阅读说明：本技术 一种城轨车辆紧急制动扩展装置 (Emergency braking expansion device for urban rail vehicle ) 是由 丁朝奉 张凤丽 梁汝军 王春萌 施晓芳 张爱平 葛莲 丁贺敏 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及城轨车辆紧急制动扩展装置,包括与列车电源线连接的位于头车的紧急制动扩展回路、贯穿整车的第一紧急制动扩展列车线和第二紧急制动扩展列车线,紧急制动扩展回路具有依次串联的保护断路器、紧急制动按钮常开触点和紧急制动扩展继电器；紧急制动扩展继电器的常开触点串联接入降弓控制回路,紧急制动扩展继电器的第一常闭触点、第二常闭触点分别串联接入列车紧急制动控制回路的回线和供电负线回路中；紧急制动扩展继电器的第三常闭触点串联接入列车的紧急制动执行回路的旁路切除电路的控制回路中。本发明解决了城轨车辆连挂后不能同步施加紧急制动的问题；避免了连挂后某车故障导致全部列车紧急制动控制回路不可用的问题。(The invention relates to an emergency brake extension device for urban rail vehicles, which comprises an emergency brake extension loop, a first emergency brake extension train line and a second emergency brake extension train line, wherein the emergency brake extension loop is connected with a train power line and is positioned on a head train; a normally open contact of the emergency braking extension relay is connected in series with the pantograph lowering control loop, and a first normally closed contact and a second normally closed contact of the emergency braking extension relay are respectively connected in series with a return wire and a power supply negative wire loop of the train emergency braking control loop; and a third normally closed contact of the emergency braking extension relay is connected in series into a control loop of a bypass cutting circuit of an emergency braking execution loop of the train. The invention solves the problem that emergency braking can not be synchronously applied after the urban rail vehicle is connected; the problem that the emergency braking control circuits of all trains are unavailable due to the failure of a certain train after the train is connected is avoided.)

一种城轨车辆紧急制动扩展装置

技术领域

本发明涉及地铁车辆的紧急制动扩展装置，属于城轨车辆控制技术领域。

背景技术

紧急制动是列车上紧急情况下快速停车的一套系统，是列车安全防护最重要的系统之一，包括紧急制动的控制和执行两个部分，控制部分由列车控制系统实现（包括人工手动控制），执行部分一般由列车空气制动（或者液压制动、磁轨制动等其他形式系统或者几种制动相互组合的系统）系统完成。

目前城轨车辆紧急制动分两种，第一种是不扩展控制，此种方式在连挂后每列车依然保持自己的控制不变，不受连挂影响，第二种是扩展控制，此种方式在连挂后列车的紧急制动控制电路串联成一个控制电路，对连挂后的列车进行统一控制。第一种是每列车独自完成紧急制动控制，不受列车连挂的影响，紧急制动的施加缓解仅依赖本列车自身的条件。第二种方式是连挂后的所有列车的紧急制动控制电路实现串联同时控制连挂后的列车，紧急制动施加缓解均受连挂列车条件的影响。

城轨车辆紧急制动控制电路一般是将列车中相关的条件全部加入到控制电路中，把全部条件形成一个环路，只要环路中任意一个条件不满足导致环路断开，列车控制电路将发出紧急制动指令。

城轨车辆紧急制动控制在联挂后，分为扩展和不扩展两种。不扩展控制在连挂后每列车依然保持自己的控制环路不变，相互之间完全独立。扩展控制是在原列车控制环路的基础上，依据联挂通过继电器等设备的控制，自动将联挂列车的紧急制动控制环路串联成一个控制电路，对连挂后的列车进行统一控制。

现有的紧急制动控制电路在列车连挂的情况下依据扩展与否存在两类问题，第一类是不扩展导致的问题，第二类是扩展导致的问题。

第一类问题是联挂运行，出现紧急情况需要人工施加紧急制动时，联挂列车之间不能同步施加，只能通过列车间人工对讲的方式告知需要施加紧急制动，由司乘人员施加紧急制动，此种方式施加的紧急制动无法同步，导致列车间紧急制动施加存在时间差，导致车钩间存在较大的拉力，导致设备损坏；故障列车在人工施加紧急制动时不能及时降下正常车的受电弓，如果是前方接触网故障，可能导致弓网故障。

第二类问题是扩展后，如果由于故障列车的紧急制动控制环路故障，会导致联挂后的紧急制动大环路出现故障，联挂后的列车无法缓解紧急制动，即使通过旁路故障列车的紧急制动控制环路，使此时联挂后的紧急制动控制方式采用不扩展方式，也会在需要施加紧急制动时只有非故障列车才能施加紧急制动，使车钩上产生较大的拉力，导致设备损坏。

发明内容

本发明的目的主要是针对上述现有技术的问题，提供一种城轨车辆紧急制动扩展装置，以解决现有技术中紧急制动控制不扩展导致的紧急制动不同步施加，进而引起车钩设备损坏、无法及时降下受电弓导致弓网故障扩大以及列车自身紧急制动控制回路串联导致的故障扩大化和非故障车紧急制动可能导致的车钩设备损坏的问题。

为了解决以上技术问题，本发明提供的城轨车辆紧急制动扩展装置，其特征在于：包括与列车电源线连接的位于头车的紧急制动扩展回路、贯穿整车的第一紧急制动扩展列车线A和第二紧急制动扩展列车线B，所述紧急制动扩展回路具有依次串联的保护断路器EMPBCB、二极管D01紧急制动按钮的常开触点EMPB-1和紧急制动扩展继电器EMPBR，所述第一紧急制动扩展列车线A连在二极管D01和紧急制动按钮常开触点EMPB-1之间，第二紧急制动扩展列车线B连在紧急制动按钮常开触点EMPB-1和紧急制动扩展继电器EMPBR之间，列车的受电弓控制回路中增设有降弓控制回路，所述紧急制动扩展继电器的常开触点EMPBR-4串联接入该降弓控制回路中，所述紧急制动扩展继电器的第一常闭触点EMPBR-1、第二常闭触点EMPBR-2分别串联接入列车紧急制动控制回路的回线L3和供电负线回路L8中；紧急制动扩展继电器的第三常闭触点EMPBR-3串联接入列车的紧急制动执行回路的旁路切除电路的控制回路中；所述紧急制动执行回路中设有紧急制动列车线L1，供电负线回路L8中串联有紧急制动接触器EBK1、EBK2，紧急制动接触器的常开触点EBK1-1 、EBK2-1和旁路切除电路并联后接在列车电源和紧急制动列车线L1之间。

本发明解决了两个问题：

1、城轨车辆救援连挂或因其他需要连挂后人工手动施加紧急制动而不同列车间不能同步施加紧急制动；

2、由于连挂后某车故障导致其他非故障车紧急制动控制回路故障，进而导致连挂后全部列车紧急制动控制回路不可用的问题。

紧急制动扩展回路在列车联挂后通过全自动车钩间的连接器自动连接，在任意一个紧急制动按钮按下处于紧急制动施加位时，该按钮的常开触点处于合位，通过紧急制动扩展回路使所述紧急制动扩展继电器得电，以使所述紧急制动扩展继电器的常闭触点断开，断开各自列车的紧急制动控制回路和紧急制动控制回路旁路切除控制回路，各列车同步发出紧急制动施加指令，紧急制动执行回路失电，列车执行紧急制动。紧急制动按钮处于紧急制动施加位时，该按钮的三个常闭触点处于开位，会断开该按钮处于施加位所在列车的紧急制动控制回路和紧急制动控制回路旁路切除控制回路，确保列车紧急制动施加指令的发出，紧急制动执行回路失电，列车执行紧急制动。同时，前述紧急制动扩展继电器得电，其常开触点闭合，以使受电弓降弓控制回路得电，发出受电弓降弓指令，所有联挂列车降弓。

附图说明

图1是本发明的紧急制动扩展回路电路图。

图2是本发明的紧急制动执行回路电路图。

图3是本发明的紧急制动控制回路电路图。

图4是本发明的紧急制动执行回路的旁路切除电路的控制回路电路图。

图5是本发明的受电弓控制回路电路图。

图中标号示意如下：

Tc:带司机室的拖车, Mp:带受电弓的动车, M：不带受电弓的动车，EMPBCB ：紧急制动扩展断路器，EMPBR：紧急制动扩展继电器，EMPBR-1：紧急制动扩展继电器第一常闭触点，EMPBR-2：紧急制动扩展继电器第二常闭触点，EMPBR-3：紧急制动扩展继电器第三常闭触点：EMPBR-4：急制动扩展继电器常开触点，EMPB：紧急制动按钮，EMPB-1：紧急制动按钮常开触点，EMPB-2：紧急制动按钮第一常闭触点，EMPB-3：紧急制动按钮第二常闭触点，EBTLCB：紧急制动执行列车线断路器；EBK1：第一紧急制动接触器，EBK1-1：第一紧急制动接触器常开触点，EBK2：第二紧急制动接触器，EBK2-1：第二紧急制动接触器常开触点，BBK：紧急制动旁路接触器，BBK-1：紧急制动旁路接触器第一常开触点，BBK-2：紧急制动旁路接触器第二常开触点，EBR：紧急制动继电器；BBS：紧急制动旁路开关，PANTCB：受电弓控制供电断路器，PCS-1：降后弓控制开关常开触点，PCS-2：升后弓控制开关常开触点；PCS-3：降前弓控制开关常开触点，PCS-4：升前弓控制开关常开触点，COR-1：司机室激活继电器第二常开触点，COR-2：司机室激活继电器常闭触点，COR-3：司机室激活继电器第三常开触点，COR-4：司机室激活继电器第一常开触点，D01-D05：二极管；A：第一紧急制动扩展列车线，B：第二紧急制动扩展列车线，L1：紧急制动执行列车线，L2：紧急制动列车环线的去线，L3：紧急制动列车环线的回线，L4：升前弓列车线，L5：降前弓列车线，L6：升后弓列车线，L7：降后弓列车线，L8：供电负线回路；PRO-1：紧急制动扩展指令传输线，PRO-2：紧急制动扩展指令传输线；PRO-3：紧急制动执行信号传输线；PNE-1：紧急制动执行指令传输线，PNE-2：紧急制动执行指令传输线，PNE-3：紧急制动执行指令传输线，PNE-4：紧急制动执行指令传输线，TCMS-1：紧急制动执行指令网络监控信号线。

具体实施方式

下面以6辆编组（Tc+Mp+M+Mp+M+Tc）地铁列车为例，结合附图对本发明装置做解释说明。Tc代表带司机室的拖车，Mp代表带受电弓的动车，M代表不带受电弓的动车，每节动车具有牵引逆变器，所有车辆均设置有制动控制单元。

如图1至5所示，本发明城轨车辆紧急制动扩展装置，在列车的头车上增设了一条与列车电源线连接的紧急制动扩展回路，贯穿整车的第一紧急制动扩展列车线A和第二紧急制动扩展列车线B，且在司机室电器柜中增设了保护断路器EMPBCB，和与之相连接的紧急制动扩展继电器EMPBR，将保护断路器EMPBCB、二极管D01、司机控制台上紧急制动按钮EMPB的常开触点EMPB-1、紧急制动扩展继电器EMPBR依次串联，构成该紧急制动扩展回路。第一紧急制动扩展列车线A连在二极管D01和紧急制动按钮常开触点EMPB-1之间，第二紧急制动扩展列车线B连在紧急制动按钮常开触点EMPB-1和紧急制动扩展继电器EMPBR之间。两列车的第一紧急制动扩展列车线A、第二紧急制动扩展列车线B通过车钩对接实现对应连接。从而实现当列车连挂后，所有车辆的第一紧急制动扩展列车线A都有电，当任何一个紧急制动按钮常开触点EMPB-1闭合，所有车辆的第二紧急制动扩展列车线B均得电，从而使得所有车辆的紧急制动扩展继电器EMPBR都得电，从而实现车辆连挂时一个司机室可以对多列车进行紧急制动控制。在列车的受电弓控制回路中增设有降弓控制回路，紧急制动扩展继电器的常开触点EMPBR-4串联接入该降弓控制回路中。将紧急制动扩展继电器的第一常闭触点EMPBR-1、第二常闭触点EMPBR-2分别串联接入列车紧急制动控制回路的回线L3和供电负线回路L8中。将紧急制动扩展继电器的第三常闭触点EMPBR-3串联接入列车的紧急制动执行回路的旁路切除电路的控制回路中。如图1所示，动车Mp、M的牵引逆变器的第一紧急制动信号输入端口通过紧急制动扩展指令传输线PRO-1、PRO-2连接第二紧急制动扩展列车线B，用于获取紧急制动扩展指令，从而断开车辆的主电路保护设备。

如图5所示，受电弓控制回路包括分别与升前弓列车线L4、升后弓列车线L6连接的升前弓控制开关常开触点PCS-4、升后弓控制开关常开触点PCS-2， 和分别与降前弓列车线L5、降后弓列车线L7连接的降前弓控制开关常开触点PCS-3、降后弓控制开关常开触点PCS-1，升后弓控制开关常开触点PCS-2和降后弓控制开关常开触点PCS-1经二极管D02、司机室激活继电器第一常开触点COR-4和受电弓控制供电断路器PANTCB连接列车电源。升前弓控制开关常开触点PCS-4和降前弓控制开关常开触点PCS-3经二极管D03、司机室激活继电器第一常开触点COR-4和受电弓控制供电断路器PANTCB连接列车电源。降弓控制回路包括串联连接在受电弓控制供电断路器PANTCB和降前弓列车线L5、降后弓列车线L7之间的急制动扩展继电器常开触点EMPBR-4和二极管D04、D05。

如图3所示，所述紧急制动控制回路包括紧急制动列车环线的去线L2、紧急制动列车环线的回线L3和供电负线回路L8，司机室激活继电器第二常开触点COR-1和紧急制动按钮第一常闭触点EMPB-2串联在列车电源和去线L2之间；供电负线回路L8中包含与回线L3依次串联的紧急制动扩展继电器EMPBR的第一常闭触点EMPBR-1、司机室激活继电器第三常开触点COR-3、第一紧急制动接触器EBK1、第二紧急制动接触器EBK2和急制动扩展继电器EMPBR第二常闭触点EMPBR-2，紧急制动扩展继电器第一常闭触点EMPBR-1与司机室激活继电器第三常开触点COR-3之间的线路通过司机室激活继电器常闭触点COR-2连接至司机室激活继电器第二常开触点COR-1。

如图2所示，紧急制动执行回路包括与列车电源依次串联的紧急制动执行列车线断路器EBTLCB、第一紧急制动接触器常开触点EBK1-1、第二紧急制动接触器常开触点EBK2-1和紧急制动继电器EBR。紧急制动执行列车线L1接在紧急制动继电器EBR和第二紧急制动接触器的常开触点EBK2-1之间，当紧急制动执行列车线L1得电，车辆缓解紧急制动，此时紧急制动继电器EBR得电，给出紧急制动施加的指示，给车辆系统所用。紧急制动执行回路的旁路切除电路包括并联在第一紧急制动接触器常开触点EBK1-1、第二紧急制动接触器常开触点EBK2-1两端的紧急制动旁路接触器第一常开触点BBK-1、第二常开触点BBK-2。每节车辆均设置的制动控制单元通过紧急制动执行指令传输线PNE-1、PNE-2/PNE-3、PNE-4连接紧急制动执行列车线L1，用于获取紧急制动执行指令，实施紧急制动；紧急制动执行列车线L1通过紧急制动执行指令网络监控信号线TCMS-1连接列车网络，用于故障记录、故障分析和故障处理；每节动车牵引逆变器的第二紧急制动信号输入端口通过紧急制动执行信号传输线PRO-3连接紧急制动执行列车线L1，用于获取紧急制动执行指令，从而断开车辆的主电路保护设备。如图4所示，紧急制动执行回路的旁路切除电路的控制回路包括与列车电源依次串联的紧急制动旁路开关BBS、紧急制动按钮的第二常闭触点EMPB-3、紧急制动扩展继电器的第三常闭触点EMPBR-3和紧急制动旁路接触器BBK。在图3所示控制电路发生故障导致紧急制动缓解失效的时候，通过闭合紧急制动旁路开关BBS，可以使得图2中的紧急制动列车线（L1）和紧急制动继电器EBR得电。

具体的在本实施例中，紧急制动按钮EMPB具体为YSK2283双稳态自锁蘑菇型按钮。紧急制动扩展继电器EMPBR为FD670-H4V-XUUZ型六触点紧急制动扩展继电器。本发明的紧急制动按钮EMPB （YSK2283双稳态自锁蘑菇型按钮）具有动作达5×10⁴次特性。其中，触点材料银钯合金，触点额定电流值110VDC/1A。FD670-H4V-XUUZ型六触点紧急制动扩展继电器采用双断式触头结构，具有1×10⁶次电气动作特性。其中，触头材料表面镀金，全封闭式气体灭弧结构。

假设本侧司机室处于激活状态，则本侧司机室激活继电器得电。

当激活司机室的紧急制动按钮EMPB未被按下时，图1中的紧急制动按钮常开触点EMPB-1断开，紧急制动扩展不得电，各车的紧急制动扩展继电器EMPBR均不得电。图5中的，紧急制动扩展继电器常开触点EMPBR-4断开，降弓控制回路断开。司机室激活继电器第一常开触点COR-4处于闭合状态，司机可通过操作司机台上的升降弓开关（PCS-1、PCS-2、PCS-3、PCS-4）进行正常的升降弓操作。司机室激活继电器第二常开触点COR-1闭合，司机室激活继电器常闭触点COR-2断开，司机室激活继电器第三常开触点COR-3闭合。如图3所示，在紧急制动按钮EMPB未被按下时，紧急制动按钮第一常闭触点EMPB-2是闭合状态，紧急制动扩展继电器第一常闭触点EMPBR-1和紧急制动扩展继电器第二常闭触点EMPBR-2均处于闭合状态，列车电源经紧急制动列车环线的去线L2通往对侧车辆，然后再回到紧急制动列车环线的回线L3，从而对供电负线回路供电，使得第一紧急制动接触器EBK1和第二紧急制动接触器EBK2得电。从而使图2中的第一紧急制动接触器常开触点EBK1-1和第二紧急制动接触器常开触点EBK2-1闭合，使得紧急制动列车线L1得电，不施加紧急制动。如图4所示，当紧急制动旁路开关激活，其常开触点处于闭合位，当激活司机室的紧急制动按钮EMPB未被按下时，紧急制动按钮第二常闭触点EMPB-3和紧急制动扩展继电器第三常闭触点EMPBR-3都处于闭合状态，使得紧急制动执行回路的旁路切除电路的控制回路得电（即紧急制动旁路接触器BBK得电）；使得图2中的紧急制动旁路接触器第一常开触点BBK-1和紧急制动旁路接触器第二常开触点BBK-2闭合，紧急制动执行回路的旁路切除电路得电，从而确保紧急制动执行列车线L1得电，继电器EBR处于得电状态，紧急制动处于缓解状态。

当激活司机室的紧急制动按钮EMPB被按下，图1中的紧急制动按钮常开触点EMPB-1闭合，紧急制动扩展继电器EMPBR得电，将紧急制动施加指令传送至紧急制动扩展回路及各车牵引逆变器。如图5所示，紧急制动扩展继电器的常开触点EMPBR-4闭合，列车受电弓控制回路中的降弓控制回路得电，则降前弓列车线L5和降后弓列车线L7得电，则执行降前受电弓和降后受电弓操作。同时，图3中的紧急制动按钮第一常闭触点EMPB-2断开，使得去线L2失电，由于司机室激活继电器常闭触点COR-2处于断开状态，因此供电负线回路L8不得电。加上紧急制动按钮第一常闭触点EMPB-2处于断开状态，确保第一紧急制动接触器EBK1和第二紧急制动接触器EBK2不得电。从而使图2中的第一紧急制动接触器常开触点EBK1-1和第二紧急制动接触器常开触点EBK2-1断开。如图4所示，当激活司机室的紧急制动按钮EMPB被按下时，紧急制动按钮第二常闭触点EMPB-3和紧急制动扩展继电器第三常闭触点EMPBR-3都处于断开状态，使得紧急制动执行回路的旁路切除电路的控制回路失电（即紧急制动旁路接触器BBK失电）；使得图2中的紧急制动旁路接触器第一常开触点BBK-1和紧急制动旁路接触器第二常开触点BBK-2断开。从而使图2中的紧急制动执行列车线L1失电，施加紧急制动，及紧急制动继电器EBR给出紧急制动的指示信号。

当列车联挂后，可避免由于故障车紧急制动控制回路故障导致的列车故障扩大；如果发生紧急情况需要人工施加紧急制动，可以直接按下任意一个司机控制台上的紧急制动按钮EMPB至施加位，以使紧急制动扩展继电器EMPBR得电，紧急制动扩展继电器EMPBR的常开触点闭合、常闭触点断开，从而闭合受电弓降弓控制回路、断开紧急制动控制回路、紧急制动旁路切除回路，使紧急制动执行回路失电，从而控制列车同步施加紧急制动，避免了车钩受到较大的拉力产生损坏。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。