，行走控制器给驱动电机反接相序，使驱动电机产生阻滞作用的反转矩，实现反接制动电流反馈系统功能。
安全压力反馈系统配备有各种可能的故障点处的传感器并经整车控制器处理，如图5所示，包括四个摩擦片传感器61、制动液液位传感器63、真空罐压力报警65、以及整机控制器66。
摩擦片传感器61固定在制动前盘支架上，制动液液位传感器63和真空罐压力报警65固定在真空罐上。制动液液位传感器63用于检测真空助力器12的制动主缸上的制动油壶62中的液位。
摩擦片传感器61、制动液液位传感器63、真空罐压力报警65与整机控制器66通过线束电连接。
整机控制器66检测到摩擦片传感器61、制动液液位传感器63、真空罐压力报警65中任何一个传感器有故障信息时，整车控制器66通过信号传输至驱动电机52，控制驱动电机52转动及停止。
驱动转向全轮制动装置实现最终两对不同负荷、不同制动力要求的制动动作协调，包括两个转向轮制动器71和两个驱动轮制动器72。转向轮制动器71和驱动轮制动器72均为实现整车制动的最终执行元件。
转向轮制动器71通过制动钢管Ⅰ总成42及制动钢管Ⅱ总成44与制动系统连接，驱动轮制动器72通过制动钢管Ⅵ总成46与制动系统连接，实现最终制动动作。
转向轮制动器71和驱动轮制动器72通过全车制动同步联动系统实现制动动作同步。
转向轮制动器71和驱动轮制动器72通过摩擦片传感器61提供安全压力反馈系统6原始信号，实现安全保护功能。
本发明应用于各类型轻中载货量的电动牵引时，提供足够的制动力，满足载荷状态下包含无制动列车的制动要求，保障牵引车、列车和货物安全；系统工作时，通过自身减震结构、反接制动电流反馈系统和安全压力反馈系统确保系统工作的可靠性和安全性，通过同步联动系统、软连接结构和驱动转向全轮制动确保系统工作的合理性和有效性，通过脚制动装置确保系统工作的操控性和便捷性。
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 (1)

1.一种电动牵引车全车制动系统，其特征在于，包括悬挂脚制动装置、驱动转向全轮制动装置、全车制动同步联动系统、带减震结构的制动管路、转向软连接结构、以及反接制动电流反馈系统，
所述悬挂脚制动装置包括脚制动总成(11)和真空助力器(12)，所述驱动转向全轮制动装置包括两个转向轮制动器(71)和两个驱动轮制动器(72)，
所述全车制动同步联动系统包括六通阀(21)、制动气管Ⅰ(22)、制动气管Ⅱ(23)、人字三通接头(24)、制动气管Ⅲ(25)、两个以上电动真空泵(26)、以及真空罐总成(27)，
其中，所述真空罐总成(27)通过所述制动气管Ⅰ(22)与所述真空助力器（12）连接；
所述真空罐总成(27)通过所述制动气管Ⅱ（23）、所述制动气管Ⅲ（25）与所述电动真空泵（26）连接；
所述六通阀（21）与带减震结构的制动管路连接，按照设定的动力比例分配前后轮制动压力；
所述六通阀（21）为变压力比例六通阀，其包括两个进油口P1和P2，四个出油口A1、A2和B1、B2，其中A1、B1为P1侧出油口，A2、B2为P2侧出油口，两路油独立工作，互不干扰，
所述六通阀（21）与车体制动器连接顺序：A1口接右后驱动轮，A2口接左后驱动轮，B1口接左前转向轮，B2口接右前转向轮；
所述六通阀（21）的同侧进油口和出油口的压力在不同系统压力下，输入和输出特性曲线遵循不同的斜率；
常规工况下，在总泵输出系统压力P≤2.7MPA时，进油口输入的制动压力＝出油口输出压力，即P1＝A1＝B1，P2＝A2＝B2；
紧急刹车工况下，在总泵输出系统压力在2.7MPA≤P≤10MPA时，A1＝B1＝1/4(P1-2.7)+2.7；A2＝B2＝1/4(P2-2.7)+2.7，
所述六通阀（21）的单侧腔的供油给驱动轮的主输出油口和供油给转向轮的次输出油口的输出流量为2：1；
所述带减震结构的制动管路(3)包括管卡(31)、制动钢管Ⅲ总成(32)、制动钢管Ⅳ总成(33)、制动钢管Ⅴ总成(34)、线束固定卡(35)、制动钢管Ⅷ总成(36)、制动钢管Ⅸ总成(37)、制动钢管Ⅹ总成(38)，
所述制动钢管Ⅲ总成(32)通过所述管卡(31)固定在整车本体上，与所述六通阀(21)连接，
所述制动钢管Ⅳ总成(33)、所述制动钢管Ⅴ总成(34)通过所述管卡(31)固定在整车本体上，与所述六通阀(21)连接，
所述制动钢管Ⅷ总成(36)通过所述管卡(31)固定在整车本体上，与所述六通阀(21)连接，
所述制动钢管Ⅸ总成(37)和所述制动钢管Ⅹ总成(38)通过所述线束固定卡(35)固定在整车本体上，与所述真空助力器(12)的制动主缸相连；
转向软连接结构(4)包括制动胶管支架(41)、制动钢管Ⅰ总成(42)、前胶管总成(43)、制动钢管Ⅱ总成(44)、后胶管总成(45)、制动钢管Ⅵ总成(46)、两通接头(47)、以及制动钢管Ⅶ总成(48)，
两个前胶管总成(43)的第一端通过制动胶管支架(41)固定且与所述制动钢管Ⅰ总成(42)连接，其第二端也为固定端，其中，一个前胶管总成(43)的第二端与所述制动钢管Ⅷ总成(36)连接，另一个前胶管总成(43)的第二端与所述制动钢管Ⅲ总成(32)连接，
所述前胶管总成（43）为挠性过渡件，呈拱形，随转向轮转向时转动，避免接头松动造成漏气漏液降低系统制动压力从而造成制动失效；
两个后胶管总成(45)的第一端通过制动胶管支架(41)固定且与所述制动钢管Ⅵ总成(46)连接，其第二端为活动端，其中，一个后胶管总成(45)的第二端与所述制动钢管Ⅶ总成(48)连接，其中，所述制动钢管Ⅶ总成(48)通过两通接头(47)与所述制动钢管Ⅳ总成(33)连接，另一个后胶管总成(45)的第二端与制动钢管Ⅴ总成(34)连接；
还包括用于监测制动系统的故障点的安全压力反馈系统，包括与整机控制器(66)电连接的若干摩擦片传感器(61)、制动液液位传感器(63)、以及具有报警功能的真空罐压力检测器(65)，其中，摩擦片传感器(61)分布在两个转向轮制动器(71)和两个所述驱动轮制动器(72)上，所述制动液液位传感器(63)布置在所述真空助力器(12)的制动油壶上；
所述反接制动电流反馈系统包括脚制动开关(51)和/或制动传感器(53)，其中，所述脚制动开关(51)和/或制动传感器(53)固定在脚制动总成(11)上，用于在所述脚制动总成(11)动作时采集其动作信号，并传送给电动牵引车的行走控制器(54)，所述行走控制器(54)据此向所述电动牵引车的各驱动电机(52)提供反接相序，使所述驱动电机(52)反接制动。
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