CN115342147A - 一种自动截断液压油泄漏的液压制动系统及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动截断液压油泄漏的液压制动系统及轨道车辆，包括液压控制单元和自动截断阀；自动截断阀为机械截断阀，利用被控装置的压差进行相应管路的截断；该装置体积小，重量轻，安装方便，可以集成于液压控制单元内部，也可以在外部独立安装。功能强大，可以自动将液压油泄漏管路截断，避免液压油进一步泄漏，同时将管路液压压力状态反馈至车辆，供司机进一步处置故障。

Description

一种自动截断液压油泄漏的液压制动系统及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道车辆领域的液压制动系统，具体涉及一种自动截断液压油泄漏的液压制动系统及轨道车辆。

背景技术

目前轨道车辆的液压制动系统中，液压油泄漏是比较普遍存在的问题，尤其是在车辆运营阶段，如果出现管路断裂导致液压油急剧泄漏，可能会影响车辆安全，污染环境。

在专利【CN201720469015.1】中，公开了一种防液压油泄漏的自动紧急闭锁阀装置，包括液压传动系统及控制中心；其中，液压传动系统包括主回路及先导回路；控制中心设有驱动电路；驱动电路与先导回路设有的先导电磁阀电性连接，且先导电磁阀用于控制主回路设有的安全阀；主回路的主液压管路的外周包裹有网格电路，且网格电路与控制中心电性连接；主回路的主液压管路破裂，损坏网格电路并且与其电性连接的控制中心接收到破损信号，通过驱动电路发送动作信号至先导电磁阀；先导电磁阀动作，以使安全阀动作并切换液路；主回路还设有主液压马达、主控阀、油箱及主液压泵；安全阀包括设置于主液压泵岀液端与主控阀进液端的第一安全阀，设置于主控阀岀液端与主液压马达进油端的第二安全阀，及设置于主液压马达岀液端与主控阀回液端的第三安全阀；第一安全阀为液控二位三通阀，液控端与先导电磁阀联通；常态下，液控二位三通阀的液控端未通入压力油，阀芯不动作，主回路贯通；发生故障时，先导电磁阀得到故障信号并得电工作，液控端通入来自先导电磁阀的压力油，阀芯切换切换位置，以使主回路与油箱联通；第二安全阀、第三安全阀均为液控二位二通阀，液控端与先导电磁阀联通；常态下，二位二通阀的液控端未通入压力油，阀芯不动作，主回路贯通；发生故障时，先导电磁阀得到故障信号并得电工作，液控端通入来自先导电磁阀的压力油，阀芯切换位置，以使主回路截断；

但是上述系统中的安全阀采用电控来实现，需配置电磁阀、传感器、控制装置等部件，需依靠软件进行数据采集，完成数据分析后再使电磁阀动作，功能繁琐、结构复杂。由于传输的数据为模拟量信号，可能在使用过程中存在电磁干扰或软件故障导致设备可靠性降低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自动截断液压油泄漏的液压制动系统及轨道车辆，该装置通过配置机械式的自动截断阀及信号反馈装置，可以自动将液压油泄漏管路截断，避免液压油进一步泄漏，同时将管路液压压力状态反馈至车辆，供司机进一步处置故障。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种自动截断液压油泄漏的液压制动系统，包括液压控制单元和自动截断阀；其特征在于，所述的自动截断阀包括阀体、阀芯、隔膜；在阀体内设有阀芯，阀芯的顶部设置与其配合的阀盖，且在阀芯内部设有隔膜，隔膜的一侧是阀芯与阀体形成的第一油腔，相对的另一侧是阀芯与阀体形成的第二油腔；所述的液压控制单元与第一油腔、第二油腔的进油口相连通，所述的第一油腔的出油口与第一被控装置相连通、所述的第二油腔的出油口与第二被控装置相连通，在第一油腔内设有第一复位件，在第二油腔内设有第二复位件；当第一油腔和第二油腔的压力具有压力差时，隔膜向压力低的油腔侧移动，实现对第一油腔或第二油腔的截断；当第一油腔和第二油腔的压力相等时，隔膜在第一复位件或第二复位件的作用下复位。

上述的第一油腔的入口为第一进油口，液压油依次经过第一限流阀从第一出油口输出至第一被控装置；第二油腔的入口为第二进油口，液压油依次经过第二限流阀从第二出油口输出至第二被控装置；所述的第一进油口、第二进油口与液压控制单元相连。

作为进一步的技术方案，所述的阀体和阀芯之间还形成有第一卸油通道和第二卸油通道，第一卸油通道和第二卸油通道位于隔膜的两侧，在第一卸油通道内安装有第一单向阀，在第二卸油通道内安装有第二单向阀；泄压时，外部设备内的液压油可通过出油口经单向阀、从进油口流回油箱，实现快速泄压。

作为进一步的技术方案，所述的第一卸油通道与第一油腔、第一进油口、第一出油口连通。

作为进一步的技术方案，所述的第二卸油通道与第二油腔、第二进油口、第二出油口连通。

作为进一步的技术方案，所述的第一单向阀、第二单向阀安装于阀体和阀芯之间，且第一单向阀、第二单向阀与阀体和阀芯之间设有密封圈，避免液压油泄漏。

作为进一步的技术方案，在所述的第一出油口与第一被控装置的连接管路上设有第一压力监测装置，用于监测第一被控装置的压力变化情况。

作为进一步的技术方案，所述的第一压力监测装置与指示灯或操作平台相连。

作为进一步的技术方案，在所述的第二出油口与第二被控装置的连接管路上设有第二压力监测装置，用于监测第二被控装置的压力变化情况。

作为进一步的技术方案，所述的第二压力监测装置与指示灯或操作平台相连。

第二方面，本发明实施例还提供了一种轨道车辆，包括前面所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

1.本发明通过配置自动截断阀，可以自动将液压油泄漏管路截断，避免液压油进一步泄漏，同时将管路液压压力状态反馈至车辆，供司机进一步处置故障；且该自动截断阀采用纯机械结构，利用管路中的压力变化情况，进行自动截断控制，无需电气控制和软件控制，不存在电磁干扰等问题，工作环境适应性强。

2.该自动截断阀体积小，重量轻，安装方便，可以集成于液压控制单元内部，也可以在外部独立安装；

3.该自动截断阀具有较高的耐冲击振动性能，可安装在车内、车下或转向架等位置。

4.该截断阀的第一油腔、第二油腔，可以同时连接外部的管路，当其中一个管路出现液漏现象时，可以通过管路压力的变化自动控制隔膜的移动，迅速的切断此路供油，不影响另一路设备工作，响应时间短，密封性好。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明中管路无断裂状态下的系统状态示意图；

图2是本发明中流向转向架1的管路出现断裂后的系统状态示意图；

图3是本发明中流向转向架2的管路出现断裂后的系统状态示意图；

图4是本发明提出的自动隔离阀的结构示意图；

图中：1液压控制单元、2液压压力建立组件、3液压压力调节组件，4油箱，5自动截断阀，6信号反馈装置，7信号反馈装置，8储能器；

5-1阀芯；5-2-1限流阀、5-2-2限流阀；5-3-1复位弹簧、5-3-2复位弹簧；5-4-1单向阀、5-4-2单向阀；5-5隔膜；5-6阀盖；5-7阀体。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种自动截断液压油泄漏的液压制动系统和轨道车辆。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1、图2、图3所示，自动截断液压油泄漏的液压制动系统通常由液压控制单元1控制液压压力的输出，传统的液压单元组成为液压压力建立组件2、液压压力调节组件3、油箱4、蓄能器8等装置组成；传统轨道车辆中，一个液压控制单元可同时控制两个转向架或多个设备的动作，本发明与传统技术的区别在于在管路系统中增加了自动截断阀5，自动截断阀5的进油端与液压控制单元1相连，出油端与转向架或者其他被控装置相连，当流向两个转向架或其他被控装置的液压油管路出现断裂导致两路压差过大时，自动截断阀可自动动作，截断泄漏管路的液压油输出，并可通过信号反馈装置反馈输出压力状态。而传统系统中，无此自动截断阀5，当管路出现断裂后，无法及时切断断裂管路的液压油供油，导致油箱液压油流干，进而可能导致轨道车辆出现因液压油排空带来的其他故障；下面结合具体的附图对本发明的系统以及工作原理进行说明：

如图1、图2、图3所示，三个视图中的自动截断液压油泄漏的液压制动系统完全一致，即本实施例中的自动截断液压油泄漏的液压制动系统包括：液压控制单元1、自动截断阀5、转向架#1和转向架#2；自动截断阀5的进油口与液压控制单元1相连，自动截断阀5的一个出油口与转向架#1相连，另一个出油口与转向架#2相连；

如图1所示，当与转向架#1相连的管路和与转向架#2相连的管路均无断裂时，液压控制单元输出的液压油经自动截断阀5的进油口一分为二输出至两个转向架#1、转向架#2，输出的压力值一致，属于正常的工作状态；

如图2所示，当流向转向架#1的管路出现断裂后，流向转向架#1的液压管路压力瞬间下降，而流向转向架#2的管路压力依然维持不变，因此两路管路则出现压力差，此时自动截断阀5动作，液压控制单元1输出的液压油通过自动截断阀5的进油口流入，从流向转向架#2对应的口流出，流向转向架#1对应的口处于截断状态，无液压油输出。

类似的，如图3所示，当流向转向架#2的管路出现断裂后，流向转向架#2 的液压管路压力瞬间下降，而流向转向架#1的管路压力依然维持不变，因此两路管路则出现压力差，自动截断阀5动作，液压控制单元1输出的液压油通过自动截断阀5进油口流入，流向转向架#1对应的口流出，流向转向架#2对应的口截断，无液压油输出。

上述系统可以自动将液压油泄漏管路截断，避免液压油进一步泄漏，同时将管路液压压力状态反馈至车辆，供司机进一步处置故障。

进一步的，上述的自动截断阀5可设计管式安装，安装于设备外部管路中；也可以设计为板式安装阀，安装于设备内部，本实施例中的自动截断阀如图4所示，包括阀体5-7、阀芯5-1、隔膜5-5、在阀体5-7内设有阀芯5-1，阀芯5-1的顶部设置阀盖5-6，阀盖5-6与阀体5-7配合，且在阀芯5-1内部设有隔膜5-5，隔膜5-5两端固定，为柔性隔膜，隔膜5-5的一侧是阀芯与阀体形成的第一油腔，相对的另一侧是阀芯与阀体形成的第二油腔；在本实施例中，图4左侧的油腔为第一油腔，右侧的油腔为第二油腔；在第一油腔上安装有限流阀5-2-1，在第二油腔上安装有限流阀5-2-2；且在限流阀5-2-1与隔膜5-5之间设有复位弹簧5-3-1，复位弹簧5-3-1水平设置在限流阀5-2-1与隔膜5-5之间；在限流阀5-2-2与隔膜5-5之间设有复位弹簧5-3-2；复位弹簧5-3-2水平设置在限流阀5-2-2与隔膜5-5之间；当第一油腔和第二油腔的压力具有压力差时，隔膜向压力低的油腔侧移动，实现对第一油腔或第二油腔的截断；当第一油腔和第二油腔的压力相等时，隔膜在复位弹簧5-3-1或复位弹簧5-3-2的作用下实现复位。

第一油腔的入口为进油口P，依次经过限流阀5-2-1的进油口B、出油口C、阀芯和阀体间的油道D，通过出油口O输出至转向架#1；第二油腔的入口为进油口P’，依次经过限流阀5-2-2的进油口B’、出油口C’、阀芯和阀体间的油道D’，通过出油口O’输出至转向架#2；

进一步，阀体5-7和阀芯5-1之间还形成有两个卸油通道，两个卸油通道位于隔膜5-5的两侧，在其中一个卸油通道内安装有单向阀5-4-1，在另外一个卸油通道内安装有单向阀5-4-2；单向阀5-4-1、单向阀5-4-2安装于阀体和阀芯之间，可在外部拆装，且单向阀与阀体和阀芯之间设有密封圈，避免液压油泄漏。

自动截断阀5的具体工作原理如下：

当与转向架#1相连的管路和与转向架#2相连的管路无泄漏时，出油口O 和出油口O’的压力无差别，隔膜5-5不会动作；

当出油口O’对应的转向架#1连接的管路侧泄漏，压力降低时，使得出油口O和出油口O’压力不一致(出油口O的压力大于出油口O’的压力)，进而导致隔膜5-5两侧的第一油腔和第二油腔之间出现压差，由于压差的原因，使隔膜5-5受力不均匀，隔膜5-5向压力低的一侧(出油口O’所在的一侧)移动(对应附图4，隔膜5-5向右侧移动)，出油口C’处的油路被截断，进而截断出油口O’油口的液压油输出，起到截断作用。

当出油口O对应的转向架#2的管路侧泄漏，压力降低时，使得出油口O和出油口O’压力不一致(出油口O的压力小于出油口O’的压力)，进而导致隔膜5-5两侧的第一油腔和第二油腔之间出现压差，由于压差的原因，使隔膜5- 5受力不均匀，隔膜5-5向压力低的一侧(出油口O所在的一侧)移动(对应附图4，隔膜5-5向左侧移动)，出油口C处的油路被截断，进而截断出油口O 油口的液压油输出，起到截断作用。

泄压时，外部设备内的液压油可通过出油口O和出油口O’经单向阀5-4- 1、进油口P和单向阀5-4-2、进油口P’流回油箱，实现快速泄压；无论泄漏如否，均可通过单向阀实现快速卸压。

上述的自动截断阀5采用纯机械结构，利用管路中的压力变化情况，进行自动截断控制，无需电气控制和软件控制，不存在电磁干扰等问题，工作环境适应性强。

进一步的，如图1-图3所示，本实施例中的液压系统只有一路进油口，此时，上述的进油口P’可进行封堵或外接测试设备检测进油口压力，当进油口 P’封堵之后，从进油口P进来的油分两路分别进入到第一油腔和第二油腔，在此时，阀芯顶部和阀盖之间形成一个道道，可以使得进油口P进来的液压油也进入到第二油腔。

进一步的，该系统中使用自动截断阀5的数量不受外部设备的限制，可根据需求使用一个或多个自动截断阀5控制两个或多个设备。

进一步的，在出油口O与转向架#1的连接管路上设有信号反馈装置6；在出油口O’与转向架#2的连接管路上设有信号反馈装置7；信号反馈装置6和信号反馈装置7为可选部件，可根据实际需求确定部件类型，类型包括压力传感器、压力开关、用于外接测试设备的测试接头等；信号反馈装置6和信号反馈装置7反馈的信号可通过指示灯指示，也可上传到车辆控制系统进行组合控制显示。

进一步的，上述的液压压力建立组件的内部组成形式有多种，其作用为提供液压油的输出；液压压力调节组件的作用为调节液压控制单元的输出压力；蓄能器为可选部件，可根据系统实际需求确定是否配置此设备，起作用为存储液压压力，可以减少电机的启停频率和稳定输出压力。液压压力组件故障工况下，仍可在一定时间内提供储备输出压力。

此发明可应用于轨道车辆使用液压控制的各系统，不仅限于制动系统等。

进一步的，本实施例还提供了一种轨道车辆，所述的轨道车辆包括前面所述的自动截断液压油泄漏的液压系统。由于该轨道车辆中设置有如上所述的自动截断液压油泄漏的液压系统，因此该轨道车辆同样具备如上所述的全部优势。在一些实施例中，本发明提供的轨道车辆可以是任何适当类型的车辆，例如普速火车、动车、地铁车辆、城铁车辆等，本发明不局限于某种或某些特定的轨道车辆类型。

最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种自动截断液压油泄漏的液压制动系统，包括液压控制单元和自动截断阀；其特征在于，所述的自动截断阀包括阀体、阀芯、隔膜；在阀体内设有阀芯，阀芯的顶部设置与其配合的阀盖，且在阀芯内部设有隔膜，隔膜的一侧是阀芯与阀体形成的第一油腔，相对的另一侧是阀芯与阀体形成的第二油腔；所述的液压控制单元与第一油腔、第二油腔的进油口相连通，所述的第一油腔的出油口与第一被控装置相连通、所述的第二油腔的出油口与第二被控装置相连通，在第一油腔内设有第一复位件，在第二油腔内设有第二复位件；当第一油腔和第二油腔的压力具有压力差时，隔膜向压力低的油腔侧移动，实现对第一油腔或第二油腔的截断；当第一油腔和第二油腔的压力相等时，隔膜在第一复位件或第二复位件的作用下复位。

2.如权利要求1所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，在所述的第一油腔与第一被控装置的连接管路上设有第一压力监测装置。

3.如权利要求2所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，所述的第一压力监测装置与指示灯或操作平台相连。

4.如权利要求1任一所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，在所述的第二油腔与第二被控装置的连接管路上设有第二压力监测装置。

5.如权利要求4所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，所述的第二压力监测装置与指示灯或操作平台相连。

6.如权利要求1所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，所述的阀体和阀芯之间还形成有第一卸油通道和第二卸油通道，第一卸油通道和第二卸油通道位于隔膜的两侧，所述的第一卸油通道与第一油腔连通，第二卸油通道与第二油腔连通。

7.如权利要求6所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，在第一卸油通道内安装有第一单向阀，在第二卸油通道内安装有第二单向阀。

8.如权利要求7所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，所述的第一单向阀、第二单向阀安装于阀体和阀芯之间，可拆装。

9.如权利要求8所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，第一单向阀、第二单向阀与阀体和阀芯之间设有密封圈。

10.如权利要求1-9一所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，所述的第一油腔和第二油腔共用一个进油口，或者各设置一个进油口。

11.如权利要求1所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，在第一油腔上安装有第一限流阀，在第二油腔上安装有第二限流阀。

12.如权利要求11所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统，其特征在于，所述的第一复位件位于第一限流阀与隔膜之间；所述的第二复位件位于第二限流阀与隔膜之间。

13.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求1-12任一所述的自动截断液压油泄漏的液压制动系统。

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