電空制動系統的製作方法

2023-04-30 15:39:26 1

專利名稱：電空制動系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵道車輛制動器的操作機構，更具體地說是指一種用於軌道 車輛的電空制動系統，包含間接作用式的自動制動空氣制動閥，和直接作用的使用電驅動 的電空閥。
背景技術：
在軌道車輛的編組列車中，列車的長度由組成列車的車輛數決定，列車中的列車 管貫串全列車，司機通過操縱在司機室的制動控制閥來控制列車的列車管壓力，進而控制 各個車輛的制動閥，使列車中所有車輛產生制動或緩解作用。由於列車長度的原因，由司 機操作而產生的列車管壓力變化從列車前部向列車尾部逐車傳遞，各車輛的制動和緩解作 用順序產生，制動和緩解作用的不同步，是造成列車縱向衝動的主要原因，況且對於旅客列 車，平穩性和舒適性的要求很高。而現今的軌道車輛制動系統中，空氣制動閥作為控制執行部件，根據車輛中列車 管的壓力變化而產生制動或緩解作用。空氣制動閥是主要的鐵路客車用制動閥，其作用原 理為兩壓力間接作用式，主要由制動閥中作用部根據列車管與工作風缸兩個壓力相對變化 控制容積室的壓力，而容積室的壓力則通過制動閥均衡部控制車輛制動缸壓力。空氣制動 閥是一次緩解制動閥，可以階段增加制動缸壓力，而不能根據需要逐步減小制動缸壓力，即 只能將制動作用一次緩解完。另外，要使列車空氣制動系統的有效必須保證全列車的列車管貫通，但車輛間有 列車管折角塞門在關閉位時，該折角塞門後面的車輛會喪失響應司機制動的能力，列車運 行的安全受到影響。因此，本實用新型就是基於上述現有技術的缺點，通過增設電磁閥等其它部件構 成車輛電空制動技術，可以滿足列車電空制動操作的需要。列車使用電空制動，其列車中 車輛幾乎完全同步的制動和緩解作用，減少了列車的縱向衝動，使列車的運行更加舒適、平 穩，提高旅客的舒適性。同時減小了列車空走時間，縮短列車的制動距離，尤其能大幅度地 減少列車常用制動距離。實現了列車制動的階段緩解功能，使得列車操縱更加靈活方便，為今後實現列車 的自動控制，優化操縱等提供了基礎。當列車有列車管折角塞門被關閉時，仍可以通過電信號使得司機的制動操縱傳遞 到全列車，能夠保證列車運行安全。電空制動的制式仍採用自動式，電空制動的使用使原空 氣制動系統成為備用制動系統，當電空制動停用或電空制動故障時，列車自動地轉為空氣 制動系統。

實用新型內容本實用新型的發明目的在於提供一種能夠使得列車能夠幾乎完全同步制動和緩 解，減少列車縱向衝動，使得列車的運行更加舒適、平穩，提高旅客的舒適性的電空制動系統；本實用新型的另一個發明目的在於提供一種能夠減小列車空走時間，縮短列車制 動距離，可階段緩解列車制動的電空制動系統；本實用新型的再一個發明目的在於提供一種能夠提高列車制動可靠性，保證列車 制動安全的電空制動系統。為了實現上述的發明目的，本實用新型採用如下的技術方案一種電空制動系統，該電空制動系統包括空氣制動閥以及與該空氣制動閥連接的 設置有多條通道的電空閥座，所述的電空閥座通過所述通道分別與制動風缸組件以及用於 控制制動風缸組件進氣和排氣的可控電磁閥組件連通，所述的可控電磁閥組件直接與控制 組件連通，並通過控制組件發送的信號控制可控電磁閥組件的工作。這裡的空氣制動閥優 選包括相互連通的主閥、緊急閥和中間體，所述的中間體設置在主閥與緊急閥之間，電空閥 座則安裝在空氣制動機的主閥和中間體之間，主閥與中間體的相關氣路依舊通過該電空閥 座相通，同時整個電空制動系統通過中間體上設置的四個凸耳直接吊裝在車輛底架之上。所述的制動風缸組件包括分別與所述的電空閥座中不同通道分別連通的副風缸、 工作風缸、列車管、制動缸、容積室、局減室以及緩解風缸，所述的列車管分別與所述的緩解 風缸以及大氣通過電磁閥組件可控連通，所述的緩解風缸通過所述的電空閥座的止回閥組 件與所述的副風缸單向連通。所述的止回閥組件設置在所述的電空閥座內用於連接所述緩解風缸以及所述副 風缸的通道中，該止回閥組件包括止回閥，以及作用在所述止回閥上的止回閥彈簧，所述的 止回閥在止回閥彈簧的作用下與所述的止回閥座直接密封連接。所述的可控電磁閥組件包括用於控制保壓管與大氣連通的保壓電磁閥、用於控制 列車管與大氣連通的制動電磁閥以及用於控制列車管與所述緩解風缸連通的緩解電磁閥。 所述的保壓電磁閥、所述的制動電磁閥以及所述的緩解電磁閥具有相同的結構，均至少包 括一條可控的常閉通路以及至少包括一條可控常開通路。所述的保壓電磁閥初始狀態採用常開電磁閥且其常開通路的兩端分別與所述容 積室以及所述的大氣連通；所述的制動電磁閥的初始狀態採用常閉電磁閥，其常閉通路的 兩端分別與所述的列車管以及所述的大氣連通；所述的緩解電磁閥的初始狀態採用常閉電 磁閥，其常閉通路的兩端分別與所述的列車管與所述的緩解風缸分別連通。更具體地，上述具有相同結構的電磁閥包括電磁閥體以及設置在該電磁閥體內相 互吸引的靜鐵芯、動鐵芯，所述的靜鐵芯與頂杆剛性接觸連接，頂杆與所述電磁閥體之間設 置有彈簧使得頂杆密封設置在所述常閉通路中。所述的控制組件包括電空連接器以及設置在所述電空連接器之間與所述的可控 電磁閥組件連接的制動控路、緩解控路、保壓控路、緊急控路以及負線。進一步地，為了達到 通過控制組件控制可控電磁閥組件工作的目的，具體地使得所述的保壓電磁閥分別與保壓 控路以及負線連通，所述的制動電磁閥分別與制動控路以及負線連通，所述的緩解電磁閥 分別與所述的緩解控路以及負線連通。通過採用上述的技術方案，本實用新型提供了一種能夠使得列車能夠幾乎完全同 步制動和緩解，減少列車縱向衝動，使得列車的運行更加舒適、平穩，提高旅客的舒適性的 電空制動系統；其能夠減小列車空走時間，縮短列車制動距離，可階段緩解列車制動；同時提高了列車制動可靠性，保證列車制動安全的電空制動系統。
圖1中顯示的是本實用新型的電空制動系統的連接結構示意圖；圖2中顯示的是本實用新型中空氣制動閥與中間體連接的具體結構示意圖；圖3中顯示的是本實用新型電空閥座的具體結構示意圖；圖4中顯示的是本實用新型電磁閥的具體結構示意圖；圖5中顯示的是本實用新型控制組件的結構示意圖。附圖中各標號所代表的組件名稱說明如下1主閥2緊急閥3中間體4保壓電磁閥[0027]5制動電磁閥6緩解電磁閥7電磁閥安裝座8緩解風缸[0028]9副風缸10工作風缸11制動12集塵器[0029]13直觀塞門14保壓管15五芯電纜16電空連接器[0030]17列車管18折角塞門19緩解風缸管20電空閥座體[0031]21止回閥22止回閥彈簧23止回閥座24止回閥蓋[0032]25縮口風堵30電磁閥體31線圈32靜鐵芯[0033]33動鐵芯34頂杆35給排閥36給排閥彈簧
具體實施方式
本實用新型在於提供一種能夠使得列車能夠幾乎完全同步制動和緩解，減少列車 縱向衝動，使得列車的運行更加舒適、平穩，提高旅客的舒適性的電空制動系統；該電空制 動系統應該還能夠減小列車空走時間，縮短列車制動距離，可階段緩解列車制動；同時可提 高列車制動可靠性，保證列車制動安全的電空制動系統。為此，本實用新型採用如下的具體 技術方案，下面結合說明書附圖具體說明本實用新型所採用的具體實施例。圖1中顯示的是本實用新型電空制動系統實施例的連接結構示意圖，該電空制動 系統採用空氣制動閥以及與該空氣制動閥連接的設置有多條通道的電空閥座7，所述的電 空閥座7通過設置在其內部的多條通道分別與制動風缸組件以及用於控制制動風缸組件 進氣與排氣的可控電磁閥組件連通，所述的可控電磁閥組件直接與控制組件連通。這裡的 空氣制動閥優選包括相互連通的主閥1、緊急閥2和中間體3，所述的中間體3設置在主閥1 與緊急閥2之間。電空閥座7安裝在空氣制動機的主閥1和中間體3之間，主閥1與中間 體3的相關氣路依舊相通，同時整個空氣制動機優選通過中間體3上設置的四個凸耳直接 吊裝在車輛底架之上。上述的制動風缸組件在圖1中的實施例中包括分別與所述的電空閥座7中不同通 道分別連通的副風缸9、工作風缸10、列車管17、制動缸11、容積室，局減室以及緩解風缸8， 為了保證整個空氣制動機的正常工作運行，上述的列車管17分別與緩解風缸8以及大氣通 過電磁閥組件可控連通，所述的緩解風缸8通過所述的電空閥座7的止回閥組件與所述的 副風缸9單向連通，緩解風缸8則通過外接於在空氣制動閥與中間體3的緩解風缸管19與 電空閥座7連通。另外，列車管17上設置有折角塞門18且列車管17通過集塵器12以及支管塞門13與中間體3連接；而上述用於控制可控電磁閥組件並與其連接的控制組件包括電空連接 器16以及設置在所述電空連接器16之間的五芯電纜15更具體地，圖2中顯示的是本實用新型中空氣制動閥與中間體連接的具體結構示 意圖。除了具體顯示了上述說明的空氣制動閥與電控閥座7的結構示意圖相同的基本結構 之外，主閥1與電空閥座7之間還設置有外接的保壓管14。圖3中顯示的是本實用新型的電空閥座的具體結構示意圖。電空閥座7安裝在空 氣制動機的主閥1和中間體3之間，主閥1與中間體3的相關氣路依舊相通。電空閥座7 是由電空閥座體20、止回閥21、止回閥彈簧22、止回閥座23、止回閥蓋24、縮口風堵25組 成。在該電空閥座7內部設置有多條通道，不同通道對應連接的不同的組件，且不同通道之 間根據需要設置有相通的通道或者相互隔離。在電空閥座7中設置的水平通道由上至下分 別與副風缸9工作風缸10列車管17制動缸11，容積室和局減室連通，其中的緩解風缸8通 過所述的電空閥座7的止回閥組件與所述的副風缸9單向連通。上述的止回閥組件包括設置在電空閥座體20中的止回閥21、止回閥彈簧22、止回 閥座23，上述止回閥21設置在用於連接所述緩解風缸8以及所述副風缸9通道中，止回閥 彈簧22作用在止回閥21上，止回閥21在止回閥彈簧22的作用下與所述的止回閥座23直 接密封連接。這樣的副風缸9通過上述的止回閥組件向緩解風缸8充氣用，但緩解風缸8 的壓力空氣不能向副風缸9逆流，緩解風缸8內的壓力空氣由副風缸9通過止回閥組件而 充至與副風缸9內壓力空氣的壓力接近，達到定壓。在整個制動系統制動的過程中，副風缸 9內的壓力空氣因向制動缸11充風而降低，但緩解風缸8保持壓力不變。電空閥座7的作用是將分配閥內的列車管17、分配閥容積室排氣口及增設的緩解 風缸8分別引入電空閥座7下部，這樣能夠使上述說明的各個電磁閥方便地控制相應的各 個容積壓力，實現電空制動系統的各個作用。電空閥座7還具有二個排氣口，其中一個是容 積室的最終排氣口 ；另一個是電空制動時制動電磁閥5排列車管壓力空氣的最終排氣口， 排氣口處設縮口風堵25限制著電空制動列車管排氣時的流量。電空閥座7的另外的作用是安裝保壓電磁閥4、制動電磁閥5以及緩解電磁閥6， 並保證主閥1和中間體3之間的各壓力空氣的通路，電空制動用的五芯電纜15也在電空閥 座7上分別與保壓電磁閥4、制動電磁閥5以及緩解電磁閥6相連接。保壓電磁閥4用於 控制保壓管與大氣連通、制動電磁閥5用於控制列車管與大氣連通以及緩解電磁閥6用於 控制列車管17與所述緩解風缸8連通，這三個電磁閥組成了本實用新型中的可控電磁閥組 件。另外，優選地，保壓電磁閥4、制動電磁閥5以及緩解電磁閥6具有相同的結構，均應該 包括可控的常閉通路以及常開通路。如圖4顯示的是本實用新型一個電磁閥實施例的具體結構示意圖。上述說明的保 壓電磁閥4、制動電磁閥5以及緩解電磁閥6具有相同的結構，這種電磁閥由電磁閥體30、 線圈31、靜鐵芯32、動鐵芯33、頂杆34、給排閥35、給排閥彈簧36、套及「0」型圈組成，這樣 便組成圖4中實施例的二位三通電磁閥。在所述的電磁閥體30內設置相互吸引的靜鐵芯 32、動鐵芯33，所述的靜鐵芯32與頂杆34剛性接觸連接，頂杆34與電磁閥體30之間設置 有給排閥彈簧36使得頂杆34密封設置在所述常閉通路中。進一步地說明具有上述結構的電磁閥的工作過程如下，當電磁閥通電之後，電磁 閥線圈31通電後產生磁場作用於靜鐵芯32上，使靜鐵芯32、動鐵芯33之間產生吸力，當此吸力克服了給排閥彈簧36壓力、「0」型圈的阻力及其他阻力後，動鐵芯33向下移動並同 時推動頂杆34向下運動，同時頂杆34推動給排閥35離開上閥口而到達下閥口，此時由於 向下已沒有移動量，給排閥35、頂杆34及動鐵芯33停止移動，電磁閥的上閥口因給排閥35 移開而打開，常閉通路被打開。下閥口則由於給排閥35移動到位而關閉，常開通路被切斷。當電磁閥失電後，線圈31停止勵磁，這時動鐵芯33、靜鐵芯32之間不再有吸力存 在。此時，給排閥35在給排閥彈簧36的作用下，克服「0」型圈阻力及其他阻力，向上並帶 動頂杆34和動鐵芯33向上移動，給排閥35離開下閥口而回到上閥口。這樣，原先被關閉 的常開通路、被打開的常閉通路又恢復到正常作用位置。這樣在本實施例中的電空制動系統中採用的電磁閥為三個相同型號、完全一樣的 電磁閥，保證能互換互用，其中保壓電磁閥4初始狀態採用的是其常開的通路，制動電磁閥 5、緩解電磁閥6初始狀態採用的是其常閉的通路。制動電磁閥5的常閉閥口遮斷了列車管17到大氣的通路，當它通電時打開常閉閥 口，連通列車管17到大氣的通路，列車管17的壓力空氣通過制動電磁閥5排入大氣；失電 時，則停止排氣。這樣可以用制動電磁閥5的得失電來控制列車管17的排氣。緩解電磁閥6是用來控制緩解風缸8與列車管17之間的通路，失電時是常閉位， 遮斷了兩者之間的通路；通電時溝通了緩解風缸8和列車管17，當緩解風缸8內的壓力高 於列車管17時，則緩解風缸8內的壓力空氣會流向列車管17。保壓電磁閥4是用來控制容積室排氣口到大氣的通路，用的是它的常開位，無電 時此通路暢通，保證容積室到大氣的通路；通電時則切斷該通路，如果容積室內有空氣存 在，則不能排出。圖5中則現實的是本實用新型的控制組件的結構示意圖。控制組件包括電空連接 器16以及設置在所述電空連接器16之間與可控電磁閥組件連接的制動控路、緩解控路、保 壓控路、緊急控路以及負線。更具體地，所述的保壓電磁閥4分別與保壓控路以及負線連通，所述的制動電 磁閥分別與制動控路以及負線連通，所述的緩解電磁閥分別與所述的緩解控路以及負線 連通。電空制動系統採用的是五芯電纜15，其中一芯為4#用於緊急控路；另四芯分別為 1#-制動控路，2#-緩解控路，3#-保壓控路，5#-負線。這樣，根據電空制動使用時的實際情況，每輛車輛電空閥分別有下列作用功能①「氣緩解位也即運轉位，電空閥的主閥1作用保持空氣制動閥的作用不變，此時處於充氣緩 解位，三個電磁閥均不通電。常開的保壓電磁閥4通路保障著容積室一保壓管14—保壓電 磁閥4 —大氣的通路暢通，容積室壓力為零，制動缸壓力為零；列車管17壓力空氣一副風缸9 —緩解風缸8，充風至規定壓力。②常用制動位制動電磁閥5通電，列車管17的壓力空氣可經制動電磁閥5排向大氣。同時，另 有少量列車管17壓力空氣可由機車中繼閥或操縱閥排出，主閥1處於常用制動位，副風缸 9向制動缸11充氣，制動缸11升壓。如果不考慮機車中繼閥的排風作用，那麼制動電磁閥 5通電時間的長短決定著列車管17減壓量的大小。當控制制動電磁閥5間斷得失電時，也 就得到了階段制動的作用。[0058]③保壓位制動電磁閥5失電，列車管17停止排氣，待穩定後主閥1處於正常保壓位置，副風 缸9停止向制動缸11充氣；且保壓電磁閥4通電，容積室排氣口經保壓電磁閥4通大氣的 通路被關斷，保持容積室壓力，也就使得制動缸11壓力保持不變。④制動後的緩解位僅緩解電磁閥6通電，打開緩解電磁閥6中緩解風缸8與列車管17的通路，使緩 解風缸8的壓力空氣經緩解電磁閥6注入列車管17，加快列車管17的充氣，迅速使主閥1 處於緩解位。同時由於保壓電磁閥4失電，使容積室至大氣的通路暢通，容積室壓力空氣經 保壓電磁閥4排入大氣，制動缸11得以能夠緩解。⑤制動後的階段緩解作用由於容積室壓力空氣排大氣的通路受到保壓電磁閥4的控制，所以儘管分配閥是 一次性緩解閥，在它處於緩解位時，可以通過保壓電磁閥4的間斷得失電，控制著容積室的 階段性排氣，而主閥1為間接作用式，制動缸11的壓力又受容積室壓力的控制，故保壓電磁 閥4的間斷得失電，也就控制了制動缸11的階段排氣，制動缸11得以階段緩解。⑥緊急制動位緊急制動時，緊急閥2同空氣緊急制動一樣作用，同時制動電磁閥5通電，使列車 管17壓力迅速降到零，制動缸11快速升壓。而採用上述結構的列車電空制動過程可以具體說明如下①在列車運行中，當司機需要調速或停車時，按正常的方法操縱制動，這時機車將 直流IlOV電送到制動線芯1#上，此時全列車車輛的制動電磁閥5通電，列車管17壓力空氣 經全列車的制動電磁閥5排大氣，並有部分經機車中繼閥排大氣減壓，列車產生制動作用。②當機車的制動操縱由制動變為保壓位時，則機車使保壓線芯3#有電，同時制動 線芯1#電切除，此時列車的保壓電磁閥4通電，電空制動系統中分配閥主閥1的容積室排 氣口至大氣的通路切斷，容積室壓力保持穩定，制動機同時處於保壓位。③當司機需要緩解時，操縱制動手把置緩解位或運轉位，機車在2#緩解線芯給出 IlOV電，同時保壓線芯2#電切除，全列車的緩解電磁閥6通電，各車輛緩解風缸8的壓力流 入列車管17，同時機車中繼閥也在向列車管17充風，列車管17迅速增壓，全列車的制動機 迅速緩解。採用上述的方法可以實現控制本實用新型的空氣制動機處於不同的狀態，達到不 同的制動目的。通過採用上述的技術方案，本實用新型提供了一種能夠使得列車能夠幾乎完全同 步制動和緩解，減少列車縱向衝動，使得列車的運行更加舒適、平穩，提高旅客的舒適性的 電空制動系統；其能夠減小列車空走時間，縮短列車制動距離，可階段緩解列車制動；同時 提高了列車制動可靠性，保證列車制動安全的電空制動系統。本實用新型的保護範圍並不局限於上述具體實施方式
中所公開的具體實施例，而 是只要滿足本實用新型權利要求中技術特徵的組合就落入了本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種電空制動系統，其特徵在於，該電空制動系統包括空氣制動閥以及與該空氣制 動閥連接的設置有多條通道的電空閥座，所述的電空閥座通過所述通道分別與制動風缸組 件以及用於控制制動風缸組件進氣和排氣的可控電磁閥組件連通，所述的可控電磁閥組件 直接與控制組件連接並由其控制。
2.根據權利要求1所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的制動風缸組件至少包括 分別與所述的電空閥座中不同通道分別連通的副風缸、工作風缸、列車管、制動缸、容積室、 局減室以及緩解風缸，所述的列車管分別與所述的緩解風缸以及大氣通過電磁閥組件可控 連通，所述的緩解風缸通過所述的電空閥座的止回閥組件與所述的副風缸單向連通。
3.根據權利要求2所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的止回閥組件設置在所述 電空閥座中用於連接所述緩解風缸以及所述副風缸的通道中，所述的止回閥組件包括設置 在該通道中的止回閥，以及作用在所述止回閥上的止回閥彈簧，所述的止回閥在止回閥彈 簧的作用下與所述的止回閥座直接密封連接。
4.根據權利要求2所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的可控電磁閥組件包括用 於控制保壓管與大氣連通的保壓電磁閥、用於控制所述列車管與大氣連通的制動電磁閥以 及用於控制所述列車管與所述緩解風缸連通的緩解電磁閥。
5.根據權利要求4所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的保壓電磁閥、所述的制動 電磁閥以及所述的緩解電磁閥具有相同的結構，均包括至少一條可控常閉通路以及至少一 條可控常開通路。
6.根據權利要求5所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的保壓電磁閥的常開通路 的兩端分別與所述容積室以及所述大氣連通；所述的制動電磁閥的常閉通路的兩端分別與 所述列車管以及所述大氣連通；所述的緩解電磁閥的常閉通路的兩端分別與所述的列車管 與所述的緩解風缸分別連通。
7.根據權利要求6所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的電磁閥包括電磁閥體以 及在該電磁閥內設置相互吸引的靜鐵芯、動鐵芯，所述的靜鐵芯與頂杆剛性接觸連接，頂杆 與所述電磁閥體之間設置有彈簧使得頂杆密封設置在所述常閉通路中。
8.根據權利要求4所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的控制組件包括電空連接 器以及設置在所述電空連接器之間與所述的可控電磁閥組件連接的制動控路、緩解控路、 保壓控路、緊急控路以及負線。
9.根據權利要求8所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的保壓電磁閥分別與所述 的保壓控路以及負線連通，所述的制動電磁閥分別與所述的制動控路以及負線連通，所述 的緩解電磁閥分別與所述的緩解控路以及負線連通。
10.根據權利要求1所述的電空制動系統，其特徵在於，所述的空氣制動閥包括相互連 通的主閥、緊急閥和中間體，所述的中間體設置在主閥與緊急閥之間，所述的電空閥座設置 在所述的主閥體與所述的中間體之間。
專利摘要本實用新型涉及一種鐵道車輛制動器的操作機構，更具體地說是指一種用於軌道車輛的電空制動系統。該電空制動系統包括空氣制動閥以及與該空氣制動閥連接的設置有多條通道的電空閥座，所述的電空閥座通過所述通道分別與制動風缸組件以及用於控制制動風缸組件進氣和排氣的可控電磁閥組件連通，所述的可控電磁閥組件直接與控制組件連接並由其控制。通過採用上述的技術方案，本實用新型提供了一種能夠使得列車能夠幾乎完全同步制動和緩解，減少列車縱向衝動，使得列車的運行更加舒適、平穩，提高旅客的舒適性的電空制動系統；其能夠減小列車空走時間，縮短列車制動距離，可階段緩解列車制動；且提高了列車制動可靠性，保證列車制動安全的電空制動系統。
文檔編號B61H13/00GK201882072SQ20102064714
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月8日 優先權日2010年12月8日
發明者智廉清, 李先文, 林暉, 池海 申請人:中國鐵道科學研究院機車車輛研究所