机车列车管压力控制系统及控制方法与流程

1.本发明属于列车管压力控制技术领域，尤其涉及一种机车列车管压力控制系统及控制方法。


背景技术：

2.机车对列车管压力的控制是间接作用式的，在自动制动阀与列车管之间插进了一个固定容积的均衡风缸和一个中继阀，自动制动阀控制小容量的均衡风缸，中继阀根据均衡风缸的压力控制列车管的压力，但是由于中继阀工艺水平、加工精度、摩擦阻力、环境温度等因素的影响，中继阀始终存在机械迟滞，即均衡风缸控制列车管压力稳定后二者存在一定程度的压差，充风缓解时，列车管压力达不到均衡风缸压力；减压制动时，列车管压力高于均衡风缸压力，因此，列车管有效减压量达不到设定值。特别是在初制动减压时，列车管有效减压量不足可能导致牵引的车辆制动力不足或无制动力。由于中继阀迟滞的影响导致的列车管压力控制精准度下降，降低了机车可控性和行车的平稳性、安全性。


技术实现要素：

3.针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种机车列车管压力控制系统及控制方法，以提高列车管压力控制的精确度。
4.本发明提供一种机车列车管压力控制系统，包括：
5.总风管；
6.中继阀，其输入口连接所述总风管；
7.列车管，其与所述中继阀的输出口连接；
8.均衡风缸，其与所述中继阀的控制口连接；
9.还包括：
10.第一电磁阀，其连接所述总风管和所述列车管；
11.第二电磁阀，其连接所述列车管和大气；
12.第一压力开关，其与所述第一电磁阀连接；
13.第二压力开关，其与所述第二电磁阀连接；
14.其中，所述第一压力开关可在所述均衡风缸的压力大于所述列车管的压力时闭合，以使所述第一电磁阀得电，进而导通所述总风管与所述列车管；
15.所述第二压力开关可在所述列车管的压力大于所述均衡风缸的压力时闭合，以使所述第二电磁阀得电，进而导通所述列车管与大气。
16.上述机车列车管压力控制系统能够减小由于中继阀的机械迟滞而导致的均衡风缸和列车管之间的压差。机车缓解的过程中，当中继阀充风阀口关闭后，通过均衡风缸与列车管之间的第一压力开关，控制第一电磁阀使总风管向列车管充风，有效地补偿了运转位时由中继阀机械迟滞导致的均衡风缸与列车管的压差；机车制动的过程中，当中继阀排风阀口关闭后，通过均衡风缸与列车管之间的第二压力开关控制第二电磁阀直接排放列车管
压力，进一步排放列车管压力，增加列车管有效减压量，减小列车管与均衡风缸的压差，从而提高列车管压力控制的精准度。
17.在其中一些实施例中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀互锁。
18.在其中一些实施例中，所述的机车列车管压力控制系统还包括运转位触点开关；
19.所述第一电磁阀与所述第一压力开关串联，所述第一电磁阀或所述第一压力开关与所述运转位触点开关的常闭点连接；
20.所述第二电磁阀与所述第二压力开关串联，所述第二电磁阀或所述第二压力开关与所述运转位触点开关的常开点连接。
21.在其中一些实施例中，所述转位触点开关的静触点一端连接电源的正极；所述第一电磁阀一端连接所述第一压力开关，另一端连接电源的负极；所述第二电磁阀一端连接第二压力开关，另一端连接电源的负极。
22.在其中一些实施例中，在机车处于运转位状态时，所述运转位触点开关的静触点与常闭点连接，所述第一压力开关闭合，所述第一电磁阀得电，所述总风管与所述列车管导通；
23.在机车处于非运转位状态时，所述运转位触点开关的静触点与常闭点断开，所述第一压力开关端开触点，所述第一电磁阀失电，所述总风管与所述列车管不导通。
24.在其中一些实施例中，在机车处于制动位状态时，所述运转位触点开关的静触点与常开点连接，所述第二压力开关闭合，所述第二电磁阀得电，所述列车管与大气导通。
25.在其中一些实施例中，所述的机车列车管压力控制系统还包括继电器，所述继电器与所述第一电磁阀串联；
26.所述继电器在机车发生紧急制动时断开触点，以使所述第一电磁阀失电，进而所述总风管与所述列车管不再导通。
27.在其中一些实施例中，所述继电器在机车非紧急制动时闭合。
28.除此，本发明还提供了机车列车管压力控制方法，基于上述的机车列车管压力控制系统，包括：
29.列车管增压步骤：均衡风缸充气增压，中继阀的充风阀口打开，总风管的总风经所述充风阀口向列车管充风，直至所述列车管压力稳定，关闭所述充风阀口；
30.列车管补压步骤：第一压力开关控制第一电磁阀得电，所述总风管的总风经所述第一电磁阀向所述列车管充风，直至所述列车管压力等于所述均衡风缸压力，控制所述第一电磁阀失电；
31.列车管减压步骤：所述均衡风缸排风减压，所述中继阀的排气阀口打开，所述列车管的风经所述排气阀口排向大气，直至所述列车管压力稳定，关闭所述排气阀口；
32.列车管再减压步骤：第二压力开关控制第二电磁阀得电，所述列车管的风经所述第二电磁阀排往大气，直至所述列车管压力等于所述均衡风缸压力，控制所述第二电磁阀失电。
33.本技术提供的机车列车管压力控制方法，能够减小由于中继阀的机械迟滞而导致的均衡风缸和列车管之间的压差。在机车缓解的过程中，可以有效地补偿了由中继阀机械迟滞导致的均衡风缸与列车管的压差；机车制动的过程中，可以增加列车管有效减压量，减小列车管与均衡风缸的压差，从而提高列车管压力控制的精准度。
34.在其中一些实施例中，所述的机车列车管压力控制方法还包括：
35.紧急控压步骤：继电器断开触点以使所述第一电磁阀失电，所述总风管与所述列车管不再导通，所述总风管的总风停止经所述第一电磁阀向所述列车管充风。
附图说明
36.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
37.图1为本发明机车列车管压力控制系统一个实施例的管路原理示意图；
38.图2为本发明机车列车管压力控制系统一个实施例的电气原理示意图；
39.图中：
40.1、总风管；2、中继阀；3、列车管；4、均衡风缸；5、第一电磁阀；6、第二电磁阀；7、第一压力开关；8、第二压力开关；9、运转位触点开关；10、继电器。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
42.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
43.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
44.值得理解的是，尽管附图可能示出了方法步骤的特定顺序，但是步骤的顺序可与所描绘的顺序不同。此外，可同时地或部分同时地执行两个或更多个步骤。这样的变型将取决于所选择的软件和硬件以及设计者选择。所有这样的变型都在本公开的范围内。
45.术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.如附图1和附图2所示，在本发明机车列车管压力控制系统的一个示意性实施例中，该机车列车管压力控制系统包括：
48.总风管1；
49.中继阀2，其输入口连接所述总风管1；
50.列车管3，其与所述中继阀2的输出口连接；
51.均衡风缸4，其与所述中继阀3的控制口连接；
52.还包括：
53.第一电磁阀5，其连接所述总风管1和所述列车管2；
54.第二电磁阀6，其连接所述列车管3和大气；
55.第一压力开关7，其与所述第一电磁阀5连接；
56.第二压力开关8，其与所述第二电磁阀6连接；
57.其中，所述第一压力开关7可在所述均衡风缸4的压力大于所述列车管3的压力时闭合，以使所述第一电磁阀5得电，进而导通所述总风管1与所述列车管2；
58.所述第二压力开关8可在所述列车管3的压力大于所述均衡风缸4的压力时闭合，以使所述第二电磁阀6得电，进而导通所述列车管3与大气。
59.在上述示意性实施例中，机车列车管压力控制系统能够减小由于中继阀2的机械迟滞而导致的均衡风缸4和列车管3之间的压差。机车缓解的过程中，当中继阀2充风阀口关闭后，通过均衡风缸4与列车管3之间的第一压力开关7，控制第一电磁阀5使总风管1向列车管3充风，有效地补偿了运转位时由中继阀2机械迟滞导致的均衡风缸4与列车管3的压差；机车制动的过程中，当中继阀2排风阀口关闭后，通过均衡风缸4与列车管3之间的第二压力开关8控制第二电磁阀6直接排放列车管3压力，进一步排放列车管3压力，增加列车管3有效减压量，减小列车管3与均衡风缸4的压差，从而提高列车管3压力控制的精准度。制动缸压强取决于列车管减压量，在初制动时，如果列车管有效减压量不足，则制动缸内的空气压强不足以克服制动缸活塞背后的缓解弹簧的弹力以及基础制动装置各部分的摩擦阻力等等，导致牵引的车辆制动力不足或无制动力。因此，提高列车管压力的精准度可以使得制动缸压强的控制更加准确，最终获得的制动力也更加精准，提高了机车的可控性和形成的平稳性。
60.在所述列车管3充风缓解时，所述均衡风缸4的压力大于所述列车管3压力，所述第一压力开关7闭合，进而使得所述第一电磁阀5得电，所述第一电磁阀5进而导通所述总风管1与所述列车管3，所述列车管3的压力继续上升，直至所述列车管3的压力等于所述均衡风缸4的压力；在所述列车管3减压制动时，所述均衡风缸4的压力小于所述列车管3压力，所述第二压力开关8闭合，进而使得所述第二电磁阀6得电，所述第二电磁阀6进而导通所述列车管3与大气，所述列车管3的压力继续下降，直至所述列车管3的压力等于所述均衡风缸4的压力。
61.机车中继阀2根据均衡风缸4的压力控制列车管3的压力，中继阀2输入口连接总风管1，输出口连接列车管3，控制口连接均衡风缸4。当机车处于运转位时，列车管3充风缓解，均衡风缸4中的均衡活塞上升，均衡风缸4压力高于列车管3压力，中继阀2充风阀口打开，总风管1的总风经中继阀2向列车管3充风，但是由于中继阀2的机械迟滞，均衡风缸4控制列车管3压力稳定后，均衡风缸4压力和列车管3压力存在差异，即：
62.均衡风缸压力＝列车管压力+第一压差。
63.在总风管1和列车管3之间设置第一电磁阀5，并且第一电磁阀5连接至第一压力开关7，在第一压力开关7闭合时，第一电磁阀5得电，进而第一电磁阀5导通总风管1和列车管3，总风管1的总风经第一电磁阀5向列车管3充风，直至列车管3压力等于均衡风缸4压力，第一压力开关7断开，进而第一电磁阀5失电，总风管1与列车管3通路关闭。
64.当机车处于制动位时，列车管3减压制动，均衡风缸4的均衡活塞降低，均衡风缸4压力低于列车管3压力，中继阀2排风阀口打开，但是由于中继阀2的机械迟滞，均衡风缸4控制列车管3压力稳定后，均衡风缸4压力和列车管3压力存在差异，即：
65.列车管压力＝均衡风缸压力+第二压差。
66.在列车管3与大气连通的管路上之间设置第二电磁阀6，并且第二电磁阀6连接至第二压力开关8，在第二压力开关8闭合时，第二电磁阀6得电，进而第二电磁阀6导通列车管3和大气，列车管3经第二电磁阀6向大气排气，直至列车管3压力等于均衡风缸4压力，第二压力开关8断开，进而第二电磁阀6失电，列车管3与大气连通的通路关闭。
67.在本技术一些实施例中，所述第一压力开关7和所述第二压力开关8均可以是差压式压力开关，所述第一压力开关7和所述第二压力开关8均具有两个输入端，并且两者的两个输入端均分别与所述均衡风缸4和所述列车管3相连接。
68.压力开关采用高精度、高稳定性能的压力传感器和变送电路，再经专用cpu模块化信号处理技术，实现对介质压力信号的检测和控制信号输出。压力开关中的压力传感器检测压力开关两个输入端的压力，经过比较后，根据两个输入端的压力差异，推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制电磁阀得电或失电的目的。
69.在本技术一些实施例中，所述第一电磁阀5为两位两通电磁阀，其分别连接所述总风管1与所述列车管3，当所述第一电磁阀5得电时，所述总风管1与所述列车管3沟通，反之则断开。
70.在本技术一些实施例中，所述第二电磁阀6为两位两通电磁阀，其分别连接所述列车管3与大气，当所述第二电磁阀6得电时，所述列车管3与大气沟通，反之则断开。
71.在本技术一些实施例中，所述第一电磁阀5和所述第二电磁阀6互锁。将所述第一电磁阀5和所述第二电磁阀6互锁，从而确保同一时间只有一个电磁阀动作，即在所述第一电磁阀5开启时，所述第二电磁阀6闭合，或者，在所述第二电磁阀6开启时，所述第一电磁阀5闭合。
72.在本技术一些实施例中，如图2所示，所述的机车列车管压力控制系统还包括运转位触点开关9；
73.所述第一电磁阀5与所述第一压力开关7串联，所述第一电磁阀5或所述第一压力开关7与所述运转位触点开关9的常闭点连接；
74.所述第二电磁阀6与所述第二压力开关8串联，所述第二电磁阀5或所述第二压力开关8与所述运转位触点开关9的常开点连接。
75.当机车处于运转位时，运转位触点开关9的静触点与常闭点连接，列车管3充风缓解，均衡风缸4压力高于列车管3压力，第一压力开关7闭合，第一电磁阀5得电，总风管1与列车管3通路导通，总风管1的总风经第一电磁阀5向列车管3充风。当机车处于制动位时，运转位触点开关9的静触点与常开点连接，均衡风缸4压力低于列车管3压力，第二压力开关8闭
合，第二电磁阀6得电，列车管3压力经第二电磁阀6排向大气。
76.如图2所示，在本技术一些实施例中，运转位触点开关9的静触点一端连接电源的正极，第一电磁阀5一端连接第一压力开关7，另一端连接电源的负极；第二电磁阀6一端连接第二压力开关8，另一端连接电源的负极。第一电磁阀5的得电回路和第二电磁阀6的得电回路呈并联连接，运转位触点开关9将机车的运行状态与第一电磁阀5和第二电磁阀6的工作状态关联起来，并在机车不同的运行状态下，选择导通第一电磁阀5的得电回路或者导通第二电磁阀6的得电回路。在机车处于运转位时，运转位触点开关9常开点闭合，运转位触点开关9选择导通第一电磁阀5的得电回路，由于均衡风缸4压力高于列车管3压力，第一压力开关7闭合，因而第一电磁阀5的得电回路导通，第一电磁阀5动作。在机车处于制动位时，运转位触点开关9常闭点闭合，运转位触点开关9选择导通第二电磁阀6的得电回路，由于均衡风缸4压力低于列车管压3力，第二压力开关8闭合，因而第二电磁阀6的得电回路导通，第二电磁阀6动作。
77.当然，第一压力开关7和第一电磁阀5的连接位置可以互换，只要第一压力开关7与第一电磁阀5是串联连接的，第一压力开关7即可通过闭合和断开控制第一电磁阀5的得电和失电。当然，第二压力开关8和第二电磁阀6的连接位置也可以互换，只要第二压力开关8与第二电磁阀6是串联连接的，第二压力开关8即可通过闭合和断开控制第二电磁阀6的得电和失电。
78.在本技术一些实施例中，在机车处于运转位状态时，所述运转位触点开关9的静触点与常闭点连接，所述第一压力开关7闭合，所述第一电磁阀5得电，所述总风管1与所述列车管3导通；
79.在机车处于非运转位状态时，所述运转位触点开关9的静触点与常闭点断开，所述第一压力开关7断开，所述第一电磁阀5失电，所述总风管1与所述列车管3不导通。机车在非运转位(除“运转位”以外的其他位置)，运转位触点开关9的静触点与常开点断开，切断第一电磁阀5的得电回路，第一电磁阀5继续保持关闭状态，总风管1无法向列车管3充风，此时，车辆不会因列车管3泄露引起补风而造成自己缓解，保持了列车不补风模式，提升了机车的安全性。
80.在本技术一些实施例中，在机车处于制动位状态时，所述运转位触点开关9的静触点与常开点连接，所述第二压力开关8闭合，所述第二电磁阀6得电，所述列车管3与大气导通。
81.在本技术一些实施例中，如图2所示，所述的机车列车管压力控制系统还包括继电器10，所述继电器10与所述第一电磁阀5串联；
82.所述继电器10在机车发生紧急制动时断开触点，以使所述第一电磁阀5断电，进而所述总风管1与所述列车管3不再导通。当机车发生紧急制动时，由bcu(制动控制单元)、ccu(通信控制单元)或其他紧急部件发出紧急高电平信号给继电器，使继电器常闭触点断开，切断第一电磁阀5的得电通路。继电器10的触点断开，切断第一电磁阀5的得电通路，第一电磁阀5继续保持关闭状态，总风管1无法向列车管3充风，机车无法充风缓解，从而保证了紧急制动的安全性、可靠性。
83.在本技术一些实施例中，所述继电器10在机车非紧急制动时闭合触点。机车非紧急制动状态下，继电器10导通，不影响第一电磁阀5的得电通路随着第一压力开关7的闭合
和断开而导通和断开。
84.本技术另一个示意性实施例公开了一种机车列车管压力控制方法，基于前文所述的机车列车管压力控制系统，包括：
85.列车管增压步骤：均衡风缸4充气增压，中继阀2的充风阀口打开，总风管1的总风经所述充风阀口向列车管3充风，直至所述列车管3压力稳定，关闭所述充风阀口；
86.列车管补压步骤：第一压力开关7控制第一电磁阀5得电，所述总风管1的总风经所述第一电磁阀5向所述列车管3充风，直至所述列车管3压力等于所述均衡风缸4压力，控制所述第一电磁阀5失电；
87.列车管减压步骤：所述均衡风缸4排风减压，所述中继阀2的排气阀口打开，所述列车管3的风经所述排气阀口排向大气，直至所述列车管3压力稳定，关闭所述排气阀口；
88.列车管再减压步骤：第二压力开关8控制第二电磁阀6得电，所述列车管3的风经所述第二电磁阀6排往大气，直至所述列车管3压力等于所述均衡风缸4压力，控制所述第二电磁阀6失电。
89.值得注意的是，列车管增压步骤、列车管补压步骤、列车管减压步骤、列车管再减压步骤顺序是可根据机车状态调整的。例如，如果机车从运行状态转换为制动状态，则进行列车管减压步骤、列车管再减压步骤对列车管压力进行控制，在机车从制动状态转换为运行状态，则进行列车管增压步骤、列车管补压步骤对列车管压力进行控制。列车管增压步骤、列车管补压步骤、列车管减压步骤、列车管再减压步骤涵盖了机车从制动状态转换为运行状态以及从运行状态转换为制动状态的两种转换过程中列车管压力控制。
90.在本技术一些实施例中，所述的机车列车管压力控制方法还包括：
91.紧急控压步骤：继电器10断开触点以使所述第一电磁阀5失电，所述总风管1与所述列车管3不再导通，所述总风管1的总风停止经所述第一电磁阀5向所述列车管3充风。紧急控压步骤可在机车发生紧急制动时，控制列车管压力，具体地，紧急制动信号使继电器10动作，继电器10的触点断开，切断第一电磁阀5的得电通路，第一电磁阀5继续保持关闭状态，总风管1的总风无法向列车管3充风，从而保证了紧急制动的安全性、可靠性。机车从制动状态转换为运行状态，在此过程中，均衡风缸4压力大于列车管3压力，第一压力开关5使得第一电磁阀5的得电回路导通，此时继电器10接收到紧急制动信号时断开触点，则第一电磁阀5的得电回路从导通状态变为断开状态，总风管1与列车管3不再导通，总风管1的总风停止经第一电磁阀5向列车管3充风，切断了列车管补风通路，防止机车出现意外缓解。机车从运行状态转换为制动状态，在此过程中，均衡风缸4压力小于列车管3压力，第一压力开关7断开第一电磁阀5的得电回路，继电器10再行断开触点，则第一电磁阀5的得电回路保持断开状态，并且，如果紧急制动信号依然存在，就算第一压力开关7闭合，第一电磁阀5的得电回路仍然保持断开状态。
92.最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
93.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。