磁悬浮列车的液压制动装置和磁悬浮列车的制作方法

本发明涉及轨道交通技术，尤其涉及一种磁悬浮列车的液压制动装置和磁悬浮列车。

背景技术：

液压制动是指以液体作为传动介质的一种制动形式，其具有反应灵敏、随动性好、制动柔和、节约能源、结构简单、成本低的特点。目前液压制动装置在有轨电车、低地板等列车应用较多。

有轨电车、低地板等车辆对应的液压制动装置的液压管路主要布置在转向架上，管路很短，因此制动响应速度很快。而磁悬浮车辆的结构和上述车辆的完全不同，在设计液压制动系统时，需要布置很长的液压管路，制动响应速度相对于上述车辆较慢，有一定的滞后性。

因此，如何提高磁悬浮列车的制动响应速度对车辆的运行安全至关重要。

技术实现要素：

本发明提供一种磁悬浮列车的液压制动装置和磁悬浮列车，以提高磁悬浮列车的制动响应速度。

本发明提供一种磁悬浮列车的液压制动装置，包括：主管路、制动管路以及设置在所述主管路上的减压阀、二位三通电磁阀、第一单向阀和第二单向阀；

所述磁悬浮列车的蓄能器通过主管路和所述液压制动装置连通；

所述减压阀的进口和蓄能器连通，所述减压阀的出口和所述二位三通电磁阀的p口连通，所述二位三通电磁阀的a口分别和第一单向阀的进口和第二单向阀的出口连通，所述二位三通电磁阀的t口和所述磁悬浮列车的液压油箱连通；

所述第一单向阀的出口和所述第二单向阀的进口均通过所述主管路和所述制动管路与所述磁悬浮列车的各液压驱动油缸连通；各所述液压驱动油缸用于驱动各自对应的所述磁悬浮列车的制动夹钳，以使制动夹钳对所述磁悬浮列车进行制动。

如上所述的装置，所述主管路上还设置二位二通电磁阀；

所述蓄能器还与所述二位二通电磁阀的p口连通，所述二位二通电磁阀的a口还与所述液压油箱连通。

如上所述的装置，所述第一单向阀和所述制动管路之间的主管路上连接有压力传感器。

如上所述的装置，所述主管路上还设置有第三单向阀、液压泵；所述装置还包括压力继电器；

所述液压泵的进液口与所述液压油箱相连通，所述液压泵的出液口与所述第三单向阀的进口相连通，所述第三单向阀的出口与所述蓄能器相连通；所述液压泵还与电机相连接；

所述压力继电器与所述第三单向阀和所述蓄能器之间的主管路连接。

如上所述的装置，所述主管路上还设置有过滤器；

所述过滤器设置在所述液压泵和所述第三单向阀之间的主管路上。

如上所述的装置，所述主管路上还设置有溢流阀；

所述溢流阀的进口和过滤器的出口相连通，所述溢流阀的出口和所述液压油箱相连通。

如上所述的装置，所述主管路上还设置有手动卸荷阀；

所述手动卸荷阀的p口与所述蓄能器连通，所述手动卸荷阀的a口与所述液压油箱连通。

如上所述的装置，所述主管路为钢管，所述制动管路为橡胶软管。

如上所述的装置，所述主管路的直径在10～15mm之间。

本发明还提供一种磁悬浮列车，包括：如上任一所述的液压制动装置。

本发明通过第一单向阀和第二单向阀的设置，使得制动回路存在残存压力，从而避免了第二单向阀或第一单向阀与液压驱动油缸之间的主管路和制动管路中的液压油被排空，减少了下次制动时需要从蓄能器中获取的液压油量，从而提高了制动响应的速度。

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一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的磁悬浮列车的液压制动装置的结构示意图；

图2为本发明提供的液压制动装置的制动管路2布置图一；

图3为本发明提供的液压制动装置的制动管路2布置图二。

附图标记说明：

1-主管路；

2-制动管路；

3-制动夹钳；

4-液压油箱；

5-蓄能器；

101-减压阀；

102-二位三通电磁阀；

103-第一单向阀；

104-第二单向阀；

105-二位二通电磁阀；

106-第三单向阀；

107-液压泵；

108-压力继电器；

109-溢流阀；

110-手动卸荷阀；

111-电机；

112-压力传感器；

113-过滤器。

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。

图1为本发明提供的磁悬浮列车的液压制动装置的结构示意图；图2为本发明提供的液压制动装置的制动管路布置图一，图3为本发明提供的液压制动装置的制动管路布置图二。

参见图1～3，本发明提供的磁悬浮列车的液压制动装置包括：

主管路1、制动管路2以及设置在主管路1上的减压阀101、二位三通电磁阀102、第一单向阀103和第二单向阀104；

磁悬浮列车的蓄能器通过主管路1和液压制动装置连通；

减压阀101的进口和蓄能器连通，减压阀101的出口和二位三通电磁阀102的p口连通，二位三通电磁阀102的a口分别和第一单向阀103的进口和第二单向阀104的出口连通，二位三通电磁阀102的t口和磁悬浮列车的液压油箱连通；

第一单向阀103的出口和第二单向阀104的进口均通过主管路1和制动管路2与磁悬浮列车的各液压驱动油缸连通；各液压驱动油缸用于驱动各自对应的所述磁悬浮列车的制动夹钳3，以使制动夹钳3对磁悬浮列车进行制动。

主管路1上还设置二位二通电磁阀105；蓄能器还与二位二通电磁阀105的p口连通，二位二通电磁阀105的a口还与液压油箱4连通。

主管路1上还设置有第三单向阀106、液压泵107；液压制动装置还包括压力继电器108；

液压泵107的进液口与液压油箱4相连通，液压泵107的出液口与第三单向阀106的进口相连通，第三单向阀106的出口与蓄能器5相连通；液压泵107还与电机111相连接；

主管路上还设置有过滤器113；过滤器113设置在液压泵107和第三单向阀106之间的主管路1上。

压力继电器108与第三单向阀106和蓄能器5之间的管路连通。

主管路1上还设置有溢流阀109；溢流阀109的进口和过滤器113的出口相连通，溢流阀109的出口和液压油箱4相连通。

主管路1上还设置有手动卸荷阀110；手动卸荷阀110的p口与蓄能器5连通，手动卸荷阀110的a口与液压油箱4连通。

具体地，磁悬浮列车的整个制动系统包括电子控制系统、液压制动装置、液压油箱4、蓄能器5、制动夹钳3以及制动夹钳3的液压驱动油缸。其中，磁悬浮列车的制动夹钳3具有多个，一般为10个，每个制动夹钳3均对应一个液压驱动油缸。

其中，液压油箱4用于存放待用的液压油。液压制动装置和蓄能器5吊装在磁悬浮列车体中部下方的左右两侧，液压制动装置和蓄能器5通过主管路1连接，分布在磁悬浮列车下左右两侧的制动夹钳3通过制动管路2与主管路1进行连接。

磁悬浮列车制动的基本思想为：液压油箱4中的液压油经液压制动装置输送至蓄能器5进行存储，当磁悬浮列车需要制动时，用户输入制动信号，电子控制系统根据用户输入的制动信号，发出制动信号，使得控制蓄能器5的液压油经液压制动装置输送至液压驱动油缸，液压驱动油缸驱动制动夹钳3将磁悬浮列车的轨道夹紧，从而实现制动。

下面对本实施例中的液压制动装置的结构进行详细的说明。

本实施例中的液压制动装置包括：主管路1和制动管路2。主管路1上设置有压力继电器108、第三单向阀106、液压泵107、减压阀101、二位三通电磁阀102、第一单向阀103、第二单向阀104、二位二通电磁阀105、溢流阀109和手动卸荷阀110；其中，液压泵107还与电机111连接。

其中，主管路1的直径在10～15mm之间。主管路1为钢管，制动管路2为橡胶软管。

由于，主管路1的流量越大，制动响应时间越短，考虑到其它部件的寿命，并不是越大越好，因此，需要选择合适的主管路1的流量，在保证不损坏其它部件的基础上，使得主管路1的流量尽可能大，根据确定的主管路1的流量选择合适管径的主管路1。

比如，常规的磁悬浮列车单次制动用油量一般在279.0ml(相应地，蓄能器5的容积也需要在279.0ml以上)，系统流量需要18.6l/min，由于制动管路2和主管路1均存在非完全充满的状态，因此，需要设计系统流量在25l/min以上，主管路1的最大流量在35l/min以上，根据以上指标，主管路1的直径可设定为12mm。

对于其它型号的磁悬浮列车，可根据上述思想选择合适的主管路流量，根据选定的主管流量确定所需的主管路1的直径。

具体地，压力继电器108、电机111、二位三通电磁阀102、二位二通电磁阀105均与电子控制系统连接，以接收电子控制系统发出的信号。

首先，对向蓄能器5中输送液压油的液压制动装置的结构进行说明。

液压泵107的进液口与液压油箱4连通，也就是液压油箱4的油可经过主管路1进入液压泵107，液压泵107的出液口与第三单向阀106的进口连通，第三单向阀106的出口与蓄能器5连通，液压泵107还与电机111相连接；压力继电器108与第三单向阀106和蓄能器5之间的管路连通，也就是压力继电器108可以检测第三单向阀106和蓄能器5之间的主管路1中的压力。

为了保证进入制动管路2中的液压油没有杂质，可在液压泵107与第三单向阀106之间的主管路1上设置过滤器113，用于过滤液压泵107从液压油箱4中抽取的液压油。

主管路1上还设置有溢流阀109，溢流阀109的进口和过滤器113的出口相连通，溢流阀109的出口和液压油箱4相连通。

下面对向蓄能器5中输送液压油的工作过程进行说明。

其中，先蓄能器5进行简单的介绍。

蓄能器5是一种能把液压储存在耐压容器里，待需要时又将其释放出来的能量储存装置。蓄能器5是液压系统中的重要辅件，对保证系统正常运行、改善其动态品质、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用。

蓄能器5的工作原理如下：液压油是不可压缩液体，因此利用液压油是无法蓄积压力能的，必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能。例如，利用气体(氮气)的可压缩性质研制的皮囊式充气蓄能器就是一种蓄积液压油的装置。皮囊式蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分组成，位于皮囊周围的油液与油液回路接通。当输液管路压力升高时油液进入蓄能器5，气体被压缩，系统管路压力不再上升；当输液管路压力下降时压缩空气膨胀，将油液压入回路，从而减缓管路压力的下降。

在磁悬浮列车正常工作时(即不需要制动时)，在一定工况下电子制动控制单元发出信号至液压泵107的电机111，电机111转动带动液压泵107开始工作，液压泵107从液压油箱4中抽取液压油，液压油从将液压泵107和液压油箱4连通的主管路1流入液压泵107的进液口，然后经液压泵107的出液口流出，经液压泵107与过滤器113之间的主管路1进入过滤器113的进口，从过滤器113的出口流出，经过滤器113与第三单向阀106之间的主管路1进入第三单向阀106的进口，从第三单向阀106的出口流出，经第三单向阀106和蓄能器5之间的主管路后，进入蓄能器5存储。

若压力继电器108的工作压力范围为12～15mpa，压力继电器108检测第三单向阀106和蓄能器5之间的主管路1中的压力，当检测压力小于12mpa时，压力继电器108将检测压力发送至电子控制单元，电子控制单元根据第三单向阀106和蓄能器5之间的主管路1的压力小于12mpa，发出第一控制信号至电机111，使得电机111驱动液压泵107工作，按照上述的过程将液压油箱4中的液压油输送至蓄能器5。当检测压力大于15mpa时，压力继电器108将检测压力发送至电子控制单元，电子控制单元根据第三单向阀106和蓄能器5之间的主管路1的压力大于15mpa，发出第二控制信号至电机111，使得电机111停止驱动液压泵107工作。当第三单向阀106和蓄能器5之间的主管路1的压力大于15mpa，溢流阀109和过滤器113之间的主管路1中的液压油的压力使得溢流阀109打开，过滤器113与第三单向阀106之间的主管路1内的液压油通过溢流阀109流回液压油箱4。

当检测压力大于15mpa时，说明蓄能器5压力达到了额定工作压力，此时压力继电器108失电。

在磁悬浮列车正常工作时，通过上述工作过程保持蓄能器5中具有满足制动要求体积的液压油，可使得在磁悬浮列车需要制动时，快速的将蓄能器5中的液压油输送至制动夹钳3的液压驱动油缸，缩短了制动响应时间。

其次，对从蓄能器5向制动夹钳3的液压驱动油缸中输送液压油的液压制动装置的结构进行说明。

减压阀101的进口和蓄能器5连通，减压阀101的出口和二位三通电磁阀102的p口连通，二位三通电磁阀102的a口分别和第一单向阀103的进口和第二单向阀104的出口连通，二位三通电磁阀102的t口和磁悬浮列车的液压油箱4连通；

第一单向阀103的出口和第二单向阀104的进口均通过主管路1和制动管路2与磁悬浮列车的各制动夹钳3各自的液压驱动油缸连通。

下面对从蓄能器5向制动夹钳3的液压驱动油缸中输送液压油的工作过程进行说明。

在磁悬浮列车需要制动时，电子制动控制单元控制二位三通电磁阀102失电，此时，二位三通电磁阀102的p口和a口之间的通路与主管路1连通，此时，蓄能器5中的液压油经蓄能器5与减压阀101之间的主管路1进入减压阀101的进口，从减压阀101的出口流出，由于减压阀101的减压作用，减压阀101与二位三通电磁阀102之间的主管路1中的压力小于蓄能器5与减压阀101之间的主管路1的压力；从减压阀101的出口流出的液压油经减压阀101与二位三通电磁阀102之间的主管路1流入二位三通电磁阀102的p口，从二位三通电磁阀102的a口流出，经位三通电磁阀和第一单向阀103之间的主管路1流入第一单向阀103的进口，从第一单向阀103的出口流出，经主管路1和制动管路2进入各制动夹钳3各自对应的液压驱动油缸中，液压驱动油缸驱动对应的制动夹钳3将轨道抱紧，实现了制动。

其中，减压阀101的输出压力是事先设定好的。

接着，对将蓄能器5中的液压油输送回液压油箱4以及制动管路2中的液压油输送回液压油箱4的装置的结构进行说明。

蓄能器5还与二位二通电磁阀105的p口连通，二位二通电磁阀105的a口还与液压油箱4连通。

手动卸荷阀110的p口与蓄能器5连通，手动卸荷阀110的a口与液压油箱4连通。

当磁悬浮列车需要正常制动缓解时(正常制动缓解就是列车仍在行驶过程中，但是不再需要处于制动状态，将制动解除的过程)，电子制动控制单元控制二位三通电磁阀102得电，二位三通电磁阀102的t口和a口之间的通路与主管路1连通；各制动夹钳3各自对应的液压驱动油缸中的液压油经第二单向阀104和液压驱动油缸之间的主管路1和制动管路2流入第二单向阀104的进口，从第二单向阀104的出口流出，经第二单向阀104与二位三通电磁阀102之间的主管路1，进入二位二通电磁阀105的a口，从二位二通电磁阀105的t口流出，经二位二通电磁阀105与液压油箱4之间的主管路1进入液压油箱4中。

第二单向阀104的开启压力可为0.1～0.5bar之间，第二单向阀104的设置，使得制动回路存在残存压力，从而避免了第二单向阀104或第一单向阀103与液压驱动油缸之间的主管路1和制动管路2中的液压油被排空，减少了下次制动时需要从蓄能器5中获取的液压油量，从而提高了制动响应的速度。

当磁悬浮列车需要停放制动缓解时，除了上述将液压驱动油缸中的液压油输送回液压油箱4，还需要进行以下过程：电子制动控制单元控制二位二通电磁阀105得电，二位二通电磁阀105的p口与a口之间的通路与主管路1连通；蓄能器5中的液压油经蓄能器5与二位二通电磁阀105之间的主管路1进入二位二通电磁阀105的p口，从二位二通电磁阀105的a口流出，经二位二通电磁阀105与液压油箱4之间的主管路1流入液压油箱4中。

在磁悬浮列车停放制动缓解后，电子制动控制单元根据用户输入的停放指令，不再控制电机111启动液压泵107。此时磁悬浮列车断电，制动夹钳3处于缓解状态。

进一步地，当磁悬浮列车需要停放制动缓解时，还可以通过手动卸荷阀110将蓄能器5中的液压油输送回液压油箱4中。

操作手动卸荷阀110，使手动卸荷阀110的p口和a口之间的通路与主管路1连通。蓄能器5中的液压油经蓄能器5与手动卸荷阀110之间的主管路1进入手动卸荷阀110的p口，从手动卸荷阀110的a口流出，经手动卸荷阀110与液压油箱4之间的主管路1流入液压油箱4中。

进一步地，为了检测制动管路2内的压力，第一单向阀103和制动管路2之间的主管路1上连接有压力传感器112。压力传感器112和电子控制单元连接，以使压力传感器112将检测结果发送至电子控制单元。

比如在制动过程中，若设定的减压阀101的输出压力为5mpa，压力传感器112检测的压力小于5mpa，说明制动力不足，需要寻找原因进行解决。

本实施例提供的磁悬浮列车的液压制动装置包括：主管路、制动管路以及设置在主管路上的减压阀、二位三通电磁阀、第一单向阀和第二单向阀；磁悬浮列车的蓄能器通过主管路和液压制动装置连通；减压阀的进口和蓄能器连通，减压阀的出口和二位三通电磁阀的p口连通，二位三通电磁阀的a口分别和第一单向阀的进口和第二单向阀的出口连通，二位三通电磁阀的t口和磁悬浮列车的液压油箱连通；第一单向阀的出口和第二单向阀的进口均通过制动管路与磁悬浮列车的各液压驱动油缸连通；各液压驱动油缸用于驱动各自对应的磁悬浮列车的制动夹钳，以使制动夹钳对磁悬浮列车进行制动。主管路上还设置二位二通电磁阀；蓄能器还与二位二通电磁阀的p口连通，二位二通电磁阀的a口还与液压油箱连通。主管路上还设置有第三单向阀、液压泵；液压制动装置还包括压力继电器；液压泵的进液口与液压油箱相连通，液压泵的出液口与第三单向阀的进口相连通，第三单向阀的出口与蓄能器相连通；液压泵还与电机相连接；压力继电器与第三单向阀和蓄能器之间的主管路连接。本实施例提供的磁悬浮列车的液压制动装置，提高了制动响应的速度。

本发明还提供一种磁悬浮列车，包括：如上实施例的液压制动装置。

本发明提供的磁悬浮列车通过设置如上实施例的液压制动装置，提高了制动响应的速度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。