CN113401162B - 一种用于列车救援的制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于列车救援的制动系统，安装在救援机车和/或被救援车辆上的救援制动系统，所述救援制动系统能控制救援机车和被救援车辆的制动缸，从而对直接控制救援机车和被救援车辆进行制动或缓解。本发明解决了现有技术存在的在长大下坡道上救援效率低、存在不兼容等问题。

Description

一种用于列车救援的制动系统

技术领域

本发明涉及轨道交通制动系统技术领域，具体是一种用于列车救援的制动系统。

背景技术

国内外对于列车或动车组的救援，还没有专用的救援机车，也没有适应救援列车的制动系统。在长大下坡道上，整列车的下滑力非常大，无法仅通过单台救援机车自身的制动系统保障整列车的安全下坡运行。目前对整列车的救援均采用无限增加机车数量以保证列车制动安全，或者派出同型号动车组救援故障动车组，且救援速度仅为5km/h，救援效率极低，又由于被救援列车有可能为货运列车，也有可能为客运动车组列车，救援机车与被救援列车的制动系统还存在不兼容的问题。对在长大坡道运行的列车，如青藏线、川藏线等运行的列车，急需有一套适应线路救援用的列车制动系统。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于列车救援的制动系统，解决现有技术存在的在长大下坡道上救援效率低、存在不兼容等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种用于列车救援的制动系统，安装在救援机车和/或被救援车辆上的救援制动系统，所述救援制动系统能控制救援机车和被救援车辆的制动缸，从而对直接控制救援机车和被救援车辆进行制动或缓解。

保持原机车及车辆制动系统不变，在救援机车和/或被救援车辆上加装救援制动系统，所述救援制动系统能控制救援机车和被救援车辆的制动缸，从而对直接控制救援机车和被救援车辆进行制动或缓解，以保证被救援列车和被救援车辆的制动安全，而且保持原机车及车辆制动系统不变，便于有效解决制动系统不兼容的问题。制动、缓解响应快，尤其是在长大下坡道上可提高救援速率。

作为一种优选的技术方案，所述救援制动系统还能调整救援机车和被救援车辆的制动缸压力大小。

调整救援机车和被救援车辆的制动缸压力大小，实现根据不同救援车重量和救援线路坡道精准控制制动力。

作为一种优选的技术方案，所述救援制动系统包括连接于救援机车的第一救援制动单元和连接于被救援车辆的第二救援制动单元。

两路救援制动单元分别对救援机车、被救援车辆进行控制，便于控制和安装。

作为一种优选的技术方案，还包括总控控制单元，所述总控控制单元连接于所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元的前端，所述总控控制单元能对所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元分别进行工作或不工作的控制。

这更加便于对两路救援制动单元进行控制，系统自动化程度进一步提高。

作为一种优选的技术方案，所述总控控制单元包括控制风缸、与所述控制风缸相连的救援控制手柄、与救援控制手柄相连的继动阀，所述继动阀与所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元的共同前端气动连接。

以上结构便于分别对第一救援制动单元、第二救援制动单元产生气动力，便于集成控制气动力的大小。

作为一种优选的技术方案，所述救援控制手柄至少包括运转位、制动位两个档位。

这便于操控系统的运转和制动。

作为一种优选的技术方案，所述运转位和/或所述制动位从最小制动档到最大制动档是连续制动区间。

连续档位的设置，使通过救援控制手柄操控系统更加精准，便于连续控制。

作为一种优选的技术方案，所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元均包括换向阀，所述换向阀的进气端与所述继动阀的出气端气动连接，所述换向阀的出气端与制动缸气动连接。

换向阀用便于通过换向控制制动缸，结构简单，操作简便，便于实现制作或缓解。

作为一种优选的技术方案，还包括电空联锁阀，所述换向阀为气控阀，所述电空联锁阀的出气端与所述换向阀的进气端气动连接，所述电空联锁阀的进气端与所述换向阀的先导端、所述继动阀的出气端气动连接。

这便于在机车实施电制动时，切除机车救援制动，优先实施电制动。

作为一种优选的技术方案，其特征在于，所述总控控制单元的数量为两个，所述总控控制单元具备联锁关系。

两套具有联锁关系的总控控制单元使系统具备了冗余控制功能，系统的安全性和可靠性进一步提高。

本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本发明保持原机车及车辆制动系统不变，在救援机车和/或被救援车辆上加装救援制动系统，所述救援制动系统能控制救援机车和被救援车辆的制动缸，从而对直接控制救援机车和被救援车辆进行制动或缓解，以保证被救援列车和被救援车辆的制动安全，而且保持原机车及车辆制动系统不变，便于有效解决制动系统不兼容的问题；制动、缓解响应快，尤其是在长大下坡道上可提高救援速率；

(2)本发明调整救援机车和被救援车辆的制动缸压力大小，实现根据不同救援车重量和救援线路坡道精准控制制动力；

(3)本发明两路救援制动单元分别对救援机车、被救援车辆进行控制，便于控制和安装；

(4)本发明更加便于对两路救援制动单元进行控制，系统自动化程度进一步提高；

(5)本发明便于分别对第一救援制动单元、第二救援制动单元产生气动力，便于集成控制气动力的大小；

(6)本发明便于操控系统的运转和制动；

(7)本发明连续档位的设置，使通过救援控制手柄操控系统更加精准，便于连续控制；

(8)本发明换向阀用便于通过换向控制制动缸，结构简单，操作简便，便于实现制作或缓解；

(9)本发明便于在机车实施电制动时，切除机车救援制动，优先实施电制动；

(10)本发明两套具有联锁关系的总控控制单元使系统具备了冗余控制功能，系统的安全性和可靠性进一步提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的具有两套具总控控制单元的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1、作用管，2、第一总风管，3、控制风缸管，4、第二总风管，5、第一救援管，6、第一制动缸管，7、制动缸先导管，8、救援制动管，9、救援先导管，10、第二制动缸管，20、第二救援管，101、救援制动手柄，102、控制风缸，103、继动阀，104、压力表，105、换向阀，106、电空联锁阀，107、第一缩堵，108、救援软管，109、第二缩堵，110、第三缩堵。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1、图2所示，一种用于列车救援的制动系统，安装在救援机车和/或被救援车辆上的救援制动系统，所述救援制动系统能控制救援机车和被救援车辆的制动缸，从而对直接控制救援机车和被救援车辆进行制动或缓解。

保持原机车及车辆制动系统不变，在救援机车和/或被救援车辆上加装救援制动系统，所述救援制动系统能控制救援机车和被救援车辆的制动缸，从而对直接控制救援机车和被救援车辆进行制动或缓解，以保证被救援列车和被救援车辆的制动安全，而且保持原机车及车辆制动系统不变，便于有效解决制动系统不兼容的问题。制动、缓解响应快，尤其是在长大下坡道上可提高救援速率。

作为一种优选的技术方案，所述救援制动系统还能调整救援机车和被救援车辆的制动缸压力大小。

调整救援机车和被救援车辆的制动缸压力大小，实现根据不同救援车重量和救援线路坡道精准控制制动力。

作为一种优选的技术方案，所述救援制动系统包括连接于救援机车的第一救援制动单元和连接于被救援车辆的第二救援制动单元。

两路救援制动单元分别对救援机车、被救援车辆进行控制，便于控制和安装。

作为一种优选的技术方案，还包括总控控制单元，所述总控控制单元连接于所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元的前端，所述总控控制单元能对所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元分别进行工作或不工作的控制。

这更加便于对两路救援制动单元进行控制，系统自动化程度进一步提高。

作为一种优选的技术方案，所述总控控制单元包括控制风缸102、与所述控制风缸102相连的救援控制手柄101、与救援控制手柄101相连的继动阀103，所述继动阀103与所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元的共同前端气动连接。

以上结构便于分别对第一救援制动单元、第二救援制动单元产生气动力，便于集成控制气动力的大小。

作为一种优选的技术方案，所述救援控制手柄101至少包括运转位、制动位两个档位。

这便于操控系统的运转和制动。

作为一种优选的技术方案，所述运转位和/或所述制动位从最小制动档到最大制动档是连续制动区间。

连续档位的设置，使通过救援控制手柄101操控系统更加精准，便于连续控制。

实施例2

如图1、图2所示，作为实施例1的进一步优化，本实施例包含了实施例1的全部技术特征，除此之外，本实施例还包括以下技术特征：

作为一种优选的技术方案，所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元均包括换向阀105，所述换向阀105的进气端与所述继动阀103的出气端气动连接，所述换向阀105的出气端与制动缸气动连接。

换向阀105用便于通过换向控制制动缸，结构简单，操作简便，便于实现制作或缓解。

作为一种优选的技术方案，还包括电空联锁阀106，所述换向阀105为气控阀，所述电空联锁阀106的出气端与所述换向阀105的进气端气动连接，所述电空联锁阀106的进气端与所述换向阀105的先导端、所述继动阀103的出气端气动连接。

这便于在机车实施电制动时，切除机车救援制动，优先实施电制动。

作为一种优选的技术方案，其特征在于，所述总控控制单元的数量为两个，所述总控控制单元具备联锁关系。

两套具有联锁关系的总控控制单元使系统具备了冗余控制功能，系统的安全性和可靠性进一步提高。

实施例3

如图1、图2所示，本实施例包含实施例1、实施例2的全部技术特征，本实施例在实施例1、实施例2的基础上，提供更细化的实施方式。

(1)技术内容

1)概述

保持原机车及车辆制动系统不变，分别在救援机车和被救援车辆上加装救援制动系统，通过操作救援制动手柄，可直接控制救援机车和被救援车辆的制动和缓解，并可通过调整救援制动手柄的调整阀调整机车和车辆制动缸压力大小，实现根据不同救援车重量和救援线路坡道精准控制制动力，以保证被救援列车的制动安全。

2)系统组成

救援列车用制动系统组成见附图1，主要由两部分组成，一部分安装在救援机车上，还有一部分安装在被救援的车辆上。

安装在救援机车上的救援制动系统包括部件和管路，部件有救援制动手柄101、控制风缸102、继动阀103、压力表104、换向阀105、电空联锁阀106、第一缩堵107、救援软管108、第二缩堵109；管路有作用管1、第一总风管2、控制风缸管3、第二总风管4、第一救援管5、第一制动缸管6、制动缸先导管7、救援制动管8、救援先导管9、第二制动缸管10、第二救援管20。

安装在被救援车辆上的救援制动系统包括部件和管路，部件有换向阀105、第一缩堵107、救援软管108、第三缩堵110；管路有第一制动缸管6、制动缸先导管7、救援制动管8、救援先导管9、第二制动缸管10、第二救援管20。

双端操作的救援机车救援制动系统组成见附图2。相对于附图1，增加了救援制动手柄101、控制风缸102、压力表104以及相应管路和变向阀120。

3)部件

救援制动手柄101：由制动手柄、调整阀、制动凸轮等组成，是司机实施救援制动的操作部件。制动手柄设置运转位、制动位两个作用位置，其中制动位从最小制动到最大制动是一连续制动区间。下部设置四个管路接口，包括作用管1、总风管、控制风缸管3和排气管口。

控制风缸102：通过救援制动手柄控制控制风缸的充气和排气，实现对继动阀103的控制。

继动阀103：接受作用管1的控制，实现总风向救援管充气或排气。采用膜板鞲鞴结构形式，可自动保压。连接管路包括作用管1、第二总风管4、第一救援管5和排气管口。

压力表104：显示作用管1和第二救援管20的压力值。

换向阀105：采用先导结构形式，通过制动缸先导管7和救援先导管压力大小比较，采用柱塞形式导通第一制动缸管6与第二制动缸管10或救援制动管8与第二制动缸管10。连接管路包括第一制动缸管6、制动缸先导管7、救援制动管8、救援先导管9、第二制动缸管10。

电空联锁阀106：机车实施电制动时，切除机车救援制动，优先实施电制动。

第一缩堵107：控制机车(车辆)救援制动制动和缓解速率。

救援软管108：连接救援机车和被救援列车的救援管。

第二缩堵109：控制机车救援制动充排气速率。

第三缩堵110：控制车辆救援制动充排气速率。

变向阀120：用于双向操作机车救援制动时，自动选择受控救援操作手柄。

4)安装

制动系统安装如附图1和附图2所示。

---代表原机车或车辆制动管路或制动设备，不做改变，用于机车或车辆正常运行工况时用的制动系统。

-代表救援机车或被救援车辆需增加的救援制动管8路和制动设备，用于救援机车参与救援时或车辆被救援时使用的制动系统。

代表原机车或车辆的制动缸管路，在加装救援制动装置是需拆除的一段管路。

5)控制方法

正常运行

救援机车正常运行时，将救援制动手柄置于运转位，并取出手柄。被救援车辆正常运行时，不需做处理。

救援准备

列车在线路运行发生故障需要救援时，救援机车到达救援现场，连挂救援机车与被救援车辆间的救援制动软管以及列车前部需参与救援制动的车辆间的救援制动软管。

救援制动手柄置于全制动位，调整调整阀，使救援制动管8压力达到需要值。

救援列车运行

救援列车运行时，将原机车制动阀手柄均置于缓解位，救援制动手柄置于运转位，整列车的制动和救援制动均处于缓解状态，列车可正常运行。

救援制动

列车制动，将救援制动手柄置于制动区合适位置(根据制动力需要)，第一总风管2的压力空气通过救援制动阀进入控制风缸102和作用管1，至控制风缸102压力与手柄所处位置匹配停止充风；作用管1控制继动阀103动作，使继动阀103处于制动位，第二总风管4压力空气进入第一救援管5，然后进入第二救援管20，至控制风缸102压力停止上升时，继动阀103处于保压位；第二救援管20的压力空气分为两路，一路通过第二缩堵109、救援软管108、第三缩堵110进入被救援车辆的第二救援管20，另一路通过第一缩堵107进入换向阀105；通过第一缩堵107的压缩空气分为两路，一路进入救援先导管9，通过与原机车制动制动缸先导管7的压力进行比较，根据比较结果导通救援制动通路，或者正常制动通路，此时因正常制动为缓解状态，因此换向阀105导通救援制动管8与制动缸管的通路，压力空气经过救援制动管8、第二制动缸管10进入到机车制动缸，使机车产生制动作用；车辆的救援制动同机车救援制动，救援制动压缩空气经第二救援管20、第一缩堵107进入换向阀105；通过第一缩堵107的压缩空气分为两路，一路进入救援先导管，通过与原车辆制动制动缸先导管7的压力空气进行比较，根据比较结果导通救援制动通路，或者正常制动通路，此时因正常制动为缓解状态，因此换向阀105导通救援制动管8与第二制动缸管10的通路，压力空气经过救援制动管8、第二制动缸管10进入到车辆制动缸，车辆产生制动作用。

阶段制动

若列车在制动过程中需进一步增加制动力，则将救援制动手柄在制动区内进一步向最大制动位移动，增加的制动压力按上述过程进行传递。

阶段缓解

若列车在制动过程中需减小制动力，则将救援制动手柄在制动区内向最小制动位移动，则控制风缸102和作用管1的压力空气经救援制动手柄101排向大气，手柄所处位置对应的压力时停止排放，进入缓解保压状态；作用管1压力降低，控制继动阀103移至缓解位，使第一救援管5通过继动阀103与大气联通，第一救援管5的压力空气排气大气，至与作用管1压力匹配时关闭排气口，进入保压状态；机车或车辆制动缸压力空气经过第二制动缸管10、换向阀105、救援制动管8、第一缩堵107、第二救援管20，然后通过第一救援管5，由继动阀103排入大气，机车和车辆制动缸压力降低，直至继动阀103呈保压状态，制动缸停止排气，实现制动阶段缓解。

完全缓解

列车牵引正常运行，将救援制动手柄置于运转位，同阶段缓解过程，控制风缸102压力排至0，机车和车辆制动缸压力排至0，列车实现完全缓解。

电空联锁

为最大程度的利用电制动，而不因电制动和救援制动力叠加使制动力过大而产生制动滑行，设置电空联锁阀106。电制动实施时，电空联锁阀106动作，截断救援制动管8到换向阀105的通路，同时将换向阀105通过电空联锁阀106与大气联通，使机车制动缸压力空气经第二制动缸管10、换向阀105、电空联锁阀106排大气，实现机车救援制动缓解，机车仅保留电制动力；电制动力切除后，电空联锁阀106恢复到正常位置，联通救援制动管8与换向阀105的通路。

机车双端操作

选定操作方向后，其中操纵端救援制动手柄置运转位，非操纵端救援制动手柄置运转位并取出。操作操纵端救援制动手柄101，实施制动，通过作用管1至变向阀120，通过变向阀120与非操纵端作用管1压力比较，选择压力大的一端与继动阀103联通，其制动或缓解过程同上。

(2)技术效果

1)安全可靠。

加装救援制动系统不影响原机车或列车的制动系统，原制动系统可正常使用；

采用先导型换向阀，通过小气流控制大气流，可快速准确响应正常制动或救援制动。

根据制动需求，可方便调整救援制动力大小，不会出现制动力不足而不能制动或制动力过大而产生滑行的危险；

设置电空联锁，保证机车救援制动与电制动不叠加；

采用自动保压形式，提高安全性；

采用由机车直接提供车辆制动风源，不会出现车辆制动泄漏而无风。

2)加装方便

机车和列车加装救援装置不更改原制动设备，仅改造一端原制动缸管；

机车与车辆救援制动装置一样，便于模块化组装；

列车中的车辆不需要全部改造，仅根据需要加装列车两端的几辆车即可

3)制动缓解响应快

采用直通式制动方式，制动、缓解响应快，可提高救援速率。

4)备用空气制动

救援制动系统可以作为备用制动，当列车正常运用中出现制动故障，可采用该制动系统保持运行至站点或终点，无须单独派救援机车实施列车救援；

在坡道停放时，可以施加救援制动，加大停放制动力，保证列车坡道停放安全。

3.本发明的关键点和技术保护点

(1)本技术方案保持原机车及车辆制动系统不变，仅需在救援机车和被救援车辆上加装救援制动系统即可。

(2)本技术方案救援制动系统采用直通式空气制动，结构简单，操作方便，即可控制机车，也可控制车辆。

(3)本技术方案采用的救援制动手柄可直接调整救援时机车和车辆制动缸压力。

(4)本技术方案采用继动阀控制救援管压力，可精确控制机车及车辆救援压力。

(5)本技术方案采用先导式换向阀，通过比较救援制动力和原正常机车或车辆制动力的大小，可快速准确响应正常制动或救援制动，提高制动安全性。

(6)本技术方案采用了电空联锁阀，确保可优先使用电制动，不会产生机车电制动与救援制动力叠加而制动力过大产生制动隐患，同时不影响车辆的空气救援制动力。

(7)本技术方案采用缩堵结构，可减缓在断钩时制动缸压力快速释放，起到安全防护作用。

(8)本技术方案可作为列车运行过程中列车的后备制动，保证运转中制动系统故障后可维持列车运行制动需求。

(9)本技术方案可适应单操纵台或双操纵台救援机车。

如上所述，可较好地实现本发明。

本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于列车救援的制动系统，其特征在于，安装在救援机车和/或被救援车辆上的救援制动系统，所述救援制动系统能控制救援机车和被救援车辆的制动缸，从而对直接控制救援机车和被救援车辆进行制动或缓解；

所述救援制动系统还能调整救援机车和被救援车辆的制动缸压力大小；

所述救援制动系统包括连接于救援机车的第一救援制动单元和连接于被救援车辆的第二救援制动单元；

还包括总控控制单元，所述总控控制单元连接于所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元的前端，所述总控控制单元能对所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元分别进行工作或不工作的控制；

所述总控控制单元包括控制风缸(102)、与所述控制风缸(102)相连的救援控制手柄(101)、与救援控制手柄(101)相连的继动阀(103)，所述继动阀(103)与所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元的共同前端气动连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于列车救援的制动系统，其特征在于，所述救援控制手柄(101)至少包括运转位、制动位两个档位。

3.根据权利要求2所述的一种用于列车救援的制动系统，其特征在于，所述运转位和/或所述制动位从最小制动档到最大制动档是连续制动区间。

4.根据权利要求3所述的一种用于列车救援的制动系统，其特征在于，所述第一救援制动单元和所述第二救援制动单元均包括换向阀(105)，所述换向阀(105)的进气端与所述继动阀(103)的出气端气动连接，所述换向阀(105)的出气端与制动缸气动连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于列车救援的制动系统，其特征在于，还包括电空联锁阀(106)，所述换向阀(105)为气控阀，所述电空联锁阀(106)的出气端与所述换向阀(105)的进气端气动连接，所述电空联锁阀(106)的进气端与所述换向阀(105)的先导端、所述继动阀(103)的出气端气动连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种用于列车救援的制动系统，其特征在于，所述总控控制单元的数量为两个，所述总控控制单元具备联锁关系。

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