CN105774785A - 轨道车辆空气制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道车辆空气制动系统，包括：风缸，存储压缩空气；空气制动控制模块，主要包括空气压力调节装置、限压设备、流量放大装置。所述空气压力调节装置接收制动指令确定预控制空气压力，通过所述流量放大装置对预控制压力进行流量放大。在紧急制动时所述限压设备限制预控压力的大小，防止产生过大的制动力；升弓控制模块，接收指令控制受电弓的升弓和降弓；撒砂控制模块，控制压缩空气在一定条件下向轨道撒砂；停放控制模块，接收指令控制停放制动的施加和缓解；供风与空簧控制模块，控制总风向制动系统供风以及向空气弹簧供风；防滑设备，接收指令进行防滑控制；制动器，从所述流量放大装置接收压缩空气并产生制动力。
Description
技术领域
本发明大致涉及轨道车辆技术领域，并且特别涉及用于轨道车辆的空气制动系统。
背景技术
传统的轨道交通车辆制动系统一般采用减压的方式来实现，国内传统的轨道交通车辆制动系统实现制动的制动设备一般为三通阀或分配阀，例如用于货运列车GK型的三通阀、用于客运列车GL3型的三通阀，或103型、104型分配阀。传统制动设备的特点是当与制动机连接的列车管气压降低时，制动系统制动；而当列车管气压升高时，制动系统缓解。列车管减压量的大小相应决定了制动气缸的输出压力，进而驱动转向架上的制动夹钳和闸片或踏面制动单元和闸瓦作用于车轮，通过车轮和轨道之间的相互作用实现列车制动系统功能。
通过减压制动的方法实现列车制动系统制动的功能，往往会造成列车中前后车辆的制动状态不一致从而造成较大的纵向冲击，这主要是由于减压制动时列车管中压缩空气的压力变化传递造成的，纵向冲击给列车运行带来巨大的安全隐患，尤其是货车，制动时产生巨大的纵向冲击力会直接将车间缓冲装置损坏。另外，由于传递制动时列车管中的压缩空气压力变化的压力波传播速度有限，这样就会导致列车的空走时间加长，进而会导致制动距离的延长。制动距离的延长会给列车，尤其是高速列车的运行构成较大的安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题中的一个或多个，本发明提出一种轨道车辆空气制动系统。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，图1是根据发明的一个实施例的轨道车辆空气制动系统的原理图。
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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图说明本发明的一个实施例。在图1中，风缸1储存压缩空气，为空气制动时提供压缩空气。
空气制动控制模块，主要包括空气压力调节装置、限压设备、流量放大装置。所述压力调节装置接收制动指令确定预控制空气压力，通过所述流量放大装置对预控制压力进行流量放大。在紧急制动时所述限压设备限制预控压力的大小，防止产生过大的制动力；
升弓控制模块，接收指令控制受电弓的升弓和降弓；
撒砂控制模块，控制压缩空气在一定条件下向轨道撒砂；
停放控制模块，接收指令控制停放制动的施加和缓解；
供风与空簧控制模块，控制总风向制动系统供风以及向空气弹簧供风；
防滑设备，接收指令进行防滑控制；
制动器，从所述流量放大装置接收压缩空气并产生制动力。
图1为根据本发明一个实施例的轨道车辆空气制动系统100的原理图，其中可以包括：风缸1；空气制动控制模块2.1；；供风与空簧控制模块2.2；停放控制模块2.3；撒砂控制模块2.4；升弓控制模块2.5；防滑设备3；制动器4。
在轨道车辆中，驾驶员或者驾驶系统发出轨道车辆制动指令。空气压力调节装置，例如电空转换阀，接收该制动指令，并根据收到的制动指令确定预控制空气压力，该预控制压力经过流量放大装置(如中继阀)、防滑设备3到达制动器4，从而产生相应的制动力，对列车实施制动。限压设备在特殊工况下起作用，对预控制压力进行限制。流量放大装置(如中继阀)用于进行流量放大，并使制动器提供的制动力随预控制压力的变化而变化。制动器可以是夹钳单元和闸片，也可是踏面制动单元和闸瓦，或其他具有此功能的装置。
至此，可以实现不同载荷及级位下的常用制动及紧急制动功能。
防滑设备3接收控制指令，进行滑行控制。
需要说明的是在图1所示原理图基础上，可以通过在流量放大装置(如中继阀)的压力转换通路设置电磁阀控制该通路的通断从而实现高低制动力的切换；也可以根据控制、监测、诊断、维护等的需要，布置更多的传感器、压力开关或塞门等，或者为进行空间尺寸的优化以及检修操作的便利，可将上述部件部分或全部集成到一个模块上，均视为本方法的优化，包含在本发明中。
在实现制动功能的基础上，对制动系统的功能进行了模块化的配置，从而可以通过不同的组合实现不同车型要求的空气制动配置。如图1所示，将制动系统的功能分为制动控制功能、停放控制功能、供风与空簧控制功能、升弓控制功能以及撒砂控制功能，这些功能几乎包括了所有车型对制动系统的功能要求。对应每一项功能对应一套实体的功能模块，模块设计时要充分考虑通用性和标准化，从而可实现不同车型的高、中、低配置。举例说明：如撒砂控制功能模块，既有与车速无关的撒砂控制模块，也包含与车速相关分高、低速切换的撒砂控制模块。此外，针对同一列车不同车体功能模块配置的不同，选配的功能模块安装尺寸完全相同，如升弓控制模块和撒砂控制模块。总之，本发明可依据不同车型的具体需求进而对制动系统进行不同等级的优化配置。最基本的功能为制动控制功能，在此基础上上可以根据具体整车的要求组合扩展，每一种组合都是一套空气制动系统的实施方案。
制动控制模块一般包括压力调节装置(通常由电磁阀和压力传感器组成)、限压设备(通常为空重阀)、流量放大装置(通常为中继阀)、压力开关、压力传感器以及塞门等组成。压力调节装置的功能是生成预控制压力。流量放大装置的功能是对预控制压力进行流量放大。限压设备在紧急制动时限制预控压力的大小，防止产生过大的制动力。压力开关主要是用于状态监测。压力传感器主要是用于控制、状态监测以及诊断。塞门主要是控制气路的接通和关闭，方便维护和检修。
升弓控制模块一般包括单向止回阀、滤清器、电磁阀等部件。压缩空气通过止回阀，滤清器后，通过电磁阀接通或截断控制压缩空气的输出或者将下游压缩空气排大气，从而实现受电弓的升弓或降弓。
撒砂控制模块一般包括具有隔离功能的带电触头截断塞门，具有调压功能的减压阀和控制压缩空气通断的电磁阀。当撒砂功能激活后，在压缩空气的作用下，砂箱里的砂粒会通过安装在砂箱底部的撒砂器进入撒砂管，最后通过撒砂喷嘴向轨道撒砂。控制压缩空气在一定条件下向轨道撒砂。
停放控制模块一般包括压力传感器，带有调压功能的减压阀，可手动控制的两位五通电磁阀，以及用于防止空气常用制动力和停放制动力的叠加的双向止回阀。通过控制压缩空气的输出或排空来控制停放制动的缓解或施加。通过将压缩空气输出到停放缸或将停放缸内的压缩空气排空来控制停放制动的缓解或施加。
供风与空簧控制模块，一般包括压力传感器，滤清器，截断塞门，溢流阀，减压阀，单向阀及压力测点，用于控制总风向制动系统供风以及向空气弹簧供风。
本发明涉及一种高速动车组、城际动车组及城市轨道车辆空气制动的实现方法及装置。空气制动的功能是根据列车的运行状况，通过实施常用制动及紧急制动使列车安全停车。该空气制动系统是接收电信号控制进行制动的空气制动系统，而非通过减压制动的方式实现列车制动。该空气制动系统的特色是在实现制动功能的基础上，对制动系统的功能进行了模块化的配置，将制动系统的功能分为制动控制功能、停放控制功能、供风及空簧控制功能、升弓控制功能以及撒砂控制功能等，这些功能几乎包括了所有车型对制动系统的功能要求，通过不同的组合实现不同车型要求的空气制动配置。
空气制动的实现装置包括：空气制动控制模块、防滑设备、制动器以及风缸等。
空气制动控制模块接收控制信号，输出压缩空气充入制动器的制动缸，产生阻碍列车运行的制动力。
根据列车基础制动的状况及对粘着的利用要求，该实现空气制动功能的方法可以是恒力控制，即：一定的制动力与相应的手柄级位对应。也可以是减速度控制，即：在某一级位下，随着列车速度的不断变化即使手柄级位不变，列车的制动力和减速度也根据设定的目标减速度曲线在不断的变化。
本发明的有益效果是能够对制动力进行精确的调节；可以有效地减小轨道交通车辆制动时的纵向冲击力；可以充分地利用粘着，缩短列车制动距离；可以有效地进行防滑控制，防止车轮擦伤。同时列车空气制动的功能可以根据轨道交通车辆不同车型的具体要求进行灵活配置，具有最佳的技术灵活性和经济效益。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。
Claims (14)
1.一种轨道车辆空气制动系统，包括：
风缸，存储压缩空气；
空气制动控制模块，主要包括空气压力调节装置、限压设备、流量放大装置，所述空气压力调节装置接收制动指令确定预控制空气压力，通过所述流量放大装置对预控制压力进行流量放大，在紧急制动时所述限压设备限制预控压力的大小，防止产生过大的制动力；
升弓控制模块，接收指令控制受电弓的升弓和降弓；
撒砂控制模块，控制压缩空气在一定条件下向轨道撒砂；
停放控制模块，接收指令控制停放制动的施加和缓解；
供风与空簧控制模块，控制总风向制动系统供风以及向空气弹簧供风；
防滑设备，接收指令进行防滑控制；
制动器，从所述流量放大装置接收压缩空气并产生制动力。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述轨道车辆空气制动系统还包括限压设备，所述限压设备设置在所述流量放大装置上游。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述轨道车辆空气制动系统还包括防滑设备，所述防滑设备连接在所述流量放大装置与所述制动器之间。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述轨道车辆空气制动系统还包括流量放大装置，所述流量放大装置连接在所述限压设备与所述制动器之间。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述轨道车辆空气制动系统还包括升弓控制模块。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述轨道车辆空气制动系统还包括停放控制模块。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述轨道车辆空气制动系统还包括撒砂控制模块。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，还包括供风及空簧控制模块。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，根据控制、监测、诊断、维护等的需要，将传感器、压力开关或塞门等部件部分或全部集成到一个模块上，以进行空间优化和检修便利。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述轨道车辆空气制动系统的制动能量来源为压缩空气，压缩空气由贯通整列的总风管提供。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述轨道车辆空气制动系统的也可以设置列车管，列车管参与的制动控制通常在救援或回送工况下使用。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述制动系统的功能模块化。
13.根据权利要求1-4中任一项所述的轨道车辆空气制动系统，其特征在于，所述功能模块的选配化，空气制动控制模块为必选功能模块，其他功能模块根据列车需求进行选配。
14.一种轨道车辆，其特征在于，所述轨道车辆具有根据权利要求1-13中任一项所述的轨道车辆空气制动系统。
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