一种轨道车辆用空压机工作状态调节装置的制作方法

本申请涉及轨道车辆风源系统，具体的是一种轨道车辆用空压机工作状态调节装置。

背景技术：

风源系统的供风能力及供风稳定性对车辆运行安全影响重大。空压机是风源系统的核心部件，其作用在于为轨道车辆的总风管路提供风源，支持轨道车辆制动系统、空气弹簧系统、升弓系统及其他辅助系统的运行。通常，空压机根据总风管路内空气压力的大小进行启停动作，当总风管路内空气压力较大时，空压机停止工作，但停机状态下的空压机，其内部的润滑油易发生乳化，乳化后的润滑油会影响空压机的运行状态，进而威胁轨道车辆的运行安全。为解决这一问题，现有技术通常会在总风管路的旁路上加装空压机工作状态调节装置，参见图1，该空压机工作状态调节装置包括：截断塞门1、两位三通电磁阀2、溢流阀3、节流阀4及消音器5。其中，节流阀4通常通过手动方式操纵，达到为车辆总风管路减压的目的，从而延长空压机运行时间，减少其停机时间。然而，这种调节过程仅可在轨道车辆入库调试期间实现，无法做到在轨道车辆运行期间实时动态地进行调整。且现有技术中，为使总风管路减压，总风管路旁路上安装的电磁阀和溢流阀，均只能在空压机运行状态下开启对外排气功能，无法在空压机停机状态下对外排气。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本申请提供一种轨道车辆用空压机工作状态调节装置，能够让空压机保持较高的工作率，减少空压机内润滑油乳化的发生。

为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

本申请提供一种轨道车辆用空压机工作状态调节装置，包括：在车辆总风管路排气旁路上依次设置的截断塞门6、溢流阀8及消声器9，还包括：

流量型电气比例阀7，设置于所述截断塞门6与所述溢流阀8之间，用于调节所述车辆总风管路的对外排气量。

进一步地，所述流量型电气比例阀7为一电磁阀。

进一步地，所述流量型电气比例阀7上设有孔径可调的孔状结构。

进一步地，所述孔径的调整范围在0.2mm至10mm之间。

进一步地，所述轨道车辆用空压机工作状态调节装置还包括：压力传感器，设置于所述车辆总风管路上，用于测量所述车辆总风管路的总风压力。

进一步地，所述溢流阀8为一机械阀。

进一步地，当所述流量型电气比例阀7与所述溢流阀8同时开启时，所述总风管路排气旁路对外排气。

由上述技术方案可知，本申请提供的轨道车辆用空压机工作状态调节装置，能够调节车辆总风管路的对外排气量，让空压机保持较高的工作率，减少空压机内润滑油乳化的发生。

附图说明

图1为现有的轨道车辆用空压机工作状态调节装置的结构示意图。

图2为本申请实施例中一种轨道车辆用空压机工作状态调节装置的结构示意图。

图3为本申请实施例中一种轨道车辆用空压机工作状态调节装置的工作过程示意图。

【图号说明】

1、截断塞门；

2、两位三通电磁阀；

3、溢流阀；

4、节流阀；

5、消音器；

6、截断塞门；

7、流量型电气比例阀；

8、溢流阀；

9、消声器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图2，为了提高空压机的工作率，减少空压机内润滑油乳化的发生，本申请提供一种轨道车辆用空压机工作状态调节装置，包括：在车辆总风管路排气旁路上依次设置的截断塞门6、流量型电气比例阀7、溢流阀8及消声器9。流量型电气比例阀7设置于截断塞门6与溢流阀8之间，用于调节所述车辆总风管路的对外排气量。

所谓调节空压机的工作状态即是指对空压机的工作率进行调节。所谓空压机的工作率即是指空压机运行时间占空压机运行时间与停机时间之和的比值。

可以理解的是，在空压机停机状态下，空压机内部的润滑油容易发生乳化，乳化后的润滑油会影响空压机的运行状态，进而威胁轨道车辆的运行安全。为解决这一问题，在实际工程上，一般会在轨道车辆的总风管路上开辟旁路，设置排气装置，通过降低总风管路内的总风压力，使空压机延长运行时间，也就是提高工作率，从而降低空压机内部的润滑油发生乳化的可能。

当轨道车辆需要空压机对总风管路供风时，如果总风管路内压力相对较低，则需主空压机和副空压机同时供风，这个压力的阈值被称为主空压机与副空压机同时启动的压力阈值p2；如果总风管路内压力相对不是太低，但仍需空压机为总风管路供风，此时只有主空压机会进行供风，副空压机停机，这个压力的阈值被称为主空压机单独启动的压力阈值p1；如果总风管路内压力相对较高，空压机无需再对总风管路继续供风，这个压力的阈值被称为空压机停止供风的压力阈值p0。

一般而言，p2的取值在700kpa～750kpa之间；p1的取值在750kpa～800kpa之间；p0的取值在900kpa～950kpa之间；以上三个取值具体需根据轨道车辆所装配的空压机的性能确定；且p2<p1<p0。

一实施例中，截断塞门6用于断开或接通空压机工作状态调节装置与轨道车辆总风管路的空气通路。当需要对空压机工作状态调节装置内的流量型电气比例阀7、溢流阀8、消音器9进行拆卸或检修时，可以断开截断塞门6，防止车辆总风泄漏；而当需要空压机工作状态调节装置工作时，可以打开截断塞门6，导通排气通路。

溢流阀8的作用在于当总风管路的总风压力超过一定数值时，导通排气通路，将总风管路中的一部分气体排入大气，使总风管路内的总风压力不超过该数值，从而保证总风管路不因压力过高而发生事故。

溢流阀8被打开的压力数值所对应的取值应考虑空压机启动的总风压力阈值。设溢流阀8开启压力为p溢，那么p1-50kpa≤p溢≤p1。

消声器9的作用在于降低总风管路旁路上空压机工作状态调节装置对外排气时发出的噪声。

此外，流量型电气比例阀7的导通截面积可调，也可以理解为导通孔的孔径可调，以下仅择一进行表述。调节截面积即可以调节车辆总风管路的对外排气量。如果总风压力上升速度过快，则需控制流量型电气比例阀7将导通截面积加大，以增大排气量，反之适当降低排气量。

从上述描述可知，轨道车辆用空压机工作状态调节装置，能够调节车辆总风管路的对外排气量，让空压机保持较高的工作率，减少空压机内润滑油乳化的发生。

一实施例中，流量型电气比例阀7为一电磁阀。流量型电气比例阀7上设有截面积可调的，也就是孔径可调的孔状结构。孔径的大小可以在0.2mm至10mm之间。具体控制过程详见说明书中的后续描述。

一实施例中，只有当流量型电气比例阀7与溢流阀8同时开启时，总风管路排气旁路才能对外排气。

为了获取轨道车辆总风管路的总风压力，所述的轨道车辆用空压机工作状态调节装置，还包括：压力传感器，设置于所述总风管路上，用于测量所述总风管路的总风压力。

可以理解的是，为了获取轨道车辆总风管路的总风压力，可以在轨道车辆的总风管路上安装风压力传感器，通过动态实时的测量，可以随时准确地获知总风管路内的总风压力数值，为后续控制提供依据。

从上述描述可知，在轨道车辆的总风管路上安装压力传感器可以获取轨道车辆总风管路的总风压力，为后续控制提供依据。

参见图3，为了提高空压机的工作率，减少空压机内润滑油乳化的发生，本申请的一实施例提供的轨道车辆用空压机工作状态调节装置的工作过程如下：

空压机的工作状态的调节可以根据主空压机与副空压机同时启动的压力阈值、主空压机单独启动的压力阈值、空压机停止供风的压力阈值及所述总风压力进行。

可以理解的是，当车辆总风管路内的总风压力过低时，无法为轨道车辆的制动系统、空气弹簧系统、升弓系统及其他辅助系统的运行提供支持，车辆无法正常运行，此时，需令主空压机与副空压机同时启动，协同作业，以便尽快达到车辆以上各个部件正常工作所对应的最低总风压力，即所谓主空压机与副空压机同时启动的压力阈值。

当车辆总风管路内的总风压力过高时，为防止总风管路破裂，威胁列车运行安全，需及时令主空压机与副空压机停止运行，其所对应的阈值即为空压机停止供风的压力阈值。

当车辆总风管路内的总风压力高于主空压机与副空压机同时启动的压力阈值，而又低于空压机停止供风的压力阈值时，可能仍然需要单独启动主空压机为轨道车辆提供适量的风源，支持轨道车辆的制动系统、空气弹簧系统、升弓系统及其他辅助系统的运行，其所对应的压力值即为主空压机单独启动的压力阈值。

因此，空压机的工作状态需根据主空压机与副空压机同时启动的压力阈值、主空压机单独启动的压力阈值、空压机停止供风的压力阈值及轨道车辆总风管路内实时的实际总风压力进行调节。调节总风压力即可调节空压机的运行时长，也就是说，利用轨道车辆用空压机工作状态调节装置主动对外排风，能够延长空压机的运行时长，减少空压机的停机时长，从而减少空压机内润滑油乳化的发生。

从上述描述可知，本申请所提供的轨道车辆用空压机工作状态调节装置，能够调节车辆总风管路的对外排气量，让空压机保持较高的工作率，减少空压机内润滑油乳化的发生。

为了在总风压力过低时，使得主空压机与副空压机同时启动，本申请一实施例提供的轨道车辆用空压机工作状态调节装置的工作过程，还包括：

当所述总风压力小于主空压机与副空压机同时启动的压力阈值时，所述主空压机与副空压机同时启动，直至所述总风压力等于空压机停止供风的压力阈值。

可以理解的是，当车辆总风管路内的总风压力过低时，无法为轨道车辆的制动系统、空气弹簧系统、升弓系统及其他辅助系统的运行提供支持，车辆无法正常运行。轨道车辆的制动系统往往采用空气制动原理实现，空气弹簧系统利用压缩空气可以有效减缓各方面对轨道车辆的冲击，受电弓的升降及其他一些辅助系统也需用到压缩空气。因此，车辆总风管路内的总风压力必须要维持在一个基本的水平，车辆方可正常运行。当车辆总风管路内的总风压力过低时，主空压机与副空压机需要同时启动，协同作业，以便尽快达到车辆以上各个部件正常工作所对应的最低总风压力，即所谓主空压机与副空压机同时启动的压力阈值。

由于此种情形为保障列车正常运行的基本需求，因此无需考虑空压机的工作率问题，只需控制主空压机与副空压机同时启动，直至总风压力达到空压机停止供风的压力阈值为止。

从上述描述可知，在车辆总风管路的总风压力过低时，通过主空压机与副空压机同时启动，能够尽快让总风压力升至能维持轨道车辆正常运行的数值。

为了在总风压力达到主空压机与副空压机同时启动的压力阈值后，调节车辆总风管路内的总风压力，进而提高空压机工作率，本申请一实施例提供的轨道车辆用空压机工作状态调节装置的工作过程还包括：

当所述总风压力大于主空压机与副空压机同时启动的压力阈值且小于或等于所述主空压机单独启动的压力阈值时，如果所述总风压力上升至所述空压机停止供风的压力阈值所需的第一时长小于第一预设时长，则流量型电气比例阀7对外排气；如果所述总风压力上升至所述空压机停止供风的压力阈值所需的第一时长大于或等于第一预设时长，主空压机启动供风直至总风压力达到空压机停止供风的压力阈值。为便于描述，将第一时长设为t1，第一预设时长设为t2。

可以理解的是，当车辆总风管路内的总风压力高于主空压机与副空压机同时启动的压力阈值，而又低于空压机停止供风的压力阈值时，可以考虑是否需要单独启动主空压机为轨道车辆提供适量的风源，如果此时总风压力已经低至主空压机单独启动的压力阈值，则需启动主风压机为车辆风源系统供风。

随着主空压机的运行，总风管路内的总风压力会逐渐升高，最终达到空压机停止供风的压力阈值，这个过程所需的时长被定义为第一时长，第一时长由总风压力上升速度决定。

而第一预设时间是在综合考虑了轨道车辆的客流量、运行环境的温度及湿度后，根据以往经验确定所得的主空压机启停间隔，第一预设时间的取值应在4分钟～7分钟之间。

如果第一时长大于或等于第一预设时长，则说明此时主空压机的工作时长不短，工作率尚可，那么主空压机供风至达到空压机停止供风的压力阈值后停机即可。

如果第一时长小于第一预设时长，则说明此时主空压机的工作时长较短，工作率不高，则车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀需对外排气，以降低总风管路内的总风压力，延长主空压机的工作时长，提高主空压机的工作率。

从上述描述可知，在总风压力达到主空压机与副空压机同时启动的压力阈值后，通过调节车辆总风管路内的总风压力，可以延长空压机的工作时长，提高空压机工作率。

为了使得车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀对外排气，流量型电气比例阀的导通截面积可以发生变化，变化依据是第一时长和主空压机的排风量。

可以理解的是，车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀对外排气是通过改变流量型电气比例阀的导通截面积来实现的，而导通截面积的大小的调节依据是主空压机的排风量及所述总风压力上升至空压机停止供风的压力阈值所需的第一时长。

在空压机出厂时，其排风量是额定的，在其他参数相同的情况下，对于排风量大的空压机，在需要对外排气时，流量型电气比例阀的导通截面积必然要相对开大，反之，开小。此外，如果第一时长较长，说明主空压机的工作时长不短，工作率相对不是太低，因此只需设置相对较小的导通截面积，对外排出相对较少的风即可，反之，则需设置相对较大的导通截面积。可见，导通截面积大小的设置与主空压机的排风量及总风压力上升至空压机停止供风的压力阈值所需的第一时长相关。

从上述描述可知，流量型电气比例阀的导通截面积大小可以根据主空压机的排风量及总风压力上升至空压机停止供风的压力阈值所需的第一时长进行设置，实现合理的总风管路对外界排风量。

为了在总风压力大于主空压机单独启动的压力阈值后，调节车辆总风管路内的总风压力，进而提高空压机工作率，所述的轨道车辆用空压机工作状态调节装置的工作过程还包括：

当所述总风压力大于所述主空压机单独启动的压力阈值时，如果主空压机停止供风的时长大于或等于第二预设时长，车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀对外排气，并在所述总风压力下降至所述主空压机单独启动的压力阈值时启动所述主空压机；否则，空压机不启动；为便于描述，将第二预设时长设为t3。

可以理解的是，当车辆总风管路内的总风压力较大时，其数值可能超过主空压机单独启动的压力阈值，这种情况下，空压机会处于停机状态。如果此时主空压机已经很久没有运行了，其停止供风的时长可能会超过第二预设时长。

如果主空压机停止供风的时长已经达到甚至超过第二预设时长了，则说明其工作率有待提高。此时，车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀将会对外排气，并在总风压力下降至主空压机单独启动的压力阈值时再次启动主空压机，从而提高主空压机的工作率。流量型电气比例阀的对外排气量应在同等大气压力下主空压机排气量的20％至60％。排风时长可以被记录下来，并将其设为t4。

如果主空压机停止供风的时长并未达到第二预设时长，则说明其工作率尚可，同时由于车辆总风管路内的总风压力较大，主空压机无需启动。

另外，第二预设时长是综合考虑了轨道车辆的客流量、运行环境的温度及湿度、空压机的启停间隔、车辆风缸容积及流量型电气比例阀的排气量后，根据以往经验确定而得，其取值范围可以为10分钟至20分钟之间。

此外，在控制车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀对外排气之前还应该判断轨道车辆是否处于客运时间段内，如果处于客运时间段内，则进行对外排气动作，否则不进行对外排气动作，空压机也不启动。

如果总风压力上升至所述空压机停止供风的压力阈值所需的第二时长小于第三预设时长，控制车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀对外排气；否则，主空压机启动供风直至总风压力达到空压机停止供风的压力阈值。为便于描述，将第二时长设为t5，将第三预设时长设为t6。

可以理解的是，随着主空压机的运行，总风管路内的总风压力会逐渐升高，最终达到空压机停止供风的压力阈值，这个过程所需的时长被定义为第二时长，第二时长可以根据总风管路内的总风压力上升速度计算而得，计算方法与第一时长的计算方法相似，不再赘述。而第三预设时长的取值应重点考虑防止空压机内润滑油乳化所要求的空压机最小工作率，第三预设时长的取值应在第二预设时长与t4之和的15％至40％之间。

如果第二时长较短，小于第三预设时长，则车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀将对外排气。

如果等于或大于第三预设时长，则主空压机启动供风直至总风压力达到空压机停止供风的压力阈值后停止供风。

从上述描述可知，在总风压力大于主空压机单独启动的压力阈值后，需要根据主空压机停止供风的时长及总风压力上升至空压机停止供风的压力阈值所需的第二时长是否小于第三预设时长，决定车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀是否对外排气，调节车辆总风管路内的总风压力，进而提高空压机工作率。

为了实现车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀对外排气，车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀对外排气的过程可以根据所述第二时长及主空压机的排风量，控制所述流量型电气比例阀的导通截面积。

可以理解的是，控制车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀对外排气是通过控制所述流量型电气比例阀的导通截面积来实现的，而导通截面积的大小的调节依据是主空压机的排风量及所述总风压力上升至空压机停止供风的压力阈值所需的第二时长。

在空压机出厂时，其排风量是额定的，在其他参数相同的情况下，对于排风量大的空压机，在需要对外排气时，流量型电气比例阀的导通截面积必然要相对开大，反之，开小。此外，如果第二时长较长，说明主空压机的工作时长不短，工作率相对不是太低，因此只需设置相对较小的导通截面积，对外排出相对较少的风即可，反之，则需设置相对较大的导通截面积。可见，导通截面积大小的设置与主空压机的排风量及总风压力上升至空压机停止供风的压力阈值所需的第二时长相关。

从上述描述可知，流量型电气比例阀的导通截面积大小可以根据主空压机的排风量及总风压力上升至空压机停止供风的压力阈值所需的第二时长进行设置，实现合理的总风管路对外界排风量。

一实施例中，为减小排气过程中产生的噪声，控制车辆总风管路排气旁路上的流量型电气比例阀的对外排气量应为同等大气压力下所述主空压机的排气量的20％至60％。

从上述描述可知，通过控制流量型电气比例阀的对外排气量，可以减小排气过程中产生的噪声。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实现方法的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

虽然本说明书实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。