阅读说明：本技术 城轨车辆制动模块 (Urban rail vehicle braking module ) 是由 张兴旺 陈澍军 刘政 李化明 张义文 张英余 陈磊 谢春杰 于 2018-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种城轨车辆制动模块及轨道车辆,制动模块包括安装吊架、气路控制箱、主风缸、制动风缸、机械制动缓解装置、以及制动控制单元,所述气路控制箱、所述主风缸、所述制动风缸、所述机械制动缓解装置、和所述制动控制单元均固定在所述安装吊架上。本发明提供的城轨车辆制动模块及轨道车辆将制动控制单元集成安装在制动模块内,提高制动模块集成度,实现了制动部件和制动管路的集中安装,使车辆的维护和维修更加的方便。(The invention provides a braking module of an urban rail vehicle and the rail vehicle, wherein the braking module comprises an installation hanging bracket, an air path control box, a main air cylinder, a braking air cylinder, a mechanical braking relieving device and a braking control unit, wherein the air path control box, the main air cylinder, the braking air cylinder, the mechanical braking relieving device and the braking control unit are all fixed on the installation hanging bracket. According to the urban rail vehicle brake module and the rail vehicle, the brake control unit is integrally installed in the brake module, so that the integration level of the brake module is improved, the centralized installation of brake components and brake pipelines is realized, and the maintenance and the repair of the vehicle are more convenient.)

城轨车辆制动模块

技术领域

本发明涉及城市轨道车辆制动系统的技术领域，尤其涉及一种高度集成的智能化制动模块总成。

背景技术

随着城市轨道交通的飞速发展，城市轨道交通车辆需求日益增多，车辆设计需要满足车辆各种复杂的性能要求，同时还需满足整车轻量化、节约原材料等方面的要求。

目前，在车辆设计时，为了满足整车轻量化、节约原材料等方面的要求，将城轨车辆的制动设备组成制动模块。如图1所示，现有技术中城轨车辆的制动模块包括：气路控制箱2、主风缸3、制动风缸4、以及机械制动缓解装置5集成安装在一个安装吊架1上。机械制动缓解装置用于手动隔离空气制动。制动模块设置有管路接口，与制动控制单元(未示出)连接，为车辆的制动控制提供用风。其中，制动系统中的制动控制单元单独安装在其他位置(车体下)，通过增加管路连接。

可见，现有技术中，制动控制单元没有安装在现在现有制动模块内部，而是通过管路连接，不仅占用车底空间，同时给车辆设备维护和维修带来不便。

发明内容

本发明提供一种城轨车辆制动模块，将制动控制单元与气路控制箱、主风缸、制动风缸集成安装在一个吊架上，用于解决由于制动控制单元单独安装在车体下其他位置，导致的各部件之间管路错综复杂，且占用车体下过多空间的问题，以及各部件的分散安装给车辆维修和维护带来不便的问题。

第一方面，本发明提供一种城轨车辆制动模块，包括：安装吊架、气路控制箱、主风缸、制动风缸、机械制动缓解装置、以及制动控制单元，所述气路控制箱、所述主风缸、所述制动风缸、所述机械制动缓解装置、和所述制动控制单元均固定在所述安装吊架上。

所述主风缸具有至少一个出气气路，所述至少一个出气气路中包括第一气路，所述第一气路和所述气路控制箱的入气端连通，所述气路控制箱的一个出气端和所述制动风缸连通的入口连通，所述制动风缸的出口和所述制动控制单元连通，以使所述制动控制单元以所述制动风缸的气流为动力控制制动机构的动作。

在本发明的一实施例中，所述至少一个出气气路还包括第二气路，所述模块还包括：远程制动缓解装置。

所述远程制动缓解装置包括电磁阀和活塞阀，其中所述活塞阀包括受力端和动作端，所述第二气路经过所述电磁阀与所述活塞阀的所述受力端相连，所述活塞阀的所述受力端可在所述第二气路内气流作用下驱动所述活塞阀的所述动作端移动，所述动作端用于在所述受力端的驱动下阻断所述制动机构的动力源，排出制动机构内气体。

可选的，所述制动控制单元还包括至少两个气流输入口，所述气流输入口用于接收来自车辆的空气弹簧的气流。

可选的，所述制动控制单元内部设置有压力传感器和计算装置，所述压力传感器用于检测流入所述气流输入口的气流压力；所述计算装置用于根据所述气流压力计算车辆需要施加的制动力。

可选的，所述制动控制单元包括制动压力输出口和控制器，所述压力输出口和所述制动机构连通，所述控制器通过制动力调节所述压力输出口压力大小，从而控制制动机构的动作。

可选的，所述制动控制单元和所述气路控制箱安装在所述安装吊架的侧方。

可选的，所述制动控制单元和所述气路控制箱分别位于所述安装吊架的不同侧。

可选的，所述安装吊架上用于固定所述气路控制箱、所述主风缸、所述制动风缸、所述机械制动缓解装置、所述远程制动缓解装置和所述制动控制单元的位置可调整。

第二方面，本发明提供一种车辆制动系统，包括，如第一方面本发明所述的城轨车辆制动模块。

第三方面，本发明提供一种轨道车辆，包括，如第二方面本发明所述的车辆制动系统。

本发明提供的城轨车辆制动模块及轨道车辆将制动控制单元集成安装在制动模块内，提高制动模块集成度，实现了制动部件和制动管路的集中安装，使车辆的维护和维修更加的方便。

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为现有技术中城轨车辆制动模块结构示意图；

图2为本发明城轨车辆制动模块实施例中制动模块的主视示意图；

图3为本发明城轨车辆制动模块实施例中制动模块的俯视示意图；

图4为本发明城轨车辆制动模块实施例中安装吊架1的仰视示意图；

图5为本发明城轨车辆制动模块中制动缓解装置和制动控制单元之间的连接图；

图6A为本发明中制动模块内各设备的一种安装位置示意图；

图6B为本发明中制动模块内各设备的另一种安装位置示意图。

符号说明：

1：安装吊架；

2：气路控制箱；

3：主风缸；

4：制动风缸；

5：机械缓解装置；

6：制动控制单元；

7：远程缓解装置。

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做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。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同符号的设备/构件代表相同或类似部分。

为便于了解本发明中城轨车辆制动模块内各部件的工作过程，首先介绍一下城轨车辆的制动系统。城轨车辆制动是通过安装在车辆上的制动装置实现的；一套列车制动装置至少包括两个部分：制动控制部分和制动执行部分。制动控制部分主要包括制动信号的发生与传输装置；制动执行部分(也称为基础制动装置)包括闸瓦制动和盘式制动等不同的制动装置。

一方面，一般的城轨车辆在正常运行中，按照车辆输出指令会施加常用制动、快速制动以及紧急制动。这三种制动形式的作用机理均是通过城轨车辆上制动控制单元的计算输出压缩空气作用到制动执行装置上，产生制动力使城轨车辆达到制动效果。

另一方面，城轨车辆还具有停放制动功能。当车辆停车静止后，为防止城轨车辆停靠在坡道上发生溜滑现象，会对城轨车辆施加停放制动。车辆停放制动不同于车辆运行中的制动作用，它采用弹簧力来产生制动作用。弹簧停放制动缸充气时，停放制动缓解；弹簧停放制动缸排气时，停放制动施加。

本发明提及的城轨车辆的制动模块即为城轨车辆的制动控制部分。目前城轨车辆的制动系统大都以制动模块的形式集体吊装在车体下，然而由于车辆设计的复杂性导致制动系统中的制动控制单元单独安装在车下其他位置，通过管路与制动模块连接，不仅占用了车底的安装空间，给车下设备的布置带来不便，同时各种部件的分散的布置方式还给车辆的维护和维修带来了不便从而增加了故障问题的处理时间。

基于上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种城轨车辆制动模块，将制动控制单元集成安装在制动模块内，和气路控制箱分别安装在车体下两侧，便于车辆维修和维护。同时，将制动控制单元安装在制动模块内部后，简化了车体下制动管路的设计及其他设备的布置安放。

图2为本发明城轨车辆制动模块实施例中制动模块的主视示意图。如图2所示，本发明中的制动模块包括：安装吊架1、气路控制箱2、主风缸3、制动风缸4、制动控制单元6以及机械制动缓解装置5(图2中未示出)。并且所述气路控制箱2、所述主风缸3、所述制动风缸4、所述机械制动缓解装置5、以及、所述制动控制单元6集成安装在安装吊架1内。其中，制动模块内各部件之间以及制动模块与车辆其他制动部件之间通过气体管路连接。

图4为本发明城轨车辆制动模块实施例中安装吊架1的仰视示意图。根据现有技术可知，安装吊架1固定安装在城轨车辆的车体底架上。如图4所示，安装吊架1上设置有制动控制单元6的固定部g、风缸(主风缸3和制动风缸4)的固定部h、以及气路控制箱2的固定部i，机械制动缓解装置5的固定部在图4中未示出。

可选的，安装吊架1可采用具有耐腐蚀性、耐热性等性质的材料制作，例如可以用不锈钢焊接而成。

其中，本申请不限制各设备与安装吊架1上对应的固定部的连接方式，例如各固定部可以为安装孔形式，通过紧固螺栓将各设备安装到安装吊架1上，也可以通过设置卡槽的方式将各设备安装到安装吊架1上。

参照图2可知，图2中的1#表示气路接口，其中，气路接口1#为制动模块的气体总风接口，与主风缸3连接。所以，主风缸3通过1#气路接口接收并储存来自车辆总风管的气体，为车辆制动设备以及车辆上其他设备提供用风。其中，主风缸3具有至少一个出气气路。

气路控制箱2通过气体管路与主风缸3的至少一个出气气路的第一气路连接，接收来自主风缸3的气体。通过气路控制箱2内的控制阀调整控制，其中，气路控制箱2的气体通过两个出气端分为两路流出。

制动风缸4通过气体管路与气路控制箱2的两个出气端的其中一个出气端连接，制动风缸4接收来自气路控制箱2的气体压力，为制动控制单元6供风，从而为车辆施加空气制动提供用风。

制动控制单元6为轨道交通车辆通用产品，制动控制单元6通过气体管路与制动风缸4连接，制动控制单元6接收来自制动风缸4的气体压力，通过内部的电子制动控制单元的计算以及内部控制阀的控制为车辆的制动输出相应的制动压力；同时，制动控制单元6还接收来自车辆的空气弹簧压力，用于车辆制动相关计算。

机械制动缓解装置5位于制动控制单元6与制动风缸4连接气体管路的中间，与制动风缸4的出口连接。机械制动缓解装置5为一个侧排风的塞门，通过操作旋转塞门手柄，带动内部联杆转动，截断来自制动风缸4中的风，而制动控制单元6中的风从机械制动缓解装置5的排气孔排出。使得车辆总风管的气体无法通过制动风缸4进入制动控制单元6，导致制动控制单元6中的气体压力无法为车辆的制动输出相应的制动压力，同时制动执行装置的气体通过机械制动缓解装置5的排气孔排出从而解决城轨车辆制动不缓解的问题。

本实施例中，将制动控制单元集成安装在制动模块内，提高制动模块集成度，实现了制动部件和制动管路的集中安装，使车辆的维护和维修更加的方便。

在现有技术中，由于制动模块只包含一个需要操作人员手动操作的机械制动缓解装置，当城轨车辆处出现制动无法缓解的情况时，需要操作人员通过操作上述的机械缓解装置来实现对导致出现制动不缓解问题的故障的相关设备的隔离。同时，要实现上述功能，操作人员必须到达指定的位置，从而增加了故障问题的处理时间。所以，可选的，在本发明的制动模块中，可以设置远程制动缓解装置，达到远程解决制动不缓解问题的目的。

图3为本发明城轨车辆制动模块实施例中制动模块的俯视示意图。如图3所示，安装吊架1、气路控制箱2、主风缸3、制动风缸4、以及、制动控制单元6在图3中的位置与图2相应位置一一对应，以及机械制动缓解装置5、远程制动缓解装置7。

远程制动缓解装置7由一个电磁阀和一个活塞阀组成，其中，电磁阀由设置在司机操作台上的按钮控制，活塞阀可分为受力端和动作端。活塞阀位于制动风缸4与制动控制单元6的气体管路上，且连接点在机械制动缓解装置5前，活塞阀的受力端经过电磁阀与主风缸3的至少一个出气气路的第二气路连接。电磁阀通过车辆电路控制作用到活塞阀受力端中的气体的压力，从而控制活塞阀的动作端产生动作，阻断通过制动风缸4进入制动控制单元6的气体，同时排出制动执行装置内的气体，实现解决制动不缓解的目的。整个过程只需要通过设置在列车司机台的操作按钮即可实现远程隔离，操作方便。具体实现过程为：发生制动不缓解故障时，操作人员通过操作设置在列车司机操作台上的的按钮，使电磁阀失电，这样主风缸3的气体可以通过至少一个出气气路中的第二气路作用到活塞阀的受力端，然后受力端上的气体压力推动活塞阀的动作端产生动作，截断制动风缸4供给制动控制单元6的气体，实现对产生制动不缓解问题的故障制动缸的隔离。

在此需要说明的是，城轨车辆上的远程制动缓解装置7和机械制动缓解装置5的功能相同，为冗余设置。当车辆出现制动不缓解故障时，操作人员通过分别操作远程制动缓解装置7和机械制动缓解装置5都可达到解除制动不缓解的作用。由于远程制动缓解装置7操作方便，所以当车辆出现制动不缓解故障时，操作人员可首先使用远程制动缓解装置7解除故障，但是当控制远程控制缓解装置7的电路出现故障不能解除故障的情况下，可操作机械制动缓解装置5进行制动隔离。

其中，本申请中设备与设备之间的连接方式可参见现有技术，此处不再赘述。

同时，由于制动模块内各部件之间以及制动模块与车辆其他部件之间通过气体管路连接，所以制动模块内各部件以及车辆其他部件上存在至少一个气路接口，保证车辆总风管的气体能够在制动模块内各部件之间以及制动模块与车辆其他部件之间流通。其中，制动模块内各部件上的气路接口包括在图2中示出的1#气路接口以及在图3中所示的2#气路接口、3#气路接口、4#气路接口、5#气路接口、6#气路接口。

其中，本申请中气路接口的形状及大小等特征以及气路接口的连接方式可参见现有技术，本申请中不再赘述。

其中，1#气路接口的功能如上文所述，此处不再赘述。

2#气路接口、3#气路接口为制动模块气体输出口，其作用是将制动控制单元6中的气体输出至制动模块外。

4#气路接口、5#气路接口为制动模块气体输入口，接收来自车辆转向架中的空气弹簧上的气流。

6#气路接口为制动模块的气体输出口，车辆总风管的气体通过制动模块1#气路接口进入制动模块内，并流经主风缸3进入气路控制箱2。当需要上文所述的停放制动时，通过气路控制箱2内的电磁阀控制，使气体从气路控制箱2的两个出气端的另一个出气端输出到制动模块的6#口流出，流出的空气会作用到上文描述的弹簧停放制动缸里，从而为车辆停放制动控制提供动力气流。

图5为本发明城轨车辆制动模块中制动缓解装置和制动控制单元之间的连接图。如图5所所示，制动控制单元6中包含6个气体流通口，分别为a口、b口、c口、d口、e口、f口。其中，机械制动缓解装置5和远程制动缓解装置7的内容可参照前文所述，此处不再赘述。

其中，a口为制动控制单元6的气流输入口，通过管路与制动风缸4连接，接收来自制动风缸4流出的气体，为制动控制单元6输出压缩空气提供气体来源。

d口、e口也是制动控制单元6的气流输入口，可为制动控制单元6提供车辆的载荷信号。但是d口、e口通过管路分别与制动模块的4#气路接口、5#气路接口连接，接收来自制动模块的4#气路接口、5#气路接口输入的车辆转向架中的空气弹簧上的气流，上述车辆转向架中的空气弹簧上的气流可为制动控制单元6提供车辆的载荷信号。车辆转向架中的空气弹簧上的气流进入制动控制单元6后，制动控制单元6内部设置有压力传感器和计算装置。其中，压力传感器用于检测流入d口、e口气流输入口的空气弹簧上的气流的压力，计算装置可通过上述压力计算出车辆的制动力，制动力以空气形式从制动控制单元6的b口和c口输出。

b口、c口为制动控制单元6的气流输出口，即制动压力输出口，通过管路分别与制动模块的2#气路接口、3#气路接口连接。根据上文所述，b口、c口将经过制动控制单元6计算得到的制动力传输到2#气路接口、3#气路接口，使得制动力作用到上文描述的制动执行装置，为车辆正常运行中的制动提供动力。同时，制动压力输出口输出压力的大小可以通过控制器控制，所述控制器通过制动力调节所述压力输出口的压力大小，从而控制制动机构的动作。

f口为制动控制单元6的气体流通口的预留口，根据实际需要设置f口的功能。

为了使城轨车辆的制动模块便于维护和维修，将气路控制箱2和制动控制单元6安装在安装吊架1的侧方，当需要检修时，只需把气路控制箱2和制动控制单元6的箱盖打开即可检查及维护，并且需要将气路控制箱2和制动控制单元6分别在安装吊架1的不同侧。

同时在保证气路控制箱2和制动控制单元6分别在安装吊架1的不同侧的情况下，本发明对制动模块内部其他设备在安装吊架1上的安装位置不做限制。在实际设计中，可根据需要调整制动模块内各设备的安装位置，相应的调整制动模块内安装吊架1上的各设备的安装固定孔，实现制动模块功能最大化。当制动模块内各设备的安装位置发生变化时，需要对制动模块内部各设备之间以及制动模块与车辆其他部件之间连接的管路的安放位置进行更改。同时，制动模块内部各设备之间的连接点以及制动模块与车辆其他部件之间的连接点的位置也进行更改。保证制动模块内部各设备之间以及制动模块与车辆其他部件之间的气体流经路径不发生改变。

图6A为本发明中制动模块内各设备的一种安装位置示意图，图6B为本发明中制动模块内各设备的另一种安装位置示意图。在图6A和图6B中，实现框表示制动模块，其中，通过对比图6A和图6B中制动模块内各设备之间的相对安装位置可知，当制动模块内各设备之间的相对安装位置发生改变时，制动模块内各设备之间以及制动模块与车辆其他部件之间连接的管路的安放位置也发生改变，同时制动模块内部各设备之间的连接点以及制动模块与车辆其他部件之间的连接点的位置也发生改变。

例如，制动模块中1#至6#气路接口在图6A的位置就与在图6B上的位置不同；连接气路控制箱2与主风缸3的气体管路的安装位置以及气路控制箱2与主风缸3的连接点的位置也发生改变。

需要说明的是，图6A和图6B所示出的制动模块内各设备的安装位置并不代表所有可能的制动模块内各设备的安装位置。

本发明还提供一种车辆制动系统，制动系统可参见上述制动模块的描述，此处不再赘述。

本发明同时提供一种轨道车辆，所述轨道车辆的制动系统为本发明中所述的制动系统，此处不再赘述。

需要说明的是，轨道车辆的其他组成部分可参照现有技术，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上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。