多厢连挂无轨电车制动系统的制作方法

本发明涉及一种制动系统，具体涉及一种多厢连挂无轨电车制动系统。

背景技术：

为了解决城市交通拥堵的问题，城市交通工具的发展日新月异，其中，公共交通车辆的创新发展至关重要，首当其冲的就是要提升城市公共交通车辆的运载量。现已发展出一种将列车的模式应用于城市公路交通领域的创新交通方式，即列车式城市公路公共交通车辆。该类车辆的特点是成本低、运载量大，由于该类车辆结合了新能源电驱动及节能技术、智能交通技术等，使其能够满足清洁环保、安全舒适、智能化、现代化等要求，更能体现现代交通领域的发展进步。

现有的列车式城市公路公共交通车辆主要分为两类：一类是有轨电车，如单轨电车；另一类是无轨电车，如智轨电车。

现有单车厢或双车厢的无轨电车一般采用汽车的制动系统及模式，该制动系统制动响应快、制动距离短，可实现城市公路路面条件下的制动需求。因由于该系统无制动冲击限制功能，所以制动冲击力大。对于多车厢无轨电车来说，因整车为多车厢连挂，如果采用汽车的制动系统及模式，其频繁而强烈的制动冲击容易造成各车厢间的折叠。

技术实现要素：

为了解决现有汽车的制动系统及模式无法满足多车厢无轨电车的制动需求的技术问题，本发明提供了一种多厢连挂无轨电车制动系统。

本发明的技术解决方案是：一种多厢连挂无轨电车制动系统，包括气源、分别设置在无轨电车两端部车厢的两个主制动单元；所述主制动单元包括踏板，其特殊之处在于：

所述主制动单元还包括第一制动控制部分和第一制动执行部分；

第一制动控制部分包括第一外部触发器、第一制动控制器、第一ep阀组；

第一制动执行部分包括第一制动执行单元；第一制动执行单元包括第一梭阀、第一制动桥模块、设置在第一制动桥模块两端的第一制动气室；所述第一制动桥模块连通气源；

所述主制动单元通过总线与无轨电车车辆控制单元通信；所述两个主制动单元之间通过双路冗余现场总线通信；

所述踏板的电制动信号及第一外部触发器的紧急制动触发信号送入第一制动控制器；所述第一制动控制器与第一制动桥模块的电路控制端口通过总线通信；所述第一制动桥模块控制第一制动气室工作；

所述踏板的气制动信号用于控制气源和第一梭阀第一输入口的通断；所述第一制动控制器通过第一ep阀组控制气源和第一梭阀第二输入口的通断；所述第一梭阀的输出口接第一制动桥模块的气路控制输入口；所述气源与第一制动桥模块的供气输入口连通；

所述两个主制动单元之间的气路连通。

进一步地，为了能够满足不同车厢数量的有轨列车的需求，上述制动系统还包括至少一个连挂制动单元；所述连挂制动单元设置在相应的连挂车厢上。

所述连挂制动单元包括第二制动控制部分和第二制动执行部分。

第二制动控制部分包括第二外部触发器、第二制动控制器、第二ep阀组；

第二制动执行部分包括第二梭阀、第二制动桥模块、设置在第二制动桥模块两端的第二制动气室；所述第二制动桥模块连通气源。

所述连挂制动单元与两个主制动单元之间均通过总线通信。

所述踏板的电制动信号经过第一制动控制器后送入第二制动控制器，所述第二外部触发器的紧急制动触发信号也送入第二制动控制器；所述第二制动控制器与第二制动桥模块的电路控制端口通过总线通信；所述第二制动桥模块控制第二制动气室工作；

所述踏板的气制动信号用于控制气源和第二梭阀第一输入口的通断；所述第一制动控制器通过第二ep阀组控制气源和第二梭阀第二输入口的通断；所述第二梭阀的输出口接第二制动桥模块的气路控制输入口；所述气源与第二制动桥模块的供气输入口连通；

所述连挂制动单元与两个主制动单元之间的气路均连通。

进一步地，为了实现多车厢扩展，该多厢连挂无轨电车制动系统还包括至少一个连挂制动单元；所述连挂制动单元设置在相应的连挂车厢上；

所述连挂制动单元包括第二制动控制部分和第二制动执行部分；

第二制动控制部分包括第二外部触发器、第二制动控制器、第二ep阀组；

第二制动执行部分包括第二制动执行单元；第二制动执行单元包括第二梭阀、第二制动桥模块、设置在第二制动桥模块两端的第二制动气室；所述第二制动桥模块连通气源；

所述连挂制动单元与两个主制动单元之间通过总线通信；

所述踏板的电制动信号经过第一制动控制器后送入第二制动控制器，所述第二外部触发器的紧急制动触发信号也送入第二制动控制器；所述第二制动控制器与第二制动桥模块的电路控制端口通过总线通信；所述第二制动桥模块控制第二制动气室工作；

所述踏板的气制动信号用于控制气源和第二梭阀第一输入口的通断；所述第一制动控制器通过第二ep阀组控制气源和第二梭阀第二输入口的通断；所述第二梭阀的输出口接第二制动桥模块的气路控制输入口；所述气源与第二制动桥模块的供气输入口连通；

所述连挂制动单元与两个主制动单元之间的气路均连通。

进一步地，所述第一制动控制器包括i/o控制功能板、继电器控制板、can通讯功能板、cpu处理器和电源；所述第一制动控制器通过i/o控制功能板接收车速信号、制动控制指令信号、状态监控信号，经cpu处理器运算处理后输出相应执行控制信号；所述第二制动控制器和所述第一制动控制器的结构相同。

进一步地，为了实现制动过程中车轮防滑及防抱死功能，所述第一制动执行部分还包括设置在第一制动桥模块和第一制动气室之间的第一abs电磁阀，所述第一abs电磁阀由第一制动控制器控制。

进一步地，所述第一制动执行单元的数量与车轮轴数量一致。

进一步地，所述第一ep阀组和所述第二ep阀组均为电控比例压力调节阀组。

进一步地，所述踏板包括机械踏板和电控制动总阀。

同时，本发明还提供了另一种多厢连挂无轨电车制动系统，包括气源、设置在无轨电车端部车厢的主制动单元和至少一个设置在连挂车厢的连挂制动单元；所述主制动单元包括踏板，其特殊之处在于：

所述主制动单元包括第一制动控制部分和第一制动执行部分；

第一制动控制部分包括第一外部触发器、第一制动控制器、第一ep阀组；

第一制动执行部分包括第一制动执行单元；第一制动执行单元包括第一梭阀、第一制动桥模块、设置在第一制动桥模块两端的第一制动气室；所述第一制动桥模块连通气源；

所述主制动单元通过总线与无轨电车车辆控制单元通信；所述主制动单元之间与连挂制动单元之间通过总线通信；

所述踏板的电制动信号及第一外部触发器的紧急制动触发信号送入第一制动控制器；所述第一制动控制器与第一制动桥模块的电路控制端口通过总线通信；所述第一制动桥模块控制第一制动气室工作；

所述踏板的气制动信号用于控制气源和第一梭阀第一输入口的通断；所述第一制动控制器通过第一ep阀组控制气源和第一梭阀第二输入口的通断；所述第一梭阀的输出口接第一制动桥模块的气路控制输入口；所述气源与第一制动桥模块的供气输入口连通；

所述连挂制动单元包括第二制动控制部分和第二制动执行部分；

第二制动控制部分包括第二外部触发器、第二制动控制器、第二ep阀组；

第二制动执行部分包括第二制动执行单元；第二制动执行单元包括第二梭阀、第二制动桥模块、设置在第二制动桥模块两端的第二制动气室；所述第二制动桥模块连通气源；

所述连挂制动单元与主制动单元之间通过双路冗余现场总线通信；所述踏板的电制动信号经过第一制动控制器后送入第二制动控制器，所述第二外部触发器的紧急制动触发信号也送入第二制动控制器；所述第二制动控制器与第二制动桥模块的电路控制端口通过总线通信；所述第二制动桥模块控制第二制动气室工作；

所述踏板的气制动信号用于控制气源和第二梭阀第一输入口的通断；所述第一制动控制器通过第二ep阀组控制气源和第二梭阀第二输入口的通断；所述第二梭阀的输出口接第二制动桥模块的气路控制输入口；所述气源与第二制动桥模块的供气输入口连通；

所述连挂制动单元与主制动单元之间的气路连通。

进一步地，所述第一制动控制器包括i/o控制功能板、继电器控制板、can通讯功能板、cpu处理器和电源；所述第一制动控制器通过i/o控制功能板接收车速信号、制动控制指令信号、状态监控信号，经cpu处理器运算处理后输出相应执行控制信号；所述第二制动控制器和所述第一制动控制器的结构相同。

进一步地，所述第一制动执行部分还包括设置在第一制动桥模块和第一制动气室之间的第一abs电磁阀，所述第一abs电磁阀由第一制动控制器控制。

本发明相比现有技术的有益效果是：

1、本发明同时具备列车和公路交通车辆的制动功能，制动响应快，制动距离短，而且可以多车厢扩展连挂制动，为城市公共交通多厢车辆提供一种新型制动系统，解决了传统的单厢车辆的制动系统的某些特性及制动模式不适宜完全应用在多厢车辆上的技术问题，取长补短，选择性保留和优化汽车特有的制动特性的同时增加列车上的制动功能及特性，形成一种新的制动系统，可满足多厢车辆的制动需求。

2、本发明可实现电-气复合制动功能，踏板以电-气双路信号传输制动指令，控制制动桥模块进行制动压力调节，电控信号失效时，气控信号起效，并不影响正常的行车制动；本发明还可实现双向制动操控功能。

3、本发明可实现独立的紧急触发制动功能，紧急制动气路调节具备电、空双路保障，当电控失效时气控自动施加。

4、本发明的制动系统还包括至少一个设置在连挂车厢的连挂制动单元，可以满足无轨电车更多车厢连挂的需求。

5、本发明可在系统单元内部进行多轴扩展，能够满足不同轴数的无轨电车的需求。

6、本发明可实现制动过程中车轮防滑及防抱死功能。

7、本发明的两个主制动单元之间的总线布局为双路冗余形式，提升通信可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例1的示意图；

图2是本发明实施例2的示意图；

图中附图标记为：1-踏板，2-第一梭阀，3-第二梭阀。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1：

参照图1，该实施例是一种多厢连挂无轨电车制动系统，包括气源、一个连挂制动单元和两个主制动单元。

两个主制动单元分别设置在无轨电车两端部车厢；连挂制动单元设置在相应的连挂车厢上。主制动单元通过总线与无轨电车车辆控制单元通信；两个主制动单元之间、主制动单元与连挂制动单元之间均通过双路冗余现场总线通信。

主制动单元包括第一制动控制部分和第一制动执行部分。

第一制动控制部分包括踏板1、第一外部触发器、第一制动控制器、第一ep阀组。

第一制动执行部分包括两个第一制动执行单元；每个第一制动执行单元均包括第一梭阀2、第一制动桥模块、设置在第一制动桥模块两端的第一制动气室；第一制动桥模块连通气源。

踏板1为电控踏板，包括机械踏板和电控制动总阀。踏板1的电制动信号及第一外部触发器的紧急制动触发信号送入第一制动控制器；第一制动控制器与第一制动桥模块的电路控制端口通过总线通信；所述第一制动桥模块控制第一制动气室工作。

踏板1的气制动信号分为前后两路，两路气制动信号分别用于控制气源和两个第一梭阀2的第一输入口的通断；第一制动控制器通过第一ep阀组控制气源和两个第一梭阀2第二输入口的通断；两个第一梭阀2的输出口分别接对应的第一制动桥模块的气路控制输入口。气源与第一制动桥模块的供气输入口连通；

第一制动控制器包括i/o控制功能板、继电器控制板、can通讯功能板、cpu处理器和电源；第一制动控制器通过i/o控制功能板接收来自系统各功能传感器采集的车速、车重信号，制动控制指令信号，状态监控信号及其他车况信号等，经cpu处理器运算处理后将各种控制信号输出。连挂制动单元包括第二制动控制部分和第二制动执行部分。

第二制动控制部分包括第二外部触发器、第二制动控制器、第二ep阀组。

第二制动控制器和第一制动控制器的结构相同。

第二制动执行部分包括两个第二制动执行单元；每个第二制动执行单元均包括第二梭阀3、第二制动桥模块、设置在第二制动桥模块两端的第二制动气室；第二制动桥模块连通气源。

踏板1的电制动信号经过第一制动控制器后送入第二制动控制器，第二外部触发器的紧急制动触发信号也送入第二制动控制器；第二制动控制器与第二制动桥模块的电路控制端口通过总线通信；第二制动桥模块控制第二制动气室工作。

踏板1的气制动信号分为前后两路，两路气制动信号分别用于控制气源和两个第二梭阀3的第一输入口的通断；第一制动控制器通过第二ep阀组控制气源和两个第二梭阀3的第二输入口的通断；两个第二梭阀3的输出口分别接对应的第二制动桥模块的气路控制输入口；气源与第二制动桥模块的供气输入口连通。

连挂制动单元与两个主制动单元之间的气路均连通。

本实施例的工作原理如下：

正常制动时，踏板1以电制动信号或气制动信号作为传输制动指令，电制动信号为主指令，电制动信号输入第一制动控制器，气制动信号分两路通过两个第一梭阀2分别连接至两个第一制动执行单元中第一制动桥模块的气路控制输入口。当电制动信号有效时，第一制动控制器识别制动模式为正常制动，经制动力计算与分配，输出制动压力调节信号，分两路输入至两个第一制动桥模块，控制两个第一制动桥模块进行制动压力调节并输出至第一制动气室，实现制动控制。

同时电制动信号通过第一制动控制器传输至连挂制动单元中的第二制动控制器，第二制动控制器与第一制动控制器的结构及工作原理相同，第二制动控制器控制两个第二制动执行单元完成连挂制动单元的正常制动。

当电制动信号失效时，踏板1以气制动信号作为传输制动指令，分别控制两个第一制动桥模块进行制动压力调节并输出至两个第一制动气室，实现制动控制。由于连挂制动单元与两个主制动单元之间的气路均连通，所以气制动信号也同时分别控制两个第二制动桥模块进行制动压力调节并输出至两个第二制动气室，实现制动控制。

电制动信号失效时，气制动信号生效，保证车辆正常的行车制动。

当触发第一外部触发器时，第一外部触发器输出电制动信号至第一制动控制器，第一制动控制器识别制动模式为紧急制动，实时采集各轮速，空簧压力，车况信息等并处理，计算紧急制动整车制动力并进行制动力分配计算，以电制动信号的形式输入第一ep阀组，控制第一ep阀组进行相应的紧急制动控制压力调节，第一ep阀组输出的控制压力经两个第一梭阀2到达两个第一制动桥模块，因紧急制动全部采用气压制动，其制动力应为当前车辆负载下最大制动力，因此紧急制动经两个第一ep阀组调节后的压力，大于正常制动时制动控制总阀输出的控制压力。当触发紧急制动时，经两个第一梭阀2输出的压力应为第一ep阀组调节后输出的紧急制动控制气压，该控制气压控制两个第一制动桥模块进行压力复现和气路放大并输入至制动气室，实现紧急制动。

第一ep阀组为独立的电控比例压力调节阀组，其气压调节主要由第一制动控制器输出紧急制动电制动信号进行压力调节，当第一电制动信号失效时，第一ep阀组具备旁路控制气压补充，旁路控制气压设定为满足整车满载最大紧急制动所需制动力的控制压力。

当触发第二外部触发器时，其原理与触发第一外部触发器时相同。

各abs电磁阀分别串联在各制动桥模块的制动气压输出口至制动气室输入口之间的气管路上。各abs电磁阀由相应的制动控制器控制，并由第一制动控制器或第二制动控制器实时检测所有车轮的滑移率。在行车过程中，当系统检测到车轮有打滑及抱死倾向时，会控制相应的abs电磁阀进行充排气动作，保证所有车轮的滑移率一致，实现制动系统的制动稳定性。

该制动控制系统可系统内部进行多轴扩展，即第一制动执行单元和第二制动执行单元可以为一个也可以为多个，本实施例中的第一制动执行单元和第二制动执行单元均为两个。

连挂制动单元可以为一个或多个，本实施例中的连挂制动单元为一个。连挂制动单元通过总线进行连挂，两个主制动单元将各种制动操控信息等传输至连挂制动单元，连挂制动单元将制动状态信息等反馈至主制动单元，实现了连挂制动单元与主制动单元之间的协调匹配制动控制。主制动单元可通过另路总线与车辆中央控制单元及其他车载设备进行通信，如接收电制动反馈信息，接收车辆中央控制单元发出的制动控制指令等。连挂制动单元可实现双向操控，车辆行驶方向上的主制动单元为主操控单元，来自踏板1的气控压力通过管路连接至连挂制动单元，保证连挂制动单元在电控制动失效时，气控方式能正常起作用，保证连挂制动单元正常制动需求。

实施例2：

参照图2，实施例2包括一个主制动单元和一个连挂制动单元；主制动单元和连挂制动单元通过双路冗余总线进行通信；主制动单元通过另路总线与车辆控制单元进行通信。实施例2中的主制动单元和连挂制动单元与实施例1中的主制动单元和连挂制动单元的结构及原理均相同，此处不再重复描述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。