本發(fā)明涉及列車停車制動器系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于控制軌道車制動系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

用于鐵路的停車制動器系統(tǒng)是公知的并且一般使用由空氣壓力抵擋的停車制動器力的機(jī)械源。具體地，一個(gè)實(shí)施例是彈簧施加的/空氣釋放的停車制動器，其使用大彈簧用于停車力。彈簧通常被保持在壓縮狀態(tài)中并且被允許擴(kuò)張以施加停車制動器。停車制動器之后當(dāng)系統(tǒng)被加壓以再次壓縮彈簧時(shí)被釋放。

另一傳統(tǒng)停車制動器系統(tǒng)是可從紐約水城的紐約氣閘有限責(zé)任公司獲得的系統(tǒng)，其額外地被描述在美國專利Nos.7,163,090和7,377,370中。系統(tǒng)使用氣動控制的機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)來將空氣制動器缸鎖定在施加的負(fù)載狀態(tài)中。因此，即使在空氣制動器缸隨后歸因于長停車持續(xù)時(shí)間而泄漏時(shí)，制動器也被機(jī)械地保持在施加的位置。Parkloc中的閉鎖機(jī)構(gòu)由制動器管壓力導(dǎo)向并被布置為當(dāng)制動器管壓力下降到60psi以下時(shí)鎖定并當(dāng)制動器管壓力超過65psi時(shí)解鎖。盡管用于鎖定和解鎖的實(shí)際壓力能夠由閉鎖活塞的設(shè)計(jì)(包括活塞面積和彈簧預(yù)緊力)限定，但是滯后作用即在鎖定壓力與解鎖壓力之間的差不是如此容易被改變的，因?yàn)殒i定和解鎖是對具有固定浸濕面積的單個(gè)活塞元件進(jìn)行加壓的結(jié)果。

在正常操作中，常常迫使列車在斜坡上停止。因?yàn)樵谪涍\(yùn)列車上使用的AAR制動器系統(tǒng)是直接釋放系統(tǒng)，空氣制動器系統(tǒng)的再裝載在制動器系統(tǒng)釋放的同時(shí)被完成。為了防止列車在該釋放和再裝載過程期間在斜坡上滾動走，列車乘務(wù)員在列車中的足夠數(shù)量的車上手動地設(shè)置手動制動器以保持列車靜止。一旦設(shè)置了手動制動器，列車空氣制動器就被釋放并被再裝載。手動制動器必須之后在列車能夠被移動之前被手動地釋放。

在停車制動器系統(tǒng)在制動器管排放的情況下將列車在斜坡上保持在停車狀態(tài)時(shí)，一旦制動器管壓力超過釋放壓力，例如65psi，停車制動器將與空氣制動器同時(shí)釋放。因此，期望具有一種停車制動器系統(tǒng)，其將直到列車制動器被實(shí)質(zhì)上再裝載時(shí)才釋放并且其能夠由機(jī)動車的駕駛員控制而無需某個(gè)人步行列車的長度以手動地釋放被設(shè)置在列車中的足夠數(shù)量的車上的手動制動器從而保持列車處于靜止位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明包括一種用于在斜坡上保持制動器的系統(tǒng)，所述制動器使用三通閥，該三通閥具有進(jìn)口并且能夠在第一位置與第二位置之間移動，在第一位置，所述進(jìn)口被連接到第一出口，在第二位置，所述進(jìn)口被連接到第二出口。具有力的彈簧被用于將閥偏置到第二位置，并且被互連到第一出口和第二出口兩者的氣動導(dǎo)向器被用于使閥偏置到第一位置。具有分裂壓力的分裂閥被定位在所述進(jìn)口與所述第二出口之間。因此，閥當(dāng)在進(jìn)口處的壓力超過彈簧的力和分裂閥的分裂壓力時(shí)將移動到第一位置，并且閥當(dāng)在進(jìn)口處的壓力低于彈簧的力時(shí)將移動到第二位置。

停車制動器保持系統(tǒng)可以額外地被耦合到速率敏感閥以用于使處于列車前面并且常常歸因于在列車的頭處的較高的壓力和流動速率而首先釋放的軌道車上的停車制動器的釋放延遲。速率敏感的第一實(shí)施例具有被直接連接到第一導(dǎo)向器并經(jīng)由阻氣門和油箱被連接到第二導(dǎo)向器的進(jìn)口。速率敏感閥能在第一位置與第二位置之間移動，在第一位置，進(jìn)口經(jīng)由具有分裂壓力的分裂閥被連接到出口，在第二位置，進(jìn)口被直接連接到所述出口。在另一實(shí)施例中，速率敏感閥具有被直接連接到第一導(dǎo)向器并經(jīng)由阻氣門和油箱被連接到第二導(dǎo)向器的進(jìn)口，并且速率敏感閥能在第一位置與第二位置之間移動，在第一位置，進(jìn)口經(jīng)由阻氣門被連接到出口，在第二位置，進(jìn)口被直接連接到出口。

附圖說明

將通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述更完全地理解并認(rèn)識到本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的處于第一位置的軌道車停車制動器的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的處于第二位置的軌道車停車制動器的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖3是軌道車停車制動器的控制系統(tǒng)的延遲釋放回路的實(shí)施例的示意圖；

圖4是軌道車停車制動器的控制系統(tǒng)的延遲釋放回路的另一實(shí)施例的示意圖；以及

圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的被耦合到軌道車停車制動器的控制系統(tǒng)的延遲釋放回路的實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖，其中類似的附圖標(biāo)記遍及附圖指代類似的部分，在圖1中見到一種停車制動器控制系統(tǒng)10，其將以低壓力致動軌道車的停車制動器并以較高壓力釋放停車制動器從而允許停車制動器保持列車直到空氣制動器被實(shí)際上再裝載并且移動列車是安全的為止。系統(tǒng)10包括氣動導(dǎo)向的三通閥12，其可以被互連到例如在美國專利Nos.7,163,090和7,377,370中可見的傳統(tǒng)Parkloc制動系統(tǒng)的鎖定機(jī)構(gòu)14。

如圖1中進(jìn)一步可見，Parkloc制動系統(tǒng)包括停車制動器鎖定機(jī)構(gòu)14，其包括與可轉(zhuǎn)動鎖定螺母18協(xié)作以防止軌道車制動器缸的釋放的鎖定套16，由此提供停車制動器系統(tǒng)。鎖定螺母18可繞制動器缸軸的螺紋部分轉(zhuǎn)動并且具有協(xié)作以通過與被定位在鎖定套16上的對應(yīng)齒嚙合來鎖定和解鎖停車制動器鎖定機(jī)構(gòu)14的齒，由此當(dāng)鎖定螺母18和鎖定套16被嚙合時(shí)防止制動器缸的釋放。通過施加從制動器管經(jīng)由進(jìn)口22到套16的接觸區(qū)20的流體壓力由此驅(qū)動鎖定套16遠(yuǎn)離鎖定螺母18并且因此通過脫離有齒的表面脫離與鎖定螺母18的嚙合來解鎖或釋放鎖定機(jī)構(gòu)14。當(dāng)從接觸區(qū)20移除制動器管壓力時(shí)，彈簧24將鎖定套16返回到與鎖定螺母18的嚙合，由此將鎖定機(jī)構(gòu)12返回到鎖定位置?；趶椈?4的力，能夠控制必須從鎖定機(jī)構(gòu)被移除以嚙合的制動器壓力的量。

從完全裝載的制動器管開始，為了進(jìn)行制動器應(yīng)用，減少制動器管壓力，并且軌道車上的空氣制動器控制系統(tǒng)將車上的氣動制動器缸加壓與制動器管減少成比例的量。通常，制動器管釋放和再裝載壓力為90psi。對于90psi制動器管，完全服務(wù)制動器應(yīng)用將制動器管壓力減少到大約65psi。在完全服務(wù)時(shí)，制動器管、輔助油箱和制動器缸壓力被均等為相同壓力。制動器管壓力的進(jìn)一步減少(被稱為過度減少)將不會導(dǎo)致額外的服務(wù)制動器。為了防止Parkloc制動系統(tǒng)在正常服務(wù)制動期間閉鎖，閉鎖壓力通常被設(shè)置為少于平均(例如60psi)的值。為了使Parkloc制動系統(tǒng)閉鎖，制動器管壓力必須因此被有意地減少超出完全服務(wù)例如65psi、減少到少于60psi的值，使得彈簧24能夠?qū)⑻?6相對于鎖定螺母18移動到鎖定位置。因此，當(dāng)制動器管壓力被減少到少于60psi時(shí)，Parkloc制動系統(tǒng)的鎖定套16在相關(guān)聯(lián)的彈簧24的影響下移動到閉鎖位置。因此，停車制動器通過將制動器管壓力減少為低于完全服務(wù)來設(shè)置。當(dāng)制動器管壓力被充分地再裝載以超過Parkloc制動系統(tǒng)的觸發(fā)壓力時(shí)，將鎖定套16與鎖定螺母18脫離并且釋放停車制動器。然而，如果列車是在斜坡上的，停車制動器的釋放當(dāng)制動器壓力管當(dāng)停車制動器釋放以針對該斜坡維持列車時(shí)的時(shí)刻未被充分地再裝載時(shí)是過早的。

為了防止停車制動系統(tǒng)的釋放直到制動系統(tǒng)被完全再裝載，閥12被定位在鎖定套16的進(jìn)口22的上游以確保鎖定套16直到制動器管壓力超過當(dāng)列車在斜坡上時(shí)安全地維持制動系統(tǒng)需要的預(yù)定量時(shí)才與鎖定螺母18脫離。因此，Parkloc鎖定機(jī)構(gòu)將不會在再裝載期間被釋放，直到制動器管壓力已經(jīng)被充分地再裝載，使得釋放停車制動器和列車移動是安全的。

系統(tǒng)10的閥12在進(jìn)口端口26處被連接到制動器管壓力并且能夠在第一位置與第二位置之間移動以選擇性地將兩個(gè)進(jìn)口28和30中的一個(gè)連接到鎖定套16的進(jìn)口22。閥12由針對彈簧34的偏置力起作用的氣動導(dǎo)向器32控制。在第一位置，閥12允許制動器管壓力的完全量被指向例如以上關(guān)于Parkloc系統(tǒng)描述的停車制動器鎖定機(jī)構(gòu)14的進(jìn)口2。因此，停車制動器可以以傳統(tǒng)方式通過將制動器管壓力減少到低于預(yù)定閾值來設(shè)置。

當(dāng)在閥12的導(dǎo)向器32處的制動器管壓力低于彈簧34的力時(shí)，即，制動器管壓力已經(jīng)被減少到低于用于設(shè)置停車制動器的正常制動器應(yīng)用，閥12將之后在彈簧34的偏置下移動到第二位置。彈簧34被預(yù)負(fù)載以針對氣動導(dǎo)向器壓力起作用并且預(yù)負(fù)載值被設(shè)置為大體與例如Parkloc制動系統(tǒng)中的閉鎖壓力相同的壓力。應(yīng)當(dāng)意識到，預(yù)負(fù)載值可以根據(jù)特定需要或針對其他類型的停車制動器系統(tǒng)來調(diào)節(jié)。

在第二位置，閥12經(jīng)由止回閥36將導(dǎo)向器26的制動器管壓力互連到鎖定套16的進(jìn)口22，這將止回閥36下游的導(dǎo)向器壓力減少了與止回閥預(yù)負(fù)載相等的量，例如20psi。因此，無論是鎖定套16還是閥12都不能夠被重置，直到在導(dǎo)向器26處的制動器管壓力超過閥12上的彈簧預(yù)負(fù)載加共線的止回閥36預(yù)負(fù)載之和，例如對于80psi的總計(jì)壓力為60psi加20psi。閥12還包括與偏移止回閥36并行地被定位的低分裂壓力回流止回閥38。低分裂壓力回流止回閥38在制動器管壓力被進(jìn)一步減少時(shí)允許導(dǎo)向器壓力排放，例如當(dāng)機(jī)動車與一截車分離時(shí)制動器管被排放到零。

當(dāng)制動器管壓力超過80psi時(shí)，控制閥12移動回到第一高壓位置，使得在閥12的導(dǎo)向器端口26處的完全制動器管壓力被直接連接到鎖定套16。在80psi的制動器管壓力處，閥12將允許列車空氣制動器被完全釋放，即，停車制動器被解鎖，并且制動器被實(shí)際上再裝載，使得制動器可以被用于在它在斜坡上時(shí)防止列車的滾動。因此，系統(tǒng)10甚至在列車在斜坡上時(shí)允許停車制動器的安全釋放，因?yàn)樽銐虻恼Ｖ苿悠髂芰捎糜谠谙到y(tǒng)10允許停車制動器釋放的時(shí)刻控制列車。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，系統(tǒng)10的預(yù)定閉鎖壓力和釋放壓力能夠通過選擇合適的閥預(yù)加載來限定和修改以實(shí)現(xiàn)特定制動系統(tǒng)的期望結(jié)果。

閥12可以任選地包括針對在列車的前面的車啟用的釋放延遲系統(tǒng)，使得整個(gè)列車將或多或少同時(shí)釋放制動器。例如，在列車制動器再裝載期間，歸因于制動器管本身的空氣流動阻力和在列車中的每輛車上的制動器管的油箱的裝載的能力，在列車的前面的制動器管壓力以比在列車的尾部的制動器管壓力更快的速率增加。本發(fā)明的釋放系統(tǒng)通過包括對制動器管壓力增加的速率敏感的并且如圖5可見的被連接到導(dǎo)向器端口26的上游的閥功能來實(shí)現(xiàn)釋放延遲。

釋放延遲系統(tǒng)的第一實(shí)施例包括速率敏感減慢閥40，其具有被連接到制動器管壓力的進(jìn)口44和用于向系統(tǒng)10提供制動器管導(dǎo)向器壓力(BP2)的出口46。進(jìn)口44被直接連接到減慢閥40的第一導(dǎo)向器48并且經(jīng)由(利用8psi的示例性分裂壓力示出的)止回閥50被連接到出口46。進(jìn)口44經(jīng)由阻氣門52被進(jìn)一步連接到體積54，其繼而被連接到與閥彈簧58并聯(lián)的閥40的第二導(dǎo)向器56。閥彈簧58具有低彈簧壓力，其當(dāng)導(dǎo)向器48和導(dǎo)向器56中的壓力標(biāo)稱上相等時(shí)足以將閥40偏置在直接釋放位置。在第一位置，閥40將制動器管壓力經(jīng)由止回閥50連接到系統(tǒng)10，并且在第二位置，閥40將制動器管壓力直接連接到系統(tǒng)10。當(dāng)閥40檢測到指示車在列車的頭附近的制動器管壓力增加的高速率時(shí)，速率敏感減慢閥40移動到壓力偏移狀態(tài)，其包括止回閥50。速率敏感減慢閥40在該狀態(tài)中的輸出壓力將是少于共線的止回閥50的壓力預(yù)負(fù)載的輸入制動器管壓力。因此，被定位在列車的頭處的閥40將不會提供足夠的制動器管壓力以使得閥12能夠重置，直到列車的頭中的制動器管壓力等于控制閥釋放壓力，例如80psi加速率敏感閥40的止回閥50的分裂壓力(例如8psi)或者總計(jì)88psi直到體積54中的壓力大體等于作用于導(dǎo)向器48的制動器管壓力，在此時(shí)，閥40在彈簧58的影響下移動到直接釋放位置。延遲的時(shí)間可以由阻氣門52的相對大小和油箱54的體積確定或控制。該實(shí)施例意識到，在制動器管壓力的再裝載期間，歸因于由控制閥沿途的管道摩擦和空氣消耗，在列車的頭處的壓力總是高于在列車的尾部處的壓力。

參考圖4，釋放延遲系統(tǒng)的第二實(shí)施例包括速率敏感減慢閥60，其具有被連接到制動器管壓力的進(jìn)口64和用于向系統(tǒng)10提供制動器管導(dǎo)向器壓力(BP2)的出口66。進(jìn)口64被直接連接到減慢閥60的第一導(dǎo)向器68并且經(jīng)由阻氣門70被連接到出口66。進(jìn)口64被進(jìn)一步連接到體積72，其繼而被連接到與閥彈簧76并行的閥60的第二導(dǎo)向器74。閥彈簧76具有當(dāng)導(dǎo)向器68和導(dǎo)向器74中的壓力標(biāo)稱上相等時(shí)足以使閥60偏置在直接釋放位置的低彈簧力。在第一位置，閥60經(jīng)由阻氣門70將制動器管壓力連接到系統(tǒng)10，并且在第二位置，閥60將制動器管壓力直接連接到系統(tǒng)10。當(dāng)檢測到指示閥60被定位在列車的頭附近的車中的制動器管壓力增加的高速率時(shí)，由包括阻氣門70和油箱72的氣動回路延遲用于釋放控制閥12的制動器管導(dǎo)向器壓力(BP2)。延遲的時(shí)間可以由阻氣門70的相對大小和油箱72的體積確定或控制。當(dāng)速率敏感減慢閥60處于減慢狀態(tài)中時(shí)，輸出(BP2)被連接到定時(shí)油箱72。以這種方式，輸出壓力BP2使在該車位置處的實(shí)際輸入制動器管壓力滯后并且因此進(jìn)一步使停車制動器的釋放延遲。

在釋放回路的兩個(gè)實(shí)施例中，控制閥22與在列車的尾部的車的制動器管壓力直接連通，在列車的尾部，制動器管壓力增加的速率較低。在兩種情況下，控制閥12將當(dāng)導(dǎo)向器壓力超過指定釋放壓力(例如80psi)時(shí)釋放，并且將因此不會由任何釋放延遲系統(tǒng)延遲。

控制閥12以及任何制動器管速率敏感釋放延遲回路40或60能夠任選地被封裝在具有Parkloc模塊的制動器缸的非壓力區(qū)域中，或者其可以被實(shí)現(xiàn)為與進(jìn)口22共線地接管以向Parkloc模塊提供制動器管連接的單獨(dú)的閥模塊。盡管結(jié)合停車制動系統(tǒng)描述了本發(fā)明的系統(tǒng)10，但是系統(tǒng)10可以被用于控制彈簧施加的、空氣釋放的停車制動器致動器，其響應(yīng)于預(yù)定閾值制動器管壓力而被釋放。