CN103010198B - 铁路货车集成操控式制动系统 - Google Patents

Abstract

一种铁路货车集成操控式制动系统，包括与每辆车配套装备的基础制动子系统、风控制动子系统、电控制动子系统和手控制动子系统。其中：风控制动子系统的制动支管与基础制动子系统的制动缸衔接，实现风控制动与缓解；手控制动子系统的制动链条与基础制动子系统的手制动杠杆衔接，实现手控制动与缓解；电控制动子系统的分电缆与风控制动子系统的空气制动阀衔接，实现各车辆的基础制动子系统同步制动和同步缓解。该制动系统采用智能化、模块化和集成化设计，结构简单稳定，布局紧凑合理，制动距离短，制动效率高，能够实现同步制动与缓解，且制动系统安全可靠，从而可提高车辆运行速度、减轻车辆纵向冲击，满足高速重载铁路货车正常运行的需要。

Description

铁路货车集成操控式制动系统

技术领域

本发明涉及铁路车辆制动系统，具体地指一种铁路货车集成操控式制动系统。

背景技术

高速重载运输是提高铁路货运能力的有效途径，也是当今世界铁路货车技术的主要发展方向，同时对铁路货车的制动技术提出了更高的要求。高速重载货车上的制动系统不仅需要解决制动距离限值、纵向动力学性能、长大坡道地区的制动安全性等问题，而且需要更高的制动效率、更好的制动缓解性能、以及更简单可靠的结构布局。

然而，我国现有铁路货车大多采用传统的空气制动机及杠杆传动机构组成的制动系统，该系统主要通过分散设置的制动缸、闸调器、控制阀、空重车调整装置、加速缓解装置等部件实现车辆的制动和缓解功能。制动缸、闸调器及其部分杆系结构设置在车体上，并通过设置在车体和转向架上的整套杆系连接机构传递、扩大制动力，其部件笨重繁多、结构雍杂零散、制动效率较低、制动缓解性能较差，且存在一定的安全隐患。特别是对于浴盆车、漏斗车、凹底车等具有特殊结构底架的车体而言，制动系统的排布更为困难，其制动距离长、制动效率、制动缓解不良且故障率高等的缺陷始终无法全面解决。因此，很难适应高速重载货车对制动系统安全可靠性的高要求。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有铁路货车制动系统存在的缺陷，提供一种结构简单稳定、布局紧凑合理、制动效率高、缓解性能好、使用安全可靠、能够满足高速重载需要的铁路货车集成操控式制动系统。

为实现上述目的，本发明所设计的铁路货车集成操控式制动系统，包括与每辆车配套装备的基础制动子系统、风控制动子系统、电控制动子系统和手控制动子系统，所述基础制动子系统安装在转向架的两侧架之间，所述风控制动子系统和电控制动子系统安装在车体底部，所述手控制动子系统安装在车体端部，其特殊之处在于：

所述基础制动子系统具有制动梁组成、安装在制动梁组成两端的刹车闸瓦、安装在制动梁组成上的制动杠杆、用于驱动制动梁组成相对于车轮伸缩的制动缸、以及用于调节刹车闸瓦与车轮之间间隙的闸调器，所述闸调器上设置有手制动拉杆；

所述风控制动子系统具有与机车风源控制装置相连的制动主管，所述制动主管的输出端通过组合式集尘器与空气控制阀的风源输入端相连，所述空气控制阀的风源过渡端通过风缸连接管与副风缸的充放气接口法兰相连，所述空气控制阀的风源输出端与制动支管相连，所述制动支管的末端与所述制动缸的进出气接口法兰相连，从而通过风压控制实现各车辆基础制动子系统的制动与缓解；

所述电控制动子系统具有与机车电信号控制装置相连的主电缆，所述主电缆上设置有分线盒，所述分线盒通过支电缆与所述空气控制阀的电信号控制端相连，从而通过电信号控制实现各车辆基础制动子系统的同步制动与缓解；

所述手控制动子系统具有手动链轮机，所述手动链轮机上设置有制动链条，所述制动链条通过转向滑轮与所述闸调器上的手制动拉杆相连，从而通过人工操作实现各车辆基础制动子系统的制动与缓解。

本发明的工作原理是这样的：通过风控制动子系统的制动支管与基础制动子系统的制动缸相衔接，能够及时实现风控制动与缓解的需要，确保铁路货车正常运行；通过手控制动子系统的制动链条与基础制动子系统的手制动拉杆相衔接，能够随时满足手控制动与缓解的需要，有利于车辆适应不同场地的作业；通过电控制动子系统的分电缆与风控制动子系统的空气制动阀相衔接，能够确保各车辆的基础制动子系统同步制动和同步缓解，并在车辆运行时对副风缸连续补充风压，在空重车不同状态时实施不同的制动力。从而缩短制动距离、提高制动效率，进而提高车辆运行速度、减轻车辆纵向冲击，最终确保车辆在高速重载条件下运行安全可靠。

作为优选方案，所述基础制动子系统采用制动缸与闸调器组合为一体结构的TMB-60集成制动子系统，所述手制动拉杆安装在该一体结构上，该一体结构通过制动杠杆和拉杆与所述制动梁组成装配在一起。与传统的散开式制动系统相比，TMB-60集成制动子系统具有结构紧凑轻巧、集成化程度高、占用车体空间小、传动效率高、轮缘磨耗少、全车闸瓦压力均匀等特点。并且，其无须从转向架的摇枕孔内穿过，有利于摇枕结构设计及方便整车制造与组装，可保持制动梁组成受力状况不变，实现主动缓解功能。这样，可改善轮瓦作用关系，简化基础制动结构，降低系统自重，更有利于提高整个制动系统的可靠性和制动效率。

更进一步地，所述空气控制阀采用EP60空气控制阀，其上设置有安全泄气拉杆。这样，可保证空气控制阀的使用安全，用于紧急情况下泄放气。

本发明的优点主要体现在如下几方面：

其一，将车体制动缸模块与转向架基础制动装置集中布置在转向架上，取消了车体上的制动传动部件及其安装附件、也取消了制动系统中的空重车调整模块和加速缓解模块，代之以电控与风控相结合的方式共同驱动基础制动子系统，通过电控制动子系统实现车辆同步快速缓解和空重车制动时压力自动调整的功能。这样，各子系统合理衔接，有利于车辆制动系统集成化、模块化和智能化，从而可有效解决列车编组同步控制和智能化分布的问题。

其二，整套制动系统具有结构简单、重量轻、系统抗力小、传动效率高的特点，可改善轮瓦作用关系，减轻基础制动装置缓解不良现象。由于车辆始终同步制动和同步缓解，制动及缓解效率高，具有极好的稳定性及安全性，从而可大幅缩短制动距离、提高车辆运行速度、减轻车辆纵向冲击，进而有效解决了高速重载货车的距离限值、纵向动力学性能、长大坡道地区制动安全可靠性、以及制动系统本身可靠性的问题。

其三，整套制动系统结构简化、布局紧凑，可使车体上的零部件相应减少，车体组装更为便捷，有效避免了多部件生产带来的工艺复杂、能源消耗大、组装困难等问题，从而可使整车制造成本显著降低。

其四，在检修维护方面，由于本制动系统取消了较多的磨耗配件，减少了检查、更换或修理这些磨耗配件的费用及工作量，降低了维护成本，缩短了检修时间，加快了车辆周转率。

其五，在车辆运营方面，由于整车自重下降，可有效降低空车能源消耗，节约运行成本，并可增加车辆的载重能力，提高运营经济收益。

附图说明

图1为一种铁路货车集成操控式制动系统在车辆上的布置方位示意图。

图2为图1所示集成操控式制动系统的放大结构示意图。

图3为图2所示集成操控式制动系统的工作流程示意图。

图中各部件标号如下：基础制动子系统1（其中：制动梁组成1.1、刹车闸瓦1.2、制动缸1.3、闸调器1.4、手制动拉杆1.5、制动杠杆1.6、拉杆1.7）；风控制动子系统2（其中：制动主管2.1、组合式集尘器2.2、空气控制阀2.3、风缸连接管2.4、副风缸2.5、制动支管2.6、安全泄气拉杆2.7、软管连接器2.8、塞门2.9、制动软管2.10）；电控制动子系统3（其中：主电缆3.1、分线盒3.2、支电缆3.3）；手控制动子系统4（其中：手动链轮机4.1、制动链条4.2、转向滑轮4.3）。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图中所示的铁路货车集成操控式制动系统，包括与每辆车配套装备的基础制动子系统1、风控制动子系统2、电控制动子系统3和手控制动子系统4。基础制动子系统1安装在转向架的两侧架之间，风控制动子系统2和电控制动子系统3安装在车体底部，手控制动子系统4安装在车体端部。

基础制动子系统1采用KNORR公司设计的TMB-60集成制动子系统，它具有制动梁组成1.1，制动梁组成1.1的两端安装有刹车闸瓦1.2，制动梁组成1.1一侧的转向架上安装有用于驱动制动梁组成1.1相对于车轮伸缩的制动缸1.3，制动缸1.3的前部安装有与其组合为一体结构的闸调器1.4，闸调器1.4用于调节刹车闸瓦1.2与车轮之间的间隙，在制动缸1.3和闸调器1.4的一体式结构上安装有手制动拉杆1.5，该一体式结构通过制动杠杆1.6和拉杆1.7与制动梁组成1.1装配在一起。

TMB-60集成制动子系统的采用，可改善轮瓦作用关系，简化基础制动结构，降低自重，实现基础制动的模块化和智能化，有利于提高制动效率。

风控制动子系统2具有通过软管连接器2.8、塞门2.9与机车风源控制装置相连的制动主管2.1，制动主管2.1的输出端通过组合式集尘器2.2与空气控制阀2.3（EP60型）的风源输入端相连，空气控制阀2.3的风源过渡端通过风缸连接管2.4与副风缸2.5的充放气接口法兰相连，空气控制阀2.3的风源输出端与制动支管2.6相连，制动支管2.6的末端通过制动软管2.10与制动缸1.3的进出气接口法兰相连，从而通过风压控制实现各车辆基础制动子系统1的制动与缓解。为了保证空气控制阀2.3的使用安全，在空气控制阀2.3上设置有安全泄气拉杆2.7，用于紧急情况下泄放气。

电控制动子系统3（又称ECP）具有与机车电信号控制装置相连的主电缆3.1，主电缆3.1上设置有分线盒3.2，分线盒3.2通过支电缆3.3与空气控制阀2.3的电信号控制端相连，从而通过电信号控制实现各车辆基础制动子系统1的同步制动与缓解。电控制动子系统3通过传送电信号控制空气控制阀2.3动作，使各车辆的TMB-60集成基础制动子系统1同步制动或同步缓解，从而缩短制动距离，提高车辆运行速度，减轻车辆纵向冲击，最终提高制动系统的效率。

手控制动子系统4具有手动链轮机4.1，手动链轮机4.1上缠绕有制动链条4.2，制动链条4.2通过转向滑轮4.3与闸调器1.4上的手制动拉杆1.5相连，用于拨动闸调器1.4，从而通过人工操作实现各车辆基础制动子系统1的制动与缓解。手控制动子系统4操作方便快捷，有利于车辆适应不同场地作业或编组的需要。

本发明可由机车发出命令实施风控制动、电控制动，也可在不同场地实施手控制动，具有多方位控制功能，能够有效解决铁路货车制动距离限值、纵向动力学性能、长大坡道地区制动安全性、以及制动系统本身可靠性等问题，实现制动系统智能化控制、列车编组同步控制、以及车辆智能化分布，提高车辆的运输能力和经济效益。

Claims (1)

1.一种铁路货车集成操控式制动系统，包括与每辆车配套装备的基础制动子系统(1)、风控制动子系统(2)、电控制动子系统(3)和手控制动子系统(4)，所述基础制动子系统(1)安装在转向架的两侧架之间，所述风控制动子系统(2)和电控制动子系统(3)安装在车体底部，所述手控制动子系统(4)安装在车体端部，其特征在于：

所述基础制动子系统(1)具有制动梁组成(1.1)、安装在制动梁组成(1.1)两端的刹车闸瓦(1.2)、安装在制动梁组成(1.1)上的制动杠杆(1.6)、用于驱动制动梁组成(1.1)相对于车轮伸缩的制动缸(1.3)、以及用于调节刹车闸瓦(1.2)与车轮之间间隙的闸调器(1.4)，所述闸调器(1.4)上设置有手制动拉杆1.5；

所述风控制动子系统(2)具有与机车风源控制装置相连的制动主管(2.1)，所述制动主管(2.1)的输出端通过组合式集尘器(2.2)与空气控制阀(2.3)的风源输入端相连，所述空气控制阀(2.3)的风源过渡端通过风缸连接管(2.4)与副风缸(2.5)的充放气接口法兰相连，所述空气控制阀(2.3)的风源输出端与制动支管(2.6)相连，所述制动支管(2.6)的末端与所述制动缸(1.3)的进出气接口法兰相连，从而通过风压控制实现各车辆基础制动子系统(1)的制动与缓解；

所述电控制动子系统(3)具有与机车电信号控制装置相连的主电缆(3.1)，所述主电缆(3.1)上设置有分线盒(3.2)，所述分线盒(3.2)通过支电缆(3.3)与所述空气控制阀(2.3)的电信号控制端相连，从而通过电信号控制实现各车辆基础制动子系统(1)的同步制动与缓解；

所述手控制动子系统(4)具有手动链轮机(4.1)，所述手动链轮机(4.1)上设置有制动链条(4.2)，所述制动链条(4.2)通过转向滑轮(4.3)与所述闸调器(1.4)上的手制动拉杆(1.5)相连，从而通过人工操作实现各车辆基础制动子系统(1)的制动与缓解；

所述基础制动子系统(1)采用制动缸(1.3)与闸调器(1.4)组合为一体结构的TMB-60集成制动子系统；所述空气控制阀(2.3)采用EP60空气控制阀；所述空气控制阀(2.3)上设置有安全泄气拉杆(2.7)。