CN115179989A - 用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统及制动装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统及制动装置，包括：活塞缸，包括缸体、能滑动地设于缸体内的活塞、以及连接活塞的活塞杆，缸体内具有分别位于活塞的相对两侧的制动施加腔和制动解除腔；流体供应单元，用于供应压力流体；切换阀，连接在活塞缸与流体供应单元之间，用于切换流体供应单元与制动施加腔和制动解除腔之间的连通。本申请实施例的控制系统可以控制执行机构完成制动施加和制动解除动作，工作可靠。

Description

用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统及制动装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其是一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统及制动装置。

背景技术

随着轨道车辆，尤其是高速动车组的运行速度的逐步提高，在一定距离内完成紧急制动(即列车的“紧急制动距离”)以保证安全，变得越来越重要且难度越来越大。目前广泛应用的轨道车辆制动装置主要利用“车轮-轨面”间的粘着，靠轮轨之间的摩擦力为轨道车辆提供减速度。

但此类依赖轮轨粘着的制动方式有两个主要制约因素：(1)轮轨间的粘着系数随着速度的提高逐渐降低；(2)摩擦产生的热量难以及时耗散到环境中。除此之外，高速磁悬浮列车由于不存在轮轨间的接触，而无法应用此类制动方式。

为此研究者们提出了多种不依赖轮轨粘着的制动方式，其中空气阻力制动(亦称“风阻制动”)因其无散热问题瓶颈、无需轮轨间粘着力、制动力随着速度增大而快速增大等特点而受到关注。由于空气阻力制动的减速力的大小存在较大的不确定性：车体周围的空气高速流动为强湍流，本身即为强烈的非稳态流动，且空气阻力与风速大小、是否在隧道内等因素相关。若将空气阻力制动用于轨道车辆的常用制动，可能出现难以准确控车、进站停车时冲标、欠标等问题。因此空气阻力制动通常用于轨道车辆的紧急制动。

空气阻力的一般表达式为：

式中C为空气阻力系数；ρ为空气密度；A为迎风面积；v为运动速度。

由空气阻力的表达式可知，当其他参数不变时，空气阻力的大小与运行速度的二次方成正比，即车速为300km/h时的空气阻力是车速为100km/h时的9倍。这一特点使空气阻力制动非常适合用于运行速度很高的轨道车辆。在计算某一时刻的空气阻力时，空气密度和轨道车辆的运动速度可简化为定值，因此，空气阻力制动方式一般采用改变迎风面积和空气阻力系数的方式增大空气阻力。

当轨道车辆正常运行时，通过车体的流线型设计使空气阻力尽量小；当需要利用空气阻力进行制动时，通过改变车体的外部形状，例如增大车体的横截面积(比如执行机构从车体内伸出或打开)、增大空气阻力系数(比如破坏车体的流线型外形)等方式，来增大空气阻力。

目前改变车体外部形状的具体方式和执行机构是相关研究者和机构的重点，根据执行机构的初始位置在车体内或车体表面，可将执行机构大致分为两类：伸缩式和翻折式。二者的共性在于，需要从外部接受指令和能量输入，以实现车体形状的改变。具体的外部能量输入种类包括电能(靠电机执行变形动作)、流体机械能(靠高压气体、液体执行变形动作)。

现有技术主要关注了执行机构本身的设计，对于如何控制执行机构的研究甚少。

应该注意，上面对背景技术的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的目的是提供一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统及制动装置，以提供对执行机构的控制。

根据本申请实施例的一方面，提供一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统，包括：活塞缸，包括缸体、能滑动地设于所述缸体内的活塞、以及连接所述活塞的活塞杆，所述缸体内具有分别位于所述活塞的相对两侧的制动施加腔和制动解除腔；流体供应单元，用于供应压力流体；切换阀，连接在所述活塞缸与所述流体供应单元之间，用于切换所述流体供应单元与所述制动施加腔和所述制动解除腔之间的连通。

如上所述的控制系统，其中，所述切换阀为电磁阀；所述电磁阀在得电状态下将所述流体供应单元与所述制动解除腔连通，并将所述流体供应单元与所述制动施加腔隔断；所述电磁阀在失电状态下将所述流体供应单元与所述制动施加腔连通，并将所述流体供应单元与所述制动解除腔隔断。

如上所述的控制系统，其中，所述控制系统还包括：第一单向通路，将所述切换阀和所述制动施加腔连通，所述第一单向通路仅允许压力流体从所述切换阀流向所述制动施加腔；节流排出通路，与所述制动施加腔连通，所述节流排出通路允许所述制动施加腔内的压力流体排空。

如上所述的控制系统，其中，所述控制系统还包括：第二单向通路，将所述切换阀和所述制动解除腔连通，所述第二单向通路仅允许压力流体从所述切换阀流向所述制动解除腔；快速排出通路，与所述制动解除腔连通，所述快速排出通路允许所述制动解除腔内的压力流体排空。

如上所述的控制系统，其中，所述切换阀具有进口、第一出口、第二出口和排空口，所述流体供应单元与所述进口连接，所述第一单向通路和所述节流排出通路均与所述第一出口连接，所述第二单向通路与所述第二出口连接；当所述进口与所述第一出口连通时，所述进口与所述第二出口互不连通，以将所述流体供应单元与所述第二单向通路隔断；当所述进口与所述第二出口连通时，所述进口与所述第一出口互不连通，以将所述流体供应单元与所述第一单向通路隔断，所述第一出口与所述排空口连通，以将所述节流排出通路与所述排空口连通。

如上所述的控制系统，其中，所述控制系统包括单向阀和节流件，所述单向阀形成所述第一单向通路，所述节流件形成所述节流排出通路。

如上所述的控制系统，其中，所述控制系统包括快速排气阀，所述快速排气阀形成所述第二单向通路和所述快速排出通路。

如上所述的控制系统，其中，所述流体供应单元为气体供应单元，所述活塞缸为气缸。

如上所述的控制系统，其中，所述气体供应单元包括均与所述切换阀连接的高压气体供应源和存储高压气体的制动风缸。

如上所述的控制系统，其中，所述活塞缸沿纵向方向设置，所述制动解除腔位于所述活塞的上方，所述制动施加腔位于所述活塞的下方。

根据本申请实施例的另一方面，提供一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的制动装置，包括执行机构和上述的控制系统，所述活塞杆与所述执行机构连接。

本申请实施例的有益效果包括：

1、本申请实施例通过设置活塞杆、流体供应单元和阀，可以控制执行机构完成制动施加和制动解除动作，工作可靠；

2、本申请实施例通过设置节流排出通路和快速排出通路，使制动施加腔具备“快充、慢排”特点，制动解除腔具备“慢充、快排”特点，从而使紧急制动装置具备制动响应快、制动解除慢的特点，提高车辆空气阻力制动的安全可靠性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐述本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。在附图中：

图1是本申请实施例的用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统的原理图。

主要元件标号说明：

1、活塞缸；101、缸体；102、活塞；103、活塞杆；

104、制动施加腔；105、制动解除腔；

2、流体供应单元；201、高压气体供应源；202、制动风缸；

3、切换阀；301、进口；302、第一出口；303、第二出口；

304、排空口；305、第一通道；306、第二通道；307、弹簧；

4、第一单向通路；5、节流排出通路；6、单向阀；7、节流件；

8、第二单向通路；9、快速排出通路；10、止回阀；

11、快速排气阀；111、排气口；

12、电源线；13、紧急制动环路。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请并不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称为上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等可以包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确地指出；此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出；此外术语“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有说明。

下面参照附图对本申请实施例的实施方式进行说明。

第一方面的实施例

本申请第一方面的实施例提供一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统，该控制系统可以应用到轨道车辆的紧急制动装置中，用于驱动紧急制动装置的执行机构完成制动施加和制动解除动作，以对轨道车辆施加空气阻力制动，或将空气阻力制动解除。

图1为本申请实施例的控制系统的原理图。如图1所示，本申请实施例的控制系统包括活塞缸1、流体供应单元2和切换阀3。

活塞缸1包括缸体101、能滑动地设于缸体101内的活塞102、以及连接活塞102的活塞杆103，活塞杆103用于与执行机构(图未示出)连接，缸体101内具有分别位于活塞102的相对两侧的制动施加腔104和制动解除腔105。流体供应单元2用于向制动施加腔104和制动解除腔105供应压力流体，以驱动活塞102带动活塞杆103往复移动，进而驱动执行机构移动，使执行机构完成制动施加动作或制动解除动作。

为了控制流体供应单元2与制动施加腔104、制动解除腔105的连通和断开，在活塞缸1与流体供应单元2之间设置切换阀3，通过切换阀3来切换流体供应单元2与制动施加腔104和制动解除腔105之间的连通，以使流体供应单元2向制动施加腔104或制动解除腔105供应压力流体，从而驱动执行机构完成制动施加动作或制动解除动作。

在一些实施例中，切换阀3为电磁阀。电磁阀在失电状态下将流体供应单元2与制动施加腔104连通，并将流体供应单元2与制动解除腔105隔断，以实现制动施加；电磁阀在得电状态下将流体供应单元2与制动解除腔105连通，并将流体供应单元2与制动施加腔104隔断，以实现制动解除。例如，切换阀3为常得电的电磁阀，因此制动解除状态为紧急制动装置的常态。

可选地，电磁阀通过电源线12与紧急制动装置的紧急制动环路13电连接，以实现对电磁阀供电。

在一些实施例中，如图1所示，控制系统还包括第一单向通路4和节流排出通路5。

本实施例中，第一单向通路4将切换阀3和制动施加腔104连通，第一单向通路4仅允许压力流体从切换阀3流向制动施加腔104，而不允许压力流体反向流动，从而可以将执行机构锁定在制动施加位置，也就使紧急制动装置保持(锁定)在制动施加状态，从而使轨道车辆保持制动状态。

本实施例中，节流排出通路5与制动施加腔104连通，节流排出通路5具有节流功能，当需要解除制动时，节流排出通路5使得制动施加腔104内的压力流体缓慢排空，从而使制动缓慢解除，比如直至列车停稳后制动才完全解除，避免制动突然解除而造成安全事故，提高安全可靠性。这在施加制动发生故障的情况下尤其重要，比如，因流体泄漏等原因无法向制动施加腔104继续供应压力流体时，制动施加腔104内的压力流体会经由节流排出通路5缓慢排出，从而避免快速排空导致的制动突然失效，提高安全可靠性。

可选地，如图1所示，第一单向通路4和节流排出通路5并排连接在活塞缸1与切换阀3之间，切换阀3具有可与节流排出通路5连通的排空口304，制动施加腔104内的压力流体可以流经节流排出通路5后由切换阀3的排空口304排出，这使得压力流体的流动路径较长，从而进一步降低压力流体的排空速度，避免制动突然解除。

在一种可行的技术方案中，如图1所示，控制系统包括单向阀6和节流件7，单向阀6连接在切换阀3与制动施加腔104之间，单向阀6形成第一单向通路4，节流件7与制动施加腔104连接，节流件7形成节流排出通路5。例如，节流件7为缩堵。可选地，单向阀6和节流件7并排连接在活塞缸1与切换阀3之间。

在一些实施例中，如图1所示，控制系统还包括第二单向通路8和快速排出通路9。

本实施例中，第二单向通路8将切换阀3和制动解除腔105连通，第二单向通路8仅允许压力流体从切换阀3流向制动解除腔105，而不允许压力流体反向流动，从而可以将执行机构锁定在制动解除位置，也就使紧急制动装置保持(锁定)在制动解除状态，从而使轨道车辆保持正常行驶状态。

本实施例中，快速排出通路9与制动解除腔105连通，当需要施加制动时，快速排出通路9允许制动解除腔105内的压力流体迅速排空，以使制动施加腔104内可以快速充入压力流体，以快速施加制动，提高制动响应速度。

可选地，如图1所示，快速排出通路9不与切换阀3连通，而是直接将制动解除腔105与外界大气连通，以缩短制动解除腔105中压力流体的排空路径，实现迅速排空，提高制动响应速度。

在一种可行的技术方案中，压力流体为气体，制动解除管路包括连接在切换阀3与制动解除腔105之间的快速排气阀11，快速排气阀11形成第二单向通路8和快速排出通路9。

具体地，例如，如图1所示，快速排气阀11具有用于形成第二单向通路8的单向阀芯和用于形成快速排出通路9的排气口111。当需要解除制动时，流体供应单元2供应的气体进入快速排气阀11内，单向阀芯在气流驱动下开启第二单向通路8并关闭排气口111，气体流经第二单向通路8后进入制动解除腔105内；当需要施加制动时，在制动施加腔104内压力的驱动下，活塞102朝制动解除腔105移动，制动解除腔105内的气体进入快速排气阀11，驱使单向阀芯关闭第二单向通路8并打开排气口111，气体经由排气口111排空。由于气体从制动解除腔105到快速排气阀11的流动路径较短，不必流经更长的路径从切换阀3的排空口304排出，因此可以实现快速排空，使空气阻力制动的响应速度更快。

上述实施例通过设置节流排出通路5和快速排出通路9，使制动施加腔104具备“快充、慢排”特点，制动解除腔105具备“慢充、快排”特点，从而使紧急制动装置具备制动响应快、制动解除慢的特点，提高车辆空气阻力制动的安全可靠性。

在一些实施例中，如图1所示，切换阀3具有进口301、第一出口302、第二出口303和排空口304，流体供应单元2与进口301连接，第一单向通路4和节流排出通路5均与第一出口302连接，第二单向通路8与第二出口303连接。

当进口301与第一出口302连通时，即流体供应单元2、第一单向通路4和制动施加腔104依次连通时，进口301与第二出口303互不连通，以将流体供应单元2与第二单向通路8隔断，此时流体供应单元2可以向制动施加腔104供应压力流体。

当进口301与第二出口303连通时，即流体供应单元2、第二单向通路8和制动解除腔105依次连通时，进口301与第一出口302互不连通，以将流体供应单元2与第一单向通路4隔断，此时流体供应单元2可以向制动解除腔105供应压力流体；并且，第一出口302与排空口304连通，以允许制动施加腔104内的压力流体流经节流排出通路5后从切换阀3的排空口304排出。

具体是，切换阀3为电磁阀，参见图1，电磁阀具有两条平行的第一通道305和两条交叉的第二通道306。

当电磁阀得电时，电磁线圈产生磁力，电磁阀的阀芯在磁力在吸引下克服弹簧307的压力朝第一方向移动(图1中朝右移动)，使得两条交叉的第二通道306处于工作位，以将进口301与第二出口303连通、将第一出口302与排空口304连通，此时流体供应单元2可以向制动解除腔105供应压力流体，制动施加腔104中的压力流体可以由排空口304排空。

当电磁阀失电时，在弹簧307的弹力作用下朝第二方向移动(图1中朝左移动)，使得两条平行的第一通道305处于工作位，将进口301与第一出口302连通，此时流体供应单元2可以向制动施加腔104供应压力流体。

在一些实施例中，流体供应单元2为气体供应单元，压力流体为高压气体，活塞缸1为气缸，以高压气体作为驱动流体，成本更低。

在一些实施例中，如图1所示，气体供应单元包括均与切换阀3连接的高压气体供应源201和存储高压气体的制动风缸202，高压气体供应源201为高压气体的主要供应源，可以是外部高压气源，当高压气体供应源201发生故障时，制动风缸202作为备用动力源供应高压气体。

其中，制动风缸202存储的高压空气可以来自于轨道车辆初上电正常工作时的高压气源，如列车的总风管。

在一些实施例中，如图1所示，高压气体供应源201与切换阀3之间设有止回阀10，以防止高压气体回流，并防止制动风缸202供应的高压气体流向高压气体供应源201。

在一些实施例中，如图1所示，活塞缸1沿纵向方向设置，制动解除腔105位于活塞102的上方，制动施加腔104位于活塞102的下方。这样设置的好处在于，当因故障原因无法向制动解除腔105提供动力时，活塞102和执行机构可以依靠自身重力作用缓慢下降，从而解除制动。

本申请实施例的控制系统具有以下几种可能的工作状态/工作过程：

(1)初始状态

轨道车辆运行过程中，紧急制动环路13得电(一般为110V直流)，电源线12得电，切换阀3得电，高压气体供应源201供应的高压空气流经止回阀10，充满制动风缸202后，继续流经切换阀3、快速排气阀11进入制动解除腔105，并驱使活塞102朝制动施加腔104的一侧移动，制动施加腔104内的气体流经节流件7、切换阀3后由排空口304缓慢地排向大气，直至排空，此时活塞102被制动解除腔105内的压力锁定在一极限位置(即图1的下极限位置)，紧急制动装置被锁闭，处于制动解除状态(即初始状态)。

(2)制动施加过程

当紧急制动装置收到紧急制动指令时，紧急制动环路13断开，电源线12失电，切换阀3失电，高压气体供应源201供应的高压空气流经切换阀3、单向阀6后进入制动解除腔105，并驱使活塞102朝制动解除腔105的一侧移动，制动解除腔105内的气体由快速排气阀11迅速排向大气，直至排空，此时活塞102被制动施加腔104内的压力锁定在活塞缸1的另一极限位置(即图1的上极限位置)，使紧急制动装置处于制动施加状态。

(3)制动解除过程

当紧急制动指令解除时，紧急制动环重新建立，电源线12得电，切换阀3得电，高压气体供应源201供应的高压空气流经切换阀3、快速排气阀11后进入制动解除腔105，并驱使活塞102朝制动施加腔104的一侧移动(记为第一移动速度)，制动施加腔104内的气体流经节流件7、切换阀3后由排空口304缓慢地排向大气，直至排空，此时活塞102被制动解除腔105内的压力锁定在下极限位置，使紧急制动装置处于制动解除状态。

(4)断电状态

在机车车辆停止运行过程中，比如在车库内长期停放时，车辆断电，控制系统的各管路和腔室内均无高压空气，活塞杆103可以在人力作用下上下自由移动，受节流件7的限流作用，其移动特点为“快升慢降”。

(5)故障状态

第一种故障状态：高压气体供应源201无法供应气体，但制动风缸202可以供应高压气体。

这种情况下，当需要施加制动时，制动风缸202供应高压空气，高压空气流经切换阀3、单向阀6后进入制动施加腔104，以施加制动；完成制动后，活塞杆103和执行机构依靠自身重力作用缓慢地下降(下降速度小于第一移动速度)，且制动施加腔104内的气体流经节流件7、切换阀3后由排空口304排空，以完成制动解除。因此在第一种故障状态下，本申请实施例的控制系统仍然可以完成制动施加和解除过程。

第二种故障状态：高压气体供应源201无法供应气体，并且制动过程中(此时活塞杆103已处于制动施加位置)制动风缸202的气压不足。

这种情况下，活塞杆103和执行机构依靠自身重力作用缓慢下降(下降速度小于第一移动速度)，且制动施加腔104内的气体流经节流件7、切换阀3后由排空口304排空，以完成制动解除。因此在第二种故障状态下，本申请实施例的控制系统仍然可以完成制动解除过程。

第二方面的实施例

本申请第二方面的实施例提供一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的制动装置，包括执行机构和控制系统，控制系统的活塞杆103与执行机构连接。

由于在第一方面的实施例中，已经对该控制系统的结构、工作原理及有益效果进行了详细说明，其内容被合并于此，此处省略说明。其中执行机构可以采用现有的执行机构。

本申请实施例的控制系统及制动装置至少具有以下特点和优点：

(1)符合“故障导向安全”的安全原则。具有与现有的其他轨道车辆紧急制动系统相同的安全裕度等级，包括：电磁阀的失电自动施加制动功能；制动风缸提供备用高压气源；制动施加管路的快充慢排功能，在制动施加过程中，即使高压气源(包括制动风缸)严重漏泄，依然足够缓慢地关闭，以完成制动解除；

(2)自动锁止执行机构。无论是施加制动或解除制动，电磁阀的控制功能都能使活塞缸的一个腔室充满高压空气、另一腔室排空，从而使执行机构能够锁止在对应位置，无需额外设计复杂的锁止机构；

(3)极短的制动响应时间。快速排出通路设置在活塞缸附近，使制动解除腔排空所经过的管路极短，因此在施加制动时，制动解除腔内的气体可迅速排空，实现快速制动；

(4)断电停放时活塞杆自动缩回，且可以手动拉出。当轨道车辆在车库内停放长期断电时，由于所有管路内均无高压空气，活塞杆及执行机构可以在重力作用下复位，无需克服额外阻力。同时，可以在断电情况下将活塞杆及执行机构手动拉出，以便于检修。

以上参照附图描述了本申请的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本申请的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

Claims (12)

1.一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的控制系统，其特征在于，包括：

活塞缸，包括缸体、能滑动地设于所述缸体内的活塞、以及连接所述活塞的活塞杆，所述缸体内具有分别位于所述活塞的相对两侧的制动施加腔和制动解除腔；

流体供应单元，用于供应压力流体；

切换阀，连接在所述活塞缸与所述流体供应单元之间，用于切换所述流体供应单元与所述制动施加腔和所述制动解除腔之间的连通。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，

所述切换阀为电磁阀；

所述电磁阀在得电状态下将所述流体供应单元与所述制动解除腔连通，并将所述流体供应单元与所述制动施加腔隔断；

所述电磁阀在失电状态下将所述流体供应单元与所述制动施加腔连通，并将所述流体供应单元与所述制动解除腔隔断。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

第一单向通路，将所述切换阀和所述制动施加腔连通，所述第一单向通路仅允许压力流体从所述切换阀流向所述制动施加腔；

节流排出通路，与所述制动施加腔连通，所述节流排出通路允许所述制动施加腔内的压力流体排空。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

第二单向通路，将所述切换阀和所述制动解除腔连通，所述第二单向通路仅允许压力流体从所述切换阀流向所述制动解除腔；

快速排出通路，与所述制动解除腔连通，所述快速排出通路允许所述制动解除腔内的压力流体排空。

5.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

第二单向通路，将所述切换阀与所述制动解除腔连通，所述第二单向通路仅允许压力流体从所述切换阀流向所述制动解除腔；

快速排出通路，与所述制动解除腔连通，所述快速排出通路允许所述制动解除腔内的压力流体排空。

6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，

所述切换阀具有进口、第一出口、第二出口和排空口，所述流体供应单元与所述进口连接，所述第一单向通路和所述节流排出通路均与所述第一出口连接，所述第二单向通路与所述第二出口连接；

当所述进口与所述第一出口连通时，所述进口与所述第二出口互不连通，以将所述流体供应单元与所述第二单向通路隔断；

当所述进口与所述第二出口连通时，所述进口与所述第一出口互不连通，以将所述流体供应单元与所述第一单向通路隔断，所述第一出口与所述排空口连通，以将所述节流排出通路与所述排空口连通。

7.如权利要求3、5或6所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括单向阀和节流件，所述单向阀形成所述第一单向通路，所述节流件形成所述节流排出通路。

8.如权利要求4至6任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括快速排气阀，所述快速排气阀形成所述第二单向通路和所述快速排出通路。

9.如权利要求1至6任一项所述的控制系统，其特征在于，所述流体供应单元为气体供应单元，所述活塞缸为气缸。

10.如权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述气体供应单元包括均与所述切换阀连接的高压气体供应源和存储高压气体的制动风缸。

11.如权利要求1至6任一项所述的控制系统，其特征在于，所述活塞缸沿纵向方向设置，所述制动解除腔位于所述活塞的上方，所述制动施加腔位于所述活塞的下方。

12.一种用于轨道车辆空气阻力紧急制动的制动装置，其特征在于，包括执行机构和权利要求1至11任一项所述的控制系统，所述活塞杆与所述执行机构连接。

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