一种轨道车辆的制动系统及控制方法

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一种轨道车辆的制动系统及控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及车辆制动领域，具体而言，涉及一种轨道车辆的制动系统及控制方法。\n背景技术\n[0002] 中低速磁悬浮列车去除了车轮，依靠电磁的吸力将车辆悬浮至一定高度，制动时由电制动和机械制动共同作用实现制动过程。其中，机械制动是通过制动夹钳紧贴F轨的翼边产生摩擦力实现制动。因受空间位置的限制，夹钳结构尺寸相对较小，而基于车辆行驶安全性的考虑，车辆对制动减速度的要求较高。同时，通用的车辆制动系统的风源作用于夹钳所产生的制动力小，难以满足制动减速度的要求，故目前国内外磁悬浮列车一般采用液压式制动系统或气转液式制动系统，使制动夹钳获得足够的液压压力，以满足制动力要求。\n[0003] 磁悬浮列车制动性能的稳定性直接关系到车辆运行的安全性，故液压油在各种温度等条件下的性能、管路的密封性等要求非常高。需采用专用制动液，而专用制动液成本高，且管路一旦泄漏，对其进行维护非常困难。如果制动液的补充不足将导致制动力下降，从而影响车辆运行安全，并且由于制动液的泄漏，还会污染环境。\n发明内容\n[0004] 本发明提供一种轨道车辆的制动系统及控制方法，用于解决现有技术中，轨道车辆采用液压式制动系统或气转液式制动系统时，对液压油在各种温度下的性能以及管路的密封性要求较高的问题。\n[0005] 根据本发明的一个方面，提供了一种轨道车辆的制动系统，包括：\n[0006] 气体增压装置、基础制动装置以及控制装置；气体增压装置的一端与基础制动装置相连，另一端与控制装置相连，用于受控制装置的控制将车辆的制动夹钳的压力增加到制动所需压力；控制装置，用于在接收到外部制动指令后控制气体增压装置导通制动增压气路，接收增压装置返回的制动夹钳的压力信息，当制动夹钳的压力达到制动所需压力时，控制增压装置关闭制动增压气路。\n[0007] 进一步地，上述系统还包括：救援支撑装置，救援支撑装置与气体增压装置相连，包括支撑轮以及救援控制单元；救援控制单元，用于在接收到外部救援指令后控制气体增压装置导通救援支撑增压气路，接收增压装置返回的支撑轮的压力信息，当支撑轮的压力使支撑轮撑起时，控制增压装置关闭救援支撑增压气路。\n[0008] 其中，上述气体增压装置与支撑轮集成为一体。\n[0009] 其中，上述气体增压装置包括：气体增压缸以及压力反馈部件；气体增压缸用于根据车辆的载重以及制动所需的压力进行增压；压力反馈部件用于当气体增压缸将制动夹钳的压力增加到制动所需压力，或将支撑轮的压力增加到支撑轮撑起的压力时，将制动夹钳或支撑轮的压力信息反馈给控制装置。\n[0010] 其中，上述压力反馈部件包括：压力开关以及压力反馈电路；压力开关用于当制动夹钳的压力增加到制动所需压力，或支撑轮的压力增加到支撑轮撑起时，将制动夹钳或支撑轮的压力信息转换为电信号发送给控制装置。\n[0011] 其中，上述气体增压装置与制动夹钳集成为一体。\n[0012] 根据本发明的另一个方面，提供了一种轨道车辆的制动控制方法，包括：\n[0013] 接收到外部制动指令后，控制气体增压装置导通制动增压气路；接收气体增压装置返回的制动夹钳的压力信息；当制动夹钳的压力达到制动所需压力时，控制气体增压装置关闭制动增压气路。\n[0014] 进一步地，上述方法还包括：在接收到外部救援指令后，控制气体增压装置导通救援支撑增压气路；接收气体增压装置返回的支撑轮的压力信息；当支撑轮的压力达到使支撑轮撑起时的压力时，控制增压装置关闭救援支撑增压气路。\n[0015] 其中，上述控制气体增压装置导通制动增压气路包括：根据车辆载重以及制动所需的压力为增压装置分配制动力，以使增压装置的增压缸根据制动力对制动夹钳进行增压；控制气体增压装置导通救援支撑增压气路包括：根据救援支撑所需的压力为增压装置分配支撑力，以使增压装置的增压缸根据支撑力对支撑轮进行增压。\n[0016] 进一步地，上述方法还包括：将气体增加装置返回的制动夹钳的压力信息以及支撑轮的压力信息通过通讯网络发送至远端监控系统。本发明的技术方案，用气体增压装置代替了现有技术中的轨道列车的气转液式制动系统中的气-液增压缸或液体增压缸，只用空气来实现增压，解决了现有技术中采用气转液式的增压方式时对液压油在各种温度下的性能以及管路的密封性要求较高的问题，与现有技术中对轨道车辆的增压方式相比更加安全可靠，同时也更加环保。\n附图说明\n[0017] 图1是本发明的轨道车辆的制动系统的结构框图；\n[0018] 图2是本发明的轨道车辆的制动系统的工作原理示意图；\n[0019] 图3是本发明轨道车辆的制动控制方法的流程图。\n具体实施方式\n[0020] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。\n[0021] 本发明的目的在于，以空气制动系统代替液压或气转液压式制动系统，使轨道车辆列车更加安全可靠，更加环保。\n[0022] 图1是本发明的轨道车辆的制动系统的结构框图。\n[0023] 如图1所示，该轨道车辆的制动系统10包括以下组成部分：\n[0024] 气体增压装置11、基础制动装置12以及控制装置13；\n[0025] 其中气体增压装置11的一端与基础制动装置12相连，另一端与控制装置13相连，用于受控制装置13的控制将车辆制动夹钳的压力增加到制动所需压力；\n[0026] 控制装置13，用于在接收到外部制动指令后控制气体增压装置11导通制动增压气路，接收增压装置11返回的制动夹钳的压力信息，当制动夹钳的压力达到制动所需压力时，控制增压装置关闭制动增压气路。\n[0027] 其中，上述制动系统10适应于城市轨道车辆，尤其适用于磁浮车辆。\n[0028] 以下以该系统10应用于磁浮车辆的情况对该制动系统进行详细说明：\n[0029] 其中，系统10还可以包括：\n[0030] 救援支撑装置，救援支撑装置与上述气体增压装置相连，包括支撑轮以及救援控制单元；其中，救援控制单元用于在接收到外部救援指令后控制气体增压装置导通救援支撑增压气路，接收增压装置返回的支撑轮的压力信息，当支撑轮的压力使支撑轮撑起时，控制增压装置关闭救援支撑增压气路。\n[0031] 其中，上述气体增压装置包括：气体增压缸以及压力反馈部件；气体增压缸用于根据车辆的载重以及制动所需的压力进行增压；压力反馈部件用于当气体增压缸将制动夹钳的压力增加到制动所需压力，或将支撑轮的压力增加到支撑轮撑起的压力时，将制动夹钳或支撑轮的压力信息反馈给控制装置。\n[0032] 其中，上述压力反馈部件包括：压力开关以及压力反馈电路；压力开关用于当制动夹钳的压力增加到制动所需压力，或支撑轮的压力增加到支撑轮撑起时，将压力反馈电路由断开状态转为闭合状态，并通过该压力反馈电路将制动夹钳或支撑轮的压力信息转换为电信号发送给控制装置。\n[0033] 为了节省各零部件在车辆上的空间，上述气体增压装置可以是独立的零部件，也可以与制动夹钳或与支撑轮集成为一体。\n[0034] 图2是本发明的轨道车辆的制动系统的工作原理示意图。\n[0035] 以下根据该原理示意图对上述制动系统的工作原理进行阐述：\n[0036] 其中，图中的双实线表示气路，虚线表示电控制硬线信号，双电划线表示网络控制信号，点划线表示反馈信号。\n[0037] 首先对图中各零部件的作用一一进行介绍：\n[0038] 供风装置用于为系统制动、支撑轮支撑、空气弹簧、鸣笛等耗风部件提供所需的干燥、清洁的风源。\n[0039] 鸣笛装置，通过该鸣笛装置，司机操作司机台上的鸣笛按钮，表示有列车通过，以引起注意。\n[0040] 控制装置用于接收外来指令控制车辆的制动、缓解和支撑轮的支撑、收起等、同时将制动状况、支撑轮状况、故障等监控情况反馈给网络。\n[0041] 悬挂装置主要包括空气弹簧、高度阀、调节杆、储风缸等。空气弹簧安装于车体与悬挂架间，由高度阀的充排气控制弹簧的压力，保持各载重下车体高度不变以及左右的平衡。\n[0042] 气体增压装置用于将制动夹钳、支撑轮的初始压力增高到所需的中高压力。\n[0043] 其中，基础制动装置主要包括制动夹钳、制动拉杆、储风缸等。\n[0044] 救援支撑装置主要包括支撑轮、油缸、储风缸等。\n[0045] 其中，图中所示的供风装置、鸣笛装置、集成式控制装置、悬挂装置（不含空气弹簧）、气体增压装置安装于车体底架上。基础制动装置、救援支撑装置以及空气弹簧安装于悬浮架上。\n[0046] 车辆上电激活后，控制装置或压力开关检测到车辆主管内风的压力低于设定值后，启动供风装置的空压机运行，给车辆的总风缸、各储风缸以及空气弹簧供风。\n[0047] 车辆需要制动时，控制装置收到制动指令后，根据车辆重量、制动级位和电制动优先原则进行制动力分配。同时控制气体增压装置的增压气路导通，给基础制动装置的制动夹钳充气，当制动夹钳内的气体达到一定压力后，气体增压装置中的增压缸按照车辆重量以及制动级位对制动夹钳内的气体进行增压，同时将制动夹钳的压力信息反馈给控制装置，当制动夹钳的压力达到制动所需的压力后，控制装置切断制动增压气路，制动夹钳以合适的作用力夹紧F轨，实现制动功能。\n[0048] 当悬浮功能失效时，列车需要通过支撑轮升起，在外部或自身牵引下行走在轨面上，到达下一站后回库。当需要救援支撑时，控制装置一旦收到支撑轮支撑指令，将控制气体增压装置中的救援支撑增压气路导通，使车辆在支撑轮的支撑作用下升起，实现支撑轮运行的救援功能。\n[0049] 图3是本发明轨道车辆的制动增压控制方法的流程图。\n[0050] 如图3所示，该方法包括以下步骤：\n[0051] 步骤301：接收到外部制动指令后，控制气体增压装置导通制动增压气路；\n[0052] 步骤302：接收增压装置返回的制动夹钳的压力信息；\n[0053] 步骤303：当制动夹钳的压力达到制动所需压力时，控制增压装置关闭制动增压气路。\n[0054] 进一步地，在执行上述步骤后，还可以执行以下步骤：\n[0055] 在接收到外部救援指令后，控制气体增压装置导通救援支撑增压气路；\n[0056] 接收增压装置返回的支撑轮的压力信息；\n[0057] 当支撑轮的压力达到使支撑轮撑起时，控制增压装置关闭救援支撑增压气路。\n[0058] 其中，上述在控制气体增压装置导通制动增压气路可以包括：根据车辆载重以及制动所需的压力为增压装置分配制动力，以使增压装置的增压缸根据制动力对制动夹钳进行增压。\n[0059] 其中，上述在控制气体增压装置导通救援支撑增压气路可以包括：根据车辆的救援支撑指令为增压装置分配支撑力，以使增压装置的增压缸根据支撑力对支撑轮进行增压。\n[0060] 进一步地，上述方法还可以包括：将增加装置返回的制动夹钳的压力信息以及支撑轮的压力信息通过通讯网络发送至远端监控系统。\n[0061] 本发明的技术方案，，用气体增压装置代替了现有技术中的轨道列车的气转液式制动系统中的气-液增压缸或液体增压缸，用空气取代了液压油来实现增压的功能，解决了现有技术中采用气转液式的增压方式时对液压油在各种温度下的性能以及管路的密封性要求较高的问题，并且与现有技术中对轨道车辆的增压方式相比更加安全可靠，同时也更加节能环保。\n[0062] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。\n[0063] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。