一种机车及其双模式制动控制系统的制作方法

本发明涉及机车技术领域，特别涉及一种机车的双模式制动控制系统。本发明还涉及一种包括上述双模式制动控制系统的机车。

背景技术：

随着中国轨道交通的发展，越来越多的轨道机车已得到广泛使用。

机车是牵引或推送铁路车辆运行，而本身不装载营业载荷的自推进车辆。机车是利用蒸汽机、柴油机、牵引电动机或其他动力机械产生的动力，并通过机车传动装置驱动动轮(驱动轮)，借助动轮和钢轨之间的粘着力而产生推动力，即机车牵引力。机车产生的牵引力克服列车阻力，可拖动比它自身重量大10倍或20倍以上的车列。机车或列车在轨道上运行，必须能随时减速或停止运行，所以在机车和铁路车辆上都装有制动装置。此外，还可以利用机车动力装置、传动装置或牵引电动机的逆动作所产生的阻滞作用辅助制动装置工作。

轨道机车在线路运行时，如制动系统出现故障，往往会导致机车无法运行，并占用正线线路，不但影响此列车的运行，还影响整条线路上的列车的正常运用，因此机车设置后备制动是有必要的。

目前，机车上的后备制动主要为机械控制的空气后备制动，均需要安装独立的一套后备制动控制器，如此空气后备制动可以与机车的制动系统独立，在发生机车的制动系统无法正常运行时，可以启用空气后备制动进行紧急制动。然而，独立的后备制动控制器不但占用司机室操作台有限的空间，还不利于司机的操作，并且，机械控制的后备制动方式需要从制动机引出控制管路至操作台，增加了布置难度和故障隐患。

因此，如何避免机车的后备制动控制器占用额外空间，降低后备制动系统的布线复杂度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机车的双模式制动控制系统，能够避免机车的后备制动控制器占用额外空间，降低后备制动系统的布线复杂度。本发明的另一目的是提供一种包括上述双模式制动控制系统的机车。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机车的双模式制动控制系统，包括与列车管连通的中继阀，一端与总风管连通、另一端与所述中继阀的进气口连通的均衡压力控制器，还包括连接于所述中继阀和均衡压力控制器之间的模式转换阀，以及与所述总风管连通的后备调压阀、与所述后备调压阀的出气口连通的电联锁转换塞门，以及制动控制器；

所述模式转换阀上设置有第一进气口、第二进气口和出气口，其第一进气口与所述均衡压力控制器的出气口连通，其第二进气口与所述电联锁转换塞门的出气口连通，其出气口与所述中继阀的均衡进气口连通；

所述电联锁转换塞门处于触发状态时，其进气口与出气口连通，反之则截止；且所述电联锁转换塞门被触发时，所述制动控制器使所述模式转换阀的出气口与其第二进气口连通，反之则使所述模式转换阀的出气口与其第一进气口连通。

优选地，还包括三通阀、比较阀、作用阀、第一通断电磁阀、第一稳定风缸、第二通断电磁阀和第二稳定风缸；

所述三通阀的进气口与所述列车管连通，其出气口与所述比较阀的第一进气口连通，所述比较阀的出气口与所述作用阀的进气口连通，所述作用阀的出气口与制动缸管连通；

所述第一通断电磁阀的进气口与所述总风管连通，其出气口以及所述第一稳定风缸的风口同时与所述比较阀的第二进气口连通；

所述第二通断电磁阀的进气口与所述后备调压阀的出气口连通，其出气口以及所述第二稳定风缸的风口同时与所述电联锁转换塞门的进气口连通；

所述第一通断电磁阀和第二通断电磁阀均与所述制动控制器信号连接，且所述电联锁转换塞门被触发时，所述制动控制器用于控制所述第二通断电磁阀的通断，反之则用于控制所述第一通断电磁阀的通断。

优选地，还包括与所述第一通断电磁阀的出气口连通的第一泄压电磁阀，以及与所述第二通断电磁阀的出气口连通的第二泄压电磁阀，所述第一泄压电磁阀和第二泄压电磁阀的出气口均与外界大气连通；所述第一泄压电磁阀和第二泄压电磁阀均与所述制动控制器信号连接，且所述电联锁转换塞门被触发时，所述制动控制器用于控制所述第二泄压电磁阀的通断，反之则用于控制所述第一泄压电磁阀的通断。

优选地，还包括与所述总风管连通的过充通断电磁阀、与所述过充电磁阀的出气口连通的过充风缸及过充泄压电磁阀，以及用于控制所述过充通断电磁阀和过充泄压电磁阀通断状态的过充开关；

所述过充风缸风口同时与所述中继阀的过充进气口连通，所述过充泄压电磁阀的出气口与外界大气连通，且所述过充开关闭合时，所述过充通断电磁阀的进气口与出气口导通，所述过充泄压电磁阀的进气口与出气口截止；所述过充开关断开时，所述过充通断电磁阀的进气口与出气口截止，所述过充泄压电磁阀的进气口与出气口导通。

优选地，还包括与所述电联锁转换塞门信号连接的模式控制单元和后备中间继电器，所述模式控制单元用于控制所述模式转换阀的进出气口的连通状态，所述后备中间继电器用于使所述制动控制器选择控制所述第一通断电磁阀和第一泄压电磁阀的通断状态，或者选择控制所述第二通断电磁阀和第二泄压电磁阀的通断状态；

所述电联锁转换塞门被触发时，所述模式控制单元使所述模式转换阀的出气口与其第二进气口连通，反之则使所述模式转换阀的出气口与其第一进气口连通；

且所述电联锁转换塞门被触发时，所述后备中间继电器使所述制动控制器控制所述第一通断电磁阀和第一泄压电磁阀的通断状态，反之则使所述制动控制器控制所述第二通断电磁阀和第二泄压电磁阀的通断状态。

优选地，所述制动控制器上设置有用于控制所述第一通断电磁阀或第二通断电磁阀的通断状态的第一控制触点，以及用于控制所述第一泄压电磁阀或第二泄压电磁阀的通断状态的第二控制触点，且所述第一控制触点和第二控制触点的触发状态互相独立。

本发明还提供一种机车，包括如上述任一项所述的双模式制动控制系统。

本发明所提供的机车的双模式制动控制系统，主要包括中继阀、均衡压力控制器、模式转换阀、后备调压阀、电联锁转换塞门和制动控制器。其中，中继阀的出气口与列车管连通，均衡压力控制器的一端与总风管连通，另一端与中继阀的进气口连通。模式转换阀连接在中继阀和均衡压力控制器之间，后备调压阀与总风管连通，电联锁转换塞门与后备调压阀的出气口连通。在模式转换阀上设置有第一进气口、第二进气口和出气口，并且其第一进气口与均衡压力控制器的出气口连通，其第二进气口与电联锁转换塞门的出气口连通，其出气口则与中继阀的均衡进气口连通。如此，模式转换阀具有两种通风模式，即第一进气口与出气口连通，或第二进气口与出气口连通，而其模式的转换由电联锁转换塞门的状态控制。电联锁转换塞门本身的进气口与出气口是隔离的，当其处于触发状态时，其进气口与出气口连通，反之则截止。并且，当电联锁转换塞门被触发时，制动控制器使得模式转换阀的第二进气口与出气口连通，而在电联锁转换塞门未被触发时，制动控制器使得模式转换阀的第一进气口与出气口连通。如此，当模式转换阀的第一进气口与其出气口连通时，总风管的压力经过均衡压力控制器后输出到列车管上，此时为单独制动模式；而当模式转换阀的第二进气口与其出气口连通时，总风管的压力经过后备调压阀后再输出到列车管上，此时为后备制动模式。并且，制动控制器可在电联锁转换塞门的状态转换下，控制模式转换阀的制动模式，因此可随意在单独制动模式和后备制动模式中切换，相比于现有技术，仅由同一个制动控制器即可完成单独制动模式和后备制动模式的控制，无需为后备制动模式单独设置后备制动控制器或外加气路，避免占用额外空间，降低制动系统的布线复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式中的气路结构工作原理图；

图2为本发明所提供的一种具体实施方式中制动控制器的控制原理图。

其中，图1—图2中：

中继阀—1，均衡压力控制器—2，模式转换阀—3，后备调压阀—4，电联锁转换塞门—5，制动控制器—6，第一控制触点—601，第二控制触点—602，三通阀—7，比较阀—8，作用阀—9，第一通断电磁阀—10，第一稳定风缸—11，第二通断电磁阀—12，第二稳定风缸—13，第一泄压电磁阀—14，第二泄压电磁阀—15，过充通断电磁阀—16，过充风缸—17，过充泄压电磁阀—18，过充开关—19，模式控制单元—20，后备中间继电器—21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式中的气路结构工作原理图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，双模式制动控制系统中的“双模式”指单独制动系统的单独制动模式和后备制动系统的后备制动模式，该两种模式的气路切换主要由模式转换阀3的连通状态决定。

首先介绍单独制动系统，单独制动系统主要包括第一通断电磁阀10、第一泄压电磁阀14、第一稳定风缸11，以及均衡压力控制器2、模式转换阀3、中继阀1、三通阀7、比较阀8、作用阀9，该部分部件形成气压回路。其中，中继阀1、三通阀7、比较阀8和作用阀9的作用与现有技术相同，此处不再赘述。需要说明的是，比较阀8的作用是取其第一进气口和第二进气口中较大的气压。并且，中继阀1的均衡进气口与模式转换阀3的出气口之间通过均衡管连通，中继阀1的出气口与三通阀7的进气口之间通过列车管连通，三通阀7的出气口与比较阀8的第一进气口之间通过作用管连通，而作用阀9的出气口与制动缸管连通。

第一通断电磁阀10的进气口与总风管连通，而第一通断电磁阀10的出气口与第一稳定风缸11的风口连通，同时第一泄压电磁阀14的进气口也与第一通断电磁阀10的出气口连通，而第一泄压电磁阀14的出气口则与外界大气连通，并且第一稳定风缸11的风口还同时与比较阀8的第二进气口连通。当然，在第一通断电磁阀10的进气口与总风管之间可增设截断塞门和调压阀等部件。如此，总风管中的空气即可经过第一通断电磁阀10、第一稳定风缸11到达比较阀8的第二进气口。

同时，均衡压力控制器2的进气口与总风管连通，均衡压力控制器2的出气口与模式转换阀3的第一进气口连通，模式转换阀3的出气口与中继阀1的均衡进气口连通。而后续的三通阀7、比较阀8和作用阀9则依次连通。如此，总风管中的空气即可经过均衡压力控制器2和模式转换阀3后达到比较阀8的第一进气口。在比较阀8处，选择其第一进气口和第二进气口中的较大气压后，再通过作用阀9输出给制动缸管，保证制动缸管中具有较大的制动压力。

上述制动方式即为单独制动系统的工作方式，亦即单独制动模式，在该种模式中，模式转换阀3的出气口与其第一进气口连通。

然后介绍后备制动系统，后备制动系统主要包括后备调压阀4、第二通断电磁阀12、第二泄压电磁阀15、第二稳定风缸13、电联锁转换塞门5和模式转换阀3。当然，后续的中继阀1、三通阀7、比较阀8和作用阀9是与单独制动系统共用的。

第二通断电磁阀12的进气口与总风管连通，而第二通断电磁阀12的出气口与第二稳定风缸13的风口连通，同时第二泄压电磁阀15的进气口也与第二通断电磁阀12的出气口连通，而第二泄压电磁阀15的出气口则与外界大气连通，并且第二稳定风缸13的风口还同时与电联锁转换塞门5的进气口连通，而电联锁转换塞门5的出气口与模式转换阀3的第二进气口连通。另外，在第二通断电磁阀12与总风管之间增设有后备调压阀4进行调压。如此，总风管中的空气经过后备调压阀4、第二通断电磁阀12、第二稳定风缸13、电联锁转换塞门5后达到模式转换阀3的第二进气口，之后依然经过中继阀1、三通阀7后达到比较阀8的第一进气口。而比较阀8的第二进气口处仍然是与第一稳定风缸11的风口连通。比较阀8同样在选取第一进气口和第二进气口处的较大风压后经过作用阀9输出给制动缸管。

上述制动方式即为后备制动系统的工作方式，亦即后备制动模式，在该种模式中，模式转换阀3的出气口与其第二进气口连通，并且电联锁转换塞门5的进气口和出气口也处于导通状态。

重要的是，转换阀的出气口与其第一进气口还是第二进气口连通，是由电联锁转换塞门5决定的，而电联锁转换塞门5同时与制动控制器6电路连接。同时，电联锁转换塞门5的进气口和出气口的连通状态由其触发状态决定。

如图2所示，图2为本发明所提供的一种具体实施方式中制动控制器6的控制原理图。

在控制电路中，电联锁转换塞门5可认为是一个单刀双掷开关，其与模式控制单元20连接或与后备中间继电器21连接，而其具体的连接关系可由用户手动控制。一般的，电联锁转换塞门5在自然状态下，也就是机车处于单独制动系统控制下，与模式控制单元20保持电路连接，而在触发状态下，也就是机车处于后备制动系统控制下，才与后备中间继电器21连接。其中，模式控制单元20与气路系统中的模式转换阀3信号连接，当模式控制单元20与电联锁转换塞门5保持电路连接时，模式控制单元20控制模式转换阀3的出气口与其第一进气口连通；而当模式控制单元20与电联锁转换塞门5断开连接，也就是电联锁转换塞门5与后备中间继电器21连接时，模式控制单元20控制模式转换阀3的出气口与其第二进气口连通。如此，通过对电联锁转换塞门5的触发状态的控制，即可完成对模式转换阀3的进出气口连通状态的控制，进而实现机车单独制动模式与后备制动模式的切换。

接上述，后备中间继电器21主要用于切换制动控制器6的控制对象。具体的，由于气路系统中同时存在单独制动系统中的第一通断电磁阀10和第一泄压电磁阀14，以及后备制动系统中的第二通断电磁阀12和第二泄压电磁阀15，因此，当机车处于单独制动系统控制时，制动控制器6需要控制第一通断电磁阀10和第一泄压电磁阀14的通断状态，而当机车处于后备制动系统控制时，制动控制器6需要控制第二通断电磁阀12和第二泄压电磁阀15的通断状态，为方便独立控制，可将制动控制器6分为两部分次级控制单元，并且在每部分次级控制单元上分别设置一对具有通断状态的触点，设其为s1和s2，可将两部分次级控制单元的两个s1触点合并为第一控制触点601，专用于控制第一通断电磁阀10或第二通断电磁阀12的通断；同理，可将两部分次级控制单元的两个s2触点合并为第二控制触点602，专用于控制第一泄压电磁阀14或第二泄压电磁阀15的通断。

而至于第一控制触点601到底控制第一通断电磁阀10还是第二通断电磁阀12，以及第二控制触点602到底控制第一泄压电磁阀14还是第二泄压电磁阀15，由后备中间继电器21决定。一般的，当后备中间继电器21未与电联锁转换塞门5连接，也就是未得电时，此时后备中间继电器21使第一控制触点601与第一通断电磁阀10连通，同时使第二控制触点602与第一泄压电磁阀14连通。也就是说，后备中间继电器21未与电联锁转换塞门5连接时，机车处于单独制动系统控制状态，此时制动控制器6的第一控制触点601和第二控制触点602分别用于控制单独制动系统中的第一通断电磁阀10和第一泄压电磁阀14。反之，当后备中间继电器21与电联锁转换塞门5连接时，也就是得电时，此时后备中间继电器21使第一控制触点601与第二通断电磁阀12连通，同时使第二控制触点602与第二泄压电磁阀15连通。也就是说，后备中间继电器21与电联锁转换塞门5连接时，机车处于后备制动系统控制状态，此时制动控制器6的第一控制触点601和第二控制触点602分别用于控制后备制动系统中的第二通断电磁阀12和第二通泄压电磁阀。

进一步的，制动控制器6本身的s1和s2触点，也类似开关具有导通与断开状态，并且其通断状态是互相独立的，互不影响，可由用户自由选择。具体的，制动控制器6具有三个工作位状态，当s1触点和s2触点均导通得电时，此时制动控制器6处于制动工位；当s1触点和s2触点均断开失电时，此时制动控制器6处于制动缓解工位；而当s1触点导通得电而s2触点断开失电时，此时制动控制器6处于中间零位。上述制动控制器6的三个工作位状态，体现在第一通断电磁阀10、第一泄压电磁阀14、第二通断电磁阀12和第二泄压电磁阀15的通断状态上，具体的通断状态对于本领域技术人员而言是显然的，此处不再赘述。

另外，考虑到机车处于后备制动系统控制状态时，需要人工进行制动压力控制与制动缓解等操作，因此，本实施例在气路系统中增设了过充支路。具体的，该过充支路包括过充通断电磁阀16、过充泄压电磁阀18、过充风缸17，以及设置在控制电路中的过充开关19。其中，过充通断电磁阀16的进气口与总风管连通，过充通断电磁阀16的出气口与过充风缸17的风口连通，而过充泄压电磁阀18的进气口也与过充通断电磁阀16的出气口连通，同时过充泄压电磁阀18的出气口与外界大气连通，并且过充风缸17的风口还同时与中继阀1的过充进气口连通。而过充开关19主要用于控制过充通断电磁阀16和过充泄压电磁阀18的通断，一般的，当过充开关19闭合时，过充通断电磁阀16导通，过充泄压电磁阀18截止，总风管中的空气经过过充通断电磁阀16和过充风缸17后达到中继阀1的过充进气口，此时中继阀1的过充进气口和均衡进气口均具有一定气压，如此可适当增大列车管的压力，提高制动压力。而当过充开关19断开时，过充通断电磁阀16截止，过充泄压电磁阀18导通，此时过充风缸17的风口相当于与外界大气连通，开始进行泄压，进而使中继阀1的过充进气口处的气压逐渐降低，从而适当降低制动压力，避免制动压力过高而造成意外缓解的情况。如此，通过对过充开关19的开关操作，即可对应地提高或降低制动压力，从而方便地调节机车的制动压力。

本实施例还提供一种机车，包括双模式制动控制系统，其中，该双模式制动控制系统与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。