CN202083563U - 一种铁道单车试验器的自学习气路控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铁道单车试验器的自学习气路控制装置，可有效解决传统单车试验器的机能试验无法通过、孔径几乎不能调整的技术障碍，保证了车辆制动机试验质量，其解决的技术方案是，气路板上有多个孔腔，经孔腔连接气路板上安装的风源压力传感器、目标压力传感器和占空比型电磁阀总成，风源压力传感器经电缆接气路板侧面上的CPU板，气路板上面的占空比型电磁阀总成经导线接CPU板，气路板左侧面上有总风管孔，右侧面上有列车管孔和排风管孔，除总风管孔、列车管孔、排风管孔伸出外壳外，其它部件均装在外壳内，本实用新型结构新颖独特，使用效果好，有效用于铁路客车车辆、货车车辆的制动机试验上，保证了铁路行车安全，经济和社会效益巨大。

Description

一种铁道单车试验器的自学习气路控制装置

技术领域

本实用新型涉及安全试验设备，特别是铁道车辆行驶安全的一种铁道单车试验器的自学习气路控制装置（或称单元）。 

背景技术

随着铁路列车不断提速，铁路行车安全是必须要保证的，对铁道车辆空气制动机性能要求越来越高，制动机试验也越来越严格。《微机控制客车制动机单车试验标准》（运装客车[2010]233号）、《铁路货车制动装置检修规则》（铁运[2008]15号）明确规定了车辆制动机试验方法、单车试验器机能试验方法。微机控制单车试验器是车辆制动机试验的专用设备，气路控制单元是单车试验器的最核心部件，直接决定制动机试验质量。微机控制单车试验器由气路控制单元、传感单元组成。单车试验器通过气路控制单元严格按照规定速度对铁道车辆充气、排气、保压，通过传感单元监测车辆制动缸压力变化、副风缸压力变化、活塞行程，判断车辆制动机性能。每天开工前，单车试验器必须首先通过机能试验，即使用15.5升机能罐检测气路控制单元的1个孔充气速度、5个孔排气速度。 

目前，单车试验器气路控制单元的充气、排气技术采用固定孔径，即每一个试验位置对应一个固定孔径和一个电磁阀。如此的单车试验器机能试验通过率不足60%，长期困扰着设备生产厂家、车辆段。不能确保机能试验100%通过的原因如下： 

（1）货车慢充位参考孔径为0.6mm，孔径误差小于6μm，才能保证机能试验要求的允许慢充孔径的充气速度。如此细微的孔径精度要求，目前机械加工、人工研磨无法达到。固定孔径没法严格测量，只能利用机能罐放气时测量压力变化、时间，得出等效孔径。反复测量的工作量很大，一旦孔径超限，就导致缩孔报废。

（2）充气速度、排气速度受温度影响较大。《微机控制客车制动机单车试验标准》（运装客车[2010]233号）规定单车试验工作环境温度-20℃～55℃。室温环境下，孔径满足机能试验要求了，当环境温度升高11.8℃或者降低11.2℃，充气速度、排气速度就不能满足机能试验要求。因此，单车试验器的气路控制装置（单元）的改进与革新势在必行。 

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种铁道单车试验器的自学习气路控制装置（或称单元），可有效解决传统单车试验器的机能试验无法通过、孔径几乎不能调整的技术障碍，保证了车辆制动机试验质量。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的：包括外壳、占空比型电磁阀、压力传感器、气路板、CPU板，气路板13上有多个孔腔，经孔腔连接气路板上安装的风源压力传感器4、目标压力传感器5和占空比型电磁阀总成，风源压力传感器4经电缆接气路板侧面上的CPU板14，气路板13上面的占空比型电磁阀总成经导线接CPU板14，气路板13左侧面上有总风管孔1，右侧面上有列车管孔2和排风管孔3，除总风管孔1、列车管孔2、排风管孔3伸出外壳15外，其它部件均装在外壳15内。 

本实用新型结构新颖独特，是对现有的单车试验器的气路控制单元的创造性改进，使用效果好，有效用于铁路客车车辆、货车车辆的制动机试验上，保证了铁路行车安全，经济和社会效益巨大。 

附图说明

附图1为本实用新型的结构立体主视图（拆除盖体）。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。 

由附图所示，本实用新型包括外壳、占空比型电磁阀、压力传感器、气路板、CPU板，气路板13上有多个孔腔，经孔腔连接气路板上安装的风源压力传感器4、目标压力传感器5和占空比型电磁阀总成，风源压力传感器4经电缆接气路板侧面上的CPU板14，气路板13上面的占空比型电磁阀总成经导线接CPU板14，气路板13左侧面上有总风管孔1，右侧面上有列车管孔2和排风管孔3，除总风管孔1、列车管孔2、排风管孔3伸出外壳15外，其它部件均装在外壳15内。 

为了保证使用效果，所说的气路板13是由铝制成，是本实用新型的中心部分；所说的占空比型电磁阀总成是由并排装在气路板表面上的第一位占空比型电磁阀6、第二位占空比型电磁阀7、第四位占空比型电磁阀8、第五占空比型电磁阀9、第六位占空比型电磁阀10、第七位占空比型电磁阀11、第八位占空比型电磁阀12组成；所说的风源压力传感器4和目标压力传感器5通过M28螺栓分别固定于总风管孔1和列车管孔2的上部。 

所说的CPU板14由六个M3×8的铜柱固定在安装支架上，安装支架由由四个M4×10螺丝固定在气路板13上。 

所说的CPU板14是是本实用新型的中心部分，CPU板14通过表面的电线插座连接本实用新型的其它部分并且完成和主控机的通信、控制整个试验过程。CPU板14内部是电磁阀岛，这些电磁阀下部和气路板13之间开有不同的固定孔径，用来控制不同的试验排风速度，完成单车试验的各个项目，电磁阀为占空比型电磁阀，CPU板通过调节占空比来间接微调固定孔径，使本实用新型具有更宽的环境适应能力。压力传感器4和5高精度采集总风管和列车管压力数据，送给CPU板14，使CPU板更精确的控制电磁阀动作，完成试验。总风管孔连接到固定风源上，用来为试验提供固定风源；列风管孔连接列车管，是本实用新型和车辆制动管的连接口；排风管孔排出单车制动机和气路板中的风，实现定压和排风。气路板13内部集成了总、列风各个管路，并且是各个装置的固定平台。整个装置外部用铁质外壳保护，屏蔽外部干扰信号，增加系统可靠性。 

本实用新型具有自学习功能，通过微调电磁阀占空比，达到微调孔径目的，进而改变充气速度、排气速度，满足机能试验要求。CPU板晶体振荡频率为18.432MHz，微调电磁阀占空比最小步长为0.65μs，每秒开关25次电磁阀，打开电磁阀的时间宽度为O_t，关闭时间宽度C_t=40ms-O_t。微调方法：CPU板根据充气时间、排气时间与机能试验规定时间的差值，按一定步长增减O_t（用于单车试验器的微调步长为125μs），直到充气时间、排气时间精度优于机能试验要求一倍，CPU板记录此时的O_t，记为O_tOK。CPU板严格按照O_tOK与（40ms-O_tOK）的占空比打开、关闭电磁阀，环境温度变化小于20℃时，就能确保100%通过机能试验。然后按照O_tOK与（40ms-O_tOK）的占空比打开、关闭电磁阀，进行车辆制动机试验，就能确保单车试验质量。环境温度变化大于20℃时，则需要重新自学习。其结构简单，控制精度高， CPU板通过温度传感器采集环境温度，查表获得不同环境温度的孔径微调数据，使试验更精确，保证单车制动机试验的准确率和效率。 

总之，本实用新型具有：自学习、自动微调占空比、电磁阀组合使用，轻松实现不同环境温度下每一个试验位置的机能试验100%通过，进而保证了试验质量。 

还要指出的是，本实用新型中各部件均为成熟产品，本实用新型的贡献在于将它们经过科学合理的组合，组成新型的一种用于完成单车试验器的设备，有效用于铁路客货车辆的检修上，高质高效，确保列车行车安全，是铁路安全设备上的一大创造，有巨大的经济和社会效益。 

Claims (4)

1.一种铁道单车试验器的自学习气路控制装置，包括外壳、占空比型电磁阀、压力传感器、气路板、CPU板，其特征在于，气路板（13）上有多个孔腔，经孔腔连接气路板上安装的风源压力传感器（4）、目标压力传感器（5）和占空比型电磁阀总成，风源压力传感器（4）经电缆接气路板侧面上的CPU板（14），气路板（13）上面的占空比型电磁阀总成经导线接CPU板（14），气路板（13）左侧面上有总风管孔（1），右侧面上有列车管孔（2）和排风管孔（3），除总风管孔（1）、列车管孔（2）、排风管孔（3）伸出外壳（15）外，其它部件均装在外壳（15）内。

2.根据权利要求1所述的铁道单车试验器的自学习气路控制装置，其特征在于，所说的占空比型电磁阀总成是由并排装在气路板表面上的第一位占空比型电磁阀（6）、第二位占空比型电磁阀（7）、第四位占空比型电磁阀（8）、第五占空比型电磁阀（9）、第六位占空比型电磁阀（10）、第七位占空比型电磁阀（11）、第八位占空比型电磁阀（12）组成。

3.根据权利要求1所述的铁道单车试验器的自学习气路控制装置，其特征在于，所说的风源压力传感器（4）和目标压力传感器（5）通过M28螺栓分别固定于总风管孔（1）和列车管孔（2）的上部。

4.根据权利要求1所述的铁道单车试验器的自学习气路控制装置，其特征在于，所说的CPU板（14）由六个M3×8的铜柱固定在安装支架上，安装支架由由四个M4×10螺丝固定在气路板（13）上。

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