专利名称：一种机车用空气制动阀及使用方法
技术领域：
本发明涉及制动技术领域，具体涉及一种机车用空气制动阀。
背景技术：
电空制动是机车制动系统常用的一种制动形式，以我国上世纪七十年代研制的DK-1型机车电空制动机为例，因其具有减压量准确、充风快、制动阀操纵手柄灵活、噪声污染小等优点，目前被广泛用于机车的制动系统。 在机车电空制动机中，空气制动阀是其核心部件。空气制动阀具有电空位和空气位两种工况，在电空位，通过控制作用室的压力单独控制机车的制动、保压和缓解，此时空气制动阀起到"小闸"的作用；在空气位，可以通过控制均衡风缸的压力，控制全列车的制动、保压和缓解，此时空气制动阀起到"大闸"的作用。在上述工况中，空气制动阀共有四个典型的工作位置，按逆时针排列顺序依次为缓解位、运转位、中立位和制动位。
请参见图1、图2和图3，图1为现有技术下DK-1型机车电空制动机中的机车用空气制动阀的俯视图，图2为图1所示空气制动阀沿A-A方向的剖视图，图3为图1所示空气制动阀沿B-B方向的局部剖视图。所述的机车用空气制动阀包括阀体l和与阀体连接的凸轮盒2，在凸轮盒2的下端，还安装有排风阀4。 在凸轮盒2内安装有手把轴101，手把轴101为空心方轴结构，手把轴101的上部穿出凸轮盒与手把座102连接，在手把轴101中心还定位安装有顶杆103，手把座102上安装有与顶杆连接的手把102a。在凸轮盒2内的手把轴部分的外部套装有定位凸轮104和作用凸轮105，所述定位凸轮104安装在所述作用凸轮105的上侧。 在阀体1内安装有转换柱塞119、定位柱塞114、作用柱塞115 ;所述转换柱塞119可以控制空气制动阀在电空位和空气位两种工况之间进行切换。所述作用柱塞115由所述作用凸轮105控制，所述定位柱塞114由所述定位凸轮104控制。 在凸轮盒内还安装有联锁开关组，所述联锁开关组包括分别由定位凸轮和转换柱塞控制的两个微动开关，由定位凸轮104控制的第一微动开关104a可以将定位凸轮的电信号传递给控制端，由转换柱塞控制109的微动开关109a可以将电空制动阀两种工况的信号传递给计算机。 在上述空气制动阀中，通过旋转所述手把102a，可以带动手把座102控制手把轴101旋转，从而带动手把轴上的定位凸轮和作用凸轮来控制定位柱塞和作用柱塞，以实现空气制动阀在缓解位、制动位、中立位和运转位四个工作位置之间的切换。当空气制动阀处于上述四个工作位置中的一个工作位置时，由定位凸轮控制的微动开关可以将定位凸轮的电信号传递给控制端。 随着铁路重载运输的发展，需要控制从动机车与主控机车同步运转才能使整个列车顺利的工作，即需要从动机车的的动作与主控机车的每个工作位置保持一致，从动机车的动作一般由无线同步控制系统来控制。在现有的空气制动阀中，由于只有定位凸轮控制一个微动开关，因此在空气制动阀的四个工作位置中，最多只能产生两个电信号并传递给无线同步控制系统，因此控制从动机车的无线同步控制系统实际上最多只能接收主控机车 的两个工作位置的工作信号，而不能接收主控机车的另外两个工作位置的工作信号，因此 不能实现从动机车与主控机车的同步动作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种机车用空气制动阀，通过该空气制动阀，将
主控机车的全部工作位置的信号反馈给控制端，从而实现从动机车与主控机车的同步动 作。
为了解决以上技术问题，本发明提供的第一个技术方案是 —种机车用空气制动阀，其特征在于，包括凸轮盒、与凸轮盒一侧连接的阀体、安 装在所述凸轮盒底部的排风阀； 在所述凸轮盒内安装有手把轴，在所述手把轴的中心安装有顶杆，在所述手把轴 外从上至下依次套装有第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮； 在所述阀体内与所述第一凸轮相对应的位置上安装有转换柱塞，所述转换柱塞与 所述第一凸轮之间预留有预定距离，在所述阀体内还安装有由所述第二凸轮控制的定位柱 塞、由所述第四凸轮控制的作用柱塞； 所述机车用空气制动阀还包括联锁开关组，所述联锁开关组包括由所述第一凸轮 控制的第一微动开关、由所述第二凸轮控制的第二微动开关、由所述第三凸轮控制的第三 微动开关、由所述第四凸轮控制的第四微动开关。 本发明提供的机车用空气制动阀的第二个优选的技术方案是，在所述排风阀下面 安装有与所述顶杆底端连接的单缓触杆，所述联锁开关组还包括由所述单缓触杆控制的第 五微动开关。 本发明还提供了所述机车空气制动阀的第一个技术方案的第一种使用方法，包 括 旋转手把轴使机车用空气制动阀依次处于缓解位、运转位、中立位和制动位，由所 述第一凸轮在缓解位控制所述第一微动开关产生缓解位电信号传递给计算机，由所述第二 凸轮在运转位控制所述第二微动开关产生运转位电信号传递给所述计算机，由所述第三凸 轮在制动位控制所述第三微动开关产生制动位电信号传递给所述计算机，由所述第四凸轮 在中立位控制所述第四微动开关产生中立位电信号传递给所述计算机； 所述计算机根据所述缓解位电信号、运转位电信号、中立位电信号和制动位电信 号控制从动机车。 本发明还提供了所述机车空气制动阀的第一个技术方案的第二种使用方法，包 括 旋转手把轴使机车用空气制动阀依次处于缓解位、运转位、中立位和制动位，由所 述第一凸轮在制动位控制所述第一微动开关产生制动位电信号传递给计算机，由所述第二 凸轮在运转位控制所述第二微动开关产生运转位电信号传递给所述计算机，由所述第三凸 轮在缓解位控制所述第三微动开关产生缓解位电信号传递给所述计算机，由所述第四凸轮 在中立位控制所述第四微动开关产生中立位电信号传递给所述计算机； 所述计算机根据所述缓解位电信号、运转位电信号、中立位电信号和制动位电信号控制从动机车。 本发明还提供了所述机车空气制动阀的第二个技术方案的第一种使用方法，包 括 旋转手把轴使机车用空气制动阀依次处于缓解位、运转位、中立位和制动位，由所 述第一凸轮在缓解位控制所述第一微动开关产生缓解位电信号传递给计算机，由所述第二 凸轮在运转位控制所述第二微动开关产生运转位电信号传递给所述计算机，由所述第三凸 轮在制动位控制所述第三微动开关产生制动位电信号传递给所述计算机，由所述第四凸轮 在中立位控制所述第四微动开关产生中立位电信号传递给所述计算机； 所述计算机根据所述缓解位电信号、运转位电信号、中立位电信号和制动位电信 号控制从动机车 下压手把，所述第五微动开关将产生的单缓信号传递给所述计算机，所述计算机 根据所述单缓信号控制从动机车。 本发明还提供了所述机车空气制动阀的第二个技术方案的第一种使用方法，包 括 旋转手把轴使机车用空气制动阀依次处于缓解位、运转位、中立位和制动位，由所 述第一凸轮在制动位控制所述第一微动开关产生制动位电信号传递给计算机，由所述第二 凸轮在运转位控制所述第二微动开关产生运转位电信号传递给所述计算机，由所述第三凸 轮在缓解位控制所述第三微动开关产生缓解位电信号传递给所述计算机，由所述第四凸轮 在中立位控制所述第四微动开关产生中立位电信号传递给所述计算机； 所述计算机根据所述缓解位电信号、运转位电信号、中立位电信号和制动位电信 号控制从动机车 下压手把，所述第五微动开关将产生的单缓信号传递给所述计算机，所述计算机 根据所述单缓信号控制从动机车 本发明提供了一种机车用空气制动阀，在该空气制动阀的凸轮盒内，安装了第一 凸轮、第二凸轮、第三凸轮、第四凸轮，所述四个凸轮分别控制联锁开关组的四个微动开关， 当空气制动阀分别处于缓解位、运转位、制动位和中立位时，上述四个凸轮可以分别在所述 四个位置产生对应的电信号传递给计算机，然后由计算机根据空气制动阀相应的四个位置 的电信号控制从动机车与主控机车进行同步动作。 在一种优选的实施方式中，本发明进一步在排风阀内增加了单缓触杆和由所述单 缓触杆控制的第五微动开关，这样，在主控机车空气制动阀下压手把单缓机车时，控制端可 以根据产生的单缓信号控制从动机车的空气制动阀动作，从而实现从动机车与主控机车的 同步动作。
图1为现有机车用空气制动阀的俯视图；
图2为图1所示空气制动阀沿A-A方向剖视图；
图3为图1所示空气制动阀沿B-B方向剖视图；
图4为本发明提供的机车用空气制动阀俯视图；
图5为图4所示空气制动阀沿A-A方向剖视 图6为图4所示空气制动阀沿B-B方向剖视图； 图7为图4所示机车用空气制动阀中的第一凸轮结构示意图； 图8为图4所示机车用空气制动阀中的第二凸轮结构示意图； 图9为图4所示机车用空气制动阀中的第三凸轮结构示意图； 图10为图4所示机车用空气制动阀中的第四凸轮结构示意图。
具体实施例方式
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，所描述的实施例仅仅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作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。 请参见图4、图5和图6，图4为本发明提供的一种机车用空气制动阀的示意图，图 5为图4所示空气制动阀沿A-A方向的剖视图，图6为图4所示空气制动阀沿B-B方向的局 部剖视图。本实施方式中，所述机车用空气制动阀包括凸轮盒20、与凸轮盒20 —侧连接的 阀体10、安装在所述凸轮盒底部的排风阀40。 在凸轮盒内安装有手把轴201，手把轴201的截面是正四边形的形状，这样有利于 安装凸轮，在手把轴中间设置有沿手把轴的轴向延伸的空心孔，在所述空心孔内安装有顶 杆202，所述顶杆202与手把轴201为间隙配合，所述手把轴201可以在手把的带动下做旋 转运动，所述手把轴201相对于所述顶杆202可以沿手把轴的轴向做相对滑动。
在所述凸轮盒的上部还安装有手把座30，所述手把轴201的上部穿出所述凸轮盒 20与所述手把座30固定连接，在所述手把座30上安装有手把301，所述手把301与所述顶 杆202固定连接，通过操作者搬动手把301，可以带动顶杆202旋转，从而带动手把轴201 — 起旋转，当向下按动手把301时，可以带动顶杆相对于手把轴沿手把轴的轴向向下做滑动 运动。 在凸轮盒内的手把轴部分的外部从上至下依次套装有第一凸轮203、第二凸轮 204、第三凸轮205、第四凸轮206。在阀体10内，与所述第一凸轮相对应的位置上还安装有 转换柱塞209，所述转换柱塞与所述第一凸轮之间预留有预定距离。预定距离是指使转换柱 塞209和第一凸轮203都能进行工作的正常距离，同现有技术相比，本发明减小了转换柱塞 的整体长度，去掉了由转换柱塞控制的微动开关，而是在主控机车的操作面板上单独将空 气制动阀在两种工况的信号传递给计算机。 在阀体IO内，还安装有定位柱塞101和作用柱塞102，所述定位柱塞101和所述作 用柱塞102分别由所述第一凸轮203和第四凸轮206来控制，当旋转手把带动手把轴旋转 时，通过带动定位凸轮和作用凸轮旋转来控制定位柱塞和作用柱塞，使空气制动阀在不同 的工作位置之间进行切换。 为了将空气制动阀的四个工作位置的电信号分别传递给计算机，所述空气制动阀 还包括联锁开关组，所述联縮开关组包括由所述第一凸轮控制的第一微动开关213、由所述 第二凸轮控制的第二微动开关214、由所述第三凸轮控制的第三微动开关215、由所述第四 凸轮控制的第四微动开关216。 请参见图7，为图4中的第一凸轮截面示意图，所述第一凸轮203具有与第一微动开关接触的凸轮曲面203a，当第一凸轮203旋转时，由所述第一凸轮203的凸轮曲面203a 来控制第三微动开关213的开关动作，产生电信号，该电信号可以传递给计算机，然后由计 算机控制从动机车与进行与主控机车同步的动作。 请参见图8，为图4中的第二凸轮截面示意图，所述第二凸轮204具有与定位柱塞 接触的第一凸轮曲面204a和与第二微动开关214接触的第二凸轮曲面204b，当第二凸轮 204旋转时，由所述第二凸轮的第一凸轮曲面204a控制所述定位柱塞，由所述第二凸轮的 第二凸轮曲面204b控制所述第二微动开关214的开关动作产生电信号，该电信号可以传递
给计算机，然后由计算机控制从动机车与进行与主控机车同步的动作。 请参见图9，为图4中的第三凸轮205截面示意图，所述第三凸轮205具有与第三
微动开关215接触的凸轮曲面205a，当制动凸轮205旋转时，由所述制动凸轮的凸轮曲面
205a控制所述第三微动开关215的开工动作产生电信号，该电信号可以传递给计算机，然
后由计算机控制从动机车与进行与主控机车同步的动作。 请参见图10，为图4中的第四凸轮206截面示意图，所述第四凸轮206具有与作用 柱塞接触的第一凸轮曲面206a和与第四微动开关216接触的第二凸轮曲面206b，当作用凸 轮206旋转时，由所述第四凸轮的第一凸轮曲面206a控制所述作用柱塞，由所述第四凸轮 的第二凸轮曲面206b控制所述第四微动开关216的开关动作产生电信号，该电信号可以传
递给计算机，然后由计算机控制从动机车与进行与主控机车同步的动作。 按照本发明，为了将下压手把的信号传递给控制端，本发明提供的空气制动阀进
一步包括安装在排风阀40下、与所述排风阀的底部连接的单缓触杆207，所述单缓触杆与
第五微动开关217连接，当下压手把时，带动单缓触杆207向下运动，控制第五微动开关217
的开关动作，产生单缓位电信号，然后通过电路将该单缓位电信号传递给计算机，再由计算
机根据所述单缓位电信号控制从动机车。 以下具体说明上述具体实施方式
中提供的空气制动阀的一种使用方法的具体过 程，当旋转手把使空气制动阀处于缓解位时，所述第一凸轮203控制所述第一微动开关213 的开关动作，产生缓解位电信号，然后通过电路将缓解位电信号传递给计算机，然后由计算 机根据所述缓解位电信号控制从动机车。 当旋转手把使空气制动阀处于运转位时，所述第二凸轮204控制所述第二微动开 关214的开关动作，产生运转位电信号，然后通过电路将运转位电信号传递给计算机，然后 由计算机根据所述运转位电信号控制从动机车。 当旋转手把使空气制动阀处于制动位时，所述第三凸轮205控制所述第三微动开 关215的开关动作，产生制动位电信号，然后通过电路将制动位电信号传递给机车的计算 机，然后由计算机根据所述制动位电信号控制从动机车。 当旋转手把使空气制动阀处于中立位时，所述第四凸轮206控制所述第四微动开 关216的开关动作，产生中立位电信号，然后通过电路将中立位电信号传递给计算机，然后 由计算机根据所述中立位电信号控制从动机车。 当下压手把时，带动单缓触杆207向下运动，控制第五微动开关217的开关动作， 产生单缓位电信号，然后通过电路将该单缓位电信号传递给计算机，再由计算机根据所述 单缓位电信号控制从动机车与主控机车进行同步的动作。 在上述使用方法中，对于第一凸轮和第三凸轮的作用，也可以交换使用，即由第一
8凸轮在制动位控制第一微动开关产生制动位信号传递给计算机，由第三凸轮在缓解位控制 第三微动开关产生缓解位信号传递给计算机，其它两个凸轮的功能不变，这样也能够实现 本发明的限制。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种机车用空气制动阀，其特征在于，包括凸轮盒、与凸轮盒一侧连接的阀体、安装在所述凸轮盒底部的排风阀；在所述凸轮盒内安装有手把轴，在所述手把轴的中心安装有顶杆，在所述手把轴外从上至下依次套装有第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮；在所述阀体内与所述第一凸轮相对应的位置上安装有转换柱塞，所述转换柱塞与所述第一凸轮之间预留有预定距离，在所述阀体内还安装有由所述第二凸轮控制的定位柱塞、由所述第四凸轮控制的作用柱塞；所述机车用空气制动阀还包括联锁开关组，所述联锁开关组包括由所述第一凸轮控制的第一微动开关、由所述第二凸轮控制的第二微动开关、由所述第三凸轮控制的第三微动开关、由所述第四凸轮控制的第四微动开关。
2. 根据权利要求1所述的机车用空气制动阀，其特征在于，在所述排风阀下面安装有与所述顶杆底端连接的单缓触杆，所述联锁开关组还包括由所述单缓触杆控制的第五微动开关。
3. 权利要求1所述的机车用空气制动阀的使用方法，包括旋转手把轴使机车用空气制动阀依次处于缓解位、运转位、中立位和制动位，由所述第一凸轮在缓解位控制所述第一微动开关产生缓解位电信号传递给计算机，由所述第二凸轮在运转位控制所述第二微动开关产生运转位电信号传递给所述计算机，由所述第三凸轮在制动位控制所述第三微动开关产生制动位电信号传递给所述计算机，由所述第四凸轮在中立位控制所述第四微动开关产生中立位电信号传递给所述计算机；所述计算机根据所述缓解位电信号、运转位电信号、中立位电信号和制动位电信号控制从动机车。
4. 权利要求1所述的机车用空气制动阀的使用方法，包括旋转手把轴使机车用空气制动阀依次处于缓解位、运转位、中立位和制动位，由所述第一凸轮在制动位控制所述第一微动开关产生制动位电信号传递给计算机，由所述第二凸轮在运转位控制所述第二微动开关产生运转位电信号传递给所述计算机，由所述第三凸轮在缓解位控制所述第三微动开关产生缓解位电信号传递给所述计算机，由所述第四凸轮在中立位控制所述第四微动开关产生中立位电信号传递给所述计算机；所述计算机根据所述缓解位电信号、运转位电信号、中立位电信号和制动位电信号控制从动机车。
5. 权利要求2所述的机车用空气制动阀的使用方法，包括旋转手把轴使机车用空气制动阀依次处于缓解位、运转位、中立位和制动位，由所述第一凸轮在缓解位控制所述第一微动开关产生缓解位电信号传递给计算机，由所述第二凸轮在运转位控制所述第二微动开关产生运转位电信号传递给所述计算机，由所述第三凸轮在制动位控制所述第三微动开关产生制动位电信号传递给所述计算机，由所述第四凸轮在中立位控制所述第四微动开关产生中立位电信号传递给所述计算机；所述计算机根据所述缓解位电信号、运转位电信号、中立位电信号和制动位电信号控制从动机车下压手把，所述第五微动开关将产生的单缓信号传递给所述计算机，所述计算机根据所述单缓信号控制从动机车。
6.权利要求2所述的机车用空气制动阀的使用方法，包括旋转手把轴使机车用空气制动阀依次处于缓解位、运转位、中立位和制动位，由所述第一凸轮在制动位控制所述第一微动开关产生制动位电信号传递给计算机，由所述第二凸轮在运转位控制所述第二微动开关产生运转位电信号传递给所述计算机，由所述第三凸轮在缓解位控制所述第三微动开关产生缓解位电信号传递给所述计算机，由所述第四凸轮在中立位控制所述第四微动开关产生中立位电信号传递给所述计算机；所述计算机根据所述缓解位电信号、运转位电信号、中立位电信号和制动位电信号控制从动机车下压手把，所述第五微动开关将产生的单缓信号传递给所述计算机，所述计算机根据所述单缓信号控制从动机车。
全文摘要
本发明提供一种机车用空气制动阀，其特征在于，包括凸轮盒、阀体、排风阀；在凸轮盒内安装有手把轴，在手把轴的中心安装有顶杆，在手把轴外从上至下依次套装有第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮；在阀体内安装有转换柱塞，所述转换柱塞与所述第一凸轮之间预留有预定距离，在所述阀体内还安装定位柱塞和作用柱塞；所述机车用空气制动阀还包括联锁开关组，所述联锁开关组包括由所述第一凸轮控制的第一微动开关、由所述第二凸轮控制的第二微动开关、由所述第三凸轮控制的第三微动开关、由所述第四凸轮控制的第四微动开关。本发明可以将空气制动阀四个工作位置的信号传递给计算机，由计算机控制从动机车实现与主控机车的同步动作。
文档编号B61C17/12GK101774375SQ20101012487
公开日2010年7月14日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者韩晟 申请人:北京南车时代机车车辆机械有限公司;南车株洲电力机车研究所有限公司