CN112550253A - 一种货运列车空重车分级调整装置及调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种货运列车空重车分级调整装置及调整方法，该装置包括：空重车调整模块：用于根据接收到气压供给模块提供的空气压力，实现空重车制动力的多级调控；气压供给模块：包括多个级联的附加风缸，用以提供不同气压级的空气；气压调节模块：用以通过控制电磁阀的通断实现对应的附加风缸与空重车调整模块的连通；电子控制模块：用以根据当前车厢的载重情况控制电磁阀的通断。与现有技术相比，本发明利用原有货运列车自动式空气制动系统，利用弱电控制实现货运列车空重车的调整，适应现有长大货运、不同荷载车辆混编制动力调整，不会大幅改变现有的制动控制模式，适合对当前的货运系统进行改造，具有适应性强、操作简便、性能可靠等优点。

Description

一种货运列车空重车分级调整装置及调整方法

技术领域

本发明涉及货运列车调整领域，尤其是涉及一种货运列车空重车分级调整装置及调整方法。

背景技术

随着货运列车的载货量的增长以及速度的增加，传统的空重车调整方法已经渐渐地无法满足运行的需要。原有机械式制动空重车调整不够灵敏准确、以至车辆车轮抱死滑行，各车辆间的制动不一致引起的车辆间纵向冲动增大，制动反应时间长，导致制动距离长。此外，还造成车轮、闸瓦、车钩、牵引杆等的过度磨耗或过早损坏，最终导致车辆较高的维修和运用成本以及货车的运能较低。

因此，单纯的空气制动已经无法满足当前货运列车的运行需要，然而，现在绝大部分货运列车上未有自带电源，货运条件难以施行普遍的固定编组的电缆供电，不能精确地使用整车电控，随着气动发电、轴端电机发电、风压发电等发电方法的出现，在货车可能条件下自发小功率电能，在不改变原有货运列车空气制动系统功能和基本结构基础上，可以使用一些弱电控制的方法来调整气压，实现空重车精确调整。

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缺陷而提供一种货运列车空重车分级调整装置及调整方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种货运列车空重车分级调整装置，加装在货运列车空气制动系统中两压力间接作用式制动分配阀上，该装置包括：

空重车调整模块：用于根据接收到气压供给模块提供的压力空气，调整调整杆的位置作用于制动阀均衡部，从而调节货车空气制动机中制动缸与副风缸之间的连通程度，进而调整通入制动缸的空气压力，实现空重车制动力的多级调控；

气压供给模块：与货车空气制动机中的副风缸通过气路连接，包括多个级联的附加风缸，用以提供不同气压级的空气；

气压调节模块：包括与附加风缸通过气路连通的电磁阀，用以通过控制电磁阀的通断实现对应的附加风缸与空重车调整模块的连通；

电子控制模块：与气压调节模块的电磁阀电连接，用以根据当前车厢的载重情况控制电磁阀的通断；

蓄电和供电模块：用以为气压调节模块和电子控制模块提供电源。

所述的空重车调整模块包括制动阀均衡部、调整气室和空重车调整杆，所述的空重车调整杆上端与制动阀均衡部相连接，下端与调整气室连接，所述的调整气室与气压供给模块通过气压调节模块连接，实现不同空重车调整杆上端位置的调节，进而控制制动阀均衡部，改变副风缸通向制动缸的通路，实现空重车制动力的多级调控。

所述的气压供给模块中，每个附加风缸的入口处均配有调压阀，用以实现副风缸为每个附加风缸提供不同压力的空气。

所述的附加风缸数量根据需要调节的多级制动力决定，其数量为1个或多个，且与气压调节模块中电磁阀的数量保持一致。

所述的电子控制模块包括控制处理单元以及分别与控制处理单元连接的控制测试接口电路和压力传感器，所述的控制测试接口电路分别与电磁阀电连接，所述的压力传感器用以采集当前车厢的载重信息。

当气压调节模块和电子控制模块不带电或失电时，制动分配阀通向制动缸气路压力空气自动回到原机械式空重车调整装置管路实现制动。

所述的蓄电和供电模块由多个蓄电池构成，通过外部充电或利用压力空气进行气动发电储存电能。

该装置设有多个，并且分别安装在货运列车的每个车厢上。

一种货运列车空重车分级调整方法，包括以下步骤：

S1：将蓄电和供电模块与电子控制模块和气压调节模块相连接，向电子控制模块和气压调节模块实现供电，将控制处理单元分别与控制测试接口电路和压力传感器相连接，控制处理单元接收到压力传感器采集到的车体载重信号后处理转化为逻辑信号，通过控制测试接口电路控制气压调节模块中电磁阀的通断；

S2：将气压调节模块与空重车调整模块和气压供给模块通过气路连接，电磁阀在接收到控制信号后开始动作，使得空重车调整模块与根据载重选择的附加风缸连通，改变调整气室的气压值，通过气压差推动空重车调整杆到达设定位置；

S3：调整气室中的气压推动制动分配阀中的阀杆以及空重车调整杆，作用于制动阀均衡部，实现空重车制动力多级调节的目的。

所述的当蓄电与供电模块提供电源时，电子控制模块得电，根据不同车厢载重对应的空重车制动力不同的级数需求，通过电子控制模块控制电磁阀，进而更改气压供给模块中与空重车调整模块连通的附加风缸数量，从而调整为不同的气压，获得空重车所需的多级制动力。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明能通过微电控制实现对货运列车空重车的精确调整，利用电子控制模块、气压调节模块等器件实现更灵敏的气压调整，达到车辆更灵敏的空重载调整，以及依靠较为精确的控制，达到货车空车防止滑行的效果。

2、本发明是在现有的货运列车空气制动系统上加装了一套空重车调整装置，加装附加风缸、电磁阀等来实现空重车调整，降低了货运列车改造成本，减少改变现有货运列车结构组成和控制模式，当供电不足或失电时，会关闭电控单元，制动缸气路压力空气会自动回到原有机械式空重车调整装置管路，不影响货车原本的空气制动系统。

3、本发明可以根据制动级数需求增加或减少附加风缸的数量，实现多级空重车制动调整，气压调节模块根据电子控制模块传递的信号，通过电磁阀与不同的附加风缸相连接，调整为多个气压，实现多级制动需求。

4、本发明可以配合气动发电系统，利用气动发电系统产生的电能实现空重车的微功率控制，这种控制可以根据单节车厢的负载情况自动调节，不需要人工手动调节，也不需要整车电控调节，适应性强、操作简便，性能可靠。

附图说明

图1为本发明中空重车调整模块的结构示意图。

图2为本发明中气压供给模块的结构示意图。

图3为本发明中气压调节模块的结构示意图。

图4为本发明中电子控制模块的结构示意图。

图5为本发明中蓄电和供电模块的结构示意图。

图6为本发明货运列车空重车调整装置的结构示意图。

图中标记说明：

1、空重车调整模块，1.1、制动阀均衡部，1.2、调整气室，1.3、空重车调整杆，2、气压供给模块，2.1、2.3、2.5、附加风缸，2.2、2.4、2.6、调压阀，3、气压调节模块，3.1、3.2、3.3、电磁阀，4、电子控制模块，4.1、控制处理单元，4.2、控制测试接口电路，4.3压力传感器，5、蓄电和供电模块，5.1、5.2、蓄电池。

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。

实施例

如图6所示，本发明提供一种货运列车空重车分级调整装置及调整方法，该装置包括：空重车调整模块1、气压供给模块2、气压调节模块3、电子控制模块4以及蓄电和供电模块5。

空重车调整模块1：如图1所示，其上部与货运列车空气制动机中的主阀相连接，下部与气压供给模块2气路连接，用于利用气压差控制空重车调整杆运动，从而获得不同的制动力，实现空重车调整。空重车调整模块1包括制动阀均衡部1.1，调整气室1.2以及空重车调整杆1.3，空重车调整杆1.3的上端与制动阀均衡部1.1相连接，下端与调整气室1.2相连接，调整气室1.2用于接收气压调节模块3输出的气压差值，空重车调整杆1.3被气压差值推动到对应的位置，作用于制动阀均衡部1.1，制动阀均衡部1.1改变副风缸通向制动缸的通路，调整通入制动缸的空气压力，从而获得空重车对应的制动力。

气压供给模块2：如图2所示，其与制动系统中的副风缸气路连接，或直接与列车管连接，气压供给装置2包括级联的多个附加风缸2.1、2.3、2.5和调压阀2.2、2.4、2.6，调压阀2.2、2.4、2.6通过控制，使得附加风缸2.1、2.3、2.5得到逐级递减的压力并储存起来。

气压调节模块3：如图3所示，其上端与气压供给模块2气路连接，下端与空重车调整模块1气路连接，气压调节模块3包括多个电磁阀3.1、3.2、3.3，电磁阀3.1、3.2、3.3通过接收电子控制模块4传来的逻辑信号，控制不同的附加风缸与空重车调整模块连接，从而获得所需的不同气压。

电子控制模块4：如图4所示，其与气压调节模块3电路连接，电子控制模块4包括控制处理单元4.1、控制测试接口电路4.2和压力传感器4.3。控制处理单元4.1得电时，压力传感器4.3将感应到的车体压力数据(车厢载重)传递给控制处理单元4.1，控制处理单元4.1对压力数据进行分析处理后转化为逻辑信号，通过测试接口电路4.2来控制气压调节模块3，使得气压调节模块3通过电磁阀3.1、3.2、3.3控制对应的附加风缸与空重车调整模块1相连，获得对应的气压差值。

蓄电和供电模块5：如图5所示，包括蓄电池组5.1、5.2，其与气压调节模块3以及电子控制模块4电路连接，蓄电池组5.1、5.2可以通过外部充电或车辆气动发电来储存电能，并给气压调节模块3以及电子控制模块4供电，达到单车控制的目的。

在货运列车整备出发前，司机操纵控制器给蓄电池5.1、5.2充电或通过列车管给各车辆压力空气发电装置供气产生电能蓄电，使得电子控制模块4得电，在货运列车运行过程中，当载重改变时，压力传感器4.3会接受到压力信号并传递给控制处理单元4.1，控制处理单元4.1将压力信号转换为逻辑信号，通过控制测试接口电路4.2来控制电磁阀3.1、3.2、3.3运动，使得空重车调整模块1与对应的附加风缸2.1、2.3、2.5连接，改变调整气室1.2的压力差，推动空重车调整杆1.3运动，作用于制动分配阀的均衡部，调整通入制动缸的空气压力，获得空重车对应的制动力，实现货运列车空重车调整。

而当运行过程中供电不足时，电子控制模块4失电，会按货运列车原有空气制动系统及空重车调整装置作用进行空气制动，保证制动系统的可靠性。

Claims (10)

1.一种货运列车空重车分级调整装置，加装在货运列车空气制动系统中两压力间接作用式制动分配阀上，其特征在于，该装置包括：

空重车调整模块(1)：用于根据接收到气压供给模块(2)提供的压力空气，调整调整杆的位置作用于制动阀均衡部，从而调节货车空气制动机中制动缸与副风缸之间的连通程度，进而调整通入制动缸的空气压力，实现空重车制动力的多级调控；

气压供给模块(2)：与货车空气制动机中的副风缸通过气路连接，包括多个级联的附加风缸，用以提供不同气压级的空气；

气压调节模块(3)：包括与附加风缸通过气路连通的电磁阀，用以通过控制电磁阀的通断实现对应的附加风缸与空重车调整模块(1)的连通；

电子控制模块(4)：与气压调节模块(3)的电磁阀电连接，用以根据当前车厢的载重情况控制电磁阀的通断；

蓄电和供电模块(5)：用以为气压调节模块(3)和电子控制模块(4)提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种货运列车空重车分级调整装置，其特征在于，所述的空重车调整模块(1)包括制动阀均衡部(1.1)、调整气室(1.2)和空重车调整杆(1.3)，所述的空重车调整杆(1.3)上端与制动阀均衡部(1.1)相连接，下端与调整气室(1.2)连接，所述的调整气室(1.2)与气压供给模块(2)通过气压调节模块(3)连接，实现不同空重车调整杆(1.3)上端位置的调节，进而控制制动阀均衡部(1.1)，改变副风缸通向制动缸的通路，实现空重车制动力的多级调控。

3.根据权利要求1所述的一种货运列车空重车分级调整装置，其特征在于，所述的气压供给模块(2)中，每个附加风缸的入口处均配有调压阀，用以实现副风缸为每个附加风缸提供不同压力的空气。

4.根据权利要求1所述的一种货运列车空重车分级调整装置，其特征在于，所述的附加风缸数量根据需要调节的多级制动力决定，其数量为1个或多个，且与气压调节模块(3)中电磁阀的数量保持一致。

5.根据权利要求1所述的一种货运列车空重车分级调整装置，其特征在于，所述的电子控制模块(4)包括控制处理单元(4.1)以及分别与控制处理单元(4.1)连接的控制测试接口电路(4.2)和压力传感器(4.3)，所述的控制测试接口电路(4.2)分别与电磁阀电连接，所述的压力传感器(4.3)用以采集当前车厢的载重信息。

6.根据权利要求1所述的一种货运列车空重车分级调整装置，其特征在于，当气压调节模块(3)和电子控制模块(4)不带电或失电时，制动分配阀通向制动缸气路压力空气自动回到原机械式空重车调整装置管路实现制动。

7.根据权利要求1所述的一种货运列车空重车分级调整装置，其特征在于，所述的蓄电和供电模块(5)由多个蓄电池构成，通过外部充电或利用压力空气进行气动发电储存电能。

8.根据权利要求1所述的一种货运列车空重车分级调整装置，其特征在于，该装置设有多个，并且分别安装在货运列车的每个车厢上。

9.一种货运列车空重车分级调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将蓄电和供电模块(5)与电子控制模块(4)和气压调节模块(3)相连接，向电子控制模块(4)和气压调节模块(3)实现供电，将控制处理单元(4.1)分别与控制测试接口电路(4.2)和压力传感器(4.3)相连接，控制处理单元(4.1)接收到压力传感器(4.3)采集到的车体载重信号后处理转化为逻辑信号，通过控制测试接口电路(4.2)控制气压调节模块(3)中电磁阀的通断；

S2：将气压调节模块(3)与空重车调整模块(1)和气压供给模块(2)通过气路连接，电磁阀在接收到控制信号后开始动作，使得空重车调整模块(1)与根据载重选择的附加风缸连通，改变调整气室(1.2)的气压值，通过气压差推动空重车调整杆(1.3)到达设定位置；

S3：调整气室(1.2)中的气压推动制动分配阀中的阀杆以及空重车调整杆，作用于制动阀均衡部，实现空重车制动力多级调节的目的。

10.根据权利要求9所述的一种货运列车空重车分级调整装置，其特征在于，所述的当蓄电与供电模块(5)提供电源时，电子控制模块(4)得电，根据不同车厢载重对应的空重车制动力不同的级数需求，通过电子控制模块(4)控制电磁阀，进而更改气压供给模块(2)中与空重车调整模块(1)连通的附加风缸数量，从而调整为不同的气压，获得空重车所需的多级制动力。

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