一種機車及其氣控后備制動控制系統的制作方法

本發明涉及機車制動技術領域，特別涉及一種機車的氣控后備制動控制系統。本發明還涉及一種包括上述氣控后備制動控制系統的機車。

背景技術：

隨著中國軌道交通的發展，越來越多的軌道機車已得到廣泛使用。

機車是牽引或推送鐵路車輛運行，而本身不裝載營業載荷的自推進車輛。機車是利用蒸汽機、柴油機、牽引電動機或其他動力機械產生的動力，并通過機車傳動裝置驅動動輪(驅動輪)，借助動輪和鋼軌之間的粘著力而產生推動力，即機車牽引力。機車產生的牽引力克服列車阻力，可拖動比它自身重量大10倍或20倍以上的車列。機車或列車在軌道上運行，必須能隨時減速或停止運行，所以在機車和鐵路車輛上都裝有制動裝置。此外，還可以利用機車動力裝置、傳動裝置或牽引電動機的逆動作所產生的阻滯作用輔助制動裝置工作。

機車的負載較重，為保證制動效果，目前的機車一般設有純空氣后備制動系統，其在正常電控制動系統功能出現故障或救援、回送時啟用。尤其是在故障狀態下，后備制動系統啟用后，可通過后備制動閥控制列車管空氣壓力來實現列車的制動與緩解。在進行后備制動系統啟用轉換時，現有設計是在列車管管路上設置轉換塞門。正常無故障運行時，該轉換塞門切斷后備制動閥對列車管的控制，后備制動系統啟用后，該轉換塞門連通后備制動閥對列車管的控制。

然而，此方法存在一定的安全風險，即轉換后，如果后備均衡風缸存在風壓，將導致列車管風壓升高，造成列車緩解，制動效果意外解除的問題。所以在轉換時，必須要求司機先主動將后備制動閥處于制動位，排空均衡風缸的壓力后，然后再進行轉換塞門的切換，但這無疑增加了對司機的操縱要求，而且在緊急情況下，司機的反應能力也可能跟不上，同時也沒有足夠的時間讓司機按部就班地排空均衡風缸的壓力后，再進行轉換塞門的操作。

因此，如何使機車在進行純空氣后備制動時保證穩定的制動效果，避免出現緩解情況，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種機車的氣控后備制動控制系統，能夠使機車在進行純空氣后備制動時保證穩定的制動效果，避免出現緩解情況。本發明的另一目的是提供一種包括上述氣控后備制動控制系統的機車。

為解決上述技術問題，本發明提供一種機車的氣控后備制動控制系統，包括后備制動閥、均衡風缸、中繼閥、氣控切斷閥和轉換塞門；

所述后備制動閥的輸入與所述轉換塞門的第一端連通，其輸出口與所述均衡風缸的風口連通，而所述均衡風缸的風口同時與所述中繼閥的預控制口和所述轉換塞門的第一端連通，所述轉換塞門的第二端與總風管連通；

所述中繼閥的風源口與所述總風管連通，其輸出口與所述氣控切斷閥進氣口連通，所述氣控切斷閥的出氣口與列車管連通，且其控制口與所述轉換塞門的第一端連通；

所述轉換塞門打開時，其第一端與第二端導通，所述轉換塞門關閉時，其第一端與外界導通；

所述氣控切斷閥的控制口存在預設氣壓時，其進氣口與出氣口導通，反之則截止。

優選地，還包括連接于所述中繼閥的預控制口與所述轉換塞門的第一端之間的單向閥，用于防止所述總風管中的空氣直接進入到所述中繼閥的預控制口中，以及使所述均衡風缸的壓力在所述轉換塞門處于關閉時與外界導通并泄壓。

優選地，還包括連接于所述總風管與轉換塞門的第二端之間、用于將所述總風管內的氣壓降低到期望氣壓的減壓閥。

優選地，所述減壓閥的期望氣壓值與所述氣控切斷閥的控制口的預設氣壓值相等。

優選地，還包括與所述中繼閥的輸出口連通、用于檢測其輸出氣壓的氣壓傳感器，且所述氣壓傳感器與所述后備制動閥信號連接，以使其修正對所述均衡風缸的氣壓控制值。

本發明還提供一種機車，包括車體和設置于所述車體內的氣控后備制動控制系統，其中，所述氣控后備制動控制系統具體為上述任一項所述的氣控后備制動控制系統。

本發明所提供的機車的氣控后備制動控制系統，主要包括后備制動閥、均衡風缸、中繼閥、氣控切斷閥和轉換塞門。其中，后備制動閥上設置有輸入口和輸出口，均衡風缸設置有風口(進出相同)，中繼閥上設置有預控制口、風源口和輸出口，氣控切斷閥上設置有控制口、進氣口和出氣口，主要用于通過控制口的狀態控制進氣口和出氣口的通斷，轉換塞門具有第一端和第二端，當轉換塞門打開時，該兩端導通，反之則截止。而均衡風缸和中繼閥的作用與現有技術相同，此處不再贅述。各個部件的連接關系為：首先，后備制動閥的輸入口與轉換塞門的第一端連通，其輸出口與均衡風缸的風口連通，而均衡風缸的風口又同時與中繼閥的預控制口和轉換塞門的第一端連通，相當于后備制動閥的輸出口也與中繼閥的預控制口連通。然后，轉換塞門的第二端與總風管連通，可用于控制總風管與第一端的連通，中繼閥的風源口與總風管連通，其輸出口與氣控切斷閥的進氣口連通，而氣控切斷閥的出氣口與列車管連通，其控制口與轉換塞門的第一端連通，也就是說，氣控切斷閥主要用于控制中繼閥的輸出口與列車管的連通狀態。

如此，當機車正常運動或正常制動時，轉換塞門處于自然狀態，即關閉狀態，此時，轉換塞門的第一端與外界大氣連通，內部管路處于泄壓狀態，因此均衡風缸中的壓力全部經由轉換塞門的第一端卸掉，同時氣控切斷閥的控制口也與外界大氣連通，達不到預設氣壓要求，其進氣口與出氣口截止，中繼閥的輸出口無法與列車管連通，相當于整個氣控后備制動系統沒有啟動，無法參與制動。當司機判斷需要氣控后備制動系統參與制動時，可立即直接操作轉換塞門，使得轉換塞門處于打開狀態，此時，其第一端與第二端連通，也就是與總風管連通。此時，后備制動閥的輸入口接收到來自總風管的氣壓，可正常控制均衡風缸內的生成氣壓，同時，氣控切斷閥的控制口也接收到來自總風管的氣壓，使得其進氣口與出氣口導通，中繼閥的輸出口與列車管導通，開始介入機車制動。重要的是，由于均衡風缸在機車正常狀態下處于完全泄壓狀態，因此當中繼閥的輸出口剛與列車管導通時，中繼閥的預控制口的壓力為零，之后在后備制動閥的控制下才逐漸上升到預設壓力，因此能夠避免中繼閥由于預控制口的壓力太大而導致中繼閥運行時直接處于緩解位，防止機車在后備制動時出現意外緩解的情況，保證穩定的制動效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明所提供的一種具體實施方式的模塊原理圖。

其中，圖1中：

后備制動閥—1，均衡風缸—2，中繼閥—3，氣控切斷閥—4，轉換塞門—5，單向閥—6，減壓閥—7，氣壓傳感器—8。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參考圖1，圖1為本發明所提供的一種具體實施方式的整體結構示意圖。

在本發明所提供的一種具體實施方式中，機車的氣控后備制動控制系統主要包括后備制動閥1、均衡風缸2、中繼閥3、氣控切斷閥4和轉換塞門5。

其中，后備制動閥1上設置有輸入口(元件符號上的c)和輸出口(元件符號上的a)，主要用于控制均衡風缸2產生對應壓力。

均衡風缸2設置有風口，相當于進氣口和出氣口共用，主要用于對于中繼閥3產生控制壓力，使其控制列車管的氣壓。

中繼閥3上設置有預控制口(元件符號上的cv)、風源口(元件符號上的r)和輸出口(元件符號上的c)，主要用于控制列車管的氣壓變化，進而控制機車的制動或緩解。

氣控切斷閥4上設置有控制口(元件符號上的c)、進氣口(元件符號上的a)和出氣口(元件符號上的b)，主要用于通過控制口的狀態控制進氣口和出氣口的通斷。

轉換塞門5具有第一端(元件符號上的1st)和第二端(元件符號上的2nd)，當轉換塞門5打開時，該兩端導通，反之則截止，主要用于控制第一端與第二端或外界大氣的通斷。

后備制動閥1的控制口與轉換塞門5的第一端連通，其輸出口與均衡風缸2的風口連通，而均衡風缸2的風口又同時與中繼閥3的預控制口和轉換塞門5的第一端連通，相當于后備制動閥1的輸出口也與中繼閥3的預控制口連通。然后，轉換塞門5的第二端與總風管連通，可用于控制總風管與第一端的連通，中繼閥3的風源口與總風管連通，其輸出口與氣控切斷閥4的進氣口連通，而氣控切斷閥4的出氣口與列車管連通，其控制口與轉換塞門5的第一端連通，也就是說，氣控切斷閥4主要用于控制中繼閥3的輸出口與列車管的連通狀態。

如此，當機車正常運動或正常制動時，轉換塞門5處于自然狀態，即關閉狀態，此時，轉換塞門5的第一端與外界大氣連通，內部管路處于泄壓狀態，因此均衡風缸2中的壓力全部經由轉換塞門5的第一端卸掉，同時氣控切斷閥4的控制口也與外界大氣連通，達不到預設氣壓要求，其進氣口與出氣口截止，中繼閥3的輸出口無法與列車管連通，相當于整個氣控后備制動系統沒有啟動，無法參與制動。當司機判斷需要氣控后備制動系統參與制動時，可立即直接操作轉換塞門5，使得轉換塞門5處于打開狀態，此時，其第一端與第二端連通，也就是與總風管連通。此時，后備制動閥1的控制口接收到來自總風管的氣壓，可正常控制均衡風缸2內的生成氣壓，同時，氣控切斷閥4的控制口也接收到來自總風管的氣壓，使得其進氣口與出氣口導通，中繼閥3的輸出口與列車管導通，開始介入機車制動。重要的是，由于均衡風缸2在機車正常狀態下處于完全泄壓狀態，因此當中繼閥3的輸出口剛與列車管導通時，中繼閥3的預控制口的壓力為零，之后在后備制動閥1的控制下才逐漸上升到預設壓力，因此能夠避免中繼閥3由于預控制口的壓力太大而導致中繼閥3運行時直接處于緩解位，防止機車在后備制動時出現意外緩解的情況，保證穩定的制動效果。

此外，由于均衡風缸2的風口同時與轉換塞門5的第一端和中繼閥3的預控制口連通，為避免轉換塞門5的第一端與第二端、總風管連通時，總風管內的高壓氣體直接反灌到中繼閥3的預控制口處造成干擾，本實施例在中繼閥3的預控制口與轉換塞門5的第一端之間設置了單向閥6。如此，該單向閥6僅能允許均衡風缸2中的壓縮氣壓從自身經過后經由轉換塞門5排向打氣，而不允許總風管內的高壓氣體直接進入中繼閥3的預控制口。

另外，考慮到后備制動閥1的控制口處的工作壓力不宜太大，只需觸發其運行即可，因此，本實施例在總風管與轉換塞門5之間設置了減壓閥7。如此，該減壓閥7即可將總風管中的高壓氣壓降低到較低的期望氣壓，從而觸發后備制動閥1的運行狀態，同時也觸發氣控切斷閥4的控制口產生對應指令。

進一步的，該減壓閥7將總風管內的氣壓降低到期望氣壓值，可與氣控切斷閥4的控制口的預設氣壓值相等。當然，減壓閥7的期望氣壓值也可以大于氣控切斷閥4的預設氣壓值，比如差距在10％以內等。

不僅如此，為提高機車在進行后備制動時的制動效果，本實施例在中繼閥3的輸出口后連接了氣壓傳感器8，該氣壓傳感器8主要用于檢測中繼閥3的輸出氣壓，并且該氣壓傳感器8與后備制動閥1信號連接，可將其檢測值實時反饋給后備制動閥1。如此，由于后備制動閥1控制著中繼閥3的輸出氣壓，而中繼閥3的輸出氣壓關系到列車管的管內氣壓，進而影響機車的制動或緩解狀態，因此，經過氣壓傳感器8的檢測反饋之后，后備制動閥1可以按照預設條件調整均衡風缸2的狀態，修正對均衡風缸2的氣壓控制值，以使列車管內的氣壓始終處于預設范圍內。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。