CN105564402B - 机车制动列车管智能控制模块 - Google Patents
机车制动列车管智能控制模块 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉涉及一种机车制动列车管智能控制模块，包括充排风控制单元、列车管压力调节单元和紧急制动控制单元，用于控制机车空气制动单元实现制动过程、缓解过程和紧急制动过程。充排风控制单元主要用于实现控制均衡风缸的充排风作业；列车管压力调节单元通过列车管压力调节，控制制动缸模块实现制动或缓解制动；紧急制动控制单元通过控制列车管紧急排风，控制制动缸模块实现紧急制动。该控制模块将列车管和均衡风缸控制集成在一个模块实现，集成化程度高、结构紧凑且节约安装空间，满足轨道交通制动系统对制动控制系统智能化、简统化、模块化的要求。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通制动设备技术领域，具体的说，涉及一种机车制动列车管智能控制模块。
背景技术
制动系统市政能够产生可控制的列车减速度力，以实现和控制能量转移的装置或系统，制动系统是机车及列车安全行车中必不可少的的装置。制动系统包含制动控制系统和基础制动装置两部分组成，基础制动装置是制动作用的直接执行装置，制动控制系统是控制基础制动装置动作的装置。
制动控制装置发展经历了两大重要阶段，一是直通式制动机，二是自动空气制动机。随着制动机的发展，特别是机车的发现，制动机从早期的只在车辆上有到机车上控制再到机车和车辆上均有制动机的，制动机的功能越来越完善，当然结构和工作原理越来越复杂。典型的制动机具有以下功能：提供机车和车辆制动机所需的压缩空气；控制机车自身制动与缓解；向车辆制动机提供控制信号，从而实现车辆的制动和缓解。要完成以上制动控制功能，制动系统中主要包括总风缸管、总风联管、制动平均管、制动缸管、作用管、制动(列车)管、制动缸管、均衡风缸管。
目前机车制动系统主要有CCBⅡ制动机、法维莱Eurotrol制动机、JZ-8制动机、DK-2制动机等。CCBⅡ制动机是模块集成化的设计，但结构冗余，检修困难。法维莱Eurotrol制动机、JZ-8制动机、DK-2制动机是板式集成设计，制动化程度不高。
中国专利号CN102963344公开一种轨道车辆空气制动系统控制装置，通过电气连接的开关41控制制动电磁阀39和缓解电磁阀39'的动作，实现制动缸37的充气和排气，进而控制机车制动和缓解。上述制动系统在实现对制动缸的充排风作业过程中，需要均衡风缸、过充风缸、中继阀、自动制动阀配合完成，导致上述制动系统结构复杂，各自动制动单元与控制阀、气路接口的连接繁杂，无法满足轨道交通制动系统对智能化、简统化、模块化的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种机车制动列车管智能控制模块，将列车管和均衡风缸的控制模块集成于一体，结构紧凑且减小安装空间。
本发明的技术方案是：机车制动列车管智能控制模块，用于控制机车空气制动单元实现制动过程和缓解过程，其特征在于：该控制模块包括充排风控制单元和列车管压力调节单元；
充排风控制单元包括第一电磁阀(12)、第二电磁阀(13)、第三电磁阀(17)和第一气控阀(16)；第一气控阀(16)包括第一气控阀左工作口(16-1)、第一气控阀右工作口(16-2)、第一气控阀控制端(16-3)、第一气控阀工作口；第一气控阀控制端(16-3)经第三电磁阀(17)与总风管连通；第一气控阀左工作口(16-1)分两路连通，一路经第二电磁阀(13)与大气连通；另一路经第一电磁阀(12)与总风管连通；第一气控阀右工作口(16-2)与均衡风缸连通；第一气控阀工作口与制动缸模块连通；
列车管压力调节单元包括第二气控阀(07)、中继阀(04)、第三气控阀(06)；第二气控阀(07)设有第二气控阀控制端(07-1)和第二气控阀工作口；中继阀(04)包括中继阀第一接口(04-1)、中继阀第二接口(04-2)、中继阀第三接口(04-3)，中继阀第一接口(04-1)与总风管连通；中继阀第二接口(04-2)经两路输出，一路经第三气控阀(06)与第二气控阀控制端(07-1)连通；另一路经第二气控阀(07)工作口与列车管连通；中继阀第三接口(04-3)与均衡风缸连通。
优选的是，该控制模块还包括紧急制动控制单元，紧急制动控制单元包括第四电磁阀(18)、第五电磁阀(19)、第四气控阀(20)；第四气控阀(20)采用两位两通阀，包括第四气控阀控制端(20-1)、第四气控阀左工作口(20-2)和第四气控阀右工作口(20-3)；第四气控阀控制端(20-1)分别与第四电磁阀(18)进气口、第五电磁阀(19)进气口以及二十一管连通，第四电磁阀(18)出气口、第五电磁阀(19)出气口与大气连通；第四气控阀左工作口(20-2)与列车管连通；第四气控阀右工作口(20-3)与大气连通。
优选的是，所述机车空气制动单元包括总风管、二十一管、列车管、均衡风缸、制动缸，机车空气制动单元与该控制模块通过气路接口连通。
优选的是，所述气路接口设置于该控制模块的正后部，气路接口包括第一总风接口(101)、二十一管接口(102)、排风口接口(103)、第一列车管接口(104)、第二列车管接口(105)、第二总风接口(106)、均衡风缸接口(107)、制动缸预控接口(108)。
优选的是，该控制模块设有压力测试点，压力测试点设置于该控制模块的正前部，分别为列车管压力测点(C01.01)、均衡缸压力测点(C01.02)、总风压力测点(C01.03)；列车管压力测点(C01.01)安装于列车管处；均衡缸压力测点(C01.02)安装于第一气控阀左工作口(16-1)处；总风压力测点(C01.03)安装于总风管处。
优选的是，该控制模块设有压力传感器，压力传感器设置于该控制模块的上部，包括第一传感器(G01)、第二传感器(G03)、第三传感器(G08)、第四传感器(G15)；第一传感器(G01)和第二传感器(G03)均安装于总风管处；第三传感器(G08)安装于列车管处；第四传感器(G15)安装于第一气控阀左工作口(16-1)处。
优选的是，总风管与第一电磁阀(12)和第三电磁阀(17)气路之间安装过滤器(09)。
优选的是，所述第三气控阀(06)采用先导式气控阀，包括第三气控阀主阀(06-1)和电磁先导阀(06-2)，总风缸向均衡风缸充气时，电磁先导阀(06-2)得电，控制第三气控阀主阀(06-1)打开第二气控阀(07)。
优选的是，在该控制模块的正上方安装智能化控制单元(Z1)，智能化控制单元(Z1)控制第一电磁阀(12)、第二电磁阀(13)、第三电磁阀(17)、第四电磁阀(18)、第五电磁阀(19)、第三气控阀(06)的电磁先导阀(06-2)的得失电状态，以及接收第一传感器(G01)、第二传感器(G03)、第三传感器(G08)、第四传感器(G15)的压力信号，通过压力信号判断气路中是否有故障。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
本发明的控制模块包括充排风控制单元、列车管压力调节单元和紧急制动控制单元，用于控制机车空气制动单元实现制动过程、缓解过程和紧急制动过程。充排风控制单元主要用于实现控制均衡风缸的充排风作业；列车管压力调节单元通过列车管压力调节，控制制动缸模块实现制动或缓解制动；紧急制动控制单元通过控制列车管紧急排风，控制制动缸模块实现紧急制动。该控制模块将列车管和均衡风缸控制集成在一个模块实现，集成化程度高、结构紧凑且节约安装空间，满足轨道交通制动系统对制动控制系统智能化、简统化、模块化的要求。
附图说明
图1为本发明制动模块的气路原理图；
图2为本发明制动过程气路流向示意图；
图3为本发明缓解过程气路流向示意图；
图4为本发明紧急制动过程气路流向示意图；
图5为本发明控制模块正视图。
图中，12第一电磁阀；13第二电磁阀；17第三电磁阀；09过滤器；
16第一气控阀；16-1第一气控阀左工作口；16-2第一气控阀右工作口；16-3第一气控阀控制端；16-4第一气控阀工作口；
07第二气控阀；07-1第二气控阀控制端；07-2第二气控阀左工作口；07-3第二气控阀右工作口；
06第三气控阀；06-1第三气控阀主阀；06-2电磁先导阀；
04中继阀；04-1中继阀第一接口；04-2中继阀第二接口；04-3中继阀第三接口；
18第四电磁阀；19第五电磁阀；
20第四气控阀；20-1第四气控阀控制端；20-2第四气控阀左工作口；20-3第四气控阀右工作口；
101第一总风接口；102二十一管接口；103排风口接口；104第一列车管接口；105第二列车管接口；106第二总风接口；107均衡风缸接口；108制动缸预控接口；
S02第一锁堵；S05第二锁堵；S11第三锁堵；S14第四锁堵；S21第五锁堵；
C01.01列车管压力测点；C01.02均衡缸压力测点；C01.03总风压力测点；
G01第一传感器；G03第二传感器；G08第三传感器；G15第四传感器；
Z1智能化控制单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本发明公开一种机车制动列车管智能控制模块，包括充排风控制单元、列车管压力调节单元和紧急制动控制单元，用于控制机车空气制动单元实现制动过程、缓解过程和紧急制动过程。机车空气制动单元包括总风管、二十一管、列车管、均衡风缸、制动缸。机车空气制动单元与机车制动列车管智能控制模块通过气路接口连通。气路接口包括第一总风接口101、二十一管接口102、排风口接口103、第一列车管接口104、第二列车管接口105、第二总风接口106、均衡风缸接口107、制动缸预控接口108。
充排风控制单元主要用于实现控制均衡风缸的充排风作业，参见图1和图2，充排风控制单元包括第一电磁阀12、第二电磁阀13、第三电磁阀17和第一气控阀16；第一气控阀16采用两位三通阀，包括第一气控阀左工作口16-1、第一气控阀右工作口16-2、第一气控阀控制端16-3、第一气控阀工作口16-4。
第一气控阀控制端16-3经第三电磁阀17、第一总风接口101与总风管连通。第一气控阀左工作口16-1分两路连通，一路经第二电磁阀13与大气连通；另一路经第一电磁阀12、第一总风接口101与总风管连通。第一气控阀右工作口16-2经均衡风缸接口107与均衡风缸连通。第一气控阀工作口经制动缸预控接口108与制动缸模块连通。总风管与第一电磁阀12和第三电磁阀17气路之间安装过滤器09。
充排风控制单元的工作过程为：
参见图2，第三电磁阀17得电时，通过第一气控阀控制端16-3打开气控阀16，且当第二电磁阀13得电时，第一气控阀16处于排气状态，即均衡风缸内空气依次经均衡风缸接口107、第一气控阀右工作口16-2、第一气控阀左工作口16-1、第二电磁阀13排放至大气中；
第三电磁阀17得电时，通过第一气控阀控制端16-3打开气控阀16，且当第一电磁阀12得电时，第一气控阀16处于进气状态，即总风管中空气依次经第一电磁阀12、第一气控阀左工作口16-1、第一气控阀右工作口16-2、均衡风缸接口107进入均衡风缸。
列车管压力调节单元主要用于实现列车管压力调节，进而控制制动缸模块实现制动或缓解制动。参见图1和图3，列车管压力调节单元包括第二气控阀07、中继阀04、第三气控阀06。
第三气控阀06采用先导式气控阀，包括第三气控阀主阀06-1和电磁先导阀06-2。第二气控阀07采用两位两通阀，包括第二气控阀控制端07-1、第二气控阀左工作口07-2和第二气控阀右工作口07-3。
中继阀04设有气路接口和大气通孔，气路接口包括中继阀第一接口04-1、中继阀第二接口04-2、中继阀第三接口04-3，中继阀第一接口04-1经第二总风接口106与总风管连通。中继阀第二接口04-2经两路输出，一路经第三气控阀06与第二气控阀控制端07-1连通；另一路经第二气控阀左工作口07-2、第二列车管接口105与列车管连通。中继阀第三接口04-3经均衡风缸接口106与均衡风缸连通。
列车管压力调节单元的工作过程为：
参见图3，当均衡风缸排风时，电磁先导阀06-2得电，控制第三气控阀主阀06-1打开第二气控阀07，列车管内空气经第二气控阀右工作口07-3、第二气控阀左工作口07-2、中继阀第二接口04-2与均衡风缸和大气通孔连通，中继阀04根据均衡风缸的排风，对列车管进行相应的减压，列车管减压引起制动缸模块动作实现制动缓解。
当总风缸向均衡风缸充气时，电磁先导阀06-2得电，控制第三气控阀主阀06-1打开第二气控阀07，均衡风缸和总风管中空气依次经中继阀04、第二气控阀左工作口07-2、第二气控阀右工作口07-3、第二列车管接口105与列车管连通。中继阀04根据均衡风缸的充风，对列车管进行相应的增压，列车管增压引起制动缸模块动作实现制动缓解。
紧急制动控制单元用于控制制动缸模块的紧急制动。参见图1和图4，紧急制动控制单元包括第四电磁阀18、第五电磁阀19、第四气控阀20。第四气控阀20采用两位两通阀，包括第四气控阀控制端20-1、第四气控阀左工作口20-2和第四气控阀右工作口20-3。
第四气控阀控制端20-1分别与第四电磁阀18进气口、第五电磁阀19进气口以及二十一管接口102连通，第四电磁阀18出气口、第五电磁阀19出气口与大气连通；第四气控阀左工作口20-2经第一列车管接口104与列车管连通；第四气控阀右工作口20-3经排风口接口103与大气连通。
紧急制动控制单元的工作过程为：
参见4，操作司机控制器至紧急制动位，第四电磁阀18和第五电磁阀19得电，对二十一管排风，二十一管排风通过第四气控阀控制端20-1将第四气控阀20打开，列车管中空气依次经第四气控阀左工作口20-2、第四气控阀右工作口20-3、排风口接口103迅速排出，列车管紧急排风引起制动缸模块动作实现紧急制动。
为便于压力测试，该控制模块设有压力测试点，分别为列车管压力测点C01.01、均衡缸压力测点C01.02、总风压力测点C01.03。列车管压力测点C01.01安装于第二列车管接口105处；均衡缸压力测点C01.02安装于第一气控阀左工作口16-1处；总风压力测点C01.03安装于第二总风接口106处。
为实现压力实时检测，该控制模块设有压力传感器，包括第一传感器G01、第二传感器G03、第三传感器G08、第四传感器G15。第一传感器G01和第二传感器G03均安装于第二总风接口106处；第三传感器G08安装于第二列车管接口105处；第四传感器G15安装于第一气控阀左工作口16-1处。
该控制模块的气路中设有多处锁堵，用于手动设置气路连通或断开，包括第一锁堵S02、第二锁堵S05、第三锁堵S11、第四锁堵S14和第五锁堵S21。第一锁堵S02设置于第一传感器G01与第二传感器G03气路之间；第二锁堵S05设置于中继阀04处；第三锁堵S11设置于过滤器09与第一电磁阀12气路之间；第四锁堵S14设置于第二电磁阀13出气口处；第五锁堵S21设置于二十一管接口102和第一列车管接口104气路之间。
参见图5，为简化安装空间，且实现结构紧凑，该控制模块采用简化的、模块化设计，将列车管和均衡风缸的控制模块集成于一体。该控制模块整体为长方体结构，列车管压力测点C01.01、均衡缸压力测点C01.02、总风压力测点C01.03安装于长方体结构的正前部。第一总风接口101、二十一管接口102、排风口接口103、第一列车管接口104、第二列车管接口105、第二总风接口106、均衡风缸接口107、制动缸预控接口108依次安装于长方体结构的正后部，且与气路板相应接口相对应。第一气控阀16、第二气控阀07、中继阀04、第三气控阀06、第四气控阀20安装于长方体结构内部。第一传感器G01、第二传感器G03、第三传感器G08、第四传感器G15均安装于长方体结构的上部。第一电磁阀12、第二电磁阀13、第三电磁阀17、第四电磁阀18、第五电磁阀19安装于长方体结构的正上部。在该控制模块的正上方安装智能化控制单元Z1，上述各电磁阀和传感器均与智能控制化控制单元电连，即智能化控制单元Z1控制第一电磁阀12、第二电磁阀13、第三电磁阀17、第四电磁阀18、第五电磁阀19、第三气控阀06的电磁先导阀06-2的得失电状态，以及接收第一传感器G01、第二传感器G03、第三传感器G08、第四传感器G15的压力信号，通过压力信号判断气路中是否有故障，同时智能化控制单元Z1通过两个连接器与机车控制系统实现供电与信号传输。
Claims (9)
1.机车制动列车管智能控制模块，用于控制机车空气制动单元实现制动过程和缓解过程，其特征在于：该控制模块包括充排风控制单元和列车管压力调节单元；
充排风控制单元包括第一电磁阀(12)、第二电磁阀(13)、第三电磁阀(17)和第一气控阀(16)；第一气控阀(16)包括第一气控阀左工作口(16-1)、第一气控阀右工作口(16-2)、第一气控阀控制端(16-3)、第一气控阀工作口；第一气控阀控制端(16-3)经第三电磁阀(17)与总风管连通；第一气控阀左工作口(16-1)分两路连通，一路经第二电磁阀(13)与大气连通；另一路经第一电磁阀(12)与总风管连通；第一气控阀右工作口(16-2)与均衡风缸连通；第一气控阀工作口与制动缸模块连通；
列车管压力调节单元包括第二气控阀(07)、中继阀(04)、第三气控阀(06)；第二气控阀(07)设有第二气控阀控制端(07-1)和第二气控阀工作口；中继阀(04)包括中继阀第一接口(04-1)、中继阀第二接口(04-2)、中继阀第三接口(04-3)，中继阀第一接口(04-1)与总风管连通；中继阀第二接口(04-2)经两路输出，一路经第三气控阀(06)与第二气控阀控制端(07-1)连通；另一路经第二气控阀(07)工作口与列车管连通；中继阀第三接口(04-3)与均衡风缸连通。
2.根据权利要求1所述的机车制动列车管智能控制模块，其特征在于：该控制模块还包括紧急制动控制单元，紧急制动控制单元包括第四电磁阀(18)、第五电磁阀(19)、第四气控阀(20)；第四气控阀(20)采用两位两通阀，包括第四气控阀控制端(20-1)、第四气控阀左工作口(20-2)和第四气控阀右工作口(20-3)；第四气控阀控制端(20-1)分别与第四电磁阀(18)进气口、第五电磁阀(19)进气口以及二十一管连通，第四电磁阀(18)出气口、第五电磁阀(19)出气口与大气连通；第四气控阀左工作口(20-2)与列车管连通；第四气控阀右工作口(20-3)与大气连通。
3.根据权利要求1所述的机车制动列车管智能控制模块，其特征在于：所述机车空气制动单元包括总风管、二十一管、列车管、均衡风缸、制动缸，机车空气制动单元与该控制模块通过气路接口连通。
4.根据权利要求3所述的机车制动列车管智能控制模块，其特征在于：所述气路接口设置于该控制模块的正后部，气路接口包括第一总风接口(101)、二十一管接口(102)、排风口接口(103)、第一列车管接口(104)、第二列车管接口(105)、第二总风接口(106)、均衡风缸接口(107)、制动缸预控接口(108)。
5.根据权利要求1所述的机车制动列车管智能控制模块，其特征在于：该控制模块设有压力测试点，压力测试点设置于该控制模块的正前部，分别为列车管压力测点(C01.01)、均衡缸压力测点(C01.02)、总风压力测点(C01.03)；列车管压力测点(C01.01)安装于列车管处；均衡缸压力测点(C01.02)安装于第一气控阀左工作口(16-1)处；总风压力测点(C01.03)安装于总风管处。
6.根据权利要求1所述的机车制动列车管智能控制模块，其特征在于：该控制模块设有压力传感器，压力传感器设置于该控制模块的上部，包括第一传感器(G01)、第二传感器(G03)、第三传感器(G08)、第四传感器(G15)；第一传感器(G01)和第二传感器(G03)均安装于总风管处；第三传感器(G08)安装于列车管处；第四传感器(G15)安装于第一气控阀左工作口(16-1)处。
7.根据权利要求1所述的机车制动列车管智能控制模块，其特征在于：总风管与第一电磁阀(12)和第三电磁阀(17)气路之间安装过滤器(09)。
8.根据权利要求1所述的机车制动列车管智能控制模块，其特征在于：所述第三气控阀(06)采用先导式气控阀，包括第三气控阀主阀(06-1)和电磁先导阀(06-2)，总风缸向均衡风缸充气时，电磁先导阀(06-2)得电，控制第三气控阀主阀(06-1)打开第二气控阀(07)。
9.根据权利要求6所述的机车制动列车管智能控制模块，其特征在于：在该控制模块的正上方安装智能化控制单元(Z1)，智能化控制单元(Z1)控制第一电磁阀(12)、第二电磁阀(13)、第三电磁阀(17)、第四电磁阀(18)、第五电磁阀(19)、第三气控阀(06)的电磁先导阀(06-2)的得失电状态，以及接收第一传感器(G01)、第二传感器(G03)、第三传感器(G08)、第四传感器(G15)的压力信号。
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