专利名称：一种轨道车辆制动系统紧急制动装置及其制动方法
技术领域：
本发明涉及一种列车设备，特别地，涉及一种轨道车辆制动系统紧急制动装置及其制动方法。
背景技术：
列车运行过程中，有可能遇到意外情况或其他的紧急情况需要进行制动。然而，如果轨道车辆制动系统的电子控制装置出现了故障，就很难确保乘客和车辆的安全。在这种情况下，为了保证车辆和乘客的安全，轨道车辆都配有应急措施，也就是由安全回路控制的紧急制动系统。
中国专利ZL99812490. 7公开了一种“用于有轨车辆的制动系统”。该制动系统包括至少一个带有压力管接口的弹簧储能缸、一个带有压力管接口的工作制动缸、一个带有至少三个接口的控制阀装置。中国专利ZL200480019858. 7公开了一种“轨道车辆刹车装置”，该装置包括一个电动式发动机制动器，其制动功能通过一个电动气动摩擦制动器来补充(混合模式)，包括一个用于产生受控的预调节压力的电子调节装置，以及一个用于产生预调节压力的气动装置。当电子调节装置发生错误或故障时，或者其他情况需要紧急制动时，反向保持阀接通气动装置，实现直接制动。但是，该专利不适合没有气动装置的轨道车辆，并且，当气动装置发生故障时，也可能无法实现紧急制动。另外，随着轨道车辆运行速度的提高，不同车重下制动力也有所不同，不同速度阶段的粘着特性也不同。如果制动力大于轮轨允许的粘着力，就会导致车轮擦伤等问题。这也是本领域中迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，根据本发明的一个方面，提出一种轨道车辆制动系统的紧急制动装置，包括总风管、电子调节装置、紧急电磁阀和压力变换阀；其中，所述总风管连接到所述压力变换阀、所述电子调节装置和所述第一电磁阀的一个进口 ；所述电子调节装置连接到所述紧急电磁阀的另一个进口 ；紧急电磁阀的出口连接到所述压力变换阀的控制端口 ；所述紧急制动装置进一步包括限压阀，其连接在所述紧急电磁阀的出口和所述压力变换阀的控制端口之间；以及阶段减速度控制电磁阀，其连接在所述总风管和所述压力变换阀的另一个控制端口。本发明专利提供了一种轨道车辆制动系统紧急制动方法，包括判断电子调节装置是否正常输出预控压力；如果所述电子调节装置工作正常，紧急电磁阀得电，电子调节装置输出预控压力直接输入到压力变换阀的控制端口，控制从总风管输入到所述压力变换阀的总风压力从而产生经过控制的制动力。此时，限压阀不起作用；如果所述电子调节装置无法输出预控压力，所述紧急电磁阀失电，所述总风管的总风压力直接输出到所述限压阀，所述限压阀根据车重输出控制后的压力；如果所述电子调节装置无法输出预控压力，所述总风管的总风压力作用到所述阶段减速度电磁阀，所述阶段减速度电磁阀根据车速得电或失电；在压力变换阀中，将从总风管输入到所述压力变换阀的总风压力在所述限压阀和所述阶段减速度电磁阀的输出压力的控制下，经过压力变换产生经过控制的制动力。本发明的轨道车辆制动系统紧急制动装置结构简单，而且通过安全环路施加紧急制动，因此控制方便可靠；而且，本发明提出了根据轨道车辆的车重和运行速度可改变紧急制动力的紧急制动实现方法，能对不同车重和高低速运行工况施加不同的紧急制动力。
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，其中图I是根据本发明的一个实施例的轨道车辆制动系统紧急制动装置的结构示意图；以及图2是根据本发明的一个实施例的轨道车辆制动系统紧急制动方法的示意图。
具体实施例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，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没有做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。图I是根据本发明的一个实施例的轨道车辆制动系统紧急制动装置的结构示意图。如图I所示，本发明的紧急制动装置包括总风管I、电子调节装置3、紧急电磁阀4、压力变换阀5和夹钳单元6。总风管I连接到压力变换阀5、电子调节装置3和紧急电磁阀4的一个进口，电子调节装置3连接到紧急电磁阀4的另一个进口。紧急电磁阀4的出口连接到压力变换阀5的控制端口，例如Cv 口。根据本发明的一个实施例，限压阀连接在紧急电磁阀4的出口和压力变换阀5的控制端口之间。阶段减速度控制电磁阀连接在总风管I和压力变换阀5的另一个控制端口，例如T 口之间。在本实施例中，通过紧急电磁阀4实现常用制动和紧急制动的互锁。当电子调节装置3正常时，紧急电磁阀4得电。此时，限压阀不起作用。因此，由电子调节装置3输出预控压力直接输入到压力变换阀5的控制端口，例如Cv 口。由此，从总风管I通过例如压力变换阀5的R 口输入到压力变换阀5的总风压力在电子调节装置3输出预控压力控制下经过压力变换输出到夹钳单元6，从而产生经过控制的制动力。但是，在电子调节装置3发生故障、受到干扰或紧急情况下，电子调节装置3将无法输出预控压力。如背景技术中所介绍的，如果无法产生制动力，将严重影响轨道车辆的安全；或者，如果产生未经过控制的制动力也会对轨道车辆产生不良的后果。在本实施例中，在电子调节装置3无法输出预控压力的情况下，紧急电磁阀4将失电，从而切断电子调节装置3和压力变换阀5之间的气路。总风管I的总风压力直接通过紧急电磁阀4的另一出口输出到限压阀。限压阀在此情况下开始工作，根据车重输出控制后的压力到压力变换阀5的控制端口，例如Cv 口。在另一实施例中，在电子调节装置3无法输出预控压力的情况下，阶段减速度控制电磁阀得电或失电，总风管I的总风压力作用到阶段减速度控制电磁阀。阶段减速度控制电磁阀根据车速输出控制后的压力到压力变换阀5的控制端口，例如T 口。由此，在压力变换阀5中，从总风管I通过例如压力变换阀5的R 口输入到压力变换阀5的总风压力在限压阀和阶段减速度控制电磁阀的输出压力的控制下，经过压力变换输出到夹钳单元6，从而产生经过控制的制动力。在电子调节装置3无法输出预控压力的情况下，仍可以从压力变换阀5输出经过控制的压力。根据本发明的一个实施例，如图I所示，紧急制动装置包括至少一个截断塞门2。截断塞门2连接在总风管I与电子调节装置3和紧急电磁阀4之间。根据本发明的一个实施例，如图I所示，紧急电磁阀4的出口连接限压阀9的Cvl口，限压阀9的出口 Cv2 口连接到压力变换阀5的控制端口，例如Cv 口。空气弹簧7连接至幌压阀9的控制端口，例如T 口。空气弹簧7和限压阀9的T 口相连，因此限压阀9能根据空簧压力调节紧急制动预控压力。由于空气弹簧的压力与车重相关，限压阀9根据空气弹簧的压力限制Cvl压力产生紧急制动预控压力Cv2。因此，限压阀能实现跟车辆载荷匹配的紧急制动。限压阀9的出口 Cv2 口连接到电磁阀8的入口，电磁阀8的出口连接到压力·变换阀5的控制端口，例如Cv 口。该发明通过截断塞门2和电磁阀8实现紧急制动的隔离。例如，电磁阀8得电时，将隔离制动。电子调节装置3受到干扰或发生故障时，断开安全环路，使电磁阀8失电，接通总风管和限压阀9的Cvl 口，从而接通限压阀9的出口和压力变换阀5入口之间的气路。根据本发明的一个实施例，如图I所示，紧急制动装置包括阶段减速度电磁阀10。总风管I连接到阶段减速度电磁阀10的一个入口。阶段减速度电磁阀10的另一个入口与大气连接，阶段减速度电磁阀10的出口连接到压力变换阀5的另一个控制端口，例如T口。当列车高速行驶时，阶段减速度电磁阀10得电，连接总风管和压力变换阀5的T 口，产生较低的紧急制动力。当列车低速运行时，阶段减速度电磁阀10失电，压力变换阀5的T口与大气连接，产生较大的紧急制动力，尽量缩短列车的制动距离。压力变换阀5根据紧急制动预控压力产生相应的紧急制动力，并起到放大流量的作用。因此，在高速运行阶段和低速运行阶段能施加不同的紧急制动力。因此，限压阀能实现跟车速匹配的紧急制动。根据本发明的一个实施例，紧急电磁阀4、阶段减速度控制电磁阀10、和隔离电磁阀8可以是两位二通电磁阀。图2是根据本发明的一个实施例的轨道车辆制动系统紧急制动方法的示意图。图2所示的方法可以应用于图I所示的轨道车辆制动系统紧急制动装置中。如图2所示，在紧急制动方法200中，在步骤210，判断电子调节装置3是否正常输出预控压力。如果电子调节装置3工作正常，在步骤220中，紧急电磁阀4得电，电子调节装置3输出预控压力直接输入到压力变换阀5的控制端口，控制从总风管I输入到压力变换阀5的总风压力从而产生经过控制的制动力，同时保持限压阀不起作用。如果电子调节装置3无法输出预控压力，在步骤230，紧急电磁阀4将失电，总风管I的总风压力直接通过紧急电磁阀4的另一出口输出到限压阀。限压阀在此情况下开始工作，根据车重输出控制后的压力到压力变换阀5的控制端口。在步骤240，阶段减速度控制电磁阀在此情况下得电或失电，总风管I的总风压力作用到阶段减速度控制电磁阀。阶段减速度控制电磁阀根据车速输出控制后的压力到压力变换阀5的控制端口，例如T 口。在步骤250，在压力变换阀5中，从总风管I通过例如压力变换阀5的R 口输入到压力变换阀5的总风压力在限压阀和阶段减速度控制电磁阀的输出压力的控制下，经过压力变换产生经过控制的制动力。
根据本发明的一个实施例，紧急制动方法包括将紧急电磁阀4的出口连接限压阀9的Cvl 口 ；将限压阀9的出口 Cv2 口连接到压力变换阀5的控制端口，例如Cv 口；以及将空气弹簧7连接到限压阀9的控制端口，例如T 口。由此实现限压阀能实现跟车辆载荷匹配的紧急制动。根据本发明的一个实施例，紧急制动方法包括将总风管I连接到阶段减速度电磁阀10的一个入口 ；将阶段减速度电磁阀10的另一个入口与大气连接，阶段减速度电磁阀10的出口连接到压力变换阀5的另一个控制端口，例如T 口。当列车高速行驶时，阶段减速度电磁阀10得电，连接总风管和压力变换阀5的T 口，产生较低的紧急制动力。当列车低速运行时，阶段减速度电磁阀10失电，压力变换阀5的T 口与大气连接，产生较大的紧急制动力。 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。
权利要求
1.ー种轨道车辆制动系统的紧急制动装置，包括总风管、电子调节装置、紧急电磁阀和压カ变换阀； 其中，所述总风管连接到所述压カ变换阀、所述电子调节装置和所述第一电磁阀的一个进ロ ；所述电子调节装置连接到所述紧急电磁阀的另ー个进ロ ；紧急电磁阀的出口连接到所述压カ变换阀的控制端ロ； 所述紧急制动装置进ー步包括 限压阀，其连接在所述紧急电磁阀的出口和所述压カ变换阀的控制端ロ之间；以及 阶段减速度控制电磁阀，其连接在所述总风管和所述压カ变换阀的另ー个控制端ロ。
2.根据权利要求I所述的紧急制动装置，其中当所述电子调节装置正常时，所述限压阀不起作用，且根据车速所述阶段减速度控制电磁阀得电或失电。
3.根据权利要求I所述的紧急制动装置，其中当所述电子调节装置无法输出预控压力的情况下，所述紧急电磁阀将失电，从而切断所述电子调节装置和所述压カ变换阀之间的气路；并且，所述总风管的总风压力直接通过所述紧急电磁阀的另ー出口输出到所述限压阀；所述限压阀根据车重输出控制后的压力。
4.根据权利要求I所述的紧急制动装置，其中当所述电子调节装置无法输出预控压力的情况下，所述总风管的总风压力作用到所述阶段减速度控制电磁阀；所述阶段减速度控制电磁阀根据车速得电或失电。
5.根据权利要求I所述的紧急制动装置，进ー步包括至少ー个截断塞门，其连接在所述总风管与所述电子调节装置和所述紧急电磁阀之间。
6.根据权利要求I所述的限压阀，所述紧急电磁阀的出口连接所述限压阀的入口，所述限压阀的出ロ连接到所述压カ变换阀的控制端ロ ；空气弹簧连接到所述限压阀的控制端ロ ；所述限压阀的出口连接到所述隔离电磁阀的入口，所述隔离电磁阀的出口连接到所述压カ变换阀的控制端ロ。
7.根据权利要求6所述的紧急制动装置，所述紧急车重控制装置还包括隔离电磁阀，其连接在所述限压阀的出口和所述压カ变换阀的另一个控制端ロ。
8.根据权利要求I所述的紧急制动装置，所述总风管连接到所述阶段减速度控制电磁阀的ー个入口 ；所述阶段减速度控制电磁阀的另ー个入口与大气连接，所述阶段减速度控制电磁阀的出口连接到所述压カ变换阀的另一个控制端ロ ； 其中当列车高速行驶时，所述阶段减速度控制电磁阀得电，连接总风管和压カ变换阀，产生较低的紧急制动カ；当列车低速运行时，所述第三电磁阀失电，压カ变换阀与大气连接，产生较大的紧急制动力。
9.ー种轨道车辆制动系统紧急制动方法,包括 判断电子调节装置是否正常输出预控压カ； 如果所述电子调节装置工作正常，紧急电磁阀得电，电子调节装置输出预控压カ直接输入到压カ变换阀的控制端ロ，控制从总风管输入到所述压カ变换阀的总风压力从而产生经过控制的制动力。此时，限压阀不起作用； 如果所述电子调节装置无法输出预控压力，所述紧急电磁阀失电，所述总风管的总风压カ直接输出到所述限压阀，所述限压阀根据车重输出控制后的压カ； 如果所述电子调节装置无法输出预控压力，所述总风管的总风压力作用到所述阶段减速度电磁阀，所述阶段减速度电磁阀根据车速得电或失电； 在压カ变换阀中，将从总风管输入到所述压カ变换阀的总风压力在所述限压阀和所述阶段减速度电磁阀的输出压力的控制下，经过压力变换产生经过控制的制动力。
10.如权利要求9所述的轨道车辆制动系统紧急制动方法，其中，所述制动系统包括限压阀和空气弹簧，所述方法进ー步包括 将所述紧急电磁阀的出口连接所述限压阀入口； 将所述限压阀的出口连接到所述压カ变换阀的控制端ロ ；以及 将所述空气弹簧连接到所述限压阀的控制端ロ。
11.如权利要求9所述的轨道车辆制动系统紧急制动方法，进ー步包括 将所述总风管连接到所述阶段减速度电磁阀的ー个入口； 将所述阶段减速度电磁阀的另ー个入口与大气连接； 将所述阶段减速度电磁阀的出ロ连接到所述压カ变换阀的另ー个控制端ロ ； 其中，当列车高速行驶时，所述阶段减速度电磁阀得电，连接所述总风管和所述压カ变换阀，产生较低的紧急制动カ；当列车低速运行时，所述阶段减速度电磁阀失电，所述压カ变换阀与大气连接，产生较大的紧急制动力。
全文摘要
一种轨道车辆制动系统的紧急制动装置，包括总风管、电子调节装置、紧急电磁阀和压力变换阀；其中，所述总风管连接到所述压力变换阀、所述电子调节装置和所述紧急电磁阀的一个进口；所述电子调节装置连接到所述紧急电磁阀的另一个进口；紧急电磁阀的出口连接到所述压力变换阀的控制端口；所述紧急制动装置进一步包括限压阀，其连接在所述紧急电磁阀的出口和所述压力变换阀的控制端口之间；以及阶段减速度控制电磁阀，其连接在所述总风管和所述压力变换阀的另一个控制端口。该轨道车辆制动系统的紧急制动装置适于机车、动车组、地铁和城际列车的应用。
文档编号B60T13/68GK102951173SQ201210441650
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者杨伟君, 金哲 申请人:北京纵横机电技术开发公司, 中国铁道科学研究院机车车辆研究所