CN114633773B - 轨道车辆的磁轨制动系统及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆技术领域，提供一种轨道车辆的磁轨制动系统及轨道车辆。轨道车辆的磁轨制动系统包括：磁体组件；直线驱动机构，驱动磁体组件与轨道相抵和脱离；速度检测装置，用于检测轨道车辆的速度信息；控制模块，与磁体组件、直线驱动机构和速度检测装置分别电连接；其中，响应于紧急制动的触发信号，控制模块根据速度信息进行判断；确定速度信息大于第一速度阈值时，控制直线驱动机构驱动磁体组件与轨道相抵，且控制磁体组件得电；确定速度信息小于第二速度阈值时，控制直线驱动机构驱动磁体组件与轨道脱离，且控制磁体组件断电。如此，可在速度较高时才施加磁轨制动，并可在速度下降后自动退出磁轨制动，以降低轨道和磨耗板的磨损。

Description

轨道车辆的磁轨制动系统及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种轨道车辆的磁轨制动系统及轨道车辆。

背景技术

对于需要紧急制动的轨道车辆，若只依靠空气制动停车，容易出现车辆制动力超过轮轨黏着力，发生滑行。因此，现有技术中采用磁轨制动作为辅助制动方式，以避免制动来超过轮轨黏着力，缩短紧急制动距离。

但是，现有技术中的磁轨制动的方式对于轨道和磁轨制动磨耗板的磨损较大。

因此，如何解决现有的磁轨制动方式对于轨道和磁轨制动磨耗板的磨损较大的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种轨道车辆的磁轨制动系统和轨道车辆，通过在车速减小时退出磁轨制动，以降低对轨道及磁轨制动磨耗板的磨损。

本发明一方面实施例提供一种轨道车辆的磁轨制动系统，包括：

磁体组件；

直线驱动机构，分别与轨道车辆和所述磁体组件连接，以驱动所述磁体组件与轨道相抵和脱离；

速度检测装置，设置于所述轨道车辆，用于检测所述轨道车辆的速度信息；

控制模块，与所述磁体组件、所述直线驱动机构和所述速度检测装置分别电连接；

其中，响应于紧急制动的触发信号，所述控制模块根据所述速度信息进行判断；

确定所述速度信息大于第一速度阈值时，控制所述直线驱动机构驱动所述磁体组件与轨道相抵，且控制所述磁体组件得电；

确定所述速度信息小于第二速度阈值时，控制所述直线驱动机构驱动所述磁体组件与轨道脱离，且控制所述磁体组件断电。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块包括制动控制单元和与所述制动控制单元电连接的磁轨制动控制单元；

所述制动控制单元与所述速度检测装置电连接，以接收所述速度信息，并在紧急制动触发的情况下，在确定所述速度信息大于所述第一速度阈值时，向所述磁轨制动控制单元发送制动指令，并在发送所述制动指令之后，在确定所述速度信息小于所述第二速度阈值时，停止发送所述制动指令；

所述磁轨制动控制单元分别与所述磁体组件和所述直线驱动机构电连接，并基于所述制动指令控制所述磁体组件得电，及控制所述直线驱动机构伸出。

根据本发明的一个实施例，还包括磁轨制动继电器，所述磁轨制动继电器包括磁轨制动继电器线圈和磁轨制动继电器常闭触点；

所述磁轨制动继电器线圈与紧急制动回路电连接；

所述制动控制单元通过所述磁轨制动继电器常闭触点与所述磁轨制动控制器电连接。

根据本发明的一个实施例，还包括滑行继电器，所述滑行继电器包括滑行继电器线圈和滑行继电器常开触点；

所述滑行继电器线圈与所述制动控制单元电连接；

所述制动控制单元通过所述滑行继电器常开触点与所述磁轨制动控制单元相连接；

其中，所述制动控制单元在确定所述轨道车辆出现滑行时，控制所述滑行继电器线圈得电，并通过所述滑行继电器常开触点向所述磁轨制动控制单元发送所述制动指令。

根据本发明的一个实施例，还包括显示屏，所述磁轨制动控制单元与所述显示屏电连接，以向所述显示屏发送磁轨制动状态信息。

根据本发明的一个实施例，所述磁轨制动继电器设置为延时继电器。

根据本发明的一个实施例，还包括用于检测直线驱动机构的伸缩状态的检测装置；

所述检测装置与所述磁轨制动控制单元电连接。

根据本发明的一个实施例，还包括风缸、换向机构和消音器，所述直线驱动机构设置为气缸；

所述风缸和所述消音器均通过所述换向机构与所述气缸连接，所述换向机构包括第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述气缸的无杆腔与所述风缸导通；在所述第二状态，所述气缸的无杆腔与所述消音器导通；

所述换向机构与所述磁轨制动控制单元电连接，所述磁轨制动控制单元能控制所述换向机构在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

根据本发明的一个实施例，所述换向机构包括电磁换向阀和气动换向阀；

所述风缸和所述消音器均通过所述气动换向阀与所述气缸连接，所述气动换向阀包括所述第一状态和所述第二状态；

所述风缸通过所述电磁换向阀与所述气动换向阀连接；

所述电磁换向阀与所述磁轨制动控制单元电连接，并且所述电磁换向阀能够基于所述磁轨制动控制单元的指令，控制所述气动换向阀在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

本发明的另一方面实施例提供一种轨道车辆，设置有如上任一项所述的轨道车辆的磁轨制动系统。

本发明实施例提供的轨道车辆的磁轨制动系统，在施加紧急制动时，并且车辆的速度大于第一速度阈值时，再通过直线驱动机构将磁体组件下方，并使磁轨组件通电与轨道吸引，产生制动效果。施加磁轨制动之后，在车辆速度下降至第二速度阈值时，则控制磁轨组件断电并且直线驱动机构带动磁轨组件上升，以解除磁轨制动。

由于低速时磁轨制动力较大，如此设置，可在速度下降后自动退出磁轨制动，以降低轨道和磁轨制动磨耗板的磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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是本发明提供的一些实施例中的轨道车辆的磁轨制动系统的结构示意图；

图2是本发明提供的一些实施例中风缸及换向机构的连接结构示意图；

图3是本发明提供的一些实施例中控制模块执行判断的流程示意图。

附图标记：

1、磁体组件；2、制动控制单元；3、磁轨制动控制单元；4、速度检测装置；5、磁轨制动继电器线圈；6、磁轨制动继电器常闭触点；7、紧急制动回路；8、滑行继电器线圈；9、滑行继电器常开触点；10、显示屏；11、风缸；12、消音器；13、电磁换向阀；14、气动换向阀；15、气缸；16、减压阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，本发明提供的一些实施例中的磁轨制动控制系统。

具体来说，磁轨制动控制系统包括磁体组件1、直线驱动机构、速度检测装置4、控制模块。

其中，磁体组件1主要包括通电产磁的电磁铁和安装于电磁铁底部的磨耗板。

直线驱动机构分别与轨道车辆和磁体组件1连接，以带动磁体组件1与轨道相抵和脱离。

磁轨制动过程中，直线驱动机构带动磁体组件1下降，并且磁体组件1通电产磁与轨道相吸引，通过磁体组件1与轨道之间的摩擦进行减速。

速度检测装置4设置于轨道车辆，用于检测轨道车辆的速度信息。

控制模块，与磁体组件1、直线驱动机构和速度检测装置4分别电连接。

控制模块能接收速度检测装置4检测的速度信息。

例如，速度检测装置4可以是转速传感器，例如脉冲转速传感器，或者轮速传感器。速度检测装置4可设置在轨道车辆的转向架上，以用于检测转向架上车轮轴的转速。

具体地，由于车轮直径为已知量，所以，速度检测装置4将转速传输至控制模块之后，控制模块即可根据车轮直径及转速计算车辆的运行速度。

进一步地，为了准确而真实的反应车辆的运行速度，可以计算所有转向架的运行速度，并将所有转向架的运行速度求平均值，以作为车辆的运行速度。具体地，在各个转向架上均设置速度检测装置4，以分别检测各个转向架上车轮轴的转速，并传输至控制模块，控制模块根据各个转向架上车轮轴的转速分别计算各个转向架的运行速度，并计算所有转向架的运行速度的平均值。

当然，在一些实施例中，速度检测装置可直接检测速度信息并传输至控制模块，或者速度检测装置根据车轮轴的转速信息计算速度信息之后再传输至控制模块，对此不作限定。

基于上述内容，控制模块执行判断包括步骤100、步骤200及步骤300。

步骤100、响应于紧急制动的触发信号，控制模块根据车速信息进行判断。

步骤200、在确定控制模块在确定速度信息大于第一速度阈值时，控制模块控制磁体组件1得电，且控制直线驱动机构驱动磁体组件与轨道相抵。这样，只有在车速大于第一速度阈值时，磁轨制动才会被施加，以避免车速较低时施加，易造成轨道和磁体组件1磨损的问题。

步骤300、在磁体组件1得电且直线驱动机构伸出之后，在确定速度信息小于第二速度阈值时，控制模块控制磁体组件1断电，并控制直线驱动机构驱动磁体组件与轨道脱离。第二速度阈值小于第一速度阈值。如此，在车速降低至第二速度阈值时，说明速度已被有效地控制，且车辆速度已降低，及时取消磁轨制动，避免轨道和磁体组件1被磨损。

本发明提供的实施例中的轨道车辆的磁轨制动系统，在施加紧急制动时，并且车辆的速度大于第一速度阈值时，再通过直线驱动机构将磁体组件1下方，并使磁轨组件通电与轨道吸引，产生制动效果。施加磁轨制动之后，在车辆速度下降至第二速度阈值时，则控制磁轨组件断电并且直线驱动机构带动磁轨组件上升，以解除磁轨制动。

由于低速时磁轨制动力较大，如此设置，可在速度较高时才施加磁轨制动，并可在速度下降后自动退出磁轨制动，以降低轨道和磁轨制动磨耗板的磨损。

在本发明提供的一些实施例中，第一速度阈值设置为30km/h。第二速度阈值设置为28km/h。

在本发明提供的一些实施例中，磁轨制动的作用过程中，可以是先控制直线驱动机构带动磁体组件与轨道相抵，再控制磁体组件得电。或者，先控制磁体组件得电，再控制直线驱动机构带动磁体组件与轨道相抵。或者，控制磁体组件得电同时控制直线驱动机构带动磁体组件与轨道相抵。

例如，在满足减速度要求的前提下，可以先控制直线驱动机构伸出，再控制磁体组件得电，这样磁轨制动的触发时间相对较长，磁轨制动适当延时触发，可降低紧急制动施加瞬间车辆冲击较大问题。

而对于有较快减速需求的情况，则可以先控制磁体组件得电，再控制直线驱动机构带动磁体组件与轨道相抵，或者，控制磁体组件得电同时控制直线驱动机构带动磁体组件与轨道相抵，以使磁轨制动快速触发，从而使轨道车辆快速减速。

在本发明提供的一些实施例中，控制模块包括制动控制单元2和与制动控制单元2电连接的磁轨制动控制单元3。制动控制单元2为BCU，磁轨制动控制单元3为iRCB。制动控制单元2可以向磁轨制动控制单元3发送测试请求，即图1中的MG-test，磁轨制动控制单元3将自检状态，即图1中的MG-OK以及磁轨制动施加状态信息，即图1中的MG-Active传输至制动控制单元2。

制动控制单元2与速度检测装置4电连接，以接收速度信息。并且，在紧急制动触发的情况下，制动控制单元2在确定速度信息大于第一速度阈值时，向磁轨制动控制单元3发送制动指令。在发送制动指令之后，制动控制单元2在确定速度信息小于第二速度阈值时，停止发送制动指令。

磁轨制动控制单元3分别与磁体组件1和直线驱动机构电连接，并基于制动控制单元2发送制动指令，控制磁体组件1得电，及控制直线驱动机构伸出。

如此设置，可以通过磁轨制动控制单元3对磁体组件1、直线驱动机构等与磁轨制动相关的组件进行控制，而制动控制单元2可以基于速度信息对车辆上的各种制动方式，例如空气制动及磁轨制动等进行统筹控制，以便于触发合适的制动方式对车辆进行速度调整。如此，各个控制单元分工明确，信息处理效率高，能够快速有效地对车辆速度进行控制。

在本发明提供的一些实施例中，轨道车辆的磁轨制动系统还包括磁轨制动继电器，磁轨制动继电器包括磁轨制动继电器线圈5和磁轨制动继电器常闭触点6。

磁轨制动继电器线圈5与紧急制动回路7电连接。在轨道车辆正常行驶过程中，紧急制动回路7保持导通，磁轨制动继电器线圈5得电，当触发紧急制动时，紧急制动回路7断开，磁轨制动继电器线圈5失电。

制动控制单元2通过磁轨制动继电器常闭触点6与磁轨制动控制器电连接。在轨道车辆正常行驶时，磁轨制动继电器线圈5得电，磁轨制动继电器常闭触点6断开，制动控制单元2无法通过磁轨制动继电器常闭触点6向磁轨制动控制单元3发送制动指令。当紧急制动触发时，磁轨制动继电器线圈5失电，磁轨制动继电器常闭触点6闭合，制动控制单元2能够通过磁轨制动继电器常闭触点6向磁轨制动控制单元3发送制动指令。

如此设置，只有在紧急制动回路7断开后，制动控制单元2才能够向磁轨制动控制单元3发送制动指令，能够从硬件结构上避免制动控制单元2误发制动指令，导致车辆紧急制动。

可选地，制动控制单元2包括制动指令发送端口。制动指令发送端口通过磁轨制动继电器常闭触点6与磁轨制动控制单元3连接。

可选地，制动控制单元2可以包括滤波功能，以对磁轨制动继电器常闭触点6进行滤波，避免磁轨制动继电器常闭触点6抖动触发磁轨制动。

在本发明提供的一些实施例中，轨道车辆的磁轨制动系统还包括滑行继电器。滑行继电器包括滑行继电器线圈8和滑行继电器常开触点9。

滑行继电器线圈8与制动控制单元2电连接。即，制动控制单元2能够控制滑行继电器线圈8得电或失电。

制动控制单元2通过滑行继电器常开触点9与磁轨制动控制单元3相连接。例如，制动控制单元2的制动指令发送端口通过滑行继电器常开触点9与磁轨制动控制单元3相连接。

其中，制动控制单元2在确定轨道车辆出现滑行时，控制滑行继电器线圈8得电，并通过滑行继电器常开触点9向磁轨制动控制单元3发送制动指令。

当轨道车辆出现滑行时，制动控制单元2控制滑行继电器线圈8得电，以使滑行继电器常开触点9闭合，此时制动控制单元2可以通过滑行继电器常开触点9向磁轨制动控制单元3发送制动指令，以磁轨制动。如此，在直接提高车辆制动力的同时通过增大清洁轨道改善车辆黏着，获得间接的较大制动力，从而有效地控制车辆速度。

需要说明的是，轨道车辆的滑行状态可以根据现有技术的内容进行确定。

在本发明提供的一些实施例中，轨道车辆的磁轨制动系统还包括显示屏10。磁轨制动控制单元3与显示屏10电连接，以向显示屏10发送磁轨制动状态信息。例如，磁轨制动控制单元3在控制直线驱动机构伸出以及控制磁体组件1得电后，可以将直线驱动机构伸出以及磁体组件1得电等信息发送至显示屏10，以提示操作人员。

在本发明提供的一些实施例中，磁轨制动继电器设置为延时继电器。通过设置延时继电器，在满足减速度要求的前提下，紧急制动触发时，磁轨制动可适当延时触发，以降低紧急制动施加瞬间车辆冲击较大问题。

在本发明提供的一些实施例中，轨道车辆的磁轨制动系统还包括用于检测直线驱动机构的伸缩状态的检测装置。例如，检测装置可以是位移传感器，通过直线驱动机构伸缩以触发位移传感器，例如接近开关。或者，当直线驱动机构设置为气缸15时，气缸15可设置为磁环气缸15。磁环气缸15的活塞设有磁环，磁环气缸15的缸体外壁设有检测装置，如磁性开关以检测磁环的位置，磁环的位置即为活塞的位置。

检测装置与磁轨制动控制单元3电连接，以将直线驱动机构的伸缩状态传输至磁轨制动控制单元3，再由磁轨制动控制单元3传输至显示屏10进行显示，以使司机室的操作人员可以获知磁体组件1是否被放置到位。

在本发明提供的一些实施例中，磁轨制动控制系统还包括风缸11、换向机构和消音器12。直线驱动机构设置为气缸15。

风缸11和消音器12均通过换向机构与气缸15连接，换向机构包括第一状态和第二状态。

在第一状态，气缸15的无杆腔与风缸11导通，风缸11内的气体可以通过减压阀16进入到气缸15的无杆腔，以驱动气缸15的活塞杆伸出，带动磁体组件1下降至轨道上。在第二状态，气缸15的无杆腔与消音器12导通，在复位弹簧的作用下，气缸15的活塞杆缩回，同时无杆腔内的气体经过消音器12排放。通过设置消音器12能够降低气体排放时的噪音。

换向机构与磁轨制动控制单元3电连接，磁轨制动控制单元3能控制换向机构在第一状态和第二状态之间切换。当磁轨制动控制单元3接收到制动指令时，控制换向机构切换至第一状态，当制动指令停止时，磁轨制动控制单元3控制换向机构切换至第二状态。

进一步地，换向机构包括电磁换向阀13和气动换向阀14。

风缸11和消音器12均通过气动换向阀14与气缸15连接，气动换向阀14包括第一状态和第二状态。气动换向阀14可以是气动三通阀或者活塞阀。

风缸11通过电磁换向阀13与气动换向阀14连接。

电磁换向阀13与磁轨制动控制单元3电连接，并且电磁换向阀13能够基于磁轨制动控制单元3的指令，控制气动换向阀14在第一状态和第二状态之间切换。

在磁轨制动控制单元3接收到制动指令时，磁轨制动控制单元3控制电磁换向阀13将风缸11与气动换向阀14导通，风缸11内的气体驱动气动换向阀14的阀芯移动，以使气动换向阀14切换至第一状态。当制动指令停止时，磁轨制动控制单元3控制电磁换向阀13将风缸11与气动换向阀14之间的连通断开，气动换向阀14的阀芯在复位弹簧的作用下复位，以使气动换向阀14切换至第二状态。

如此设置，能够利用风缸11内的气体驱动气动换向阀14动作，可允许气动换向阀14的通径设置的较大，以提高对气缸15的充气速度，从而使得磁轨制动相应速度更快。

本发明提供的实施例中还提供一种轨道车辆。

具体来说，轨道车辆包含如上任一项的轨道车辆的磁轨制动系统。

需要说明的是，轨道车辆包含了轨道车辆的磁轨制动系统也就包含了其所有优点，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种轨道车辆的磁轨制动系统，其特征在于，包括：

磁体组件；

直线驱动机构，分别与轨道车辆和所述磁体组件连接，以驱动所述磁体组件与轨道相抵和脱离；

速度检测装置，设置于所述轨道车辆，用于检测所述轨道车辆的速度信息；

控制模块，与所述磁体组件、所述直线驱动机构和所述速度检测装置分别电连接；

其中，响应于紧急制动的触发信号，所述控制模块根据所述速度信息进行判断；

确定所述速度信息大于第一速度阈值时，控制所述直线驱动机构驱动所述磁体组件与轨道相抵，且控制所述磁体组件得电；

确定所述速度信息小于第二速度阈值时，控制所述直线驱动机构驱动所述磁体组件与轨道脱离，且控制所述磁体组件断电；

所述控制模块包括制动控制单元和与所述制动控制单元电连接的磁轨制动控制单元；

所述制动控制单元与所述速度检测装置电连接，以接收所述速度信息，并在紧急制动触发的情况下，在确定所述速度信息大于所述第一速度阈值时，向所述磁轨制动控制单元发送制动指令，并在发送所述制动指令之后，在确定所述速度信息小于所述第二速度阈值时，停止发送所述制动指令；

所述磁轨制动控制单元分别与所述磁体组件和所述直线驱动机构电连接，并基于所述制动指令控制所述磁体组件得电，及控制所述直线驱动机构伸出；

还包括滑行继电器，所述滑行继电器包括滑行继电器线圈和滑行继电器常开触点；

所述滑行继电器线圈与所述制动控制单元电连接；

所述制动控制单元通过所述滑行继电器常开触点与所述磁轨制动控制单元相连接；

其中，所述制动控制单元在确定所述轨道车辆出现滑行时，控制所述滑行继电器线圈得电，并通过所述滑行继电器常开触点向所述磁轨制动控制单元发送所述制动指令。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆的磁轨制动系统，其特征在于，还包括磁轨制动继电器，所述磁轨制动继电器包括磁轨制动继电器线圈和磁轨制动继电器常闭触点；

所述磁轨制动继电器线圈与紧急制动回路电连接；

所述制动控制单元通过所述磁轨制动继电器常闭触点与所述磁轨制动控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆的磁轨制动系统，其特征在于，还包括显示屏，所述磁轨制动控制单元与所述显示屏电连接，以向所述显示屏发送磁轨制动状态信息。

4.根据权利要求2所述的轨道车辆的磁轨制动系统，其特征在于，所述磁轨制动继电器设置为延时继电器。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆的磁轨制动系统，其特征在于，还包括用于检测直线驱动机构的伸缩状态的检测装置；

所述检测装置与所述磁轨制动控制单元电连接。

6.根据权利要求1所述的轨道车辆的磁轨制动系统，其特征在于，还包括风缸、换向机构和消音器，所述直线驱动机构设置为气缸；

所述风缸和所述消音器均通过所述换向机构与所述气缸连接，所述换向机构包括第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述气缸的无杆腔与所述风缸导通；在所述第二状态，所述气缸的无杆腔与所述消音器导通；

所述换向机构与所述磁轨制动控制单元电连接，所述磁轨制动控制单元能控制所述换向机构在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆的磁轨制动系统，其特征在于，所述换向机构包括电磁换向阀和气动换向阀；

所述风缸和所述消音器均通过所述气动换向阀与所述气缸连接，所述气动换向阀包括所述第一状态和所述第二状态；

所述风缸通过所述电磁换向阀与所述气动换向阀连接；

所述电磁换向阀与所述磁轨制动控制单元电连接，并且所述电磁换向阀能够基于所述磁轨制动控制单元的指令，控制所述气动换向阀在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

8.一种轨道车辆，其特征在于，设置有如权利要求1-7任一项所述的轨道车辆的磁轨制动系统。