CN114593214A - 轨道交通输出控制阀 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种轨道交通输出控制阀，包括：上阀体、下阀体、活塞、第一排气组件及第二排气组件；上阀体中开设有第一压力腔及第二压力腔，下阀体中开设有第三压力腔及第四压力腔，活塞贯穿第一压力腔、第二压力腔、第四压力腔及第三压力腔；其中，第四压力腔的横截面积大于第三压力腔的横截面积；第一压力腔通过穿过上阀体及下阀体的第一气道连接至压力输入端，第三压力腔与第一气道连通；第二压力腔通过穿过上阀体及下阀体的第二气道连接至压力输出端；在第一排气组件的作用下，第四压力腔通过支路气道与大气连通或与第二压力腔连通；第二排气组件设置于第一压力腔内，与活塞配合进行排气。本申请能够实现管路输出压力的两比例切换。

Description

轨道交通输出控制阀
技术领域
本申请涉及轨道交通制动控制领域，具体是一种轨道交通输出控制阀。
背景技术
由于轨道交通车辆的粘着力随车辆速度的提高而降低，在高速列车上，轨道车辆制动系统为更好地利用轮轨粘着力，在纯空气紧急制动时要求高速运行时输出低制动压力，低速运行时输出高制动压力，从而为列车提供不同的减速度。
为实现上述制动力输出效果，现有的轨道车辆制动系统中一般设置有中继阀。中继阀作为流量放大部件能够实现流量压力变换。但现有的中继阀一般根据外部先导压力的变化输出对应的制动压力。中继阀输出制动力的大小受先导压力的控制，最终输出的大流量压力与先导压力的大小一致，其中，先导压力由外部控制输入。
现有的中继阀一般采用双膜板二腔室结构或双膜板三腔室结构实现。其中，图1示出一种采用双膜板二腔室结构实现的中继阀，其一般仅能按照固定的制动比例输出紧急压力，且比例输出压力的大小由先导压力大小控制，无法在无先导压力的单一管路中使用。而采用双膜板三腔室结构实现的中继阀，参见图2，一般结构复杂，比例输出压力由控制压力与膜板面积的关系决定。
发明内容
针对现有技术中的问题，本申请提供一种轨道交通输出控制阀，能够在无须外部先导压力控制的情况下实现管路输出压力的两比例切换。
为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
第一方面，本申请提供一种轨道交通输出控制阀，包括：上阀体1、下阀体7、活塞6、第一排气组件P1及第二排气组件P2；
所述上阀体1中开设有第一压力腔R及第二压力腔C，所述下阀体7中开设有第三压力腔CV1及第四压力腔CV2，所述活塞6贯穿所述第一压力腔R、第二压力腔C、第四压力腔CV2及第三压力腔CV1；其中，所述第四压力腔CV2的横截面积大于所述第三压力腔CV1的横截面积；
所述第一压力腔R通过穿过所述上阀体1及所述下阀体7的第一气道Q1连接至压力输入端，所述第三压力腔CV1与所述第一气道Q1连通；所述第二压力腔C通过穿过所述上阀体1及所述下阀体7的第二气道Q2连接至压力输出端；在所述第一排气组件P1的作用下，所述第四压力腔CV2通过支路气道Q3与大气连通或与所述第二压力腔C连通；所述第二排气组件P2设置于所述第一压力腔R内，与所述活塞6配合进行排气。
进一步地，所述的轨道交通输出控制阀，还包括开关阀阀座9；所述开关阀阀座9与所述上阀体1固定连接；所述支路气道Q3设置于所述开关阀阀座9及所述上阀体1内。
进一步地，所述第一排气组件P1包括开关电磁阀；所述开关电磁阀设置于所述开关阀阀座9的开口处，用于产生电磁力以控制所述第四压力腔CV2通过所述支路气道Q3与大气连通或与所述第二压力腔C连通。
进一步地，所述开关电磁阀包括：动铁芯12、静铁芯13、压缩弹簧11及线圈10；所述静铁芯13中开设有连通且横截面尺寸不同的第一腔室Z1及第二腔室Z2，所述动铁芯12设置在所述第一腔室Z1内，所述压缩弹簧11的一端固定在所述第一腔室Z1与所述第二腔室Z2之间的台阶处，并套设于所述动铁芯12的外壁，所述外壁上设置有用于限位所述压缩弹簧11的限位凸起。
进一步地，在所述支路气道Q3连通所述第一腔室Z1的出口处设置有第三阀口V3；当所述线圈10失电时，所述第三阀口V3关闭；当所述线圈10得电时，所述第三阀口V3开启。
进一步地，在所述第一腔室Z1与所述第二腔室Z2的交界处设置有第四阀口V4；当所述线圈10失电时，所述第四阀口V4开启；当所述线圈10得电时，所述第四阀口V4关闭。
进一步地，所述第二排气组件P2包括：密封阀杆3；所述密封阀杆3在所述活塞6带动下，在所述第一压力腔R内运动，实现所述第一气道Q1及所述第二气道Q2的启闭。
进一步地，所述密封阀杆3上套设有复位弹簧2，用于在所述活塞6向下运动时助推所述密封阀杆3向下运动。
进一步地，所述密封阀杆3上还设置有阀杆密封圈4，用于在高比例输出工况下防止所述第一压力腔R内的压力泄漏。
进一步地，所述活塞6上设置有活塞密封圈5，用于隔离所述第二压力腔C与所述第四压力腔CV2内的压力。
进一步地，所述活塞6与所述密封阀杆3之间设置有第一阀口V1；所述第一阀口V1在高比例输出工况下关闭，以使所述第一压力腔R内的压力进入所述第二压力腔C，在低比例输出工况下先开启，使所述第二压力腔C内的部分压力进入大气后再关闭，实现低比例输出。
进一步地，所述活塞6与所述上阀体1之间设置有第二阀口V2；所述第二阀口V2在高比例输出工况下开启，以使所述第一压力腔R内的压力进入所述第二压力腔C，在低比例输出工况下先开启，使所述第一压力腔R内的压力通过所述第二压力腔C后再关闭，实现低比例输出。
第二方面，本申请提供一种轨道交通制动力输出控制方法，包括：
活塞6受通过第一气道Q1进入第三压力腔CV1内的压缩空气推动向上运动，以关闭第一阀口V1，同时开启第二阀口V2，使通过所述第一气道Q1进入第一压力腔R内的压缩空气进入第二压力腔C；
当线圈10失电时，在压缩弹簧11的弹力作用下，动铁芯12受第一方向的力关闭第三阀口V3，使进入第二压力腔C内的压缩空气通过第二气道Q2排出，实现高比例制动力输出。
第三方面，本申请提供一种轨道交通制动力输出控制方法，包括：
活塞6受通过第一气道Q1进入第三压力腔CV1内的压缩空气推动向上运动，关闭第一阀口V1关闭，同时开启第二阀口V2，使通过所述第一气道Q1进入第一压力腔R内的压缩空气进入第二压力腔C；
当线圈10得电时，受电磁力驱动，动铁芯12受第二方向的力，开启第三阀口V3，同时关闭第四阀口V4，以使进入第二压力腔C内的压缩空气通过支路气道Q3进入第四压力腔CV2；
所述活塞6受进入所述第四压力腔CV2内的压缩空气推动向下运动，开启所述第一阀口V1及所述第二阀口V2，以使所述第二压力腔C内的压缩空气进入大气；
当所述第四压力腔CV2内的压力低于所述第三压力腔CV1内的压力时，活塞6受进入所述第三压力腔CV1内的压缩空气推动向上运动，与第二排气组件P2配合，关闭所述第一阀口V1及所述第二阀口V2；
当所述第四压力腔CV2内的压力与所述第三压力腔CV1内的压力达到平衡时，所述活塞6停止运动，压缩空气通过所述支路气道Q3及第二气道Q2排出，实现低比例制动力输出。
针对现有技术中的问题，本申请提供的一种轨道交通输出控制阀，能够在相同输入压力的控制下输出两种制动比例不同的制动压力，实现制动压力在两种不同制动比例下的自由切换。上述过程不依靠先导输入压力的变化而实现。本申请提供的轨道交通输出控制阀能够根据轨道车辆的制动控制要求，实现不同运行速度等级下，按照不同的制动比例输出不同的制动缸压力，以缩短轨道车辆的制动距离，提高轨道车辆的运行安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中采用双膜板二腔室结构实现的中继阀结构图；
图2为现有技术中采用双膜板三腔室结构实现的中继阀结构图；
图3本申请实施例中的高比例输出工况下的轨道交通输出控制阀结构图；
图4本申请实施例中的低比例输出工况下的轨道交通输出控制阀结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供一种轨道交通输出控制阀，能够在相同输入压力的控制下输出两种制动比例不同的制动压力，实现制动压力在两种不同制动比例下的自由切换。上述过程不依靠先导输入压力的变化而实现。本申请提供的轨道交通输出控制阀能够根据轨道车辆的制动控制要求，实现轨道车辆在不同运行速度下，按照不同的制动比例输出不同的制动缸压力，以缩短轨道车辆的制动距离，提高轨道车辆的运行安全。
在本申请实施例中，上述两种制动比例分别为高比例及低比例。所谓高比例是指轨道交通输出控制阀的输出压力与输入压力相等，下文将此种工况称为高比例输出工况；所谓低比例是指轨道交通输出控制阀的输出压力小于输入压力，下文将此种工况称为低比例输出工况。
一实施例中，参见图3及图4，为了能够在无须外部先导压力控制的情况下实现管路输出压力的两比例切换，本申请提供一种轨道交通输出控制阀，采用单活塞多腔室结构实现，包括：上阀体1、下阀体7、活塞6、第一排气组件P1及第二排气组件P2。其中，上阀体1中开设有第一压力腔R及第二压力腔C，下阀体7中开设有第三压力腔CV1及第四压力腔CV2，活塞6贯穿第一压力腔R、第二压力腔C、第四压力腔CV2及第三压力腔CV1。
一实施例中，参见图3及图4，第四压力腔CV2的横截面积大于第三压力腔CV1的横截面积；第一压力腔R通过穿过上阀体1及下阀体7的第一气道Q1连接至压力输入端，第三压力腔CV1与第一气道Q1连通；第二压力腔C通过穿过上阀体1及下阀体7的第二气道Q2连接至压力输出端；在第一排气组件P1的作用下，第四压力腔CV2通过支路气道Q3与大气连通或与第二压力腔C连通；第二排气组件P2设置于第一压力腔R内，与活塞6配合进行排气。
需要说明的是，活塞6在第四压力腔CV2的作用面积(相当于第四压力腔CV2的横截面积)为S2，在第三压力腔CV1的作用面积(相当于第三压力腔CV1的横截面积)为S1。其中，面积S2大于面积S1，面积S1与面积S2的实际大小可以根据制动力的输出比例要求进行设定，本申请不以此为限。
一实施例中，轨道交通输出控制阀还包括开关阀阀座9；开关阀阀座9与上阀体1固定连接；支路气道Q3设置于开关阀阀座9及上阀体1内。
需要说明的是，支路气道Q3的一部分位于上阀体1内，一部分位于开关阀阀座9内，具体参见图3及图4所示。
一实施例中，参见图3及图4，第一排气组件P1包括开关电磁阀；开关电磁阀设置于开关阀阀座9的开口处，用于产生电磁力以控制第四压力腔CV2通过支路气道Q3与大气连通或与第二压力腔C连通。
具体地，参见图3及图4，开关电磁阀包括：动铁芯12、静铁芯13、压缩弹簧11及线圈10；其中，静铁芯13中开设有连通且横截面尺寸不同的第一腔室Z1及第二腔室Z2，动铁芯12设置在第一腔室Z1内，压缩弹簧11的一端固定在第一腔室Z1与第二腔室Z2之间的台阶处，并套设于动铁芯12的外壁，外壁上设置有用于限位压缩弹簧11的限位凸起。所谓横截面尺寸不同是指，第一腔室Z1相对于第二腔室Z2而言较大，以容纳动铁芯12、静铁芯13及压缩弹簧11，而第二腔室Z2相对于第一腔室Z1而言较小，其主要用于将压缩空气排入大气。
需要说明的是，参见图3及图4，在支路气道Q3连通第一腔室Z1的出口处设置有第三阀口V3；在第一腔室Z1与第二腔室Z2的交界处设置有第四阀口V4。
需要说明的是，参见图3，当控制第四压力腔CV2通过支路气道Q3与大气连通时，线圈10失电，在压缩弹簧11的弹力作用下，动铁芯12受弹簧的推力向图3中的左方向运动，从而开启第四阀口V4，关闭第三阀口V3。这样，第四压力腔CV2内的压缩空气可以经由支路气道Q3，通过第四阀口V4排出轨道交通输出控制阀，从而实现第四压力腔CV2通过支路气道Q3与大气连通。
需要说明的是，参见图4，当控制第四压力腔CV2通过支路气道Q3与第二压力腔C连通时，线圈10得电，开关电磁阀产生电磁力，动铁芯12受电磁力的作用向图3中的右方向运动，从而开启第三阀口V3，关闭第四阀口V4。这样，第四压力腔CV2内的压缩空气可以经由支路气道Q3与第二压力腔C连通。
一实施例中，参见图3及图4，第二排气组件P2包括：密封阀杆3；密封阀杆3在活塞6带动下，在第一压力腔R内上下运动，实现第一气道Q1及第二气道Q2的启闭。
具体地，参见图3及图4，活塞6与密封阀杆3之间的相对运动构成了第一阀口V1；当活塞6的顶部与密封阀杆3的底部相接触时，第一阀口V1关闭，当活塞6的顶部与密封阀杆3的底部相分离时，第一阀口V1开启。在第一阀口V1开启时，第二压力腔C可与大气连通。
第二压力腔C与第一压力腔R之间设置有一凸起T，活塞6与凸起T之间的相对运动构成了第二阀口V2；当活塞6与凸起T相接触时，第二阀口V2关闭，当活塞6与凸起T相分离时，第二阀口V2开启。
进一步地，当活塞6与密封阀杆3一起向上运动时，活塞6的顶部可以与密封阀杆3的底部相接触，从而，密封阀杆3可以在活塞6的推动下向上运动。在向上运动的过程中，第一阀口V1可以关闭，第二阀口V2可以开启，从而使得第一气道Q1与第二气道Q2之间的压缩空气流通，并且不会通过第一压力腔R泄入大气。
进一步地，假设当前状态下活塞6的顶部与密封阀杆3的底部相接触，且活塞6与密封阀杆3均位于第一压力腔R内的较靠近轨道交通输出控制阀的顶部的位置(或称第一压力腔R内的较高位置)；那么，当活塞6向下运动时，其可以先于密封阀杆3动作。因此，当活塞6向下运动时，活塞6的顶部与密封阀杆3的底部会出现分离，第一阀口V1逐渐开启，第二压力腔C部分压力排向大气后压力逐渐降低，作用在密封阀杆3上的力降低；此时，密封阀杆3在复位弹簧2作用下下移，直至其底部与活塞6的顶部再次接触，第一阀口V1关闭。当活塞6与密封阀杆3一起向下运动至第一阀口V1与第二阀口V2均关闭时，第一气道Q1与第二气道Q2之间的压缩空气不再流通。
一实施例中，参见图3及图4，密封阀杆3上套设有复位弹簧2，用于在活塞6向下运动时助推密封阀杆3向下运动。
一实施例中，参见图3及图4，密封阀杆3上还设置有阀杆密封圈4，用于在高比例输出工况下防止第一压力腔R内的压力泄漏。
一实施例中，参见图3及图4，活塞6上设置有活塞密封圈5，用于隔离第二压力腔C与第四压力腔CV2内的压力。
具体地，上述各密封圈可以采用O型圈、K型圈或Y型圈等，本申请不以此为限。活塞6可采用一体化结构，也可采用分体式结构。所谓分体式结构是指活塞6的S1所属部分与S2所属部分分为两个结构，通过下部S1所属部分的动作形成与上部S2所属部分的接触，从而传递作用力。
一实施例中，参见图3及图4，第一阀口V1在高比例输出工况下关闭，以使第一压力腔R内的压力进入第二压力腔C；在低比例输出工况下先开启，使第二压力腔C内的部分压力进入大气后再关闭，实现低比例输出。
一实施例中，参见图3及图4，活塞6与上阀体1之间设置有第二阀口V2；第二阀口V2在高比例输出工况下开启，以使第一压力腔R内的压力进入第二压力腔C，在低比例输出工况下先开启，使第一压力腔R内的压力通过第二压力腔C后再关闭，实现低比例输出。
具体地，在高比例输出工况下，轨道交通输出控制阀通过其内的第一气道Q1接收来自于上游器件(可以是空重阀)的压缩空气；该压缩空气可以通过第一气道Q1进入第三压力腔CV1，并推动活塞6向上运动；与此同时，压缩空气通过第一气道Q1进入第一压力腔R；当活塞6开始向上运动时，第二阀口V2逐渐开启；活塞6继续向上运动，其顶部可与密封阀杆3的底部相接触，从而使第一阀口V1关闭。
在此种工况下，通过第一气道Q1进入第一压力腔R内的压缩空气可以进入第二压力腔C，进而进入第二气道Q2后排出轨道交通输出控制阀。可以理解，上述过程中的压缩空气，其输入压力与输出压力相等，因此，对应于高比例输出工况。
需要说明的是，在此种工况下，第三阀口V3是关闭的，第四阀口V4是开启的，第四压力腔CV2内无压力。具体的实现方法如下：
当线圈10失电时，在压缩弹簧11的弹力作用下，动铁芯12受第一方向(图3中的左方向)的力关闭第三阀口V3，使进入第二压力腔C内的压缩空气通过第二气道Q2输出给下游设备，实现高比例制动力输出。
上述线圈10的失电控制可以由一总控制器实现，该总控制器可以根据轨道车辆当前的运行速度，给出对应的指令，以控制线圈10的失电。其中，轨道交通输出控制阀与该总控制器存在电连接。
具体地，在低比例输出工况下，轨道交通输出控制阀通过其内的第一气道Q1接收来自于上游器件(可以是空重阀)的压缩空气；该压缩空气可以通过第一气道Q1进入第三压力腔CV1，并推动活塞6向上运动；与此同时，压缩空气通过第一气道Q1进入第一压力腔R；当活塞6开始向上运动时，第二阀口V2逐渐开启；活塞6继续向上运动，其顶部可与密封阀杆3的底部相接触，从而使第一阀口V1关闭。
当线圈10得电时，受电磁力驱动，动铁芯12受第二方向(图3中的右方向)的力，开启第三阀口V3，同时关闭第四阀口V4，以使进入第二压力腔C内的压缩空气通过支路气道Q3进入第四压力腔CV2；
接下来，活塞6受进入第四压力腔CV2内的压缩空气推动向下运动，开启第一阀口V1并关闭第二阀口V2，以使第二压力腔C内的部分压缩空气进入大气；此时，第二压力腔C及第四压力腔CV2内的压力均会降低；
当第四压力腔CV2内的压力低于第三压力腔CV1内的压力时，活塞6受进入第三压力腔CV1内的压缩空气推动向上运动，与第二排气组件P2配合，关闭第一阀口V1及第二阀口V2；
当第四压力腔CV2内的压力与第三压力腔CV1内的压力达到平衡时，活塞6停止运动，压缩空气通过第二气道Q2输出给下游设备，实现低比例制动力输出。
可以理解，上述过程中的压缩空气，其在输出过程中，有一部分通过第二排气组件P2排入大气，因此输出压力小于输入压力，对应于低比例输出工况。
换而言之，当压力作用在活塞6上表面对应的面积S2上时，活塞6会被推动向下运动，第一阀口V1会先在力的作用下打开，使第二压力腔C内的部分压力排入大气，待第四压力腔CV2内的压力降低后，活塞6会再次向上运动；当作用在活塞6的下表面对应的面积S1与活塞6上表面对应的面积S2上的力以及复位弹簧2的力达到平衡时，第一阀口V1与第二阀口V2均会关闭，输出小比例的压力。
当需要由低比例输出工况切换为高比例输出工况时：线圈10失电，第三阀口V3关闭，第四阀口V4开启，同时把第四压力腔CV2内的压缩空气排到大气。此时，上述S1面的作用力会顶开第二阀口V2，第一压力腔R内的压力会充进第二压力腔C，直到输入压力等于输出压力，第二压力腔C重新输出高比例压力。
其中，比例输出计算可以如下：
面积S1承受输入压力Pr，面积S2承受作用压力Pc。由于复位弹簧2的弹力很小，可以忽略，因此简化计算：Pr×S1＝Pc×S2；Pc/Pr＝S1/S2。输出的比例值通过面积S1与面积S2之比实现。
针对不同速度等级下，所需要输出的紧急制动减速度及制动压力，可以设计合理的面积比，实现两比例的压力切换输出。
通过开关电磁阀的动作，实现两比例输出：
第一种比例输出原理：第三压力腔CV1有压力，第四压力腔CV2无压力，第二阀口V2打开，第一阀口V1关闭，此时Pc＝Pr，输出比例为1∶1。
第二种比例输出原理：第三压力腔CV1有压力，第四压力腔CV2有压力，第二阀口V2关闭，第一阀口V1关闭，此时Pc＝Pr×(S1/S2)。
为了更好地理解本申请实施例，现将本申请实施例中各组成部分的名称及功能列出如下：
第一压力腔R：输入压力腔室，与轨道车辆的制动压力连通，为控制阀供风。
第二压力腔C：输出压力腔室，输出压力与输入压力的比例关系根据开关电磁阀的状态及活塞面积比来确定，按比例输出压力给制动缸供风。
第三压力腔CV1：与第一压力腔R连通，预控压力输入到此腔作用于活塞6的下部作用面S1上。
第四压力腔CV2：与第三气道Q3连通，由开关电磁阀的动铁芯12进行控制。第四压力腔CV2内的压力作用于活塞6的上部作用面S2上。
阀口V1：控制第二压力腔C与大气的连通。
阀口V2：控制第一压力腔R与第二压力腔C的连通。
阀口V3：控制第二压力腔C与第四压力腔CV2的连通。
阀口V4：控制第四压力腔CV2与大气的连通。
上阀体1：提供内部腔室，容纳相关部件，并通过阀体表面的通路与外部连通；其内部阀口用于密封。
复位弹簧2：在无输入压力时，弹簧力作用在密封阀杆3上，第二阀口V2为关闭状态。
密封阀杆3：阀杆底部有密封件，其上升与下降控制第一阀口V1及第二阀口V2的启闭。
阀杆密封圈4：第一压力腔R，使其内的压力不泄漏。
活塞密封圈5：隔离第二压力腔C与第四压力腔CV2内的空气。
活塞6：其下部作用面S1与其上部作用面S2的比例确定输出的低比例；其可以与密封阀杆3配合实现第一阀口V1的启闭。
下阀体7：为控制阀提供内部腔室，容纳相关部件，并通过阀体表面的通路与外部连通；
密封圈8：隔离第三压力腔CV1与大气，防止泄漏。
开关阀阀座9：为开关电磁阀提供内部腔室，容纳相关部件，并通过阀体表面的通路与相关腔室联通。
线圈10：得电后产生电磁力控制动铁芯12运动，从而进一步控制第三阀口V3与第四阀口V4的启闭。
压缩弹簧11：作用在动铁芯12上，用于复位。
动铁芯12：在电磁力的作用下运动，使得第三阀口V3开启，第四阀口V4关闭；无电磁力时，受到压缩弹簧11的弹簧力驱动反向运动，使得第三阀口V3关闭，第四阀口V4开启。
静铁芯13：与动铁芯12形成闭合磁路，使得动铁芯12可以在线圈11产生的磁场作用下运动。
密封圈14：隔离第四压力腔CV2与大气，防止泄漏。
综上所述，本申请提供的轨道交通输出控制阀及制动力输出控制方法至少具有以下优点：
(1)本申请实施例通过开关电磁阀的作用，实现了根据制动系统控制信号控制第四压力腔CV2内的压力，从而实现两比例制动压力输出；即轨道车辆高速运行时，用低比例输出，轨道车辆低速运行时，用高比例输出，充分利用高速列车各个运行速度等级下的轮轨黏着特性，达到缩短制动距离，提高列车运行安全性的目的。
(2)对于低比例输出工况下输出的压力值，通过面积S2的设计，来适应不同速度等级下的列车制动需求。
(3)相比于现有的可改变输出比例的中继阀所使用的外部先导压力控制方式，本申请实施例的阀内活塞的两端压力可以由阀内结构本身实现控制，结构简单；其活塞式结构，响应速度快，可以使阀内更快地建立压力平衡，降低系统复杂度，提高制动系统的响应时间，进而缩短制动距离，提高安全性。
(4)本申请提供的制动力输出控制方法实现了相同压力输入，不同压力输出，可广泛应用于轨道车辆制动系统不同制动压力输出的控制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种轨道交通输出控制阀，其特征在于，包括：上阀体(1)、下阀体(7)、活塞(6)、第一排气组件(P1)及第二排气组件(P2)；
所述上阀体(1)中开设有第一压力腔(R)及第二压力腔(C)，所述下阀体(7)中开设有第三压力腔(CV1)及第四压力腔(CV2)，所述活塞(6)贯穿所述第一压力腔(R)、第二压力腔(C)、第四压力腔(CV2)及第三压力腔(CV1)；其中，所述第四压力腔(CV2)的横截面积大于所述第三压力腔(CV1)的横截面积；
所述第一压力腔(R)通过穿过所述上阀体(1)及所述下阀体(7)的第一气道(Q1)连接至压力输入端，所述第三压力腔(CV1)与所述第一气道(Q1)连通；所述第二压力腔(C)通过穿过所述上阀体(1)及所述下阀体(7)的第二气道(Q2)连接至压力输出端；在所述第一排气组件(P1)的作用下，所述第四压力腔(CV2)通过支路气道(Q3)与大气连通或与所述第二压力腔(C)连通；所述第二排气组件(P2)设置于所述第一压力腔(R)内，与所述活塞(6)配合进行排气。
2.根据权利要求1所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，还包括开关阀阀座(9)；所述开关阀阀座(9)与所述上阀体(1)固定连接；所述支路气道(Q3)设置于所述开关阀阀座(9)及所述上阀体(1)内。
3.根据权利要求2所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，所述第一排气组件(P1)包括开关电磁阀；所述开关电磁阀设置于所述开关阀阀座(9)的开口处，用于产生电磁力以控制所述第四压力腔(CV2)通过所述支路气道(Q3)与大气连通或与所述第二压力腔(C)连通。
4.根据权利要求3所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，所述开关电磁阀包括：动铁芯(12)、静铁芯(13)、压缩弹簧(11)及线圈(10)；所述静铁芯(13)中开设有连通且横截面尺寸不同的第一腔室(Z1)及第二腔室(Z2)，所述动铁芯(12)设置在所述第一腔室(Z1)内，所述压缩弹簧(11)的一端固定在所述第一腔室(Z1)与所述第二腔室(Z2)之间的台阶处，并套设于所述动铁芯(12)的外壁，所述外壁上设置有用于限位所述压缩弹簧(11)的限位凸起。
5.根据权利要求4所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，在所述支路气道(Q3)连通所述第一腔室(Z1)的出口处设置有第三阀口(V3)；当所述线圈(10)失电时，所述第三阀口(V3)关闭；当所述线圈(10)得电时，所述第三阀口(V3)开启。
6.根据权利要求4所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，在所述第一腔室(Z1)与所述第二腔室(Z2)的交界处设置有第四阀口(V4)；当所述线圈(10)失电时，所述第四阀口(V4)开启；当所述线圈(10)得电时，所述第四阀口(V4)关闭。
7.根据权利要求1所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，所述第二排气组件(P2)包括：密封阀杆(3)；所述密封阀杆(3)在所述活塞(6)带动下，在所述第一压力腔(R)内运动，实现所述第一气道(Q1)及所述第二气道(Q2)的启闭。
8.根据权利要求7所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，所述密封阀杆(3)上套设有复位弹簧(2)，用于在所述活塞(6)向下运动时助推所述密封阀杆(3)向下运动。
9.根据权利要求7所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，所述密封阀杆(3)上还设置有阀杆密封圈(4)，用于在高比例输出工况下防止所述第一压力腔(R)内的压力泄漏。
10.根据权利要求2所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，所述活塞(6)上设置有活塞密封圈(5)，用于隔离所述第二压力腔(C)与所述第四压力腔(CV2)内的压力。
11.根据权利要求7所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，所述活塞(6)与所述密封阀杆(3)之间设置有第一阀口(V1)；所述第一阀口(V1)在高比例输出工况下关闭，以使所述第一压力腔(R)内的压力进入所述第二压力腔(C)，在低比例输出工况下先开启，使所述第二压力腔(C)内的部分压力进入大气后再关闭，实现低比例输出。
12.根据权利要求1所述的轨道交通输出控制阀，其特征在于，所述活塞(6)与所述上阀体(1)之间设置有第二阀口(V2)；所述第二阀口(V2)在高比例输出工况下开启，以使所述第一压力腔(R)内的压力进入所述第二压力腔(C)，在低比例输出工况下先开启，使所述第一压力腔(R)内的压力通过所述第二压力腔(C)后再关闭，实现低比例输出。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115234705A (zh) * 2022-09-22 2022-10-25 西安热工研究院有限公司 一种抗振能力好的节流阀

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1169252A (en) * 1967-05-25 1969-11-05 Dewandre Co Ltd C Improvements in or relating to variable ratio relay valves
JPH0630575U (ja) * 1992-09-24 1994-04-22 株式会社ナブコ 圧力調整弁
CN202481072U (zh) * 2012-03-26 2012-10-10 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 用于轨道交通车辆直通电空制动系统的中继阀
CN206383947U (zh) * 2017-01-23 2017-08-08 中车青岛四方车辆研究所有限公司 双比例中继阀
CN109823331A (zh) * 2019-01-28 2019-05-31 武汉理工大学 一种车辆电控气压制动系统用复合比例继动阀及控制方法
CN210716211U (zh) * 2019-10-25 2020-06-09 南京中车浦镇海泰制动设备有限公司 一种具有切换输出功能的中继阀

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1169252A (en) * 1967-05-25 1969-11-05 Dewandre Co Ltd C Improvements in or relating to variable ratio relay valves
JPH0630575U (ja) * 1992-09-24 1994-04-22 株式会社ナブコ 圧力調整弁
CN202481072U (zh) * 2012-03-26 2012-10-10 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 用于轨道交通车辆直通电空制动系统的中继阀
CN206383947U (zh) * 2017-01-23 2017-08-08 中车青岛四方车辆研究所有限公司 双比例中继阀
CN109823331A (zh) * 2019-01-28 2019-05-31 武汉理工大学 一种车辆电控气压制动系统用复合比例继动阀及控制方法
CN210716211U (zh) * 2019-10-25 2020-06-09 南京中车浦镇海泰制动设备有限公司 一种具有切换输出功能的中继阀

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙继武;任利惠;伍智敏;漆晖;: "CRH2动车组空气制动系统FD-1型中继阀节流孔优化", 计算机辅助工程, no. 04, pages 10 - 14 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115234705A (zh) * 2022-09-22 2022-10-25 西安热工研究院有限公司 一种抗振能力好的节流阀

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