本發(fā)明涉及用于鐵路車輛的電動氣動制動系統(tǒng)。

更具體地，本發(fā)明涉及一種電動氣動制動系統(tǒng)，包括

氣動壓力供給管路，

用于產(chǎn)生車輛負載或重量信號的發(fā)生器裝置，

加權(quán)裝置，被設(shè)計成供給限定最大制動壓力的加權(quán)氣動壓力，該最大制動壓力被定義為所述負載信號的函數(shù)，以及

制動控制裝置，連接到加權(quán)裝置，并且包括連接在所述管路和(至少)一個制動器氣缸之間的繼動閥，從而引發(fā)向所述氣缸施加的等于或小于所述加權(quán)壓力的可控制制動壓力。

背景技術(shù)：

這種類型的電動氣動制動系統(tǒng)是公知的，并且例如，在專利申請EP 0 958 980 A和WO 2013/144543 A中進行描述。

存在減小這些制動系統(tǒng)的大小和總體尺寸的一般和恒定的趨勢。

具體地，存在以線路可更換單元(LRU)的形式構(gòu)造這些系統(tǒng)，以允許快速和簡單維護的趨勢。

這些目標意味著更多地使用電子和電動氣動系統(tǒng)，代替相當重和笨重的常規(guī)氣動元件。

在前述類型的電動氣動制動系統(tǒng)中，例如根據(jù)制動系統(tǒng)是否旨在基于逐個車輛(vehicle-by-vehicle)或基于逐個轉(zhuǎn)向架(bogie-by-bogie)施加制動，產(chǎn)生負載信號，該負載信號指示整個車輛或其一部分的負載或重量。

除了加權(quán)裝置和行車制動控制裝置之外，這種類型的電動氣動制動系統(tǒng)通常包括用于控制防車輪滑動(anti-wheel-slip)功能的裝置，該裝置被設(shè)計成阻斷并且然后降低流體壓力，并且隨后根據(jù)由與車輪相關(guān)聯(lián)的速度傳感器提供的信息，將其重新應(yīng)用到制動器氣缸，以解決車輪鎖定和滑動的情況。

在一些情況下，制動控制裝置和防車輪滑動控制裝置在單個電子控制單元中實現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于鐵路車輛的電動氣動制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特征在于其大小、重量和總體尺寸大大減小，操作高度可靠，以及低成本。

根據(jù)本發(fā)明，這些和其它目的用在所附權(quán)利要求1中限定其主要特征的電動氣動制動系統(tǒng)來實現(xiàn)。

在根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)中，加權(quán)裝置包括

電動氣動驅(qū)動組件，插置在壓力供給管路和前述繼動閥的驅(qū)動入口之間，并且經(jīng)由壓力和功率限制器連接到該管路，以及

電子加權(quán)控制單元，根據(jù)前述負載信號控制該驅(qū)動組件，以便以預(yù)定方式調(diào)制在該繼動閥的驅(qū)動入口處的壓力。

由于這些特征，加權(quán)裝置對低功率“氣動信號”進行操作，其可通過具有小通道橫截面的氣動設(shè)備(電磁閥)進行“處理”。因此，這些氣動設(shè)備能夠以比現(xiàn)有技術(shù)解決方案明顯更小的尺寸和重量制造。

在根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)中，前述制動控制裝置包括

電動氣動控制組件，插置在繼動閥的電動氣動驅(qū)動組件和所述繼動閥的驅(qū)動入口之間，以及

電子制動控制單元，被設(shè)計成根據(jù)行制動請求信號或安全制動請求信號來驅(qū)動該電動氣動控制組件。

電動氣動制動控制組件適宜地包括控制電動氣動驅(qū)動組件和繼動閥的驅(qū)動入口之間的連接的第一電磁閥或入口閥，以及控制該繼動閥的驅(qū)動入口和大氣之間的排放連接的第二電磁閥或出口閥，以及用于遠程控制的制動釋放的第三電磁閥，該第三電磁閥連接到繼動閥的入口，并且插置在所述第一電磁閥和所述第二電磁閥之間。

關(guān)于最后提到的解決方案，雖然在所附權(quán)利要求中展出以存在權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中限定的特征為條件，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，該解決方案甚至可在沒有權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中限定的特征的情況下被方便地應(yīng)用。

附圖說明

根據(jù)下面參考附圖的僅僅通過非限制性示例的方式給出的詳細描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于鐵路車輛的電動氣動制動系統(tǒng)的電動氣動圖，部分是方塊形式；

圖2是類似于圖1中所示的部分電動氣動圖，并且示出第一變型實施例；以及

圖3是類似于前述附圖中所示的電動氣動圖，并且示出了根據(jù)本發(fā)明的電動氣動制動系統(tǒng)的另外的變型實施例。

具體實施方式

在附圖中，數(shù)字1表示用于已知類型的鐵路車輛的根據(jù)本發(fā)明的整個電動氣動制動系統(tǒng)。

在所示實施例中，制動系統(tǒng)1包括與鐵路車輛的相應(yīng)的車輪或車軸相關(guān)聯(lián)的多個制動器氣缸BC1，...BCN。

每個制動器氣缸BC1，...BCN與相應(yīng)的制動控制裝置BCA1，...BCAN相關(guān)聯(lián)。

制動控制裝置BCA1，...BCAN整體上與由WA表示的加權(quán)裝置相關(guān)聯(lián)。

加權(quán)裝置WA包括電子加權(quán)控制單元WCU，該電子加權(quán)控制單元WCU控制整體上由EPDA表示的電動氣動驅(qū)動組件。

每個制動控制裝置BCA1，...BCAN包括相應(yīng)的電子單元BCU，該電子單元BCU控制相關(guān)的電動氣動控制組件EPCA。

圖1中的數(shù)字2表示用于產(chǎn)生指示車輛(或其一部分，諸如轉(zhuǎn)向架)的負載或重量的信號的設(shè)備，該設(shè)備連接到加權(quán)裝置WA的電子單元WCU，以及連接到制動控制裝置BCA1，...BCAN的電子單元BCU。

電子單元WCU和BCU可以獨立的電子單元的形式制成，或者如果必要，可在單個電子控制單元中彼此集成。

符號MBP表示主氣動壓力供給管路(稱為“主制動管路”)。

在每個電動氣動控制組件EPCA中，氣動管路MBP連接到繼動閥RV的入口，其中繼動閥RV的出口連接到相關(guān)聯(lián)的制動器氣缸BC1，...BCN。

繼動閥RV是“功率”閥。

電動氣動加權(quán)組件EPDA被氣動地插置在壓力供給管路MBP和由i表示的電動氣動控制組件EPCA中的每一個的氣動“信號”入口之間。

從下面的描述中將顯而易見的是，加權(quán)裝置WA被設(shè)計成向制動控制裝置BCA1，...BCAN的繼動閥RV的驅(qū)動入口d供給氣動壓力“信號”，該信號由定義最大制動壓力的“加權(quán)”氣動壓力組成，該最大制動壓力根據(jù)由傳感器2提供的負載信號進行限制，并且適用于制動器氣缸BC1，...BCN。

另一方面，每個制動控制裝置BCA1，...BCAN被設(shè)計成使得將不超過所述加權(quán)壓力的制動壓力施加到與該裝置相關(guān)聯(lián)的至少一個制動器氣缸BC1，...BCN，并且該制動壓力根據(jù)所請求的行車制動的級別或安全制動請求通常是可變的，所述請求的行車致動的級別或安全制動請求在分別由a和b表示的電子單元BCU的輸入端處到達相應(yīng)的電子單元BCU。

適宜地，每個制動控制裝置BCA1，...BCAN的單元BCU還被設(shè)計成以這樣的方式驅(qū)動相關(guān)的電動氣動組件EPCA的繼動閥RV，以便當供給到由c漸增地表示的(單元BCU的)輸入端的車輪旋轉(zhuǎn)速度信號使得能夠檢測這些車輪的鎖定狀態(tài)時，提供防車輪滑動措施。

參考圖1，電動氣動驅(qū)動組件EPDA通過氣動壓力限制器閥3連接到氣動壓力供給管路MBP，氣動限壓閥3的出口連接到具有相對的彈簧類型的繼動閥4的供給入口，并且連接到在運行中由加權(quán)控制單元WCU驅(qū)動的電磁入口閥5的入口。

電磁閥5的出口連接到小的儲存器6，以及繼動閥4的驅(qū)動入口和電磁出口閥7的入口，電磁出口閥7在運行中也由加權(quán)控制單元WCU驅(qū)動。

在所示的實施例中，電磁閥5和7是常閉的三通兩位閥。

繼動閥4的出口通過相應(yīng)的頸縮部8連接到制動控制裝置BCA1，...BCAN的電動氣動控制組件EPCA的入口i。

加權(quán)裝置WA的電動氣動驅(qū)動組件EPDA還包括電壓力傳感器或換能器9，該電壓力傳感器或換能器9連接到將繼動閥4的出口聯(lián)接到電動氣動制動控制組件EPCA的入口i的管路。該傳感器或換能器9的電輸出連接到加權(quán)控制單元WCU的對應(yīng)輸入，以在運行中向后者指示在繼動閥4的出口處的壓力。

儲存器6用作“氣動儲存單元”，其中在運行中，儲存對應(yīng)于車輛或其一部分的重量的壓力。

參考圖1至圖3，在所示實施例中，每個電動氣動制動控制組件EPCA包括在運行中由對應(yīng)的制動控制單元BCU驅(qū)動的電磁入口閥10。

在所示實施例中的電磁閥10是三通兩位常開型的，并且其出口連接到另外的電磁閥20的入口，另外的電磁閥20的出口連接到繼動閥RV的驅(qū)動入口d。

電磁閥20的出口還連接到小的儲存器11和電磁出口或排放閥12的入口，該電磁出口或排放閥12在運行中也由電子制動控制單元BCU控制。

電磁閥20是三通兩位常開型的，而電磁閥12是三通兩位常閉型的。

從下文將更清楚地看出，電磁閥20旨在當通電時促使釋放由相關(guān)聯(lián)的制動器氣缸BC1，...BCN執(zhí)行的制動。

壓力傳感器或換能器13氣動地連接在繼動閥RV的出口和相關(guān)聯(lián)的制動器氣缸BC1，...BCN之間，以便在運行中向?qū)?yīng)的電子制動控制單元BCU供給指示在所述繼動閥RV出口處的壓力的電信號。

上面參考圖1描述的電動氣動制動系統(tǒng)基本上以下面的方式操作。

根據(jù)制動系統(tǒng)1是被設(shè)計成提供“逐個車輛”制動還是“逐個轉(zhuǎn)向架”制動，電子加權(quán)控制單元WCU從設(shè)備2接收指示鐵路車輛或其一部分(諸如轉(zhuǎn)向架)的重量的信號。

加權(quán)控制單元WCU以這樣的方式控制電磁入口閥5和相關(guān)聯(lián)的電磁出口閥7，使得當這些電磁閥斷電時，第一閥(5)將儲存器6與壓力調(diào)節(jié)器3的出口斷開，并且第二閥(7)防止儲存器6向大氣排放。

儲存器6適宜地具有基本上對應(yīng)于繼動閥4的驅(qū)動室的容積和將電磁閥5和7連接到該繼動閥的管路的容積的容量。

當電磁入口閥5被通電時，其將儲存器6連接到壓力限制器3的出口。

當電磁閥出口或排放閥7被通電時，其允許先前積聚在儲存器6中和繼動閥4的驅(qū)動室中的壓力被排放到大氣中。

壓力傳感器或換能器9向電子加權(quán)控制單元WCU供給指示瞬時存在于繼動閥4的出口處的壓力的電信號。

基于由壓力傳感器或換能器9供給的信號，并且通過驅(qū)動電磁入口閥5和電磁閥出口或排放閥7，控制單元WCU以這樣的方式動做，使得加權(quán)氣動壓力存在于繼動閥4的出口處，該壓力定義了適用于制動器氣缸BC1，...BCN的制動壓力的最大值。該制動壓力的該最大值根據(jù)由設(shè)備2供給的信號指示的負載值來限制。

入口壓力限制器設(shè)備3防止電磁閥5和繼動閥4的入口處的壓力超過預(yù)定的最大值，從而也固定了氣動壓力在繼動閥4的出口處可達到的最大值。

在繼動閥4的出口處(即在電動氣動驅(qū)動組件EPDA的出口處)的壓力到達與各種制動器氣缸BC1，...相關(guān)聯(lián)的電動氣動制動控制組件EPCA的入口i。

在每個電動氣動制動控制組件EPCA中，當電磁閥10,20和12斷電時(也就是說，在圖1中所示的狀態(tài)下)，從繼動閥4接收的氣動壓力通過電磁閥10和20到達儲存器11和繼動閥RV的驅(qū)動室。由于電磁排放閥12被閉合，所以儲存器11和繼動閥RV的驅(qū)動室與大氣斷開。

儲存器11的容積對應(yīng)于繼動閥RV的驅(qū)動室的總?cè)莘e以及將該儲存器連接到電磁閥20和12以及連接到繼動閥RV的驅(qū)動入口d的管路的容積。

在運行中，每個制動控制單元BCU接收來自設(shè)備2負載或重量信息，接收來自相關(guān)聯(lián)的傳感器或換能器13的關(guān)于在對應(yīng)的繼動閥RV的出口處的壓力的信息元素，以及在制動控制單元BCU的輸入端a和b處接收與任何行車或緊急制動請求有關(guān)的信息，以及在制動控制單元BCU的輸入端c處接收與車輛的車輪的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息。

在鐵路車輛的正常運行期間，每個制動控制單元BCU以這種方式控制在繼動閥RV的出口處的壓力值，使得該壓力與由電動氣動驅(qū)動組件EPDA的繼動閥4發(fā)送到該繼動閥RV的入口d的加權(quán)驅(qū)動壓力成比例，并且與施加到該單元BCU的輸入端a的行車制動請求信號成比例。

如果存在到達制動控制單元BCU的輸入端b的安全或緊急制動請求，則這些單元使得相關(guān)聯(lián)的電磁入口閥10斷電，從而允許繼動閥4以所述繼動閥4或加權(quán)裝置WA的電動氣動驅(qū)動組件EPDA的的出口壓力向儲存器11填充流體。電磁閥排放閥12防止儲存器11向大氣的排放。

因此，在存在安全制動請求的情況下，繼動閥RV向相關(guān)聯(lián)的制動器氣缸供給流體流，該流體流的壓力對應(yīng)于由電動氣動驅(qū)動組件EPDA確定的加權(quán)壓力，如上所述。

當制動控制單元BCU基于供給到其輸入端c的與車輛的車輪的轉(zhuǎn)速有關(guān)的信號來檢測到車輪滑動狀態(tài)時，這通過向電磁入口閥10通電，以及使電磁出口閥12斷電，使得在相關(guān)聯(lián)的制動器氣缸處的制動壓力降低，直到滑動狀態(tài)被解決。

電磁閥20可通過遠程制動釋放控制信號(遠程釋放信號)RR被通電。電磁閥20在一個方向上的通電防止電磁入口閥10向儲存器11填充從繼動閥4接收的加壓流體；代替地，其使該儲存器11和繼動閥RV的驅(qū)動室向大氣排放。

因此，當電磁閥20被通電時，繼動閥20降低在相關(guān)聯(lián)的制動器氣缸處的制動壓力，從而防止該氣缸產(chǎn)生延遲作用。

電磁閥20(該電磁閥20使得能夠控制制動釋放)在電磁入口閥10和出口閥12之間如此定位，使得其不影響在繼動閥RV的驅(qū)動室和電磁排放閥12之間的氣流速度。

電磁閥20的這種定位防止繼動閥RV的儲存室的排空在防車輪滑動制動過程中被減慢。

圖2是第一變型實施例的局部視圖。在該附圖中，前面描述的部件和元件再次被給予與先前使用的字母數(shù)字標號相同的字母數(shù)字標號。

根據(jù)圖2的變型與根據(jù)圖1的制動系統(tǒng)的不同之處基本在于，加權(quán)裝置WA的電動氣動驅(qū)動組件EPDA的繼動閥4是不具有復(fù)位彈簧的類型，并且在于另外的壓力限制器14被插置在該繼動閥的驅(qū)動入口與減壓器3的出口之間。

通過其存在，減壓器14使儲存器6中的壓力能夠具有預(yù)定的最小值，并且因此穩(wěn)定電動氣動驅(qū)動組件EPDA的出口處的可遞送氣動壓力的最小值。

圖3是另外的變型實施例的局部視圖。

在該附圖中，與前面描述的部件和元件相同或?qū)?yīng)的部件或元件也再次被給予與先前使用的相同的字母數(shù)字標號。

與圖2中所示的變型相比，在根據(jù)圖3的解決方案中，加權(quán)裝置WA的電動氣動驅(qū)動組件EPDA不再具有繼動閥。該電動氣動組件EPDA的出口被設(shè)置到儲存器6，儲存器6用作“氣動儲存”儲存器，在運行中，以與從歐洲專利EP 0 958 980B1已知的解決方案類似的方式儲存對應(yīng)于車輛的重量的壓力，但是，該歐洲專利EP 0 958 980B1提供了使用直接向制動器氣缸供給壓力的另外的繼動閥。

在運行中，在行車制動和緊急防車輪滑動制動中，當在電動氣動制動控制組件EPCA的繼動閥RV的驅(qū)動室中存在壓力變化時，加權(quán)控制單元WCU提供對儲存器6中的氣動壓力的連續(xù)調(diào)節(jié)。

在根據(jù)圖3的實施例中，儲存器6的容積適宜地為繼動閥RV的驅(qū)動室的容積的總和的至少十倍，以便提供“軟”控制。

可基于預(yù)定算法，例如基于以下表達式來控制儲存器6中的壓力：

或：

其中

Po和Vo是儲存器6的氣動壓力和容積，

t是時間，

P_SB是施加的緊急或安全壓力，以及

P_i和V_i，其中i＝1,2，...N，是制動控制裝置BCA_i的電動氣動組件EPCA的儲存器11的壓力和容積。

在緊急制動中，控制單元WCA“消耗”儲存在儲存器6中的一些空氣，但是隨后基于(已知的)回路和構(gòu)成這些回路的氣動部件的容積，并且基于借助于傳感器或換能器9和13檢測的瞬時氣動壓力，通過遵循諸如上面所示的預(yù)測算法來替換其中消耗的空氣的量。

在圖3的圖中，儲存器11不一定表示實際的“物理”儲存器，而是可簡單地表示繼動閥RV的驅(qū)動室的容積，以及該繼動閥與閥10,20和12之間的連接的容積。

根據(jù)圖3的解決方案是特別經(jīng)濟的，因為不再需要在加權(quán)裝置WA的電動氣動驅(qū)動組件EPDA中使用繼動閥。

當然，本發(fā)明的原理保持相同，在不偏離如所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，實施例的形式和構(gòu)造的細節(jié)可相對于已經(jīng)通過非限制性示例給出的那些描述和示出的內(nèi)容進行廣泛地變化。