利用車輛慣性供能的軌道列車電液制動系統與方法技術方案

本發明專利技術公開一種利用車輛慣性供能的軌道列車電液制動系統與方法。包括制動盤、車輛輪軸、機械傳動裝置、離合器、雙向液壓泵、兩個溢流閥、兩個蓄能器、四個高速開關閥、制動油缸、控制計算機、制動夾鉗和兩個壓力傳感器。列車制動工況時，車輛動能通過制動盤、車輛輪軸、機械傳動裝置、離合器傳遞至雙向液壓泵轉軸，驅動雙向液壓泵工作，四個高速開關閥構成進出口獨立調節結構，壓力油通過四個高速開關閥的控制，調節制動油缸兩腔內的壓力值，實現制動力比例控制，通過動摩擦片進行制動。本發明專利技術利用雙向液壓泵，將車輛慣性動能轉化為液壓能，通過高速開關閥對制動油缸兩腔壓力進出口獨立調節，輸出與控制信號成比例的制動力，且能進行能量回收。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及軌道列車電液制動系統與方法，尤其是涉及一種。技術背景制動系統作為軌道列車的核心部件，起到安全行車的關鍵作用。現有軌道列車的制動系統分為氣動制動系統、電液制動系統、磁軌制動系統、再生制動系統等幾種。其中氣動制動系統利用壓縮空氣作為工作介質，列車因此需配備空氣壓縮機及儲氣罐，設備占用空間大，效率低。現有的電液制動系統，利用壓力油作為工作介質，配備電機驅動液壓栗，通過電液比例減壓閥控制進入夾鉗的液壓油壓力輸出相應的制動力，設備體積小，制動靈敏，但由于節流損失，效率較低。磁軌制動常作為再生制動的輔助制動設備，再生制動通過電機再生發電，將電驅動的軌道列車制動能量轉化為電能反饋回到電網，能效較高，但低速性能不好，通常需配備電液制動作為低速時的制動器。現有制動方法，除再生制動外，均需列車專門提供能量給制動系統，將機械能轉化為液壓或氣動系統的壓力與流量，驅動執行機構工作，隨著社會對節能減排重視程度的提高，對設備環保性能提出了更高的要求，能量回收、低能耗技術日新月異，是必然的發展趨勢。車輛由行駛工況轉為制動工況，本身具有的動能在制動中全部損耗，轉化為熱能耗散掉，這本身就是一種能量的浪費，再專門提供額外的能量驅動制動系統工作進行制動，則效率更低。如果能夠在車輛制動時，將其本身的慣性動能利用起來供給制動系統并進行儲存，無疑將提尚系統的能效。隨著電液控制技術的發展，利用高速開關閥的進出口獨立調節技術使系統功能的組合趨于多樣化，控制更加靈活，同時能夠進行能量的回收，非常適合用于設計利用車輛慣性供能的軌道列車電液制動系統。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，利用列車慣性動能作為能量源驅動制動系統工作，通過高速開關閥構成的進出口獨立調節結構，對制動系統進行控制，無需外部能源，且能夠對列車制動能量進行回收。為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案是: 一、一種利用車輛慣性供能的軌道列車電液制動系統 本專利技術包括制動盤、車輛輪軸、機械傳動裝置、離合器、雙向液壓栗、兩個溢流閥、兩個蓄能器、四個高速開關閥、制動油缸、控制計算機、制動夾鉗和兩個壓力傳感器;雙向液壓栗通過離合器、機械傳動裝置連接于車輛輪軸上，雙向液壓栗的兩個油口分別安裝有第一蓄能器和第二蓄能器，第一蓄能器和第二蓄能器并聯兩個反向安裝的溢流閥，第一蓄能器分別與第二高速開關閥和第三高速開關閥的A油口連接，第二蓄能器分別與第一高速開關閥和第四高速開關閥的A油口連接，第一高速開關閥和第二高速開關閥的B油口與制動油缸的有桿腔連接，第三高速開關閥和第四高速開關閥的B油口與制動油缸的無桿腔連接，制動油缸的有桿腔和無桿腔分別安裝有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，制動盤位于制動夾鉗內，制動夾鉗的動摩擦片與制動油缸的活塞桿連接；四個高速開關閥、離合器和兩個壓力傳感器分別與控制計算機連接。二、一種利用車輛慣性供能的軌道列車電液制動方法 本專利技術在列車進入制動工況時，車輛動能通過制動盤、車輛輪軸、機械傳動裝置、離合器傳遞至雙向液壓栗轉軸，驅動雙向液壓栗工作，四個高速開關閥構成進出口獨立調節結構，壓力油通過四個高速開關閥的控制，調節制動油缸兩腔內的壓力值，實現制動力比例控制，輸出相應的制動力，通過動摩擦片進行制動。所述四個高速開關閥構成進出口獨立調節結構，壓力油通過四個高速開關閥的控制，調節制動油缸有桿腔和無桿腔內的壓力，實現制動力制動比例控制，輸出相應的制動力。本專利技術具有的有益效果是: 本專利技術的，利用雙向液壓栗，將車輛慣性動能轉化為液壓能，通過高速開關閥對制動油缸兩腔壓力進出口獨立調節，輸出與控制信號成比例的制動力，且能進行能量回收，顯著提高能效，其結構緊湊，系統簡單，使用、維護方便，具有廣泛的實用性與先進性。【附圖說明】圖1是本專利技術的結構示意圖。圖中:1、制動盤，2、車輛輪軸，3、機械傳動裝置，4、離合器，5、雙向液壓栗，6、溢流閥，7、蓄能器，8、高速開關閥，9、制動油缸，10、控制計算機，11、制動夾鉗，12、壓力傳感器，13、液壓連接，14、電氣連接。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的說明。如圖1所示，本專利技術包括制動盤1、車輛輪軸2、機械傳動裝置3、離合器4、雙向液壓栗5、兩個溢流閥6、兩個蓄能器7、四個高速開關閥8、制動油缸9、控制計算機10、制動夾鉗11和兩個壓力傳感器12。雙向液壓栗5通過離合器4、機械傳動裝置3連接于車輛輪軸2上，雙向液壓栗5的兩個油口分別安裝有第一蓄能器7和第二蓄能器7，第一蓄能器和第二蓄能器并聯兩個反向安裝的溢流閥6，防止系統超壓，第一蓄能器7分別與第二高速開關閥8和第三高速開關閥8的A油口連接，第二蓄能器7分別與第一高速開關閥8和第四高速開關閥8的A油口連接，第一高速開關閥8和第二高速開關閥8的B油口與制動油缸9的有桿腔連接，第三高速開關閥8和第四高速開關閥8的B油口與制動油缸9的無桿腔連接，制動油缸9的有桿腔和無桿腔分別安裝有第一壓力傳感器12和第二壓力傳感器12，制動盤I位于制動夾鉗11內，制動夾鉗11的動摩擦片與制動油缸9的活塞桿連接;四個高速開關閥8、離合器4和兩個壓力傳感器12分別與控制計算機10連接。本專利技術的制動方法: 列車進入制動工況時，車輛動能通過制動盤、車輛輪軸、機械傳動裝置、離合器傳遞至雙向液壓栗轉軸，驅動雙向液壓栗工作，四個高速開關閥構成進出口獨立調節結構，壓力油通過四個高速開關閥的控制，調節制動油缸兩腔內的壓力值，實現制動力比例控制，輸出相應的制動力，通過動摩擦片進行制動。系統中采用兩個蓄能器7，一方面可補充制動油缸9活塞兩側面積不相等造成的流量差異，另一方可進行能量的回收，將車輛動能中的一部分轉換為液壓能儲存在蓄能器7中，這些儲存的能量可用于列車啟動助力或進行制動。系統中采用雙向液壓栗5，無論列車正向行駛或反向行駛，均可工作，且由于高速開關閥8組成的進出口獨立調節結構，大大拓展了設備的功能，減小了閥口節流造成的能量損失，提高了整個系統的能量利用效率。系統中采用所述的控制計算機10作為控制器，通過所述的壓力傳感器12將系統的運行參數反饋至控制計算機10，通過控制計算機10輸出控制信號，控制高速開關閥8的動作，實現對制動油缸9運動的閉環控制。系統中回路簡單，液壓元件少，方便集成，可設計為機電液一體化結構，結構緊湊。本專利技術利用列車慣性動能作為能量源對列車進行制動，利用列車慣性動能作為能量源驅動制動系統工作，通過高速開關閥構成的進出口獨立調節結構，對制動系統進行控制，無需外部能源，且能夠對列車制動能量進行回收。【主權項】1.一種利用車輛慣性供能的軌道列車電液制動系統，其特征在于:包括制動盤(I)、車輛輪軸(2)、機械傳動裝置(3)、離合器(4)、雙向液壓栗(5)、兩個溢流閥、兩個蓄能器、四個高速開關閥、制動油缸(9)、控制計算機(10)、制動夾鉗(11)和兩個壓力傳感器;雙向液壓栗(5)通過離合器(4)、機械傳動裝置(3)連接于車輛輪軸(2)上，雙向液壓栗(5)的兩個油口分別安裝有第一蓄能器和第二蓄能器，第一蓄能器和第二蓄能器并聯兩個反向安裝的溢流閥，第一蓄能器分別與第二高速開關閥和第三高速開關閥的A油口連接，第二蓄能器分別與第一高速開關閥和第四高速開關閥的A油口連接，第一高速本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用車輛慣性供能的軌道列車電液制動系統，其特征在于：包括制動盤（1）、車輛輪軸（2）、機械傳動裝置（3）、離合器（4）、雙向液壓泵（5）、兩個溢流閥、兩個蓄能器、四個高速開關閥、制動油缸（9）、控制計算機（10）、制動夾鉗（11）和兩個壓力傳感器；雙向液壓泵（5）通過離合器（4）、機械傳動裝置（3）連接于車輛輪軸（2）上，雙向液壓泵（5）的兩個油口分別安裝有第一蓄能器和第二蓄能器，第一蓄能器和第二蓄能器并聯兩個反向安裝的溢流閥，第一蓄能器分別與第二高速開關閥和第三高速開關閥的A油口連接，第二蓄能器分別與第一高速開關閥和第四高速開關閥的A油口連接，第一高速開關閥和第二高速開關閥的B油口與制動油缸（9）的有桿腔連接，第三高速開關閥和第四高速開關閥的B油口與制動油缸（9）的無桿腔連接，制動油缸（9）的有桿腔和無桿腔分別安裝有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，制動盤（1）位于制動夾鉗（11）內，制動夾鉗（11）的動摩擦片與制動油缸（9）的活塞桿連接；四個高速開關閥、離合器（4）和兩個壓力傳感器分別與控制計算機（10）連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：龔國芳，張亞坤，劉建，孫辰晨，楊華勇，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33