制動控制閥系統的制作方法

文檔序號:24728947發布日期:2021-04-16 23:32
制動控制閥系統的制作方法

1.本發明涉及一種用于軌道車輛制動系統的制動控制閥系統,尤其涉及一種用于應用于遠程釋放和緊急制動功能的排氣閥系統。


背景技術:

2.在諸如ep1588913和gb2359599中公開的已知系統中,可用的氣動制動力設定成使得支持車輛(具有其當前負載)最大減速度所需的制動力是可用的并且該制動力可以被施加到制動缸以提供全氣動緊急制動停車。在行車制動期間,根據實際制動需求(例如,選定的制動步長)和由其它制動子系統(例如電動力制動器或軌道制動器)提供的制動力,將施加的制動壓力(即制動缸中的壓力)調節到低于可用壓力的水平。在wo2015181764中公開了該系統的開發。
3.該系統已在現場進行了驗證,但會受到制動施加過程中可能發生的制動襯片摩擦變化的影響以及受到可能導致任何轉向架上的制動器致動以產生與由制動系統規格計算出的制動力不同的制動力的任何機械因素的影響。這些機械效應可能會導致列車的制動不足和過度制動。


技術實現要素:

4.本發明尋求提供一種制動系統,該制動系統使得能夠(特別是、但并非排他性地在緊急制動期間)更精確地控制制動壓力,從而導致較低的制動不足或過度制動的可能性。
5.根據本發明,提供了一種根據權利要求1的特征的制動控制閥系統。
6.本發明的優選方面可以在從屬權利要求中找到。
7.該構思有利地對于給定的制動步驟與下面因素無關地提供所期望的車輛減速率:制動過程中可能發生的制動襯片摩擦的變化和與可能導致任何轉向架上的制動器致動以產生與由制動系統規格計算出的制動力不同的制動力的任何機械因素。
附圖說明
8.現在將參考附圖詳細描述本發明的示例性實施例,其中:
9.圖1示出了制動控制閥系統的氣動示意圖;
10.圖2示出了遠程釋放閥17和相關聯的壓力控制器的示意圖。
具體實施方式
11.為了允許氣動制動器(緊急制動器和行車制動器)的減速控制,可用制動力設定為高于從制動計算得出的制動力,以便在制動過程中可以增加制動力,以抵消由制動系統的機械部件(包括制動襯片)引起的制動力的任何減小。取決于控制算法,制動力的減小可以是列車范圍的或分段范圍的。同樣,減速控制可能需要減小制動力和因此施加的制動壓力以抵消由制動系統的機械結構引起的任何過度制動。
12.圖1示出了制動閥系統的氣動示意圖,其包括歧管1,歧管接收主制動供應壓力2并提供至制動缸3、4的氣動連接。歧管提供其他的來自可選的外部負載稱重連接5和分配閥7的氣動連接。標準使用中的負載稱重輸入由一個或兩個輔助傳感器測量。
13.氣動閥單元8容納主繼動調節器9,該主繼動調節器接收來自制動供應壓力2的輸入壓力。主繼動調節器9的輸出端經由將在下面更詳細地描述的配置模塊14與控制閥12、13的相應輸入端10、11連接。
14.主繼動調節器9由來自緊急調節器15和擠壓調節器16(crush regulator)的壓力先導控制,該緊急調節器提供了皮重備用設定水平。各調節器限制了先導壓力水平。雙止回閥18和緊急調節器的輸出對主繼動調節器9進行先導控制。皮重備用設定(tare back
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up setting)是在緊急情況下可變負載控制壓力(vlcp)壓力小于皮重設定時可用的最小壓力。擠壓調節器設定水平是vlcp控制閥可用的最大壓力。緊急調節器15通過緊急制動回路電磁線圈19連接到主供應壓力2和主繼動調節器9的先導輸入端。
15.擠壓調節器16從主制動供應壓力2接收氣動輸入,并且輸出端連接到輸入和排氣閥系統,該輸入和排氣閥系統控制到遠程釋放閥17的實際壓力,該遠程釋放閥連接到主繼動調節器9的輸出端。擠壓調節器因此通過遠程釋放閥17連接到主繼動調節器9??蛇x的負載稱重連接設有到遠程釋放閥17的輸入端的路徑。在遠程釋放閥17與主繼動調節器9之間的路徑中設有雙止回閥18,該雙止回閥也氣動連接到間接制動輸入端7。
16.控制閥12、13分別包括由相應的電磁線圈和另一個電磁線圈控制的輸入端和排氣膜片閥,該另一個電磁線圈布置成使穿過排氣膜的壓力均衡(equalise)??刂崎y12和13的輸出端分別連接到制動缸。包括膜片閥和電磁線圈的連接閥在各個控制閥12、13的輸出端之間提供氣動連接。
17.如上所述,主繼動調節器9的輸出端連接到配置模塊14。配置模塊14在從繼動調節器9到各個輸入端膜片的輸入端的氣動路徑20、21中設有相應的節流閥。輸入端膜片的輸出端通過配置模塊14中的相應的節流閥22、23氣動地連接到排氣膜片。排氣膜片通過配置模塊使制動缸排氣。
18.在使用中,制動施加時間和排氣時間由節流閥的尺寸決定,這使得無論制動缸的容積如何,都能實現標準或所需的施加和釋放時間。這確保了可預測的制動缸壓力控制和車輪防滑性能。
19.在本發明中,為了提供減速控制功能,制動缸壓力的調節(通過微控制器)在緊急應用期間繼續。但是,制動控制器必須確保在緊急停車期間施加的制動缸壓力不會下降到最低水平以下,并且在緊急制動停車期間發生功率損失的情況下,應確保標稱緊急制動壓力施加于制動缸,該標稱緊急制動壓力是由制動計算確定成為車輛的當前負載提供所需的緊急減速度。
20.此外,為確保制動閥系統(其在理想情況下為用于緊急制動的sil3)在由微控制器調節制動缸壓力(通常為sil2)的同時提供最小的緊急制動力水平,制動缸壓力受到通過電子裝置或電子邏輯裝置(fpga)獨立監控,其會檢測制動缸壓力低于標稱緊急制動壓力的預配置百分比的情形。
21.同樣,該監控系統還可以確保施加的制動壓力不超過預定的上限,從而提供防過度制動。只有在緊急制動期間才啟用防制動不足;否則,在行車制動模式下將無法釋放制動
器并降低制動步驟。在緊急制動和行車制動模式下,都啟用防過度制動。
22.在受控緊急制動模式下,為防止制動不足,制動缸監控電子裝置或邏輯裝置會禁用微控制器對制動缸壓力的調節(因此也會禁用通過前端裝置實現的控制)并且以類似于已知的標準緊急制動施加的方式在制動缸內施加標稱緊急壓力水平。
23.在行車制動運行中,制動缸監控電子裝置或邏輯裝置將運行以釋放制動缸壓力(在檢測到過壓時)。這與下面描述的釋放功能兼容。
24.由于在緊急制動施加期間wsp保持運行(前提是單元已通電),因此在受控緊急制動啟用時,wsp運行可以出現。為了控制車輪打滑(wheel
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slide)并優化緊急制動停車期間的可用附著力,wsp控制活動可能會導致制動缸壓力下降到為受控緊急制動定義的最小壓力水平以下??梢蕴峁┍O控電子裝置,以防止在檢測到壓力不足的情況下功能立即停止。由于該壓力降低是可以接受的,因此通過wsp系統對制動缸壓力的控制將防止監視電子裝置/邏輯裝置強制執行壓力不足脫扣(under
?
pressure trip)。監視電子裝置/邏輯裝置使用的wsp活動在閥門致動時被檢測到,因此wsp控制器對壓力進行的任何調制(保持或排氣)都會禁用壓力不足脫扣。wsp運行本身由高完整性(sil3,sil=safety integrity level安全完整性等級)電子裝置(或電子邏輯裝置)監控,以防止wsp控制裝置長時間降低制動缸壓力。這些電子裝置的運行將確保閥不能被wsp運行連續驅動以維持低壓,從而確保不會永久阻止監視電子裝置/邏輯裝置對低壓條件起作用。
25.圖2示出了遠程釋放閥17和相關聯的壓力控制器的示意圖。遠程釋放閥具有以下端口連接:端口1:壓力控制器;端口2:繼動閥控制腔;連接到大氣的端口3。
26.當遠程釋放閥17斷電時:端口2連接到端口3,端口1阻塞;遠程釋放閥通電時,端口1連接到端口2,端口3阻塞。氣動繼動閥(等效于圖1中的主調節器閥9)具有控制輸入和輸出比=1:1。
27.閥系統提供或允許以下功能:
28.在制動控制閥供電中斷的情況下,如果行車制動被施加,則應松開行車制動,并防止再次施加。這在具有電力供給的正常運行條件下實現,因為遠程釋放閥(電磁線圈)17通電,通過閥端口2至端口1將控制腔連接到vlcp壓力控制器。繼動閥提供的輸出等于vlcp,其控制行車制動。
29.在斷電的情況下,遠程釋放閥17斷電并且退出,從而通過閥端口2至端口3將控制腔的壓力排放到大氣中。繼動閥現在將輸出壓力排放為零;現在,任何制動缸壓力都將通過行車制動控制膜片回送,因為如果去除了供應壓力,則這些行車制動控制膜片將無法保持壓力。因此,實現了制動器的釋放,并且去除了對保持閥(hold valve)中的膜片的供應壓力,從而避免了任何隨后的行車制動施加。
30.如果受控緊急制動超過安全范圍,則fpga將推翻受控緊急制動,并施加氣動的僅受控的負載稱重的緊急制動。這是通過禁用通過膜片閥的壓力調節(即打開保持閥和關閉排氣閥)并對遠程釋放閥17斷電來實現的。這將控制腔的壓力通過閥端口2到3排放到大氣中。為了受控緊急制動運行,此壓力將被設置為負載稱重水平的增強值,以允許實現緊急制動功能。增強值的示例值是125%。
31.控制腔隔膜有效面積在控制腔和輸出壓力之間提供了1:1的比率。如果控制腔沒有排氣,則至制動缸的輸出壓力將為所需負載稱重水平的125%,即25%的過度制動。
32.在啟動緊急制動施加時,受控緊急制動會激活,緊急調節器(其在通電時是關閉的)會退出,使得允許壓力進入緊急備用腔。壓力水平由緊急調節器設定。緊急調節器設計用于提供一個輸出壓力,其標稱值等于可變負載壓力vlcp且不低于皮重備用設定。
33.緊急備用腔隔膜有效面積在緊急備用腔和輸出壓力之間提供0.8:1的比率,0.8是負載稱重水平的增強值的倒數。但是,它與控制腔的比率為1:1。在受控緊急制動期間,控制腔和緊急備用腔中的壓力相等。因此,沒有向隔膜堆施加附加的向下力。
34.如果fpga決定推翻受控緊急制動并將vlcp壓力從控制腔排出,則現在在緊急備用腔隔膜的底側上消除平衡力。
35.當控制腔排氣電磁線圈斷電時,vlcp壓力會鎖定。這樣可確保用于(維持緊急備用腔壓力的)緊急調節器的參考壓力為標稱負載稱重水平的125%。
36.在控制腔壓力排出的情況下,緊急腔隔膜施加的力現在通過隔膜堆起作用。該力由作用在控制隔膜下側上的制動缸壓力平衡。由于緊急備用腔隔膜與制動缸隔膜的比率為0.8:1.0,因此這將氣動繼動閥在制動缸中的輸出壓力校正為標稱負載稱重值,即1.25x0.8=1。
37.如果在制動控制閥中檢測到故障,例如“拉拽制動”,則可以松開行車制動(如果已施加),并防止進一步重新施加。此功能是通過直接通向fpga的外部數字輸入實現的。當fpga接收到該信號時,它抑制通向斷電的閥17的驅動。
38.當閥17斷電時,控制腔排氣?,F在,繼動閥會將輸出壓力排放至零;現在,任何制動缸壓力都將通過行車制動控制膜片回送,因為如果去除了供給壓力,行車制動控制隔膜將無法保持壓力。因此,實現了制動釋放并且去除了對膜片的供應壓力,從而防止了隨后的行車制動施加。
39.另一運行模式允許列車中具有故障的直接制動或電力供應問題的車輛由救援機車或緊急列車移動。
40.當控制腔閥斷電時,控制腔被排氣?,F在,繼動閥會將輸出壓力排放至零;現在,任何制動缸壓力都將通過行車制動控制膜片回送,并且會實現制動釋放。
41.現在,第一間接制動壓力施加將切換雙止回閥18,使得關閉通過電磁閥(端口2至端口3)排氣的路徑,并將間接制動輸入端口連接至控制腔。
42.緊急制動回路(ebl)為電磁線圈19供電,并且必須處于高電平,以便在間接制動控制運行期間實現制動釋放。如果ebl下降到較低水平,則制動缸中出現的輸出將取決于兩個腔中的哪個(控制腔或緊急備用腔)提供最大的力。
再多了解一些
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