一种平衡阀、制动控制装置及轨道车辆的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆制造技术领域，特别涉及一种安装在轨道车辆上的平衡阀，同时涉及轨道车辆的制动控制装置及轨道车辆。

背景技术：

在轨道车辆制动过程中，为了确定制动力，需要采集车重信息，再由bcu计算得出所需的制动力。在专利号为201610752667.6的中国专利中，提供了一种车重信息的采集方法，其是通过压力采集装置采集两个空气弹簧的供气压力平均值，以此来衡量车重，压力采集装置中设置有平衡阀，与两侧的空气弹簧连通，将转向架左右两侧空气弹簧的供气压力引入平衡阀内，然后通过平衡阀对左右两侧的供气压力进行平衡，获取供气压力的平均值，平衡阀具有压力输出口，用于输出两个空气弹簧的供气压力平均值，另外通过压力传感器采集该压力平均值。

上述平衡阀包括有一个调节腔和置于调节腔内的调节活塞，调节腔的两端分别与第一空气弹簧和第二空气弹簧连通，调节腔中部通过连通口与第一端口连通，第一端口与气源连通，调节活塞用于封堵调节腔的一端，以便将另一端与连通口连通。当第一空气弹簧和第二空气弹簧输入的气压存在压力差时，调节活塞会在压差的作用下向气压小的一端移动。

对于该平衡阀的结构，当两个空气弹簧的输入气压相同时，存在调节活塞停留在调节腔中间堵塞连通口导致气压无法输出平衡阀而失效的问题。阀体故障发生后，若高速情况下发生异常失电紧急制动，将导致紧急制动压力异常，导致擦轮甚至产生安全隐患。现有技术中有将活塞的结构改进为工字型，工字活塞双端均加装密封圈，密封圈运动至端部时可密封气流，但是存在活塞移动到中间位置时由于双端无密封效果且增加密封圈后与阀体之间摩擦力增大，导致活塞无法移动问题。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是，提供一种可以有效保证活塞即使在压差较小时也能顺利移动，避免堵塞气路，保证行车安全的平衡阀，同时提供一种安装有该平衡阀的制动控制装置及安装有该制动控制装置的轨道车辆。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种平衡阀，包括阀座，在所述阀座上具有第一压力输入口、第二压力输入口和压力输出口，所述第一压力输入口和第二压力输入口之间设置有压力调节腔，在所述压力调节腔内安装有调节活塞，所述压力调节腔通过连通气路与压力输出口连通，所述调节活塞根据第一压力输入口和第二压力输入口之间的压差移动，在所述压力调节腔的两端压力输入口的位置分别安装有磁性材料。

进一步，所述磁性材料为永磁磁铁。

进一步，所述平衡阀还设置有用于调节磁性材料对调节活塞吸力的调节吸力装置。

进一步，所述调节吸力装置为在所述磁性材料的朝向调节活塞的一侧安装的调整垫片，所述调整垫片为非磁性材料。

进一步，所述调整垫片的厚度为调节活塞与磁性材料之间的最小的设定距离。

进一步，所述调节活塞的外圈安装有一圈o形密封圈，实现调节活塞与压力调节腔内壁之间的密封。

本实用新型的另一个技术方案是：

一种制动控制装置，包括如上所述的平衡阀，所述平衡阀的第一压力输入口和第二压力输入口分别与第一空气弹簧和第二空气弹簧连接，平衡阀的压力输出口与压力检测装置连接，压力检测装置与bcu单元连接。

本实用新型的另一个技术方案是：

一种轨道车辆，安装有如上所述的制动控制装置。

综上内容，本实用新型所述的一种平衡阀、制动控制装置及轨道车辆，通过在压力调节腔内安装磁性材料预调调节活塞吸力，使调节活塞即使在两侧压差较小时也能顺利移动，有效解决了双侧气压相差很小或相同时调节活塞容易停在中间位置堵塞气路导致气压无法输出使平衡阀失效的问题，确保行车安全，同时，也节省了因该故障引发的系统故障成本及维修阀体产生的费用。

附图说明

图1是本实用新型平衡阀结构图。

如图1所示，阀座1，第一压力输入口2，第二压力输入口3，压力输出口4，压力调节腔5，调节活塞6，连通气路7，磁铁8，调整垫片9，密封圈10，活塞腔11，差动活塞12，第一环形面13，第二环形面14，第一气道15，第二气道16，第三环形面17，第三气道18，密封件19，第一端口20，第二端口21，排气通道22，双阀头23，容置腔24，压缩弹簧25，突出部26，开口27。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型提供的一种轨道车辆，在轨道车辆上安装有制动控制装置，制动控制装置包括用于采集压力信号的压力采集装置和与该压力采集装置连接的bcu单元，该压力采集装置所采集的压力信号用于衡量车重，bcu单元能够根据所采集的压力信号计算制动力，以控制轨道车辆按照计算得出的制动力进行输出，实现车辆的可靠制动。转向架的左右两侧均设有空气弹簧(图中未示出)，分别为第一空气弹簧和第二空气弹簧，压力采集装置采集第一空气弹簧和第二空气弹簧的供气压力的平均值作为用于衡量车重的压力信号。

压力采集装置主要包括平衡阀，本实施例中提供一种平衡阀，如图1所示，包括阀座1，在阀座1上具有第一压力输入口2、第二压力输入口3和压力输出口4，第一压力输入口2与第一空气弹簧的供气管路连通，第二压力输入口3与第二空气弹簧的供气管路连通，用于将第一空气弹簧和第二空气弹簧的供气压力引入平衡阀内。第一压力输入口2和第二压力输入口3之间设置有压力调节腔5，在压力调节腔5内安装有调节活塞6，压力调节腔5通过连通气路7与压力输出口4连通，压力输出口4输出第一空气弹簧和第二空气弹簧的供气压力的平均值，压力输出口4与压力检测装置连接，压力检测装置为压力传感器，压力传感器与bcu单元连接，将采集的压力信号传输至bcu单元。

第一压力输入口2的输入压力为t1,第二压力输入口3的输入压力为t2,调节活塞6根据第一压力输入口2的输入压力为t1和第二压力输入口3的输入压力为t2之间的压差在压力调节腔5内移动，并在两端供气压力的压差作用下将压力较小的一端封堵，从而释放连通气路7，使得连通气路7与压力较大的另一端连通。

调节活塞6的外圈安装有一圈o形密封圈10，实现调节活塞6与压力调节腔5内壁之间的密封，将调节活塞6左右两侧空间密封隔开。

本实施例中，在压力调节腔5两端的第一压力输入口2和第二压力输入口3的位置分别安装有一块磁性材料。磁性材料优选采用永磁磁铁8，也可以采用电磁铁。优选在平衡阀上还设置有用于调节磁铁8对调节活塞6吸力的调节吸力装置，用以达到控制调节活塞6初始吸力的目的。

本实施例中，优选，调节吸力装置为在磁铁8朝向调节活塞6的一侧安装的调整垫片9，磁铁8和调整垫片9均与阀座1固定。调整垫片9采用非磁性材料，调整垫片9的厚度为调节活塞6与磁铁8之间的最小的设定距离，通过调整垫片9的厚度，调整磁铁8与调节活塞6的距离，进而调节磁铁8对调节活塞6的吸力，达到控制调节活塞6初始吸力的目的，延迟调节活塞6动作。

调节活塞6到达压力调节腔5两端的第一压力输入口2和第二压力输入口3时，分别于两端的调整垫片9接触，受到磁铁8的吸引，调节活塞6在t1与t2的压差产生的推力f1较小，不足以克服密封圈10与压力调节腔5内壁摩擦力与磁铁8吸力之和f2时，调节活塞6保持静止。

当车重变化导致t1和t2的差值较大，使推力f1大于f2时，调节活塞6才开始移动，由于吸力与距离的平方成反比，磁铁8的吸力f2会随着调节活塞6与磁铁8之间距离的增加而急剧减小，导致调节活塞6受到的合力变大，调节活塞6加速通过压力调节腔5，到达另一端压力输入口，即使在调节活塞6移动过程中，t1和t2的差值发生变化，也不会影响调节活塞6的移动，有效避免调节活塞6停在中间位置堵塞连通气路7。

平衡阀包括活塞腔11和置于活塞腔11中的差动活塞12，差动活塞12的两侧端面均设置为环形面，分别为第一环形面13和第二环形面14，第一环形面13和第二环形面14的面积相等，第一环形面13处于第二环形面14的外圈，呈台阶状结构，在两级台阶之间设置密封件19，以形成相对封闭的环形气腔。第一环形面13通过第一气道15与第一压力输入口2连通，第二环形面14通过第二气道16与第二压力输入口3连通，以便将第一空气弹簧和第二空气弹簧的供气压力分别引至第一环形面13和第二环形面14。差动活塞12另一侧为整体的第三环形面17，第三环形面17的面积为第一环形面13或第二环形面14的面积的两倍，该第三环形面17通过第三气道18与压力输出口4连通。第一空气弹簧和第二空气弹簧的供气压力引入差动活塞12一侧的端面，将另一侧端面与压力输出口4连通，进而通过压力输出口4输出平衡后的平均值。差动活塞12具有轴向贯通的轴线贯通腔，该轴向贯通腔能够与外界大气连通，以形成排气通道22，用于实现第三环形面17的泄压。

为实现差动活塞12的平衡，在第一空气弹簧和第二空气弹簧的供气压力发生变化时，处于第三环形面17的气压值也要进行相应的调整，以使得差动活塞12保持平衡，进而保证压力输出口4始终能够输出压力的平均值。

与第三环形面17还连通有调节口，该调节口随着供气压力的变化而启闭，用于实现第三环形面17的增压或者泄压，进而使得差动活塞12重新回到平衡状态。调节口包括第一端口20和第二端口21，其中，第一端口20通过连通气路7与压力调节腔5连通，进而与第一空气弹簧或第二空气弹簧的供气管路连通，第二端口21与排气通道22连通，在供气压力增大时，将第一端口20开启、第二端口21封闭，以引入气源至第三环形面17，进而增大第三环形面17的压力，实现增压；在供气压力减小时，将第一端口20封闭、第二端口21开启，以使得第三环形面17与排气通道22连通，实现泄压；如果供气压力保持稳定，则第一端口20和第二端口21均可以处于封闭状态，即此时不存在供气压力变化，也就不会发生调节口的启闭状态变化，可以使得整个调节口保持封闭。

为实现对调节口启闭状态的改变，平衡阀还设置有用于密封第一端口20和第二端口21的双阀头23，双阀头23容置在容置腔24内，容置腔24与第一端口20和连通气路7连通，容置腔24内朝向第一端口20的方向还设置有用于抵压双阀头23的压缩弹簧25。

差动活塞12具有沿轴向向上突出于第三环形面17的突出部26，活塞腔11具有供突出部26伸出的开口27，以便突出部26由活塞腔11向外伸出，该开口27形成第一端口20与气源连通，用以引入气源。排气通道22处于该突出部26的一端形成第二端口21，在突出部26相对第一端口20轴向移动时而开启，进而实现排气通道22与第三环形面17的连通。第二端口21随着差动活塞12的移动而移动，当差动活塞12处于平衡状态时，第一端口20和第二端口21大致处于垂直于轴向的同一水平面内，此时的双阀头23以其密封面将第一端口20和第二端口21分别密封。

平衡阀的工作原理如下：

第一空气弹簧的供气压力作为t1，第二空气弹簧的供气压力作为t2，压力t1和t2分别由第一压力输入口2和第二压力输入口3输入，作用于调节活塞6的左右两侧，在t1与t2的压差产生的推力f1足以克服密封圈10与压力调节腔5内壁摩擦力与磁铁8吸力之和f2时，调节活塞6开始移动，较高的压力将把调节活塞6推至较小压力的端口位置，

在压力t1和t2作用于调节活塞6的同时，还分别通过第一气道15和第二气道16作用于差动活塞12的第一环形面13和第二环形面14，此时，在压力t1和t2的共同作用下，差动活塞12和双阀头23克服压缩弹簧25的作用力向上移动，并打开第一端口20；在压力调节腔5中，压力t1和t2中较高的压力将通过被打开的连接通气路7和第一端口20，流向差动活塞12的第三环形面17，以向下推动差动活塞12，该第三环形面17通过第三气道18与压力输出口4连通；一旦第三环形面17的压力升高到足以平衡作用于第一环形面13和第二环形面14的压力，双阀头23就回到封闭第一端口20的位置。

如果压力t1或t2中有一者的压力下降，作用在差动活塞12上部的第三环形面17的压力就大于作用在差动活塞12下部的第一环形面13和第二环形面14的压力，此时，差动活塞12将被更大的压力的平均值m向下推动，打开第二端口21，以便与排气通道22连通，向外界大气环境排气；在排气过程中，压力的平均值m持续减小，直到差动活塞12重新回到封闭第二端口21的位置。

当压力t1和t2中的一者增大时，按照上述方式开启第一端口20，以增大第三环形面17的压力；当其中一者的压力下降时，按照上述方式开启第二端口21，以减小第三环形面17的压力，从而使得差动活塞12保持动态平衡，进而保证压力输出口4始终输出压力的平均值。

本实用新型通过在压力调节腔5内安装磁性材料预调调节活塞6的吸力，使调节活塞6即使在两侧压差较小时也能顺利移动，有效解决了双侧气压相差很小或相同时调节活塞容易停在中间位置堵塞气路导致气压无法输出使平衡阀失效的问题，确保行车安全，同时，也节省了因该故障引发的系统故障成本及维修阀体产生的费用。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。