CN112319538B

CN112319538B - 虚拟轨道列车及其制动系统、制动方法

Info

Publication number: CN112319538B
Application number: CN202011283662.6A
Authority: CN
Inventors: 王伟波; 方长征; 段继超; 张青; 王娴; 毋凡
Original assignee: CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Current assignee: CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2040-11-17
Also published as: WO2022105649A1; CN112319538A

Abstract

本发明公开了一种虚拟轨道列车及其制动系统、制动方法，制动系统，包括电控制动系统和空气制动系统；所述电控制动系统包括制动控制单元；所述制动控制单元与列车两端司机室内的刹车踏板、多个桥模块电连接；每个桥模块均对应与一个制动器电连接；所述空气制动系统包括第一气路，两个刹车踏板之间通过设置于第一气路上的双向阀连通；所述多个桥模块均与双向阀一端口连通；每个所述桥模块与所述双向阀的端口之间的气路上均设有一个继动阀。本发明在靠近桥模块的管路上设置加速压缩空气排放的继动阀，极大地缩短了制动缓解时间。

Description

虚拟轨道列车及其制动系统、制动方法

技术领域

本发明涉及超级虚拟轨道列车制动技术领域，特别是一种虚拟轨道列车及其制动系统、制动方法。

背景技术

超级虚拟轨道列车通常配置有电控制动系统和纯空气制动系统：电控制动系统由制动控制单元接收刹车踏板的电信号，控制桥模块输出制动缸压力；纯空气制动系统则由刹车踏板的控制气路输出控制压力给桥模块，由桥模块输出制动缸压力。

超级虚拟轨道列车编组长，车桥数量多，制动管路路径远，当司机踩踏刹车踏板并快速松开后，虽然电控制动系统能快速排空制动缸压力，然而，在松开刹车踏板的瞬间，纯空气制动的控制气路进入桥模块的通路随即打开，由于桥模块与刹车踏板之间距离长达几十米，控制气路的压缩空气来不及从刹车踏板排出而再次充入制动缸，造成了制动的二次施加，经过一段时间后，压缩空气才被排空，这种制动缓解滞后的现象给列车的运行带来了冲击，严重影响车辆乘坐的舒适性。

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，提供一种虚拟轨道列车及其制动系统、制动方法，解决制动缓解滞后的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种虚拟轨道列车制动系统，包括电控制动系统和空气制动系统；所述电控制动系统包括制动控制单元；所述制动控制单元与列车两端司机室内的刹车踏板、多个桥模块电连接；每个桥模块均对应与一个制动器电连接；所述空气制动系统包括第一气路，两个刹车踏板之间通过设置于第一气路上的双向阀连通；所述多个桥模块均与双向阀一端口连通；每个所述桥模块与所述双向阀的端口之间的气路上均设有一个继动阀。

本发明在靠近桥模块的管路上设置了加速压缩空气排放的继动阀，可以缩短制动缓解时间。

优选地，任一桥模块和与其连通的继动阀之间的距离不超过1m，缩短响应时间。

所述空气制动系统还包括第二气路；所述第二气路一端与所述双向阀一端口连通；所述第二气路另一端与第三气路连通；所述第三气路与多条支路连通，每条支路对应与一个所述桥模块连通。结构更加对称，美观。

本发明还提供了一种虚拟轨道列车，其采用上述制动系统。

作为一个发明构思，本发明还提供了一种上述虚拟轨道列车的制动控制方法，其当电控制动系统正常时，空气制动系统用作备份；当电控制动系统故障时，所述桥模块与所述刹车踏板之间的气路导通。

本发明通过优化电控制动系统和纯空气制动系统的控制时序，从而有效解决了制动缓解滞后的问题。

本发明制动施加的具体实现过程包括：当电控制动系统正常时，若制动控制单元接收到刹车踏板的角度电信号，制动控制单元根据所述角度电信号对应的制动级位控制桥模块输出相应的制动缸压力；同时，桥模块内部的通路为关断状态；当电控制动系统故障时，桥模块内部的通路导通，刹车踏板与桥模块之间的气路导通，输出控制压力到制动缸。

本发明中，所述制动级位与制动缸压力的对应关系为：空载工况下，当制动级位为0～19％时，刹车踏板无控制压力输出；当制动级位为20～74％时，制动缸压力为0～425kPa；当制动级位为75～77％时，制动缸压力为425～485kPa；当制动级位为78％～100％时，制动缸压力与总风压力一致；

满座工况下，当制动级位为0～19％时，刹车踏板无控制压力输出；当制动级位为20～74％时，制动缸压力为0～463kPa；当制动级位为75～77％时，制动缸压力为463～529kPa；当制动级位为78％～100％时，制动缸压力与总风压力一致；

额定荷载工况下，当制动级位为0～19％时，刹车踏板无控制压力输出；当制动级位为20～74％时，制动缸压力为0～570kPa；当制动级位为75～77％时，制动缸压力为570～630kPa；当制动级位为78％～100％时，制动缸压力与总风压力一致；

超载工况下，当制动级位为0～19％时，刹车踏板无控制压力输出；当制动级位为20～74％时，制动缸压力为0～620kPa；当制动级位为75～77％时，制动缸压力为620～675kPa；当制动级位为78％～100％时，制动缸压力与总风压力一致。

本发明中，制动缓解过程中，所述制动控制单元根据刹车踏板的角度电信号排空制动缸压力，延时T秒后，桥模块内部的通路导通，制动缸内的压缩空气从继动阀/刹车踏板排出。在每根车桥桥模块的附近设置一个继动阀，使得原本需从刹车踏板排出的控制气路压缩空气快速地从继动阀排出。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1、本发明通过优化电控制动系统和纯空气制动系统的控制时序，解决了制动缓解滞后的问题；

2、本发明在靠近桥模块的管路上设置加速压缩空气排放的继动阀，极大地缩短了制动缓解时间；

3、本发明可大大提升列车制动系统的快速响应能力，减少车辆的运行冲击，从而有效地改善乘坐舒适性。

附图说明

图1为本发明超级虚拟轨道列车制动系统示意图；

图2为本发明超级虚拟轨道列车制动施加过程示意图；

图3为本发明超级虚拟轨道列车制动缓解过程示意图；

图4为本发明超级虚拟轨道列车加速制动缓解示意图；

其中：

虚线表示电控制动系统电路；带圆圈的虚线表示电控制动系统气路；实线表示纯空气制动系统气路；箭头表示气流方向。

具体实施方式

如图1和图4所示，本发明实施例控制系统包括电控制动系统和空气制动系统；电控制动系统包括制动控制单元；制动控制单元与列车两端司机室内的刹车踏板、多个桥模块电连接；每个桥模块均对应与一个制动器电连接；空气制动系统包括第一气路、第二气路，两个刹车踏板之间通过设置于第一气路上的双向阀连通；第二气路一端与双向阀一端口连通；第二气路另一端与第三气路连通；第三气路与多条支路连通，每条支路对应与一个桥模块连通。每个桥模块与双向阀的端口之间的气路上均设有一个继动阀。

本实施例中，任一桥模块和与其连通的继动阀之间的距离不超过1m。

对应于上述实施例的制动系统，本发明实施例2提供了一种虚拟轨道列车，其采用上述实施例的制动系统。

本发明实施例3的虚拟轨道列车制动方法包括：

1、优化电控制动系统和纯空气制动系统的控制时序

1)当电控制动系统正常时，纯空气制动系统只做备份，第一刹车踏板11或第二刹车踏板12与桥模块3的通路只在电控制动系统故障时导通，此措施可提升制动系统快速响应性能。

制动施加过程如图2所示：当司机踩踏第一刹车踏板11或第二刹车踏板12时，第一刹车踏板11或第二刹车踏板12的角度电信号发送给制动控制单元2，制动控制单元2根据角度信号对应的制动级位控制桥模块3输出相应的制动缸压力；与此同时，第一刹车踏板11或第二刹车踏板12自身的气路口将输出控制压力到桥模块3，由于纯空气制动系统管路路径太长，制动施加和缓解的响应时间长，因此，此时只要电控制动系统正常，桥模块3内部的通路设置为关断状态，控制压力不充入制动缸，只是作为电控制动系统的备份。当然，一旦电控制动系统故障，桥模块3内部的通路自动导通，纯空气制动输出的控制压力输出到制动缸。

制动级位和制动缸压力之间的对应关系取决于制动器的型号以及车重情况。对应关系确定后，设置在制动控制单元的控制软件内。本实施例的对应关系如下：

表1AW0工况下制动级位和制动缸压力之间的对应关系

制动级位	11	19	74～77
				制动缸压力/kPa	0	0	425-485

以AW0(空载)为例解读：0～10％根据刹车踏板特性，无输出；11～19％小级位尽可能利用电制动，避免频繁补气，将输出设置为0；20％～74％输出的制动缸压力线性对应为0～425kPa；75～77％，输出的制动缸压力线性对应为425-485kPa；78％～100％属急踩大级位制动，软件不做压力控制，纯空气制动直接将总风压力充入制动缸，制动缸压力即为总风压力。

表2AW1(满座)工况下制动级位和制动缸压力之间的对应关系

制动级位	11	19	74～77
				制动缸压力/kPa	0	0	463-529

表2AW2(额定荷载)工况下制动级位和制动缸压力之间的对应关系

制动级位	11	19	74～77
				制动缸压力/kPa	0	0	570-630

表2AW3(超载)工况下制动级位和制动缸压力之间的对应关系

制动级位	11	19	74～77
				制动缸压力/kPa	0	0	620-675

2)在松开第一刹车踏板11或第二刹车踏板12后，桥模块3延时2秒钟导通与第一刹车踏板11或第二刹车踏板12之间的通路，以防止第一刹车踏板11或第二刹车踏板12控制气路不能及时排出而造成制动二次施加。

制动缓解过程如图3所示：当司机快速松开第一刹车踏板11或第二刹车踏板12时，电控制动系统根据第一刹车踏板11或第二刹车踏板12的角度电信号可立即排空制动缸压力，以缓解制动。而此时，桥模块3设计为延时2秒钟左右才将通路导通，在2秒钟之内，第一刹车踏板11或第二刹车踏板12输出的控制气路内的压缩空气基本可通过第一刹车踏板11或第二刹车踏板12的排气口排向大气，而不会充入制动缸，造成二次制动。

2、加速控制气路压缩空气的排放

如图4所示，为进一步加速第一刹车踏板11或第二刹车踏板12输出的控制气路内压缩空气的排放，提升制动缓解响应的及时性，在每根车桥桥模块3的附近设置一个继动阀5，使得原本需从第一刹车踏板11或第二刹车踏板12排出的控制气路压缩空气快速地从继动阀5排出，继动阀5的设置数量与车辆车桥的数量一致。本发明中，继动阀的进气口接第三气路，出气口接桥模块，排气口与外部大气相通。

Claims

1.一种虚拟轨道列车制动系统，包括电控制动系统和空气制动系统；所述电控制动系统包括制动控制单元；所述制动控制单元与列车两端司机室内的刹车踏板、多个桥模块电连接；每个桥模块均对应与一个制动器电连接；所述空气制动系统包括第一气路，两个刹车踏板之间通过设置于第一气路上的双向阀连通；所述多个桥模块均与双向阀一端口连通；其特征在于，每个所述桥模块与所述双向阀的端口之间的气路上均设有一个继动阀；当电控制动系统正常时，空气制动系统用作备份；当电控制动系统故障时，所述桥模块与所述刹车踏板之间的气路导通；制动施加的具体实现过程包括：当电控制动系统正常时，若制动控制单元接收到刹车踏板的角度电信号，制动控制单元根据所述角度电信号对应的制动级位控制桥模块输出相应的制动缸压力；同时，桥模块内部的通路为关断状态；当电控制动系统故障时，桥模块内部的通路导通，刹车踏板与桥模块之间的气路导通，输出控制压力到制动缸；

所述制动级位与制动缸压力的对应关系为：

空载工况下，当制动级位为0%～19%时，刹车踏板无控制压力输出；当制动级位为20%～74%时，制动缸压力为0~425 kPa；当制动级位为75%～77%时，制动缸压力为425～485 kPa；当制动级位为78%~100%时，制动缸压力与总风压力一致；

满座工况下，当制动级位为0%～19%时，刹车踏板无控制压力输出；当制动级位为20%～74%时，制动缸压力为0~463 kPa；当制动级位为75%～77%时，制动缸压力为463～529 kPa；当制动级位为78%~100%时，制动缸压力与总风压力一致；

额定荷载工况下，当制动级位为0%～19%时，刹车踏板无控制压力输出；当制动级位为20%～74%时，制动缸压力为0~570kPa；当制动级位为75%～77%时，制动缸压力为570～630kPa；当制动级位为78%~100%时，制动缸压力与总风压力一致；

超载工况下，当制动级位为0%～19%时，刹车踏板无控制压力输出；当制动级位为20%～74%时，制动缸压力为0~620 kPa；当制动级位为75%～77%时，制动缸压力为620～675 kPa；当制动级位为78%~100%时，制动缸压力与总风压力一致。

2.根据权利要求1所述的虚拟轨道列车制动系统，其特征在于，任一桥模块和与其连通的继动阀之间的距离不超过1m。

3.根据权利要求1或2所述的虚拟轨道列车制动系统，其特征在于，所述空气制动系统还包括第二气路；所述第二气路一端与所述双向阀一端口连通；所述第二气路另一端与第三气路连通；所述第三气路与多条支路连通，每条支路对应与一个所述桥模块连通。

4.一种虚拟轨道列车，其特征在于，其采用权利要求1～3之一所述的虚拟轨道列车制动系统。

5.一种虚拟轨道列车的制动控制方法，其特征在于，该方法权利要求1～3之一所述的虚拟轨道列车制动系统实现；

当电控制动系统正常时，空气制动系统用作备份；当电控制动系统故障时，所述桥模块与所述刹车踏板之间的气路导通；

制动施加的具体实现过程包括：当电控制动系统正常时，若制动控制单元接收到刹车踏板的角度电信号，制动控制单元根据所述角度电信号对应的制动级位控制桥模块输出相应的制动缸压力；同时，桥模块内部的通路为关断状态；当电控制动系统故障时，桥模块内部的通路导通，刹车踏板与桥模块之间的气路导通，输出控制压力到制动缸。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，制动缓解过程中，所述制动控制单元根据刹车踏板的角度电信号排空制动缸压力，延时T秒后，桥模块内部的通路导通，制动缸内的压缩空气从继动阀/刹车踏板排出。