一种应用于机车制动系统的电控制动装置的制作方法

本发明属于机车制动领域，特别涉及一种应用于机车制动系统的电控制动装置。

背景技术：

jz-7型空气制动机是我国自行设计制造的空气制动机，广泛应用于我国制造的内燃、电力机车上。对内燃机车而言，在我国车站调车机车领域，大量运用的东风、东方红型机车，以及在钢铁厂、矿山大量运用的直流传动型内燃机车，均使用jz-7型空气制动机。

随着铁路自动化的发展，机车自动控制装置的运用越来越广泛，也越来越先进。在机车自动控制过程中，如何将计算机输出的电信号转化为机车制动的空气压力，一直是该领域研究的重要课题。而在机车制动压力的自动控制中，充斥着大量需要通过机车单独制动阀和作用阀控制机车制动缸压力，实现机车制动的作业。特别是在驼峰作业中，由于列车需在驼峰完成解体作业，不能连接制动软管，只能使用机车单独制动，因此，实现机车单独制动的自动控制，成为调车机车自动控制的关键技术之一。

目前调车机车控制以人控为主，由于jz-7型空气制动机的控制原理主要是以司机调节制动手柄的位置控制风压的大小，没有电控接口，因此自动控制系统难以对其实现自动控制，阻碍到了调车机车自动控制整体发展。

技术实现要素：

本发明提供了一种应用于机车制动系统中空气制动机作用阀控制的电控制动装置，使运用于机车的计算机自动控制系统能够通过电信号控制机车制动缸压力，自动实现机车制动。

所述电控制动装置包括：电控制动机内置的多个电磁阀，所述电磁阀受到安装在机车上的自动控制车载主机发出的电控制信号的控制后，控制其风路的通断；以及

缸体内的鞲鞴结构，具有多层气密制动腔室，用于通过所述电磁阀通断的不同组合，将制动压力通过多个气密制动腔室进行分级控制，以产生不同等级的制动压力。

优选地，所述电控制动装置还包括作用阀管座和加装在制动管路上的三通梭阀，当车载主机自动控制时，通过所述作用阀管座和所述三通梭阀使所述电磁阀动作，slb制动装置内部导通总风管与相应气密制动腔室的风路，使气密制动腔室形成制动压力，制动风压推动三通梭阀向下移动，导通slb制动装置与作用阀之间的风路，从而形成机车制动缸风压，最终作用在轮对上。

优选地，所述电控制动装置还包括单独制动阀，用于当司机操作制动手柄而进行手动制动时，根据所述手柄的操作在所述单独制动阀上形成制动风压，推动所述三通梭阀向上移动，导通所述单独制动阀与所述作用阀之间的风路，从而形成机车制动缸风压，最终作用在轮对上。

优选地，所述作用阀包括总风缸管、制动缸管和作用风缸管，所述总风缸管接机车总风缸，管路向所述作用阀内提供风源；所述制动缸管接机车制动缸，对其充风后实现机车制动缸单独制动；所述作用风缸管接机车单独制动阀，所述单独制动阀通过该管路实现对机车制动缸的压力调节和控制。

优选地，在司机手动制动过程中，所述作用风缸管压力增加，顶推作用阀内部鞲鞴向上移动，打通总风缸管与制动缸管之间的风路，使总风缸向制动缸充风，实现制动；当制动缸管的风压与所述作用风缸管的风压相等时，充风风路关闭，机车保压制动；

在司机缓解制动过程中，撤除所述作用风缸管风压，作用阀内部鞲鞴自然落下，所述制动缸管的风路与大气连通，实现制动缸管路排风，制动缸压力撤除，机车缓解。

通过本装置，可实现电信号对制动风压信号的精细控制，从而为调车机车自动控制提供基础保障。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的作用阀的剖面结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的作用阀管座及司机制动结构的示意图；

图3示出了根据本发明实施例的制动装置内部原理的结构图；

图4示出了根据本发明实施例的制动装置电路图；

图5示出了根据本发明实施例的slb制动装置制动风压输出示意图；

图6示出了根据本发明实施例的司机手动制动风压输出示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本发明利用了空气制动机作用阀控制原理，示例性的，所述空气制动机的型号为jz-7型。通过加装一套电控装置，辅助司机控制作用风缸管，实现对机车作用阀内制动缸压力的控制。

图1示出了根据本发明实施例的作用阀的基本作用原理，图2示出了根据本发明实施例的作用阀管座及司机制动结构。总风缸管3接机车总风缸，该管路向作用阀内提供风源；制动缸管12接机车制动缸，对其充风后可实现机车制动缸单独制动；作用风缸管14接机车单独制动阀，单独制动阀可通过该管路实现对机车制动缸(即制动缸管12)的压力调节和控制。当司机操作需要制动时，可操作单独制动阀，使作用风缸管14增加压力，顶推作用阀内部鞲鞴向上移动，打通总风缸管与制动缸管之间的风路，使总风缸向制动缸充风，实现制动；当制动缸管的风压与作用风缸管14的风压相等时，充风风路关闭，机车保压制动；当司机需要缓解时，撤除作用风缸管14风压，作用阀内部鞲鞴自然落下，制动缸管12的风路与大气连通，实现制动缸管路排风，制动缸压力撤除，机车缓解。

本发明响应安装在机车上的自动控制车载主机发出的电控制信号，对电控制动装置进行控制。电控制动机内置一组电磁阀，受到电信号的控制后，控制其风路的通断。通过电磁阀通断的不同组合，产生不同等级的制动压力。

图3示出了根据本发明实施例的制动装置内部原理的结构图；图4示出了根据本发明实施例的制动装置电路图。如图3和图4所示，制动装置缸体内的鞲鞴结构采用多层气密制动腔室设计，通过堆叠在一起的四个压力承受面，将制动压力通过四个气密制动腔室进行分级控制。这四个气密制动腔室的压力承受面通过编码组合的方式，最多可形成16个不同等级的压力。设计时，通过调节四个压力承受面的面积比例，可将制动压力组合分级。例如，如果按照每个压力承受面平均分配设计，总风压力为300kpa，分成16个制动等级，则理想状态下每个制动等级可提供20kpa的压力输出。每个气密制动腔室是否形成制动压力由对应电磁阀的通断进行控制。四个电磁阀分别对应四个气密腔室，平均分配时制动压力表如下(理想值)其中“√”表示电磁阀为导通状态，“×”表示电磁阀为断开状态：

表1制动压力分配表

四个控制电磁阀受自动控制车载主机控制，通过作用阀管座和加装在制动管路上的三通梭阀后，图5示出了其制动状态下的设备结构和风压走向。当车载主机产生制动控制信号时，电磁阀动作，slb制动装置内部导通总风管与相应气密制动腔室的风路，使气密制动腔室形成制动压力。制动风压推动三通梭阀向下移动，导通slb制动装置与作用阀之间的风路，从而形成机车制动缸风压，最终作用在轮对上。图6示出了司机手动制动风压输出，即当司机手动制动时，通过操作制动手柄，在单独制动阀上形成制动风压，推动三通梭阀向上移动，导通单独制动阀与作用阀之间的风路，从而形成机车制动缸风压，最终作用在轮对上。

可见，slb制动装置可以实现对机车制动缸压力的控制。同时，由于三通梭阀的存在，使slb制动装置形成的制动压力与司机单独制动阀形成的制动压力以互补的形式运行，哪一方制动压力大，则哪一方形成最终的制动压力作用在制动缸上，使整个系统导向安全。

本发明通过slb电控制动装置，实现机车制动缸单独制动的控制，制动等级划分精细，控制响应迅速，为机车自动控制系统提供了单机制动的基本保证。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。