一种地铁列车的液压制动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种地铁列车的液压制动系统，属于轨道车辆技术领域。液压制动系统包括液压制动夹钳、液压制动控制系统及辅助缓解装置；制动控制系统包括速度传感器、空气弹簧压力传感器与制动控制装置，制动控制装置包括电子制动控制单元与液压制动控制单元；液压制动控制单元包括阀控装置及用于向液压制动夹钳供给液压油的液压源装置，液压源装置包括油泵及油泵驱动电机，阀控装置用于对液压源装置向液压制动夹钳输出液压油的过程进行调控；电子制动控制单元向油泵驱动电机的电机控制器与阀控装置输出控制信号。利用液压制动夹钳构建地铁的制动系统，以满足轻量化、模块化设计，可广泛地应用于轨道车辆等制造领域。

A Hydraulic Braking System for Metro Trains

The invention relates to a hydraulic braking system for Metro trains, which belongs to the technical field of railway vehicles. Hydraulic brake system includes hydraulic brake clamp, hydraulic brake control system and auxiliary relief device; brake control system includes speed sensor, air spring pressure sensor and brake control device; brake control device includes electronic brake control unit and hydraulic brake control unit; hydraulic brake control unit includes valve control device and is used to supply hydraulic pressure to hydraulic brake clamp. Hydraulic power supply device of oil, hydraulic power supply device includes oil pump and oil pump drive motor, valve control device is used to control the process of hydraulic power supply device to output hydraulic oil to hydraulic brake clamp, and electronic brake control unit outputs control signal to motor controller and valve control device of oil pump drive motor. Hydraulic brake clamp is used to construct Metro braking system to meet the requirements of lightweight and modular design. It can be widely used in the field of rail vehicle manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
一种地铁列车的液压制动系统
本专利技术涉及一种轨道交通车辆用制动系统，具体地说，涉及一种地铁列车的液压制动系统。
技术介绍
近年来，随着地铁的快速发展，其运行速度由最初的60公里每小时递增至80公里每小时、100公里每小时，甚至更高。由于地铁运行站间距较短，与其他轨道交通车辆相比，其的起动、停车更为频繁，为了保障行车效率，要求车辆具有较大的起动加速度和制动减速度。地铁在高速运行中，势必会依赖制动控制系统调节列车运行速度和及时且准确地在预定位置处停车，使得制动系统成为地铁安全运行所必不可少的组成部分。当前，地铁的常用制动系统为空气制动系统，其利用空压机产生高压气体，通过微机对各种电磁阀的动作进行控制产生制动和缓解作用，例如公告号为CN208181082U的专利文献所公开的一种地铁机车制动装置，具体方案为同时对两个气缸进行气体供压，可以同时驱动两个制动卡钳从地铁车轮两侧对车轮进行制动，以提供更大的制动力矩。此外，公开号为CN108372868A的专利文献中公开了一种地铁机车制动装置，具体方案为利用气缸推动耐磨片对地铁车轮进行摩擦，以达到制动目的。虽然这些空气制动系统能够达到很好地制动效果，但是空气制动系统存在风源系统体积过大，且风源系统不是每列车都进行配置的问题，所以需在车与车之间利用管路进行连接。此外，用于产生空气制动力的空压机在工作时，会产生较大的噪音，尤其列车进站时空压机工作及充排气的声音会产生较大的噪音。近年来，随着地铁在设计上越来越强调轻量化、模块化，且各系统设备的安装空间越来越狭小，空气制动系统由于体积庞大而难以满足轻量化与模块化的制动模式，无法能在满足安装空间的前提下，提供足够的制动力输出。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种地铁列车的液压制动系统，以能更好地进行轻量化与模块化设计；本专利技术的另一目的是提供一种地铁列车的液压制动系统，通过对其辅助缓解装置的结构进行改进，以提高辅助缓解操作的效率。为了实现上述主要目的，本专利技术提供的液压制动系统包括安装在每列车辆的转向架上的液压制动夹钳，用于对液压制动夹钳的工作状态进行控制的液压制动控制系统，及用于对液压制动夹钳进行辅助缓解的辅助缓解装置；液压制动控制系统包括速度传感器、空气弹簧压力传感器与制动控制装置，制动控制装置包括电子制动控制单元与液压制动控制单元，速度传感器与空气弹簧压力传感器向电子制动控制单元输出检测信号；液压制动控制单元包括阀控装置及用于向液压制动夹钳供给液压油的液压源装置，液压源装置包括油泵及油泵驱动电机，阀控装置用于对液压源装置向液压制动夹钳输出液压油的过程进行调控；电子制动控制单元向油泵驱动电机的电机控制器与阀控装置输出控制信号。采用液压制动夹钳替代现有技术中空气夹钳构建基础制动装置，以能满足轻量化、模块化设计，及越来越少的设计空间，并能降低运行过程中的噪音，且可在每列车辆上都可配置液压源，以能更好地布局制动系统。具体的方案为液压制动夹钳包括机械弹簧施加制动力的被动型制动夹钳。优选的方案为空气弹簧压力传感器的空压源与阀控装置之间布设有气控减压阀；在紧急制动的工况下，通过紧急制动开关施压，控制阀控装置内的紧急制动阀失电，以通过气控减压阀将空气弹簧压力传感器的空压源的压力转换成对应液压，而控制液压制动夹钳施加液压制动力。以能在紧急制动工况下实现了空重车液压制动力的调节。另一个优选的方案为每台转向架上均布设有速度传感器、空气弹簧压力传感器及能独立地对该转向架上的液压制动夹钳进行控制的制动控制装置；布置在液压制动控制系统与制动指令发生系统之间的通信系统，包括用于在制动指令发生系统与多个制动控制装置之间进行信息交互的第一通信线路，及用于在相邻两个电子制动控制单元之间进行信息交互的第二通信线路。通过将液压制动控制系统配置成制动指令发生系统、安装在每台转向架上的制动控制装置及用于二者间进行信息交互的第一通信线路，且将制动控制装置配置成能独立地控制其所在转向架的制动过程，且在相邻两电子制动控制单元之间构建能进行内部通信的第二通信线路，从而可在搭建液压制动控制系统的过程中，只需根据车辆编组进行配置，从而更加灵活及便于模块化设计。更优选的方案为指令发生系统包括列车控制单元与司控器；第一通信线路包括在列车控制单元与电子制动控制单元之间进行信息交互的列车网络，在司控器与电子制动控制单元之间传送指令的第三通信线路，及在列车控制单元与液压制动控制单元及电子制动控制单元之间进行信息交互的硬线；第二通信线路为CAN总线。基于该通信线路的构建，可接收列车的硬线指令，同时接收网络信号。进一步的方案为电子制动控制单元通过列车网络和/或硬线上传车辆状态信息及故障信息，通过列车网络接收指令，通过第三通信线路接收牵引指令与制动指令；液压制动控制单元通过硬线接收紧急制动指令；相邻两电子制动控制单元通过第二通信线路交互车辆状态信息。更进一步的方案为列车网络为MVB网络、CANOPEN网络或以太网；第三通信线路为网络或硬线；在常用制动工况下，以电制动为主导，并在低速电制动力淡出时，由液压制动补偿制动力；电子制动控制单元通过通信系统接收来自列车控制单元与司控器的制动指令，及依据荷载检测信号与速度检测信号，获取列车的实际载荷、滑行状态信息及各列车的液压制动系统的工作状态，计算每列车辆的制动系统的制动力，计算每个处于正常工作状态的液压制动夹钳的制动力；电子制动控制单元依据所接收到的速度检测信号，在判断出车辆处于滑行状态时，输出控制信号而驱使液压制动夹钳动作，以减小夹钳的制动力，至滑行状态消除。再一个优选的方案是辅助缓解装置为独立于液压制动控制系统的液压装置。为了实现上述另一目的，本专利技术提供的更优选方案为辅助缓解装置包括与液压制动控制单元相对独立的液压缓解单元；液压缓解单元包括充压支路、泄压支路、管路切换单元、用于与液压制动夹钳的管路连接的第一外连接头及用于与手动泵的接头可拆卸连接的第二外连接头；充压支路包括串联在支路管路中的油泵，布置在该油泵与出油接头之间的过滤器，及与该油泵两端呈并联布置的溢流阀；泄压支路上串联有节流阀；管路切换单元包括三位三通换向阀、单向阀、控制阀及三通连接结构；三位三通换向阀中的单管接头与第一外连接头连通，双管接头中的一者与第二外连接头连通，另一者与三通连接结构的第一接口连通，以用于有选择将第二外连接头与第一接头中的一者与第一外连接头连通，或将第一外连接头截止；三通连接结构的第二接口通过控制阀与进油接头连通，第三接口通过单向阀与出油接头连通，单向阀所允许的流向指向第三接头。采用独立的辅助缓解装置，以进一步提高车辆的运行安全；即管路切换单元用于有选择地将充压支路的出油接头、泄压支路的进油接头及第二外连接头中的一者与第一外连接头连通，或将第一外连接头的油路截止，以在工作过程中，基于具有充压支路、泄压支路、手动泵及管路切换单元的辅助缓解装置，以在工作过程中，管路切换单元将第一外连接头仅连接至出油接头，而截至泄压支路的进油接头与第二外连接头，从而可启动油泵对夹钳进行充压缓解操作；当电动辅助缓解功能失效时，利用管路切换单元将第一外连接头仅连通第二外连接头，并截至出油接头与进油接头，以能利用手动泵进行缓解操作，并在缓解压力达到预定值时，利用管路切换单元将第一外连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁列车的液压制动系统，其特征在于，包括安装在对每列车辆的转向架上液压制动夹钳，用于对所述液压制动夹钳的工作状态进行控制的液压制动控制系统，及用于对所述液压制动夹钳进行辅助缓解的辅助缓解装置；所述液压制动控制系统包括速度传感器、空气弹簧压力传感器与制动控制装置，所述制动控制装置包括电子制动控制单元与液压制动控制单元，所述速度传感器与所述空气弹簧压力传感器向所述电子制动控制单元输出检测信号；所述液压制动控制单元包括阀控装置及用于向所述液压制动夹钳供给液压油的液压源装置，所述液压源装置包括油泵及油泵驱动电机，所述阀控装置用于对所述液压源装置向所述液压制动夹钳输出液压油的过程进行调控；所述电子制动控制单元向所述油泵驱动电机的电机控制器与所述阀控装置输出控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种地铁列车的液压制动系统，其特征在于，包括安装在对每列车辆的转向架上液压制动夹钳，用于对所述液压制动夹钳的工作状态进行控制的液压制动控制系统，及用于对所述液压制动夹钳进行辅助缓解的辅助缓解装置；所述液压制动控制系统包括速度传感器、空气弹簧压力传感器与制动控制装置，所述制动控制装置包括电子制动控制单元与液压制动控制单元，所述速度传感器与所述空气弹簧压力传感器向所述电子制动控制单元输出检测信号；所述液压制动控制单元包括阀控装置及用于向所述液压制动夹钳供给液压油的液压源装置，所述液压源装置包括油泵及油泵驱动电机，所述阀控装置用于对所述液压源装置向所述液压制动夹钳输出液压油的过程进行调控；所述电子制动控制单元向所述油泵驱动电机的电机控制器与所述阀控装置输出控制信号。2.根据权利要求1所述的液压制动系统，其特征在于：所述液压制动夹钳包括机械弹簧施加制动力的被动型制动夹钳。3.根据权利要求1或2所述的液压制动系统，其特征在于：所述空气弹簧压力传感器的空压源与所述阀控装置之间布设有气控减压阀；在紧急制动的工况下，通过紧急制动开关施压，控制所述阀控装置内的紧急制动阀失电，以通过所述气控减压阀将所述空气弹簧压力传感器的空压源的压力转换成对应液压，而控制所述液压制动夹钳施加液压制动力。4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的液压制动系统，其特征在于：每台转向架上均布设有所述速度传感器、所述空气弹簧压力传感器及能独立地对该转向架上的液压制动夹钳进行控制的所述制动控制装置；布置在所述液压制动控制系统与制动指令发生系统之间的通信系统，包括用于在所述制动指令发生系统与多个所述制动控制装置之间进行信息交互的第一通信线路，及用于在相邻两个电子制动控制单元之间进行信息交互的第二通信线路。5.根据权利要求4所述的液压制动系统，其特征在于：所述指令发生系统包括列车控制单元与司控器；所述第一通信线路包括在所述列车控制单元与所述电子制动控制单元之间进行信息交互的列车网络，在所述司控器与所述电子制动控制单元之间传送指令的第三通信线路，及在所述列车控制单元与所述液压制动控制单元及所述电子制动控制单元之间进行信息交互的硬线；所述第二通信线路为CAN总线。6.根据权利要求5所述的液压制动系统，其特征在于：所述电子制动控制单元通过所述列车网络和/或所述硬线上传车辆状态信息及故障信息，通过所述列车网络接收指令，通过所述第三通信线路接收牵引指令与制动指令；所述液压制动控制单元通过所述硬线接收紧急制...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫亦荣，仲云龙，章小勤，闻立新，
申请(专利权)人：嘉兴市钧萍轨道交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33