发明内容
本实用新型的目的一方面在于提高轨道车辆制动系统的响应速度,另一方面在于降低制动系统中制动控制装置的电路部分和气路部分的耦合性,提高制动控制装置的可维护性。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种用于轨道车辆制动系统的制动控制装置,安装在单个转向架上,该装置包括可单独拆除的电子制动控制单元以及气路制动控制单元,所述气路制动控制单元包括:至少一个用于根据制动级别和制动供风缸压力产生制动缸压力的制动控制模块;用于在连通时将单个制动控制模块产生的制动缸压力传给所述转向架的两根轴,以及在关闭时将单个制动控制模块产生的制动缸压力传给所述转向架的一根轴的连通模块。
作为本实用新型的一种实施方式,制动控制装置的气路制动控制单元还包括用于将最小空车压力或制动供风缸压力输出给所述连通模块的空重车调整模块;和/或用于在紧急缓解时切断输入的制动供风缸压力以排出制动缸的压力空气的远程缓解模块。
作为本实用新型的一种实施方式,制动控制装置的空重车调整模块包括减压阀、主调节阀和两个电子称重阀,其中,制动供风缸压力从减压阀的入口输入,减压阀的出口与第一电子称重阀的入口相连,第一电子称重阀的出口与第二电子称重阀的入口相连,第二电子称重阀的出口与主调节阀的第一入口相连,主调节阀的第二入口用于输入制动供风缸压力,主调节阀通过弹簧预设最小空车压力,主调节阀的出口与连通模块的控制端口相连。
作为本实用新型的一种实施方式,制动控制装置的空重车调整模块还包括紧急制动缸压力传感器,其连接在第二电子称重阀的出口与主调节阀的第一入口之间。
作为本实用新型的一种实施方式,制动控制装置的远程缓解模块包括远程缓解电磁阀、第一活塞气控阀和第八活塞气控阀,其中:制动供风缸压力从所述远程缓解电磁阀的入口输入,所述远程缓解电磁阀的出口与所述第一活塞气控阀的第一端口和所述第八活塞气控阀的第一端口相连,主调节阀的出口与第一活塞气控阀的第二端口和第三端口相连,第一活塞气控阀的第四端口与紧急冲动限制模块相连,第八活塞气控阀的第二端口处设置弹簧,第八活塞气控阀的第三端口与外界空气连通,,第八活塞气控阀的第四端口的输出通过管路缩堵方式与所述转向架的轴关联。
作为本实用新型的一种实施方式,制动控制装置包括第一制动控制模块,该第一制动控制模块包括第一轴排风电磁阀、第一轴保压电磁阀、第三活塞气控阀和第六活塞气控阀,其中:制动供风缸压力分别从第一轴排风电磁阀的入口和第一轴保压电磁阀的入口输入,第一轴保压电磁阀的出口分别与第三活塞气控阀的第一端口和第六活塞气控阀的第二端口相连,第一轴排风电磁阀的出口分别与第三活塞气控阀的第二端口和第六活塞气控阀的第一端口相连,第六活塞气控阀的第三端口和第四端口中的一端口通过管路缩堵方式与外界空气连通,另一端口与第三活塞气控阀的第三端口和第四端口中的一端口相连并且与所述转向架中的轴关联,
作为本实用新型的一种实施方式,制动控制装置的气路制动控制单元还包括与第一制动控制模块结构相同的第二制动控制模块。
作为本实用新型的一种实施方式,制动控制装置还包括紧急冲动限制模块,该紧急冲动限制模块包括冲动限制电磁阀和第二活塞气控阀,其中:制动供风缸压力从所述冲动限制电磁阀的入口输入,所述冲动限制电磁阀的出口与第二活塞气控阀的第一端口相连,所述第二活塞气控阀的第三端口与第二端口相连并且所述第三端口通过管路缩堵方式与第四端口相连,所述第三活塞气控阀的第三端口和第四端口中的另一端口通过管路缩堵方式与第二活塞气控阀的第四端口相连。
作为本实用新型的一种实施方式,在所述紧急冲动限制模块中,用带排风孔的遮断板替代冲动限制电磁阀。
作为本实用新型的一种实施方式,所述连通模块包括连通电磁阀和第五活塞气控阀,其中:制动供风缸压力从连通电磁阀的入口输入,连通电磁阀的出口与第五活塞气控阀的第一端口相连,第五活塞气控阀的第二端口作为连通模块的控制端口与主调节阀的出口相连,第五活塞气控阀的第三端口和第四端口的输出分别与所述转向架的不同的轴关联。
本实用新型通过对制动控制装置的气路制动控制单元进行模块化设计,使得电子制动控制单元和气路制动控制单元可单独拆除,从而提高了制动控制装置的可用性和可维护性;并且由于制动控制装置安装在转向架上,因此能够提高轨道车辆制动系统的响应速度。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式以及系统结构进行具体说明。
本实用新型提供的用于轨道车辆制动系统的制动控制装置可安装在各个转向架上,如图2所示,该装置包括可单独拆除的电子制动控制单元10以及气路制动控制单元20,所述气路制动控制单元20包括:
至少一个用于根据制动级别和制动供风缸压力产生制动缸压力的制动控制模块201;
用于在连通时将单个制动控制模块产生的制动缸压力传给所述转向架的两根轴,以及在关闭时将单个制动控制模块产生的制动缸压力传给所述转向架的一根轴的连通模块202。
对于本实用新型实施例的制动控制装置,一方面,其对气路部分采用模块化的设计方法并将电路部分和气路部分分成可单独拆除的电子制动控制单元和气路制动控制单元,然后集中安装在一个箱体内,维护时电子制动控制单元以及气路制动控制单元可以方便的进行拆除和检修;另一方面,因为制动控制装置就近安装在转向架附近,因此能够提高轨道车辆架控制动系统的响应速度。
图3是本实用新型的制动控制装置的气路制动控制单元的一实施方式的示意图。参见图3,气路制动控制单元包括:空重车调整模块、远程缓解模块、冲动限制模块、两个制动控制模块、连通模块。为便于说明本实用新型的实施方式,以下描述的各种阀的入口、出口是相对于压缩空气的流向而言的,另外,图3示出的各种四通阀的两个突出部中的大端为第一端口、小端为第二端口、以第一端口为基准逆时针方向数的第一个端口为第三端口,以第一端口为基准顺时针方向数的第一个端口为第四端口。需要解释的是以上称呼只是为了便于说明本实用新型实施方式,不应作为对本实用新型的要求保护的限制。
如图3所示,制动供风缸的压缩空气经过滤器C3后输入到以上所述的模块的入口,用于把制动供风缸过来的压缩空气进行精密过滤,保证下游空气的洁净。作为可选的实施方式,在气路制动控制单元中增加过滤器可以提高制动控制装置的可靠性。本实用新型实施方式的气路制动控制单元中如果没有过滤器C3,也能够实现气路制动控制单元中的各模块的功能。
本实施方式中,空重车调整模块包括减压阀C2、主调节阀C1和两个电子称重阀A5、A6,其中,制动供风缸压力经过滤器C3后减压阀C2的入口输入,减压阀C2的出口与第一电子称重阀A5的入口相连,第一电子称重阀A5的出口与第二电子称重阀A6的入口相连,第二电子称重阀A6的出口与主调节阀C1的第一入口相连,主调节阀C1的第二入口用于输入制动供风缸压力,主调节阀C1的出口与连通模块的控制端口(本实施例中为第五活塞气控阀B5的第二端口)相连。
其中,减压阀C2按照重车的紧急制动缸压力设定,电子称重阀A5输出为实际车重的紧急制动缸压力,紧急制动缸压力传感器P8用于测量经电子称重阀调整后的压力。主调节阀C1最小输出为空车紧急制动缸压力(无电子称重压力输入时),正常输出根据电子称重阀调整后的压力输入调整。
在主调节阀C1处可以通过弹簧预设最小空车压力,这样,空重车调整模块的工作过程为:当主调节阀C1的第一入口的压力小于最小空车压力时,主调节阀的出口输出为预设的最小空车压力;当主调节阀C1的第一入口的压力大于最小空车压力时,主调节阀C1的出口输出第一入口的压力值。
本实用新型实施方式的空重车调整模块可以根据车辆的实际载重进行紧急制动载荷的控制。
本实施方式中,远程缓解模块包括远程缓解电磁阀A1、第一活塞气控阀B1,其中,制动供风缸压力经过滤器C3从远程缓解电磁阀A1的入口输入,远程缓解电磁阀A1的出口与第一活塞气控阀B1的第一端口和第八活塞气控阀B8的第一端口相连,主调节阀C1的出口与第一活塞气控阀B1的第二端口和第三端口相连,第八活塞气控阀B8的第二端口处设置弹簧,第八活塞气控阀B8的第三端口与外界空气连通,第八活塞气控阀B8的第三端口的输出与转向架的轴关联。第八活塞气控阀B8的第二端口处没有控制压力进入,只通过弹簧来控制,
本模块中,当远程缓解电磁阀A1不得电时,第一活塞气控阀B1处于导通状态,第一活塞气控阀B1的第二端口和第一活塞气控阀B1的第四端口压力相同。
远程缓解电磁阀A1得电时,电磁阀A1导通,制动供风缸压力经电磁阀A1后输入第一活塞气控阀B1的第一端口,同时输入第八活塞气控阀B8的第一端口。此时,第一活塞气控阀B1被切断,经电磁阀A1的制动供风缸压力无法通过第一活塞气控阀B1进入下游制动缸;第八活塞气控阀B8被导通,制动缸压力通过阀B8被排空,制动被缓解。
本实施方式中,紧急冲动限制模块包括冲动限制电磁阀A7和第二活塞气控阀B2,其中:制动供风缸压力经过滤器C3从冲动限制电磁阀A7的入口输入,冲动限制电磁阀A7的出口与第二活塞气控阀B2的第一端口相连,第二活塞气控阀B2的第三端口与第二端口相连并且所述第三端口通过管路缩堵方式与第四端口相连。本实用新型实施方式中,管路缩堵方式是指在管路中采用缩堵以控制管路的流量,从而控制向下游充气的速度。以下类同,不再赘述。
常用制动时,冲动限制电磁阀A7得电,第二活塞气控阀B2打开,使压缩空气不受限制的进入制动控制回路;紧急制动时,冲动限制电磁阀A7失电,第二活塞气控阀B2关闭,使压缩空气限流后进入制动控制回路,从而具有冲动限制功能。
紧急制动线状态由电子制动控制单元来监测,当检测到紧急制动线的失电状态时,会将紧急制动的施加信号发给电子制动控制单元,电子制动控制单元控制2根轴上的制动缸压力控制电磁阀(A2和A8,或A3和A9),使它们都处于失电状态,从而使制动缸压力达到称重的紧急制动压力水平。
在本实用新型的实施例中,当取消紧急冲动限制功能时,可将冲动限制电磁阀A7替换为一块带排风孔的遮断板。
本实施方式中,制动控制装置可包括两个具有相同功能的制动控制模块。如图2所示,对于转向架中的一根轴,例如轴1,制动控制模块包括轴1排风电磁阀A8、轴1保压电磁阀A2、第三活塞气控阀B3和第六活塞气控阀B6,其中:制动供风缸压力经过滤器C3分别从轴1排风电磁阀A8的入口和轴1保压电磁阀A2的入口输入,轴1保压电磁阀A2的出口分别与第三活塞气控阀B3的第一端口和第六活塞气控阀B6的第二端口相连,轴1排风电磁阀A8的出口分别与第三活塞气控阀B3的第二端口和第六活塞气控阀B6的第一端口相连,第六活塞气控阀B6的第四端口通过管路缩堵方式与外界空气连通,第三活塞气控阀B3的第四端口通过管路缩堵方式与第二活塞气控阀B2的第四端口相连,第六活塞气控阀B6的第三端口和第三活塞气控阀B3的第三端口的输出与转向架的轴1关联。
对于该转向架的另一根轴,例如轴2,另一制动控制模块包括轴2保压电磁阀A3、轴2排风电磁阀A9、第四活塞气控阀B4和第七活塞气控阀B7,其中:制动供风缸压力经过滤器C3分别从轴2保压电磁阀A3的入口和轴2排风电磁阀A9的入口输入,轴2保压电磁阀A3的出口分别与第四活塞气控阀B4的第一端口和第七活塞气控阀B7的第二端口相连,轴2排风电磁阀的出口分别与第四活塞气控阀B4的第二端口和第七活塞气控阀B7的第一端口相连,第七活塞气控阀B7的第三端口通过管路缩堵方式与外界空气连通,以便将管路中的压缩空气排向外界空气,第四活塞气控阀B4的第三端口通过管路缩堵方式与第三活塞气控阀B3的第四端口相连并与第二活塞气控阀B2的第四端口相连。第四活塞气控阀B4的第四端口与第七活塞气控阀B7的第四端口的输出共同与转向架的轴2关联。
这两个制动控制模块中对应阀的功能相同,都是根据不同的制动级别和制动供风缸压力产生相应的制动缸压力。正常情况下,只有一个制动控制模块作用,另一制动控制模块备用。下面以轴1对应的制动控制模块为例进行阐述:
充分时,轴1排风电磁阀A8和轴1保压电磁阀A2失电,第三活塞气控阀B3打开,第六活塞气控阀B6关闭,向制动缸充风;
排风时,轴1排风电磁阀A8和轴1保压电磁阀A2得电,第三活塞气控阀B3关闭,第六活塞气控阀B6打开,制动缸的风(也就是空气)经第六活塞气控阀B6排出;
保压时,轴1保压电磁阀A2得电,轴1排风电磁阀A8失电,第三活塞气控阀B3和第六活塞气控阀B6关闭,制动缸处于保压状态。
通过对保压电磁阀和排风电磁阀A2和A8以及A3和A9的组合通电控制,可以实现制动缸的充风、保压和排风。制动缸压力控制的保压和排风电磁阀的通电组合功能如下表所示:
保压电磁阀 |
排风电磁阀 |
功能 |
不通电 |
不通电 |
充风 |
通电 |
不通电 |
保压 |
本实施方式中,连通模块包括连通电磁阀A4和第五活塞气控阀B5,其中:制动供风缸压力经过滤器C3从连通电磁阀A4的入口输入,连通电磁阀A4的出口与第五活塞气控阀B5的第一端口相连,第五活塞气控阀B5的第二端口与主调节阀C2的出口相连,第五活塞气控阀B5的第三端口的输出与轴1关联,第五活塞气控阀B5的第四端口的输出与轴2关联。
正常情况下,连通电磁阀A4失电,第五活塞气控阀B5处于连通状态,制动时,单一制动控制模块产生的制动缸压力同时进入同一转向架的两根轴,即正常状态下,制动方式采用架控方式。防滑程序根据两个轴的速度与列车速度差以及两个轴的减速度来检测制动滑行,当检测到有制动滑行时,连通电磁阀A4得电,第五活塞气控阀B5关闭,两制动控制模块分别对每根轴进行控制,即滑行状态下采用轴控方式。对于发生制动滑行的车轴,可以通过对保压和排风电磁阀的通电产生排风来减小滑行轴上的制动力,使滑行轴的速度能尽快恢复。
在本实用新型的实施例中,制动控制装置还包括压力传感器和压力测点模块,该模块用于对制动供风缸压力、空气弹簧压力、制动缸输出压力、停放制动缸压力以及紧急制动缸压力进行采集,并且用于在必要时在外部用压力测点对上述压力传感器的值进行检测。本实施方式中,压力传感器P1用于采集制动供风缸压力,压力传感器P2和P3用于采集制动缸输出压力,压力传感器P4和P5用于采集空气弹簧压力,压力传感器P6用于采集停放制动缸压力,紧急制动压力传感器P8用于采集紧急制动缸压力。制动控制装置中设有接收空气弹簧压力、停放制动缸压力的气路接口,压力传感器P4、P5和P6和这些接口连通,给制动控制装置提供压力测试信号。紧急制动缸压力传感器P8连接在第二电子称重阀A6的出口与主调节阀C1的第一入口之间。
在一种实施方式中,常用制动时,电子制动控制单元根据本转向架应施加的制动力计算出该转向架的制动缸压力目标值,实际的制动缸压力由2根轴的制动缸压力传感器来检测。在没有滑行时,连通电磁阀A4是不通电的,使同一转向架上的2根轴上的制动缸气路被连通,产生相同的制动缸压力,因此在常用制动控制时,2路压力传感器信号是冗余的。由于常用制动时每转向架上的2根轴的制动缸压力是相同的,在调节制动缸压力时,可以由其中任一轴的保压/排风电磁阀来控制,另一个轴的保压/排风电磁阀始终工作在保压状态。通过压力传感器P2/P3的信号检测,实现制动缸压力的闭环控制。
本实用新型对制动控制装置的气路制动控制单元模块化设计,既能够实现架控制动系统的各种功能,又极大地提高了制动控制装置的可用性和可维护性。采用本实用新型的实施方式,用于实现电路单元功能的电子板卡根据控制功能的不同可以方便地进行插拔,用于实现气路制动控制单元的各活塞气控阀均可以方便地进行拆除和检修。
本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实施方式中所公开的具体实施例,而是只要满足本实用新型权利要求中技术特征的组合就落入了本实用新型的保护范围之内。