专利名称：高速列车救援转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高速列车救援转换装置，属于高速列车中的制动控制系统技术领域。
背景技术：
目前，中国高速列车中CRH2型高速动车组在电空直通制动出现故障的情况下采取救援模式，通过司机控制机械制动阀对列车管(BP管)压力进行减压或增压，实现动车组的制动或缓解。如果故障车的机械制动阀无法工作，仍可以通过救援机车或一列功能完备动车组的列车管与故障车相连，机车或动车组进行减压制动时，故障车根据BP管的减压量，控制其自身的空气分配阀，使总风管为制动缸充风或排风，实现制动或缓解操作。此装置能对本车辆或其他具备BP管的车辆进行救援，但其性能、响应时间与精度取决于其自身的气路与机械结构，故障率高，且不具备故障检测与存储功能。
而CRH2型高速动车组在救援或回送时，由救援机车或回送车的BP管与其相连，根据救援机车的列车管减压量，救援转换装置计算并输出IN 7N常用制动级位，控制电空直通制动系统工作，实现制动或缓解。此装置采用电子控制单元，压力传感器集成于装置中， 集成度高，响应迅速，具备故障检测与存储功能，但只能用于救援本车辆，不能对其他车辆实施救援。发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述不足，提供一种电子控制式的高速列车救援转换装置，既能救援本车辆，也能救援其他具备列车管的车辆。
为了解决以上技术问题，本发明提供的一种高速列车救援转换装置，其特征在于包括电子控制单元、电空变换阀、中继阀、吐出阀、紧急电磁阀，所述电子控制单元通过压力传感器采集列车管压力，计算并向电空变换阀输出用于制动的电流信号，电空变换阀将接收到的电流信号转为相应的预控压力信号输送至中继阀的制动压力输入口，中继阀将该预控压力信号进行流量放大后分别输入吐出阀的上腔体压力输入口、下腔体压力输入口， 吐出阀的下腔体压力输出口经截断旋塞连接列车管，吐出阀的上腔体压力输出口连接紧急电磁阀，所述紧急电磁阀受控于电子控制单元，所述电空变换阀的供给压力输入口、所述中继阀的供给压力输入口分别与MR空气风缸的压力供给输出口相连。
本发明中，所述电空变换阀、中继阀、紧急电磁阀、吐出阀分别具有与大气连通的排气口。
本发明进一步的改进在于所述吐出阀具有平模板，所述平模板将吐出阀内腔体分割为上腔体、下腔体，所述下腔体设置有排气口，所述平模板与上腔体的上壁间设置弹簧，平模板下方连结排气口的阀门，当上腔体、下腔体输入压力相等时，弹簧处于拉升状态， 此时排气口的阀门关闭，当吐出阀上腔体内气体被排出，弹簧上拉平模板开启排气口阀门， 使下腔体内气压降为O。
本发明主要部件介绍及作用如下电子控制单元救援本车辆时，采集救援机车或回送车的列车管压力，计算并输出 IN 7N常用制动级位；救援其他车辆时，接收本车的电气制动指令，计算并输出电空变换阀电流，从而控制列车管压力实施相当的减压量；此外，本车紧急制动作用时，通过控制电空变换阀使得列车管压力输出为0，并且吐出阀执行信号用紧急电磁阀励磁，通过吐出阀对列车管进行排气。
电空变换阀为线性比例阀，将电气指令(电流控制)转换成空气压力，并将此空气压力提供给中继阀，能实现缓解以及7段阶段控制的指令压力；中继阀将与电空变换阀的指令压力相同大小的压力进行流量放大，对BP压力进行供排气。
紧急电磁阀根据电气指令对输出侧的压力空气进行控制，消磁时对输出侧的压力关闭，励磁时对输出侧的压力空气进行排气；吐出阀对列车管压力进行供给以及紧急排气，执行信号压力排气(紧急电磁阀励磁) 时，列车管压力迅速排气；执行信号压力保持(紧急电磁阀消磁)时，列车管压力充气；压力传感器对列车管压力进行空电变换，变换了的压力信号输入到电子控制单元。
本发明的有益效果是(I)本发明将空气阀类和电子控制单元集于一体，救援本车辆时，电子控制单元根据救援机车或回送车的列车管压力，输出常用制动级位；救援其他车辆时，通过电子控制单元输出电信号，控制相关阀类动作，输出连续可调的列车管压力。从而实现本车与其他车辆的同步减压制动，达到提高装置集成性、提高制动灵敏度、减少列车横向冲动、保护转向架设备、 提高列车制动效果的目的。
(2)本发明用数字方法对输入输出模拟电路进行调谐，解决了元器件参数分散性造成的控制偏差，提高了控制精度。
(3)本发明对控制过程中产生的故障进行检测，并将故障前后的故障数据保存在非易失性RAM中，便于故障的调查和处理。
图I为本发明高速列车救援转换装置的结构示意图。
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、完整地描述，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作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。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图I所示，高速列车救援转换装置，包括电子控制单元2、电空变换阀8、中继阀 9、吐出阀10、紧急电磁阀12，电子控制单元2通过压力传感器6采集列车管压力，计算并向电空变换阀8输出用于制动的电流信号，电空变换阀8将接收到的电流信号转为相应的预控压力信号输送至中继阀9的制动压力输入口，中继阀9将该预控压力信号进行流量放大后分别输入吐出阀10的上腔体压力输入口、下腔体压力输入口，吐出阀10的下腔体压力输出口经截断旋塞13连接列车管19，吐出阀10的上腔体压力输出口连接紧急电磁阀12，紧急电磁阀12受控于电子控制单元2，电空变换阀8的供给压力输入口、中继阀9的供给压力输入口分别与MR空气风缸15的压力供给输出口相连。电空变换阀8、中继阀9、紧急电磁阀12、吐出阀10分别具有与大气连通的排气口 EX1、EX2、EX3、EX4。图I中，3为第一容积风缸，4为第二容积风缸，11为用于切除紧急电磁阀12的3/8球阀，14为过滤器，16为MR 空气风缸15的排水用球阀，18为司机室列车管压力表、20为总风管。图中，箭头方向为气流方向。
如图I所示，吐出阀10具有平模板，平模板将吐出阀10内腔体分割为上腔体、下腔体，下腔体设置有排气口，平模板与上腔体的上壁间设置弹簧，平模板下方连结排气口的阀门，当上腔体、下腔体输入压力相等时，弹簧处于拉升状态，此时排气口的阀门关闭，当吐出阀10上腔体内气体被排出，弹簧上拉平模板开启排气口阀门，使下腔体内气压降为O (排出列车管内的气体)。
下面详细描述本装置的工作原理及过程(I)由回送车或机车对本车实施救援时，关闭截断塞门和3/4球阀，同时司机室通过电气逻辑将救援本车的需求告知电子控制单元，进行救援功能的切换。回送车或机车的列车管压力输入到本装置，装置内的压力传感器对此压力进行空电变换，电子控制单元对转换得到的电信号进行AD采样，根据输入的列车管压力的减压量，输出相关的制动级位。同时， 减压制动时的灵敏度、缓解时的滞后参数、最大可输出的级位可通过电子控制单元内的拨码开关进行调节，以适应不同回送车或机车的列车管压力的规格，从而实现动车组与回送车或机车产生相同制动力。
(2)由本车救援其他具备列车管的车辆时，打开截断塞门和3/4球阀，同时司机室通过电气逻辑将救援其他车辆的需求告知电子控制单元，进行救援功能的切换。电子控制单元接收本车发出的常用IN 7N电气指令，计算并输出本车的电空变换阀电流，驱动相关阀类动作，输出连续可调的列车管压力连接至被救援车辆。
①当本车处于缓解状态时，电子控制单元输出最大的空电变换阀电流，产生对应的500kPa或600kPa的列车管压力，具体的作用原理为电子控制单元输出的电空变换阀电流控制电空变换阀的电磁线圈动作，电磁线圈励磁后，柱塞使排气活塞上升，上升过程中先使给排气阀接到其阀座上关闭排气孔，之后把给排气阀推上，此时给排气阀离开供给阀座，来自供给空气管路的供给空气从电空变换阀的压力输出口流出；同时该压力空气流入模板上部的腔体，达到电空变换阀电流所对应的压力时，压下模板及排气活塞，给排气阀也同时下降并落到供给阀座，关闭供给通路。
电空变换阀产生的压力空气流入到中继阀的模板后，其给排气阀杆向上移动打开供给阀，供给压力空气从供给阀和阀体的供给阀座的开口部流出。当中继阀输出压力与阀体模板上方腔体的空气压力相等时，给排气阀杆由于弹簧力，使压下的供给阀把供给压力空气留在供给阀座，此时给排气阀由于接着供给阀，供给压力空气排不出去，形成重叠位置。
中继阀产生的输出压力空气流入到吐出阀平模板的上下腔体，上下腔体压力相等，由于弹簧的作用，下腔体与列车管连通，形成列车管压力。
②当本车处于常用制动状态时，电子控制单元减小输出的电空变换阀电流，产生 500kPa或600kPa的列车管压力，具体的作用原理为电子控制单元输出的电空变换阀电流减小，电磁线圈的电磁力小于电空变换阀模板上部的腔体的压力，电空变换阀的排气活塞被推下离开给排气阀，电空变换阀压力输出端口的压力空气通过排气活塞内的通路，由排气口向大气排出；当电空变换阀压力输出端口的压力下降到电空变换阀电流对应的压力后，排气活塞上升，排气阀座落到供排气阀，使排气口关闭，就重新成为平衡状态，回到重叠位置，电空变换阀压力输出端口的压力停止减压。
电空变换阀产生的输出压力减压时，中继阀的给排气阀杆由于阀体模板上方腔体的压力空气而向下移动，中继阀压力输出端口的压力空气经由给排气阀杆内的通路，由排气口向大气排出，由于列车管压力与中继阀压力输出端口为通路，此时列车管压力也通过该排气管路减压；当电空变换阀产生的输出压力停止减压时，中继阀模板的上下腔体的压力相等，回到重叠位置，中继阀压力输出端口的压力和列车管压力停止减压。
③当接收到本车紧急制动(EB)的电气指令时，紧急电磁阀得电励磁，呈排气状态， 吐出阀平模板上方的压力空气通过该电磁阀的通路向大气排出，此时由于弹簧的作用，吐出阀的排气阀上升，列车管压力通过该阀口排出；同时，电子控制单元输出电空变换阀电流为147mA，电空变换阀电磁线圈的电磁力为 O,电空变换阀排气活塞由于作用于模板的压力向下端压，电空变换阀排气阀座离开排气阀，此时电空变换阀压力输出端口的压力空气通过排气活塞内的通路，由排气口向大气排出，使得电空变换阀的输出压力为O。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.高速列车救援转换装置，其特征在于包括电子控制单元、电空变换阀、中继阀、吐出阀、紧急电磁阀，所述电子控制单元通过压力传感器采集列车管压力，计算并向电空变换阀输出用于制动的电流信号，电空变换阀将接收到的电流信号转为相应的预控压力信号输送至中继阀的制动压力输入口，中继阀将该预控压力信号进行流量放大后分别输入吐出阀的上腔体压力输入口、下腔体压力输入口，吐出阀的下腔体压力输出口经截断旋塞连接列车管，吐出阀的上腔体压力输出口连接紧急电磁阀，所述紧急电磁阀受控于电子控制单元，所述电空变换阀的供给压力输入口、所述中继阀的供给压力输入口分别与MR空气风缸的压力供给输出口相连。
2.根据权利要求I所述的高速列车救援转换装置，其特征在于所述电空变换阀、中继阀、紧急电磁阀、吐出阀分别具有与大气连通的排气口。
3.根据权利要求2所述的高速列车救援转换装置，其特征在于所述吐出阀具有平模板，所述平模板将吐出阀内腔体分割为上腔体、下腔体，所述下腔体设置有排气口，所述平模板与上腔体的上壁间设置弹簧，平模板下方连结排气口的阀门，当上腔体、下腔体输入压力相等时，弹簧处于拉升状态，此时排气口的阀门关闭，当吐出阀上腔体内气体被排出，弹簧上拉平模板开启排气口阀门，使下腔体内气压降为O。
全文摘要
高速列车救援转换装置，包括电子控制单元、电空变换阀、中继阀、吐出阀、紧急电磁阀，电子控制单元采集列车管压力并输出用于制动的电流信号，电空变换阀将接收到的电流信号转为相应的预控压力信号输送至中继阀的制动压力输入口，中继阀将该预控压力信号进行流量放大后分别输入吐出阀的上、下腔体，吐出阀的下腔体经截断旋塞连接列车管，吐出阀的上腔体连接紧急电磁阀，电空变换阀的供给压力输入口、中继阀的供给压力输入口分别与MR空气风缸的压力供给输出口相连。本发明将空气阀类和电子控制单元集于一体，实现了本车与其他车辆的同步减压制动，达到提高装置集成性、提高制动灵敏度、减少列车横向冲动、保护转向架设备、提高列车制动效果的目的。
文档编号B61H11/06GK102975738SQ201210178068
公开日2013年3月20日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者孙环阳, 杨俊 , 杨硕, 刘寅虎 申请人:南京浦镇海泰制动设备有限公司