一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统
阅读说明：本技术 一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统 (Hydraulic control system of supporting wheel based on magnetic levitation vehicle ) 是由 牛玉国 张彦伟 崔雷 刘帅 张敬斌 董振威 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统,包括：电机、联轴器、液压泵、单向阀、电磁换向阀、油箱和两个压力开关；加压时,电磁换向阀通电,第二压力开关闭合；第二压力开关闭合后,电机通电,电机驱动液压泵从油箱中抽取油液,油液经过液压泵加压后输出至蓄能器和液压缸；支撑轮根据供油管路中的油液压力对磁悬浮车辆进行支撑；当供油回路的压力达到第一压力开关的设定压力值时,第一压力开关闭合,生成第一电平信号；当供油回路的压力达到第二压力开关的设定压力值时,第二压力开关断开,电机断电,液压泵停止工作；卸压时,电磁换向阀断电,油液经电磁换向阀流向油箱,供油回路中油液的压力下降,支撑轮恢复原位。(The invention relates to a hydraulic control system based on supporting wheels of a magnetic levitation vehicle, comprising: the hydraulic pump comprises a motor, a coupler, a hydraulic pump, a one-way valve, an electromagnetic directional valve, an oil tank and two pressure switches; when the pressure is increased, the electromagnetic directional valve is electrified, and the second pressure switch is closed; after the second pressure switch is closed, the motor is electrified, the motor drives the hydraulic pump to pump oil from the oil tank, and the oil is pressurized by the hydraulic pump and then is output to the energy accumulator and the hydraulic cylinder; the supporting wheels support the magnetic suspension vehicle according to the oil pressure in the oil supply pipeline; when the pressure of the oil supply loop reaches the set pressure value of the first pressure switch, the first pressure switch is closed to generate a first level signal; when the pressure of the oil supply loop reaches the set pressure value of the second pressure switch, the second pressure switch is disconnected, the motor is powered off, and the hydraulic pump stops working; when the pressure is relieved, the electromagnetic directional valve is powered off, oil flows to the oil tank through the electromagnetic directional valve, the pressure of the oil in the oil supply loop is reduced, and the supporting wheel is restored to the original position.)
技术领域
本发明涉及列车制动技术领域，尤其涉及一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统。
背景技术
磁悬浮车辆是通过电磁悬浮控制系统使车辆悬浮，并与轨道保持一定的间隙，通过直线电机牵引车辆向前/后运动的新型轨道车辆，具有速度快、噪音小、节能等优势。
由于磁悬浮车辆不是如常规列车一样与轨道接触的，因此，对于磁悬浮车辆的安全性能要求极高。而为提高磁浮车辆紧急情况下的安全性，磁浮车车辆底部设置有支撑轮。支撑轮可以代替悬浮系统将车辆支撑起来，在磁悬浮车辆的电磁悬浮控制系统故障时，可通过救援车拖动磁悬浮车辆行驶。但是，目前市面上的支撑轮大多不具有升降功能，拖动车辆时也不平稳，影响支撑轮的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统，可以在磁悬浮车辆的电磁悬浮控制系统发生故障时，为磁悬浮车辆的升起或降落提供控制及动力，还可以在救援车辆拖动磁悬浮车辆时，保证磁悬浮车辆能够平稳行驶。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统，所述液压控制系统包括：
电机、联轴器、液压泵、单向阀、电磁换向阀、油箱和两个压力开关；所述两个压力开关包括第一压力开关和第二压力开关；
所述电机通过所述联轴器与所述液压泵连接；所述液压泵设置于所述油箱中，所述液压泵的出口经所述单向阀与所述液压控制系统中的油路连接构成供油回路；所述第一压力开关和所述第二压力开关依次设置在所述供油回路上；所述供油回路的第一出口连接所述支撑轮的蓄能器；所述供油回路的第二出口连接所述支撑轮的液压缸；所述供油回路的第三出口连接所述电磁换向阀的入口，所述电磁换向阀的出口连接所述油箱的第一入口；
所述液压控制系统加压时，所述磁悬浮车辆的电子控制单元控制所述电磁换向阀通电和所述第二压力开关闭合；所述第二压力开关闭合后，所述电机通电，所述电机驱动所述液压泵从所述油箱中抽取油液，所述油液经过所述液压泵加压后输出至所述蓄能器和所述液压缸；所述支撑轮根据所述供油管路中的油液压力对所述磁悬浮车辆进行支撑；
当所述供油回路的压力达到所述第一压力开关的设定压力值时，所述第一压力开关闭合，生成第一电平信号，并将所述第一电平信号发送给磁悬浮车辆的车辆监控系统；
当所述供油回路的压力达到所述第二压力开关的设定压力值时，所述第二压力开关断开，所述电机断电，所述液压泵停止工作，所述液压控制系统处于保压状态；其中，所述第一压力开关的设定压力值小于所述第二压力开关的设定压力值；
所述液压控制系统卸压时，所述电磁换向阀断电，所述油液经所述电磁换向阀流向所述油箱，所述供油回路中油液的压力下降，所述支撑轮恢复原位。
优选的，所述液压控制系统还包括：手动卸荷阀；
所述供油回路的第四出口连接所述手动卸荷阀的入口，所述手动卸荷阀的出口连接所述油箱的第二入口，用以备用卸压。
进一步优选的，所述液压控制系统还包括：第一双向过滤器、第二双向过滤器和第三双向过滤器；
所述第一双向过滤器设置在所述液压泵的出口；
所述第二双向过滤器设置在所述第一出口；所述第二双向过滤器的一端连接所述第一出口，另一端连接所述蓄能器；
所述第三双向过滤器设置在所述第二出口；所述第三双向过滤器的一端连接所述第二出口，另一端连接所述液压缸。
优选的，所述液压控制系统还包括：安全阀；
所述安全阀并联在所述液压泵的出口，限制所述液压泵输出的油液的压力。
进一步优选的，所述液压控制系统还包括：第一节流阻尼和第二节流阻尼；
所述第一节流阻尼设置在所述电磁换向阀的出口，所述第二节流阻尼设置在所述手动卸荷阀的出口，以减缓卸压速度。
优选的，所述液压控制系统还包括：上限油标和下限油标；
所述上限油标和下限油标均设置在所述油箱上；所述上限油标位于所述下限油标的上方。
优选的，所述液压控制系统还包括：压力传感器；
所述压力传感器设置在所述供油回路上，以检测所述供油回路中油液的压力。
本发明实施例提供的一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统，可以在磁悬浮车辆的电磁悬浮控制系统发生故障时，为磁悬浮车辆的升起或降落提供控制及动力，还可以在救援车辆拖动磁悬浮车辆时，保证磁悬浮车辆能够平稳行驶。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明实施例提供了一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统，可以在磁悬浮车辆的电磁悬浮控制系统发生故障时，为磁悬浮车辆的升起或降落提供控制及动力，还可以在救援车辆拖动磁悬浮车辆时，保证磁悬浮车辆能够平稳行驶。
图1为本发明实施例提供的一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统的结构示意图，以下结合图1对本发明技术方案进行详述。
首先，说明本发明提供的液压控制系统的结构。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统，包括：电机1、联轴器2、液压泵3、单向阀12、油箱4、电磁换向阀5和两个压力开关。
其中，两个压力开关包括第一压力开关6和第二压力开关7。第一压力开关6用于反馈支撑轮(图中未示出)的动作完成信号，即通过支撑轮磁悬浮车辆达到远离轨面的最大距离。第二压力开关7与磁悬浮车辆的电机接触器连接，通过电机接触器的闭合或者断开状态控制控制电机1的启停，通过电机1的启停控制支撑轮的压力维持在一定区间内，从而实现磁悬浮车辆的平稳行驶。
具体的，第二压力开关7闭合，电机接触器闭合，电机1得电启动。第二压力开关7断开，电机接触器断开，电机1失电停止。
在优选的方案中，液压控制系统还包括：压力传感器8、第一双向过滤器11、第二双向过滤器10、第三双向过滤器9、手动卸荷阀13、安全阀14、第一节流阻尼15、第二节流阻尼16、上限油标17、下限油标18。
电机1通过联轴器2与液压泵3连接，电机1驱动设置于油箱4中的液压泵3从油箱4中抽取油液。
在优选的方案中，上限油标17和下限油标18均设置在油箱4上，且上限油标17位于下限油标18的上方，便于观察油箱4内的油液的油位，使得工作人员能够及时对油液进行补充或排出。油箱4上还设置有注油插口，可以通过注油插口快速注油和排油，注油插口见图中H位置。液压控制系统中还设有空滤19，用于清除液压控制系统中空气的微粒杂质，减小内部零件的磨损，延长液压控制系统的使用寿命。
液压泵3的出口经单向阀12与液压控制系统中的油路连接构成供油回路。油路可以理解为液压控制系统中油液所经过的管路。
第一压力开关6和第二压力开关7依次设置在供油回路上。
在优选的方案中，安全阀14并联在液压泵3的出口，用于限制液压泵3输出的油液的压力。压力传感器8也设置在供油回路上，用以检测供油回路中油液的压力。第一双向过滤器11设置在液压泵3的出口，用于过滤从液压泵3的出口流出的油液中的杂质。单向阀12防止进入供油回路的油液经液压泵3回流到油箱4，影响供油回路中的压力。
供油回路的第一出口连接支撑轮的蓄能器。支撑轮的蓄能器与液压控制系统的连接口见图中A位置。第二双向过滤器10设置在供油回路的第一出口，第二双向过滤器10的一端连接第一出口，另一端连接蓄能器，以过滤从蓄能器流出的油液中的杂质。
供油回路的第二出口连接支撑轮的液压缸。支撑轮的液压缸与液压控制系统的连接口见图中P位置。第三双向过滤器9设置在供油回路的第二出口，第三双向过滤器9的一端连接第二出口，另一端连接液压缸，第三双向过滤器9用以过滤从液压缸流出的油液中的杂质。
供油回路的第三出口连接电磁换向阀5的入口，电磁换向阀5的出口连接油箱4的第一入口。电磁换向阀5优选为两位两通电磁换向阀。第一节流阻尼15设置在电磁换向阀5的出口，防止卸压时压力下降速度过快，车重对支撑轮造成冲击。
供油回路的第四出口连接手动卸荷阀13的入口，手动卸荷阀13的出口连接油箱4的第二入口，手动卸荷阀13用以备用卸压。第二节流阻尼16设置在手动卸荷阀13的出口，防止手动卸压时压力下降速度过快，车重对支撑轮造成冲击。
以下说明液压控制系统的工作过程。
液压控制系统加压时，磁悬浮车辆的电子控制单元控制电磁换向阀5通电和第二压力开关7闭合。电子控制单元指的是通过人工操作向液压控制系统发送控制指令的装置。第二压力开关7闭合后，电机1通电，电机1控制液压泵3从油箱4中抽取油液，油液经过液压泵3加压后经过单向阀12通过供油回路输出至蓄能器。支撑轮根据供油回路中的油液压力对磁悬浮车辆进行支撑动作，支撑动作可以理解为磁悬浮车辆底部与磁悬浮轨道平面的距离的逐步增加。
当供油回路的压力达到第一压力开关6的设定压力值时，第一压力开关6闭合，生成第一电平信号，并将第一电平信号发送给磁悬浮车辆的车辆监控系统。第一电平指的是高电平，车辆监控系统接收到第一电平信号后，就可以判断磁悬浮车辆已经上升到位，即磁悬浮车辆距离轨面达到最大高度，可以配合救援车拖动。
当供油回路的压力达到第二压力开关7的设定压力值时，第二压力开关7断开，电机1断电，液压泵3停止工作，液压控制系统处于保压状态。其中，第一压力开关6的设定压力值小于第二压力开关7的设定压力值。保压状态指的是供油回路中的油液的压力在上述第一压力开关6设定压力值和第二压力开关7的设定压力值之间，从而保证支撑轮的稳定性。
在优选的方案中，第二压力开关7的设定压力值包括第二压力开关7的上升断开设定压力值与下降闭合设定压力值。其中，第二压力开关7的上升断开设定压力值大于下降闭合设定压力值。
保压状态指的是供油回路中的油液的压力在上述第二压力开关7的上升断开设定压力值与下降闭合设定压力值之间，从而保证支撑轮的稳定性。
当在保压状态下，由于各类阀门卸压导致管路中的压力小于第二压力开关7的下降闭合设定压力值时，第二压力开关7再次闭合，电机1再次启动，驱动液压泵3给供油回路加压。直到供油回路中的压力值再次达到第二压力开关7的上升断开设定压力值时，电机1断电，液压泵3停止工作。如此不断往复，以保证供油回路中的压力值在一定区间内。
液压控制系统卸压时，电子控制单元控制电磁换向阀5断电，油液经电磁换向阀5流向油箱4，供油回路中油液的压力下降，直至支撑轮恢复原位。
当电磁换向阀5出现故障，无法协助供油回路中油液卸压时，可以通过手动卸荷阀13，使得供油回路中的油液流向油箱4，从而减小供油回路的压力，支撑轮协助磁悬浮车辆缓慢下降。
在实际应用中，可以通过调节第一压力开关6和第二压力开关7的设定压力值，调整支撑轮的支撑能力，即调整支撑轮可支撑的车体重量，提高液压控制系统的安全性，以适应各种重量车型。
例如，管路中压力达到第一压力开关6的设定压力值100bar时，支撑轮可支撑的最大列车重量是70吨。通过调整第一压力开关6的设定压力值为120bar，支撑轮可支撑的最大列车重量增加到80吨。
本发明的一种基于磁悬浮车辆的支撑轮的液压控制系统，可以在磁悬浮车辆的电磁悬浮控制系统发生故障时，为磁悬浮车辆的升起或降落提供控制及动力，还可以在救援车辆拖动磁悬浮车辆时，保证悬浮车辆能够平稳行驶。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。