CN211166902U - 集成式制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式制动系统，包括空气控制子系统、基础制动子系统和停车制动子系统，所述空气控制子系统包括制动管、组合式阀、制动截断阀和称重阀，组合式阀包括控制阀、组合式集尘器和风缸，风缸内部焊接有隔板将风缸隔成副风缸、容积室、加速缓解风缸和供风缸四个独立腔室，副风缸通过副风缸和管座通路B连接在管座上，容积室通过容积室和管座通路C连接在管座上，加速缓解风缸通过加速缓解风缸和管座通路D连接在管座上，所述供风缸通过供风缸和管座通路E连接在管座上；将传统的空气控制子系统中的控制阀和多个风缸集成为一个整体，减少了外部管路连接，部件少、连接管路简洁，大幅度的减少制动系统安装所需空间并降低布局难度。

Description

集成式制动系统

技术领域

本实用新型涉及铁道货车制动系统技术领域，具体涉及一种集成式制动系统。

背景技术

近年来，铁路货车的设计更注重节能、高效、安全。车体设计越来越经济紧凑，使得制动系统布局安装空间越来越受限，尤其是漏斗车、凹底车和浴盆车等中部无安装空间的车体，制动系统布局安装更为困难。随着载重的不断提升，也需要更高制动效率且可靠的制动系统，以适用经济发展的需要。

我国现有铁路货车主流的制动系统主要包括空气控制子系统、基础制动子系统和手制动子系统组成。空气控制子系统主要由控制阀、组合式集尘器、副风缸、双室风缸(加速缓解风缸和容积室)、测重机构、限压阀、端部软管和塞门、以及制动管等组成，部件多、各部件之间还需要通过多根管路连接以实现控制功能。基础制动子系统大多采用传统的车体安装式结构，主要由安装于车体上的制动缸、拉伸式闸调器、杠杆和拉杆，以及转向架上的杆系组成，通过拉杆将安装于车体上的部件与转向架上的杆系连接，执行制动停车功能，此种结构部件繁多而笨重，布局松散而效率较低。手制动子系统主要由人力控制的手制动机、转向滑轮和拉杆等组成，实现驻车制动功能，人为因素影响大，易发生未缓解手制动就行车而造成车轮擦伤等安全事故。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种部件少、连接管路简洁、集成度高的集成式制动系统，大幅度的减少制动系统安装所需空间并降低布局难度，实现高制动效率的安全停车和无需人工操作的驻车制动。

为实现上述目的，本实用新型所设计的集成式制动系统，包括空气控制子系统、基础制动子系统和停车制动子系统，所述空气控制子系统安装于车体上，包括制动管、组合式阀、制动截断阀和称重阀，所述制动管通过端部软管和塞门与机车风源相连；其中，所述组合式阀包括控制阀、组合式集尘器和风缸，所述控制阀包括子阀和管座，所述风缸内部焊接有隔板将风缸隔成副风缸、容积室、加速缓解风缸和供风缸四个独立腔室，所述副风缸通过副风缸和管座通路B连接在管座上，所述容积室通过容积室和管座通路C连接在管座上，所述加速缓解风缸通过加速缓解风缸和管座通路D连接在管座上，所述供风缸通过供风缸和管座通路E连接在管座上；所述管座上设置有对外的进气口和对外的出气口，且所述供风缸上设置有对外的供风口，所述组合式集尘器安装在管座上且与管座的进气口连通；所述组合式阀的进气口与制动管相连、出气口依次通过制动截断阀和称重阀与基础制动子系统相连。

进一步地，所述停车制动子系统为自动停车制动子系统，所述自动停车制动子系统安装于车体上包括依次连接的停车制动截断阀、停车制动缸、可调连接杆、停车制动杠杆和可调拉杆；所述停车制动缸活塞一侧的腔室通过停车制动截断阀与空气控制子系统的供风缸相连，活塞另一侧安装回复弹簧；所述停车制动缸拉杆依次通过可调连接杆、停车制动杠杆和可调拉杆与基础制动子系统的手制动杠杆连接，且所述可调拉杆通过手动制动杠杆连接销与所述手动制动杠杆连接，所述供风缸的供风口通过停车制动截断阀与停车制动缸相连。

进一步地，所述可调连接杆包括夹板式拉杆、第一拉杆圆钢和第一螺纹式拉杆，第一拉杆圆钢一端与夹板式拉杆焊接，第一拉杆圆钢另一端的外螺纹端与第一螺纹式拉杆的螺纹套筒连接；所述可调拉杆包括单板滑槽式拉杆、第二拉杆圆钢和第二螺纹式拉杆，所述第二拉杆圆钢一端与单板滑槽式拉杆焊接，所述第二拉杆圆钢另一端的外螺纹端与第二螺纹式拉杆的螺纹套筒连接，所述可调拉杆的单板滑槽式拉杆与手动制动杠杆连接销铰接；所述停车制动杠杆一端铰接在可调连接杆的第一螺纹式拉杆上，所述停车制动杠杆另一端铰接在可调拉杆的第二螺纹式拉杆上。

进一步地，所述手动制动杠杆连接销包括上压板、销轴和弹簧销，单板滑槽式拉杆的一端伸入上压板和销轴的托板之间，销轴的螺纹端插入手制动杠杆的销孔，通过螺母将销轴与手制动杠杆固定，销轴的另一端依次穿过单板滑槽式拉杆的滑槽孔及上压板，弹簧销插入销轴的销孔锁定。

进一步地，所述滑槽孔处销轴上设置有一个便于更换的耐磨衬套。

进一步地，所述弹簧销为β型弹簧。

进一步地，所述基础制动子系统安装于转向架的制动梁上，包括制动缸和手制动杠杆，所述组合式阀的进气口与制动管相连，所述组合式阀的出气口依次通过制动截断阀和称重阀与基础制动子系统的制动缸相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、将传统的空气控制子系统中的控制阀和多个风缸集成为一个整体，减少了外部管路连接，部件少、连接管路简洁，大幅度的减少制动系统安装所需空间并降低布局难度；将传统的分散布置于车体上的基础制动子系统与转向架的杆系集成为一个整体，安装于转向架上，减少了安装所需空间，提高了制动效率；将传统的手制动子系统用自动停车制动子系统替代，无需人力操作，杜绝了人为因素的影响，避免了因人的误操作而造成安全事故；

2、本实用新型的组合式阀根据制动管风压的变化控制制动缸内压缩空气的充、排，从而实现空气制动和缓解功能；

3、采用自动停车制动子系统，大幅度简化了设计和试验的难度和工作量，既保持了传统手制动装置设计和试验操作的简单性，又保持了现有自动停车制动装置的所有优点，拥有更凸出的优势。

附图说明

图1为本实用新型集成式制动系统结构框图；

图2为图1中组合式阀结构示意图；

图3为图1中自动停车制动装置结构示意图；

图4为图1中可调连接杆结构示意图；

图5为图1中可调拉杆与手动制动杠杆连接销铰连接结构示意图。

其中：空气控制子系统10、端部软管和塞门11、制动管12、组合式阀13、制动截断阀14、称重阀15；控制阀131、组合式集尘器132、风缸133、隔板134、副风缸135、容积室136、加速缓解风缸137、供风缸138、进气口1311、出气口1312、副风缸和管座通路B1351、容积室和管座通路C1361、加速缓解风缸和管座通路D1371、供风缸和管座通路E1381、供风口1382；

基础制动子系统20、制动缸21、手制动杠杆22；

自动停车制动子系统30、停车制动截断阀31、停车制动缸32、可调连接杆33(其中：夹板式拉杆331、第一拉杆圆钢332、第一螺纹式拉杆333、螺纹套筒334)、停车制动杠杆34、可调拉杆35(单板滑槽式拉杆351、第二拉杆圆钢352、第二螺纹式拉杆353)；

手动制动杠杆连接销40(上压板41、托板42、销轴43、弹簧销44、耐磨衬套45)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示集成式制动系统，包括空气控制子系统10、基础制动子系统20和停车制动子系统。空气控制子系统10安装于车体上，包括制动管12、组合式阀13、制动截断阀14和称重阀15，制动管12通过端部软管和塞门11与机车风源相连；结合图2所示，组合式阀13包括控制阀131、组合式集尘器132和风缸133，控制阀131包括子阀和管座，风缸133内部焊接有隔板134将风缸隔成副风缸135、容积室136、加速缓解风缸137和供风缸138四个独立腔室，副风缸135通过副风缸和管座通路B1351连接在管座上，容积室136通过容积室和管座通路C1361连接在管座上，加速缓解风缸137通过加速缓解风缸和管座通路D1371连接在管座上，供风缸138通过供风缸和管座通路E1381连接在管座上；管座上设置有对外的进气口1311和对外的出气口1312，且供风缸上设置有对外的供风口1382，组合式集尘器132安装在管座上且与管座的进气口1311连通；组合式阀13的进气口1311与制动管12相连、出气口1312依次通过制动截断阀14和称重阀15与基础制动子系统20相连。机车产生的压缩空气依次经端部软管和塞门、制动管进入组合式阀的进气口，通过控制阀管座内通路A流向组合式集尘器，过滤后再流回管座，经管座内其它通路充入风缸中的各腔室储存，且通路A中的压缩空气是单向流动的。

另外，基础制动子系统20安装于转向架的制动梁上，主要包括制动缸21和手制动杠杆22。组合式阀13的进气口与制动管12相连，组合式阀13的出气口1312依次通过制动截断阀14和称重阀15与基础制动子系统20的制动缸21相连。

结合图3所示，停车制动子系统为自动停车制动子系统30安装于车体上，包括依次连接的停车制动截断阀31、停车制动缸32、可调连接杆33、停车制动杠杆34和可调拉杆35；停车制动缸32活塞一侧的腔室通过停车制动截断阀31与空气控制子系统10的供风缸138相连(无自动停车制动子系统时，供风口用螺纹封堵密封)，活塞另一侧安装了回复弹簧，活塞与停车制动缸32拉杆结合为一个整体；停车制动缸32拉杆依次通过可调连接杆33、停车制动杠杆34和可调拉杆35与基础制动子系统20的手制动杠杆22连接，利用停车制动缸32活塞两侧的风压力和回复弹簧的回复力差值，自动根据车辆运行实际需要，实现不需要人工操作的驻车制动和缓解功能。

结合图4所示，可调连接杆33包括夹板式拉杆331、第一拉杆圆钢332和第一螺纹式拉杆333，第一拉杆圆钢332一端与夹板式拉杆331焊接，第一拉杆圆钢332另一端的外螺纹端与第一螺纹式拉杆333的螺纹套筒334连接；可调拉杆35包括单板滑槽式拉杆351、第二拉杆圆钢352和第二螺纹式拉杆353，第二拉杆圆钢352一端与单板滑槽式拉杆351焊接，第二拉杆圆钢352另一端的外螺纹端与第二螺纹式拉杆353的螺纹套筒连接，可调拉杆35的单板滑槽式拉杆351与手动制动杠杆连接销40铰接，从而将单板滑槽式拉杆351与手制动杠杆22连接；停车制动杠杆34一端铰接在可调连接杆33的第一螺纹式拉杆333上，停车制动杠杆34另一端铰接在可调拉杆35的第二螺纹式拉杆353上。可调连接杆33和可调拉杆35的其中一端均为螺纹连接，使得杆长度可以调节，以适用车辆个体的制造差异。

停车制动杠杆34一端铰接在第一螺纹式拉杆333上，停车制动杠杆34另一端铰接在第二螺纹式拉杆353上，即水平布置的停车制动杠杆34通常需要安装杠杆托架或需要穿过车体腹板孔，使得可调连接杆33调节停车制动杠杆34与杠杆托架或车体腹板孔之间的间隙，降低对车辆制造精度的要求。另外，可调连接杆33和可调拉杆35一端均为螺纹连接，可以调节其长度，扩大了整套装置的可调范围，使得自动停车制动装置的设置操作变得更简单。但当杆系非水平布置、或不需要大的调节范围或其他限制时，可调连接杆也可采用非可调结构，如传统的连接杆或链蹄环。

结合图5所示，手动制动杠杆连接销40包括上压板41、销轴43和弹簧销44，单板滑槽式拉杆351的一端伸入上压板41和销轴43的托板42之间，销轴43的螺纹端插入手制动杠杆22的销孔，通过螺母将销轴43与手制动杠杆22固定，销轴43的另一端依次穿过单板滑槽式拉杆351的滑槽孔36及上压板41，弹簧销44插入销轴43的销孔锁定，使得可调拉杆的单板滑槽式拉杆与手制动杠杆连接，车辆实施风制动时，手制动杠杆的运动不会推动可调拉杆，只会带动连接两者的手动制动杠杆连接销在滑槽孔内滑动，不需要额外的活动空间。在滑槽孔36处销轴43上设计了一个便于更换的耐磨衬套45，耐磨衬套45可采用含油的超高分子材料，减缓接触部件的磨损，延长大配件的使用寿命。本实施例中，弹簧销44为β型弹簧，该β型弹簧销利用自身的回合力卡紧圆销，安装和拆卸时都不需要使用工具、方便快捷。需要重新调整滑槽孔端部与销轴之间的间隙值H时，拔出β型弹簧销旋转可调拉杆的拉杆圆钢；后者可调拉杆的调整范围不够，或需要调整停车制动杠杠与邻近部件的间隙值时，拔出β型弹簧销旋转可调连接杆的拉杆圆钢。

本实用新型可调连接杆33设计为可调结构，可以调节停车制动杠杆与周边车体部件的间隙，降低了对车辆配件制造和组焊的精度要求；另外，可调拉杆设计为单板滑槽孔式，而非传统的夹板式，减轻了杆系重量，同时减少了接触面，从而减小了摩擦阻力提高了制动效率；可调连接杆33和可调拉杆35均可以调节长度，扩大了整套装置的可调范围，使得自动停车制动装置的设置操作变得更简单。

单板滑槽式拉杆的滑槽孔与手制动杠杆连接，车辆实施风制动时，两者的手制动杠杆连接销随手制动杠杆在滑槽孔内滑动，可调拉杆35不需要额外的活动空间；安装了易更换的耐磨衬套，减缓了接触部件的磨损，延长了大配件的使用寿命。装车设置时，只需充满停车制动缸，根据手制动杠杆的摆动量，设置滑槽孔端部与滑槽孔内销轴的间隙值即可，不需要进行多次充、排气试验调整停车制动缸的行程的试验；需要重新设置时，手动拔出β型弹簧销旋转可调拉杆即可，不需同现有自动停车制动装置一样，使用工具拆除连接销后再次进行多次充、排气的行程调整试验。

组合式阀根据制动管风压的变化控制制动缸内压缩空气的充、排，从而实现空气制动和缓解功能；制动缸气路出现漏泄时，组合式阀的副风缸会通过组合式阀的控制阀向制动缸补风，当副风缸内风压不够时，组合式阀的供风缸也会通过控制阀向制动缸持续补风，直到供风缸和制动缸两者压力相同，达到平衡。在每个制动缸管路上都分别设置了带自锁功能的制动截断阀，可手动单独控制每个制动缸的充、排气，并截断制动缸管气路(便于快速对制动缸进行逐个试验和检查)；称重阀的数量可根据车辆实际工况需要设定，称重阀与制动缸数量相同时，制动截断阀设置在称重阀进气管路上，称重阀数量少于制动缸数量时，制动截断阀需设置在称重阀的出气管路上。

基础制动子系统安装于转向架的制动梁上，形成转向架集成式基础制动，压缩空气充入制动缸推动缸内活塞杆伸出，带动杠杆推动制动梁向车轮踏面贴靠，执行制动；排出制动缸内压缩空气时，执行缓解。自动停车制动子系统安装于车体上，取代了传统的手制动，停车制动缸与组合式阀中的供风缸相连，相连管路上设置了带自锁功能的停车制动截断阀，能手动控制停车制动缸的充、排气，截断停车制动缸管气路，且不会出现非人为的功能位改变的情况。利用停车制动缸活塞两侧的风压力和回复弹簧的回复力差值，自动根据系统实际需要，实现不需人力操作的驻车制动和缓解功能，与现有的自动停车制动装置相比，大幅度简化了设计和试验的难度和工作量，既保持了传统手制动装置设计和试验操作的简单性，又保持了现有自动停车制动装置的所有优点，拥有更凸出的优势。

本实用新型的集成式制动系统通过其端部软管与机车风源系统相连。机车产生的压缩空气经端部软管和塞门、制动管进入组合式阀的进气口，通过控制阀管座内通路A流向组合式集尘器，过滤后再流回管座，经管座内其它通路充入风缸中的各腔室储存。通路A中的压缩空气是单向流动的。机车控制制动管的充排气，组合式阀根据制动管压力的变化，控制经过出气口的压缩空气的走向。制动管压力降低一定量时，组合式阀内储存的压缩空气将经控制阀通路从出气口输出并最终充入制动缸，通过基础制动子系统实现制动功能；制动管压力升高至标准值时，制动缸内的压缩空气将再经出气口从组合式阀的管座上的排气孔排出，实现缓解功能。从出气口输出的压缩空气先经过称重阀再充入制动缸，称重阀根据转向架弹簧的压缩量调整充入制动缸内压缩空气的压力。停车制动缸的气路与供风缸连通，机车产生的压缩空气充入组合式阀时，同时也经供风口充入停车制动缸活塞的一侧腔室，活塞另一侧安装了回复弹簧。压缩空气推动停车制动缸内的活塞，压缩缸内的回复弹簧，推出活塞拉杆，活塞拉杆未对基础制动子系统施加力，不需人为操作而自动缓解驻车制动；停车制动缸压力降低，无法克服弹簧回复力时，回复弹簧会推动活塞拉杆回缩，从而拉动基础制动子系统，实施不需人力操作的驻车制动。实施空气制动后，若基础制动子系统中的制动缸出现漏泄，副风缸会通过组合式阀的控制阀向制动缸补风，当副风缸内风压不够时，供风缸也会通过控制阀向制动缸持续补风，直至供风缸和制动缸两者压力相同，达到平衡。此后两者空气压力均会继续下降，制动缸的空气制动力将无法保持；停车制动缸的活塞一侧腔室因与供风缸相通，其内空气压力也会随之下降，最终无法克服回复弹簧的回复力，逐步开始实施驻车制动，弥补制动缸空气制动力的不足，空气制动逐步转变为驻车制动，车辆始终处于制动状态，保证了车辆的安全。

本实用新型与现有铁路货车主流的制动系统相比，部件少、连接管路简洁、集成度高、独立操作性强、结构简单紧凑、安全可靠，大幅度的减少制动系统安装所需空间并降低布局难度，实现高制动效率的安全停车和无需人工操作的驻车制动。

Claims (7)

1.一种集成式制动系统，包括空气控制子系统(10)、基础制动子系统(20)和停车制动子系统，其特征在于：所述空气控制子系统(10)安装于车体上，包括制动管(12)、组合式阀(13)、制动截断阀(14)和称重阀(15)，所述制动管(12)通过端部软管和塞门(11)与机车风源相连；其中，所述组合式阀(13)包括控制阀(131)、组合式集尘器(132)和风缸(133)，所述控制阀(131)包括子阀和管座，所述风缸(133)内部焊接有隔板(134)将风缸隔成副风缸(135)、容积室(136)、加速缓解风缸(137)和供风缸(138)四个独立腔室，所述副风缸(135)通过副风缸和管座通路B(1351)连接在管座上，所述容积室(136)通过容积室和管座通路C(1361)连接在管座上，所述加速缓解风缸(137)通过加速缓解风缸和管座通路D(1371)连接在管座上，所述供风缸(138)通过供风缸和管座通路E(1381)连接在管座上；所述管座上设置有对外的进气口(1311)和对外的出气口(1312)，且所述供风缸上设置有对外的供风口(1382)，所述组合式集尘器(132)安装在管座上且与管座的进气口(1311)连通；所述组合式阀(13)的进气口(1311)与制动管(12)相连、出气口(1312)依次通过制动截断阀(14)和称重阀(15)与基础制动子系统(20)相连。

2.根据权利要求1所述集成式制动系统，其特征在于：所述停车制动子系统为自动停车制动子系统(30)，所述自动停车制动子系统(30)安装于车体上包括依次连接的停车制动截断阀(31)、停车制动缸(32)、可调连接杆(33)、停车制动杠杆(34)和可调拉杆(35)；所述停车制动缸(32)活塞一侧的腔室通过停车制动截断阀(31)与空气控制子系统(10)的供风缸138相连，活塞另一侧安装回复弹簧；所述停车制动缸(32)拉杆依次通过可调连接杆(33)、停车制动杠杆(34)和可调拉杆(35)与基础制动子系统(20)的手制动杠杆(22)连接，且所述可调拉杆(35)通过手动制动杠杆连接销(40)与所述手动制动杠杆(7)连接，所述供风缸的供风口(1382)通过停车制动截断阀(31)与停车制动缸(32)相连。

3.根据权利要求2所述集成式制动系统，其特征在于：所述可调连接杆(33)包括夹板式拉杆(331)、第一拉杆圆钢(332)和第一螺纹式拉杆(333)，第一拉杆圆钢(332)一端与夹板式拉杆(331)焊接，第一拉杆圆钢(332)另一端的外螺纹端与第一螺纹式拉杆(333)的螺纹套筒(334)连接；所述可调拉杆(35)包括单板滑槽式拉杆(351)、第二拉杆圆钢(352)和第二螺纹式拉杆(353)，所述第二拉杆圆钢(352)一端与单板滑槽式拉杆(351)焊接，所述第二拉杆圆钢(352)另一端的外螺纹端与第二螺纹式拉杆(353)的螺纹套筒连接，所述可调拉杆(35)的单板滑槽式拉杆(351)与手动制动杠杆连接销(40)铰接；所述停车制动杠杆(34)一端铰接在可调连接杆(33)的第一螺纹式拉杆(333)上，所述停车制动杠杆(34)另一端铰接在可调拉杆(35)的第二螺纹式拉杆(353)上。

4.根据权利要求2所述集成式制动系统，其特征在于：所述手动制动杠杆连接销(40)包括上压板(41)、销轴(43)和弹簧销(44)，单板滑槽式拉杆(351)的一端伸入上压板(41)和销轴(43)的托板(42)之间，销轴(43)的螺纹端插入手制动杠杆(22)的销孔，通过螺母将销轴(43)与手制动杠杆(22)固定，销轴(43)的另一端依次穿过单板滑槽式拉杆(351)的滑槽孔(36)及上压板(41)，弹簧销(44)插入销轴(43)的销孔锁定。

5.根据权利要求4所述集成式制动系统，其特征在于：所述滑槽孔(36)处销轴(43)上设置有一个便于更换的耐磨衬套(45)。

6.根据权利要求4所述集成式制动系统，其特征在于：所述弹簧销(44)为β型弹簧。

7.根据权利要求1所述集成式制动系统，其特征在于：所述基础制动子系统(20)安装于转向架的制动梁上，包括制动缸(21)和手制动杠杆(22)，所述组合式阀(13)的进气口(1311)与制动管(12)相连，所述组合式阀(13)的出气口(1312)依次通过制动截断阀(14)和称重阀(15)与基础制动子系统(20)的制动缸(21)相连。

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