气液复合制动作用装置及悬挂式单轨车辆用复合制动系统

摘要

本发明公开了一种气液复合制动作用装置及悬挂式单轨车辆用复合制动系统，复合制动系统包括气液复合制动作用装置，供风模块与两个电空制动控制模块连接；每个电空制动控制模块的两个输出端各与一个所述气液复合制动作用装置的第一缸体连通；所述电液紧急缓解模块输出端与四个所述复合制动作用装置的第二缸体连通。本发明利用了空气制动系统控制精度高、清洁无污染，液压制动系统响应时间快、制动力大、结构紧凑的优点，较现有技术结构紧凑、控制方法简单、具有灵活的制动缸压力调节能力和更好的控制精度和功能扩展性。

说明书

技术领域

本发明涉及悬挂式单轨车辆制动系统领域，特别是一种气液复合制动作用装置及悬挂式单轨车辆用复合制动系统。

背景技术

目前国内悬挂式单轨车辆处于概念设计阶段，现有的悬挂式单轨车辆制动系统单独采用液压或气动制动控制。液压制动控制系统较为复杂，全寿命成本高，气动控制系统制动能力有限，无法满足高制动减速度，大的制动能力要求。纯气动制动系统安装空间大、制动力一般只能满足1.3m/s²制动减速度，难以满足更高的制动减速度需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种气液复合制动作用装置及悬挂式单轨车辆用复合制动系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种气液复合制动作用装置，包括第一缸体和第二缸体；所述第一缸体和第二缸体固定连接，且所述第二缸体的活塞杆在制动施加时可伸入所述第一缸体内，并推动所述第一缸体的活塞输出制动力；所述第一缸体的活塞杆一端伸出所述第一缸体后与闸瓦托连接；所述第一缸体的活塞杆另一端上设有第一复位装置；所述第二缸体的活塞通过第二复位装置与第二缸体内壁连接。

所述第一复位装置、第二复位装置均为弹簧。

本发明提供了一种悬挂式单轨车辆用复合制动系统，包括供风模块、电空制动控制模块、电液紧急缓解模块和四个上述气液复合制动作用装置。所述供风模块与两个电空制动控制模块连接；每个电空制动控制模块的两个输出端各与一个所述气液复合制动作用装置的第一缸体连通；所述电液紧急缓解模块输出端与四个所述复合制动作用装置的第二缸体连通。

所述供风模块包括用于驱动空压机的驱动装置；所述空压机通过供风管路依次与干燥器、空滤器、供风截断塞门连通。该供风模块结构简单，容易实现。

所述空压机和所述干燥器支架的供风管路上安装有第一安全阀；所述供风截断塞门的输出管路上安装有压力开关和第二安全阀。保证供风模块的使用安全性，提高其可靠性。

所述电空制动控制模块包括安装在总管路上的单向阀，所述单向阀与所述供风模块的供风截断塞门的输出管路连通；所述总管路与两个支路连通，第一支路与制动风缸连通；第二支路与第一管路、第二管路连通；第一管路、第二管路各与一个快排阀连通；第一管路与制动充风阀连通；所述制动充风阀与制动排风阀连通；所述制动充风阀与减压阀连通；所述减压阀与所述第二管路连通；中继阀的一个输入口与减压阀、第二管路之间的管路连通；所述中继阀另一个输入口与制动充风阀、制动排风阀之间的管路、预控风缸连通；所述预控风缸输入管路上安装有压力传感器；所述中继阀的输出口与所述两个快排阀连通；两个快排阀的输出口分别通过管路与一个气液复合制动作用装置的第一缸体连通；所述制动充风阀、制动排风阀、压力传感器均与微机控制单元电连接。通过微机控制单元控制电空制动控制模块，实现常用制动施加与缓解控制。

所述减压阀与第二管路之间接有管道过滤器，用来进一步清洁压力空气。

所述压力传感器与所述预控风缸之间的管路上安装有测试接头；以校准压力传感器或测试管路风压。

两个快排阀的输出管路上均安装有压力传感装置；所述压力传感装置与所述微机控制单元电连接。便于监测快排阀输出管路的压力。

所述电液紧急缓解模块包括油缸；所述油缸与三个油路连通；第一油路与油泵连通；第二油路上安装有限压阀；第三油路上安装有二位二通电磁阀；所述油泵通过油路过滤器接入缓解油路；所述第二油路、第三油路均与所述缓解油路连通；所述缓解油路与两个所述气液复合制动作用装置的第二缸体连通。二位二通电磁阀通过所述电液紧急缓解模块上的连接器与微机控制单元电气连接，实现紧急制动施加与缓解控制。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明将空气制动和液压制动结合使用，采用电空制动系统控制常用制动的施加和缓解，电液控制系统控制控制紧急制动的施加和缓解，解决了现有纯电空制动系统难以满足较高制动减速度，现有电液制动系统可靠性不高，停车精度低的问题；本发明结合了电空制动系统控制精度高、清洁无污染，电液制动系统响应时间快、制动力大、结构紧凑的优点，较原有技术具有灵活的制动缸压力调节能力和更好的控制精度和功能扩展性。

附图说明

图1为本发明一种实施例的系统原理图；

图2为本发明所述供风模块的原理图；

图3为本发明所述电空制动控制模块原理图；

图4为本发明所述气液复合制动作用装置气路原理图；

图5为本发明所述电液紧急缓解模块原理图；

图6为气液复合制动作用装置结构示意图；

在图中：

1-电机； 2-空压机；3-安全阀；4-干燥器；

5-空滤器； 6-供风截断塞门；7-压力开关；8-安全阀；

9-单向阀； 10-制动风缸； 11-压力开关； 12-快排阀；

13-压力传感装置；14-压力开关； 15-中继阀； 16-预控风缸；

17-压力传感器；18-制动排风阀； 19-制动充风阀；

20-减压阀；21-管道过滤器； 22-测试接头； 23-气液复合作用制动器；

24-油缸；25-油缸呼吸阀； 26-油泵； 27-油路过滤器；

28-单向阀；29-压力检测装置； 30-测试接头；

31-限压阀；32-二位二通电磁阀。

具体实施方式

本发明结构示意图见图1。

供风模块集成于一个框架内，弹性安装在车体顶盖上。供风模块能为电空制动控制系统及车辆其它用风部件提供洁净干燥的压缩空气。其原理图如图2所示，一台AC380V三相交流电机（即驱动装置1）驱动一台额定排量为400L/min的空压机2，通过双塔式干燥器4和空滤器5后形成干燥洁净的压缩空气。第一安全阀3用于防止输出压缩空气压力过高，压力开关7用于监测供风模块输出压力并通过控制继电器的得失电来控制空压机2的启停以保证主风压力不低于750Kpa不高于900Kpa。

电空制动控制模块安装在车体顶盖上，位于转向架附近，用于控制各转向架常用制动的施加与缓解，其原理见图3所示。制动风缸10为各种制动行为提供压缩空气，容积取为30L，能满足无外部风源的情况下，在AW3载荷下施加最大制动压力时，连续缓解5次制动动作的要求。制动充风阀19和制动排风阀18根据制动微机控制单元发出的指令进行开闭，制动微机控制单元根据压力传感器17反馈的压力信号实时控制制动充风阀19或制动排风阀18充风或排风，从而对制动压力形成闭环控制。中继阀15根据从制动充风阀19或制动排风阀18传来的控制压力大小打开或关闭阀口，，实现对气液复合制动作用装置空气作用缸（即第一缸体231）的充风、排风、或保压控制。1.5L的预控风缸16用于增大中继阀15控制腔的容积，以减小充排气时的压力波动，从而稳定控制压力，防止输出压力的波动。常用制动施加时，制动微机控制单元控制制动充风阀19得电，制动排风阀18失电，中继阀15阀口处的控制压力增加，从而连通制动风缸10与气液复合制动作用装置空气主动作用缸（即第一缸体231）间的通路，，风压流向空气主动作用缸（即第一缸体231），推动活塞杆234向前运动，实现常用制动的施加。需要缓解常用制动时，制动微机控制单元控制快排阀12失电，气液复合制动作用装置空气主动作用缸（即第一缸体231）内气压通过快排阀12快速排出，从而实现常用制动缓解。测试接头22主要用于校准压力传感器或测试管路风压。

电液紧急缓解模块主要包括油缸、油泵和控制用的压力开关、二位二通电磁阀和限压阀等，其原理如图5所示。电液紧急缓解模块内二位二通电磁阀32得电，切断液压油返回油缸24的通路。压力检测装置29（可以采用压力开关）的下压力点闭合，启动液压泵开始工作。液压油冲入所述气液复合制动作用装置的被动作用缸，抵消弹簧力，缓解列车的紧急制动。需要施加紧急制动时，二位二通电磁阀32失电，液压油通过二位二通电磁阀32返回油缸24，复合制动作用装置的被动作用缸（即第二缸体232）弹簧力使制动施加。单向阀28用来防止油泵停止工作时液压油的回流，并将缓解油路的压力维持在一定水平上。限压阀31可以防止油泵控制器故障时油路压力过高。

气液复合制动作用装置23为所述控制系统的执行机构，每个转向架上安装一套，其结构示意图如图4所示。其带有气、液两个制动缸体，一个空气主动作用缸（即第一缸体231）用于常用制动施加缓解、一个被动作用缸（即第二缸体232）用于紧急制动时制动力的施加与缓解。空气主动作用缸（即第一缸体231）与电空制动控制模块的输出口连通，弹簧作用液压缓解的被动作用缸（即第一缸体231）与电液紧急缓解模块的输出口连通。

如图6，第一缸体231和第二缸体232固定连接，且所述第二缸体232的活塞杆233在紧急制动施加时可伸入所述第一缸体231内，并可推动所述第一缸体231的活塞234输出制动力；所述第一缸体231的活塞杆235一端伸出所述第一缸体231后与闸瓦托236连接；所述第一缸体231的活塞杆235另一端上设有第一复位装置237；所述第二缸体232的活塞238通过第二复位装置239与第二缸体232内壁连接。

常用制动施加时，第一缸体231内的气压增大，抵消掉第一复位装置237的回复力，并推动活塞杆234将闸瓦托236推出，施加制动；常用制动缓解时，第一缸体231内的空气排除，气压降低，活塞杆234和闸瓦托236随着第一复位装置237的回复而退回，制动缓解。

常用制动作用时，紧急制动处于缓解状态。第二缸体232内充满液压油，抵消第二复位装置239的回复力。紧急制动施加时，第二缸体232内的液压油排出，第二复位装置239的回复力推动活塞238和活塞杆233向前运动，并推动活塞234、活塞杆235及闸瓦托236向前运动，紧急制动施加。