阅读说明：本技术 适配可分离车体的轨道车辆的制动系统及集成设计方法 (Brake system of railway vehicle matched with separable vehicle body and integrated design method ) 是由 陈旭 张春雨 于 2021-07-02 设计创作，主要内容包括：本公开的实施例提供了适配可分离车体的轨道车辆的制动系统及集成设计方法。该系统包括：集成一体化辅助控制与散热模组,集成一体化辅助控制与散热模组包括：集成化辅助控制模块、总风缸、制动风缸、散热支路,集成化辅助控制模块,用于通过接收总风缸提供的气体,将总风缸提供的气体分流至制动风缸和/或转向架；制动风缸,根据集成化辅助控制模块提供的气体辅助进行空气制动；散热支路,用于将总风缸或集成化辅助控制模块提供的气体供给至配电箱,以使配电箱进行散热。以此方式,可达到充分利用车底架的有限的安装空间、提高制动系统安装效率的目的；并能够在确保配电箱中设备具有相应的IP等级的同时,进行及时散热。(Embodiments of the present disclosure provide a brake system and an integrated design method for a rail vehicle that adapts to a detachable car body. The system comprises: integrated integration auxiliary control and heat dissipation module, integrated integration auxiliary control includes with heat dissipation module: the integrated auxiliary control module is used for receiving the gas provided by the main air cylinder and shunting the gas provided by the main air cylinder to the brake air cylinder and/or the bogie; the brake air cylinder performs air brake according to the gas assistance provided by the integrated auxiliary control module; the heat dissipation branch road is used for supplying gas provided by the main air cylinder or the integrated auxiliary control module to the distribution box so as to enable the distribution box to dissipate heat. In this way, the purposes of fully utilizing the limited installation space of the vehicle underframe and improving the installation efficiency of the braking system can be achieved; and can in time dispel the heat when guaranteeing that the equipment has corresponding IP grade in the distribution box.)

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本公开中，通过将制动系统中的集成化辅助控制模块、总风缸、制动风缸、散热支路设计成集成一体化辅助控制与散热模组，可达到充分利用车底架的有限的安装空间、提高制动系统安装效率的目的；另外，为可分离车体的轨道车辆的制动系统增加散热支路，可在确保配电箱中设备具有相应的IP等级的同时，能够进行及时散热，兼顾了制动系统的制动功能与散热功能。

图3示出了根据本公开实施例的适配可分离车体的轨道车辆的制动系统的方框图。

该制动系统300包括：集成一体化辅助控制与散热模组304，设置在所述车底架上；

所述集成一体化辅助控制与散热模组304包括：集成化辅助控制模块、总风缸、制动风缸、散热支路，其中：

所述集成化辅助控制模块，分别与所述总风缸和所述制动风缸相连接，位于所述集成一体化辅助控制与散热模组的一侧，用于通过接收所述总风缸提供的气体，将所述总风缸提供的气体分流至所述制动风缸和/或转向架；

所述制动风缸，与所述总风缸并列分布在所述集成一体化辅助控制与散热模组的另一侧，根据所述集成化辅助控制模块提供的气体辅助进行空气制动；另外，集成化辅助控制模块、总风缸以及制动风缸之间的位置关系可以如图6所示。

所述散热支路，与所述总风缸或所述集成化辅助控制模块相连接，用于将所述总风缸或所述集成化辅助控制模块提供的气体供给至所述配电箱，以使所述配电箱进行散热。

通过将制动系统中的集成化辅助控制模块、总风缸、制动风缸、散热支路设计成集成一体化辅助控制与散热模组，使得制动系统的集成化程度更高，避免过于分散而占用过多安装空间，极大地节省车底架的安装空间，并提高在车下安装的便利性，从而最终达到充分利用车底架的有限的安装空间、提高制动系统安装效率的目的。其次，该集成一体化辅助控制与散热模组可以设置在车底架中间位置。

另外，通过为所述制动系统增加散热支路，可在确保配电箱中设备具有相应的IP等级的同时，能够进行及时散热，兼顾了制动系统的制动功能与散热功能。

另外，图1示出了现有技术中的制动系统配置：主要由供风单元、总风管路、车钩模块、制动控制单元、风缸模块、辅助控制单元模块、基础制动模块、空气簧模块组成；在该既有制动系统中，三个风缸形成一个单独的风缸模块；辅助控制单元紧凑型设计必须和制动控制单元安装连接在一起；车钩模块采用电磁阀和截断球阀用于和其它车辆进行连挂；供风单元采用活塞式压缩机进行供风，和传统电控空气制动系统设计相比，本公开还有如下区别：取消车钩模块和空气簧风缸，辅助控制单元(即集成化辅助控制模块)接口中取消了一个连接到空气簧风缸的接口。

最后，本公开的制动系统可适用于机电一体式的EP2002制动系统，速度等于小于200km/h的。

如图3所示，在一个实施例中，所述制动系统300还包括：

所述供风模块302，与所述集成一体化辅助控制与散热模组304相连接，用于为所述集成一体化辅助控制与散热模组输送气体；

所述总风缸，与所述供风模块相连接，用于存储所述供风模块输送的气体，并将所述供风模块输送的气体通过总风管供给至所述集成化辅助控制模块；

所述制动风缸，分别与所述集成化辅助控制模块以及制动控制单元相连接，用于存储所述集成化辅助控制模块提供的气体，并将所述集成化辅助控制模块提供的气体供给至所述制动控制单元，以供所述制动控制单元进行空气制动的控制。

供风模块可以将风干燥、去杂质后供给至总分缸；

另外，本公开可按照可分离车体的车辆特性，重新选择供风模块，使其净排气量满足车辆用风需求，不至于压缩机组工作符合率太低，影响其使用寿命，因此，本公开使用无油压缩机组作为供风模块。

而散热支路的供风可以直接来自总风缸也可以来自集成化辅助控制模块，本领域技术人员可以根据自己的需求，灵活设置散热支路的位置，从而提高制动系统的散热支路的供风灵活性。

在一个实施例中，所述集成一体化辅助控制与散热模组，还包括：

散热支路接入口，为所述集成化辅助控制模块上的接口，用于接入所述散热支路，以供所述集成化辅助控制模块将气体供给至所述散热支路。

通过在集成化辅助控制模块上增加散热支路接入口，可使得通过集成化辅助控制模块分流出的气体在满足空气制动的需求的基础上，流向散热支路，以供气体通过散热支路流向配电箱，从而使得配电箱中的电气设备在正常工作的时候能够及时散热，避免损坏。

当然，散热支路接入口在集成化辅助控制模块的哪个位置，本公开不作限制，只要能保证气体能够从集成化辅助控制模块流向散热支路即可。

在一个实施例中，所述散热支路，一端与所述总风缸通过所述总风管相连接，另一端与所述配电箱相连接，用于通过所述总风管接收所述总风缸提供的气体。

散热支路还可以直接与总风管相连接，如图4和图5所示，以在满足空气制动的基础上，使得总风管中的气体可直接分流至散热支路，以供供气体通过散热支路流向配电箱，从而使得配电箱中的电气设备在正常工作的时候能够及时散热，避免损坏。

在一个实施例中，所述集成化辅助控制模块，包括：

牵引封锁解除压力开关，与列车控制台相通信，用于在所述轨道车辆启动时，检测所述总风管的总风压力，当所述总风压力小于预设制动压力时，断开，并向所述列车控制台发出牵引封锁指示信号；否则，闭合，以解除牵引封锁。

集成化辅助控制模块中还可以设置牵引封锁解除压力开关，而该开关与列车控制台相通信，用于在所述轨道车辆启动时，检测所述总风管的总风压力，然后根据总分压力的大小决定是否解除牵引封锁，以允许轨道车辆正常行驶。

在一个实施例中，所述转向架包括：

基础制动单元，与所述制动控制单元通过气路连接，并与所述集成化辅助控制模块通过停放管路连接，用于基于所述制动控制单元的控制实施或缓解空气制动，或者通过所述停放管路实施或缓解停放制动；

高度调节阀，一端与空气弹簧相连接，另一端与所述集成化辅助控制模块相连接，用于通过接收或排出所述集成化辅助控制模块提供的气体来调节所述空气弹簧中的压缩气体，从而使所述可分离车体保持高度的稳定性。

每个转向架上都有两个空气弹簧，各有一个高度调节阀调节，以达到其良好的调节功能，而高度调节阀可以补偿乘客重量的变化导致的车体高度的变化。基础制动单元就是用来实施或释放各种制动的。

在一个实施例中，所述集成化辅助控制模块，包括：

双脉冲电磁阀，与双向阀相连接，用于通过控制所述总风缸输送的气体流向所述双向阀；

双向阀，与停放管路相连接，所述停放管路与基础制动单元相连接，所述双向阀用于供流出所述双脉冲电磁阀的气体流向所述停放管路，以为所述基础制动单元充气，从而控制所述基础制动单元释放停放制动，或者，所述双向阀用于供气体从所述基础控制单元回流至所述停放管路进而通过所述双脉冲电磁阀排出，从而控制所述基础制动单元实施停放制动；且所述双向阀还用于通过防叠加管路，防止同时控制所述基础制动单元实施停放制动与空气制动；

单向阀，连接所述制动风缸，用于供所述总风管提供的风流向所述制动风缸，并防止所述制动风缸中的气体回流。

本实施例取消图1中辅助制动单元中配置的两位三通电磁阀B04，将其变更为双脉冲电磁阀，而双脉冲电磁阀有两个电磁阀，这样一侧电磁阀故障后，另一侧电磁阀通过气压运作还可以正常工作。

正常情况下，双脉冲电磁阀是通过一侧电磁阀与双向阀以及停放管路相配合，为基础制动单元充气以使得基础制动单元释放停放制动，或者使得基础制动单元将其气体通过双脉冲电磁阀的另一侧电磁阀门排出，以实施停放制动。

其次，双向阀还可与放叠加管路以及停放管路相配合，以避免集成化辅助控制模块与制动控制单元同时控制基础制动单元实施停放制动与空气制动，而造成基础控制单元的轮对损害，而具体的配合原理与现有技术一样，本公开不再赘述。

在一个实施例中，所述集成一体化辅助控制与散热模组，包括：

总风管路接口2、用风支路接口1、制动管路接口5、单向阀出口3、停放制动管路接口6以及空气簧管路接口7；

所述总风管路接口2，用于接入所述供风模块的出口支路，以便所述供风模块输送气体至所述总风缸；

用风支路接口1，为所述制动风缸的出口，用于接入所述制动控制单元的用风管路，以将所述制动风缸存储的气体通过所述用风管路供给至所述制动控制单元；

制动管路接口5，用于接入所述制动控制单元的防叠加管路；

单向阀出口3，为所述散热支路的出口，用于连接所述配电箱；

停放制动管路接口6，为所述集成化辅助控制模块上的接口，用于接入所述停放管路；

空气簧管路接口7，为所述集成化辅助控制模块上的接口，用于接入所述转向架上的高度调节阀用风接入口。

集成一体化辅助控制与散热模组原理图以及结构图分别如图5至图7所示，总风管路接口2、用风支路接口1、制动管路接口5、单向阀出口3、停放制动管路接口6以及空气簧管路接口7的位置，也在图5至图7中采用数字进行标示，通过设置集成一体化辅助控制与散热模组，可将系统设计中的部分零散组件集成在一个大的模块化框架下，形成一个模块化的集成化辅助控制模块设备，设计成统一的机械接口和电气接口，提高车下设备的集成度，更适合可分离车体轨道车辆的车下安装空间紧凑特性。

在一个实施例中，所述轨道车辆的每节可分离车体上设置有一个或两个散热支路；

当所述轨道车辆的每节可分离车体上设置有两个散热支路时，所述两个散热支路分别设置在所述每节可分离车体的车底架的两端。

轨道车辆的每节可分离车体上可以设置有一个或两个散热支路，可根据配电箱的通风需求以及车底架的安装空间而定。当散热支路只有一条时，控制系统的原理图可以如图5所示。

当所述轨道车辆的每节可分离车体上设置有两个散热支路时，由于配电箱分散在车底架的两端，因而，散热支路也应该分配在车底架的两端，以确保散热支路分散分布，当然，设置有两个散热支路的情况下，控制系统的原理图可以如图4所示。

在一个实施例中，所述散热支路，包括：

截断球阀，用于控制所述散热支路是否通风；

溢流阀，连接所述截断球阀，当流出所述截断球阀的气体的气体压力超过预设风压值时，开启，以使来自所述总风缸的气体流向所述配电箱。

散热支路可以由截断球阀以及溢流阀构成，截断球阀(带电触点信号)，用于控制该条支路的用风通路与否，当不需要用风时，只需要手柄处于截断位即可，同时当下游设备需要维护更换时，也可以使用该球阀进行截断，避免过程中不必要的总风泄露；当球阀位置不同时，电触点信号会有高低电平不同的信号，用于提示车上人员该支路的通断；

而溢流阀设置成一定的压力，当总风压力没有超过该设定值时，可以优先确保总风压力和制动用风需求，当总风压力超过该设定值时，压力才会通过该溢流阀通往配电箱内。

在一个实施例中，所述散热支路，还包括：

过滤器，一端与所述截断球阀相连接，另一端与所述溢流阀相连接，用于对流出所述截断球阀的气体进行过滤。

通过在散热支路上设置过滤器，可确保该支路空气质量，不至于压缩空气中有太多的杂质、油、水汽等，确保配电箱内设备工作环境。

在一个实施例中，所述散热支路，还包括：

减压阀，一端与所述溢流阀相连接，另一端与单向阀相连接，用于对流出所述溢流阀的气体进行减压，以确保流向所述配电箱的气体的压力小于预设压力值；

单向阀，一端与所述减压阀相连接，另一端与配电箱相连接，用于阻止所述配电箱中的气体回流至所述减压阀。

由于通过溢流阀的压缩空气会有太大的压力，通过在散热支路上设置减压阀，将溢流过后的压力进行减压，确保该支路的压力不至于太大，避免对配电内设备产生影响。

而设置单向阀，可避免散热支路的压力反向回流造成总风压力的波动。

在一个实施例中，所述散热支路，还包括：

可调堵塞器，一端与所述单向阀相连接，另一端与配电箱相连接，用于对流出所述单向阀的气体进行流量调节，以控制流入所述配电箱的气体流量。

通过设置该可调堵塞器可调节通往配电箱内的压缩空气流量，自此，散热支路的设计方式可以如图4或图5所示。

另外，需要说明的是图5至图7中的辅助控制单元就是图4和图5中的集成化辅助控制模块。

下面将结合图1、图4至图8进一步详细说明本公开的技术方案：

1、传统制动系统配置如图1所示：主要由供风单元(把风干燥、去杂质后供给至总分缸)、总风管路、车钩模块、制动控制单元、风缸模块、辅助控制单元模块、基础制动模块、空气簧模块组成；

2、既有制动系统中，三个风缸形成一个单独的风缸模块；辅助控制单元紧凑型设计必须和制动控制单元安装连接在一起；车钩模块采用电磁阀和截断球阀用于和其它车辆进行连挂；供风单元采用活塞式压缩机进行供风；

3、和传统电控空气制动系统设计相比，本公开该有如下区别：

4、取消车钩模块和空气簧风缸，辅助控制单元接口中取消一个连接到空气簧风缸的接口；

5、辅助控制单元和制动控制单元分离，通过管路连接，释放制动控制单元附近的空间，将辅助控制单元重新设计形成本公开图4、图5的集成化辅助控制模块；

6、辅助控制单元中取消既有配置中的两位三通电磁阀，更新为双脉冲电磁阀(在本公开的辅助控制设备中，这样，有一侧故障，通过气压与另一侧电磁阀配合还能使用，该双脉冲电磁阀只是和双向阀连接，其中一个电磁阀用于排空气，另一个电磁阀为了辅助控制设备与双向阀连接，用于为基础制动单元充气)；制动控制单元是用制动风缸的风，制动风缸给制动控制单元供风

将牵引封锁解除压力开关集成在新的辅助控制单元中；列车起动时候测总风压力，总风压力低的时候低电平，并通知列车控制网络告诉它制动不足，不能上人了或者要停车，高的时候闭合，牵引封锁解除

7、考虑到车底架上的配电箱工作环境，使其箱体内部形成一定的正压，(进风可以防止灰尘进入)可以防止灰尘进入，同时一定的通风量进入箱体内可以有助于内部设备的散热；

8、为确保总风压力的优先使用，从总风缸下游增加散热支路的供风，需要配备如图4、5中所示的设备，如：截断球阀、过滤器(水、杂质，避免短路)、溢流阀、减压阀、单向阀、可调流量缩堵器(调节风量)；

9、由于新设计的集成化辅助控制模块和散热支路用风导致车辆总风管路的排布和既有设计有较大变化；

10、基础制动单元和空气簧模块和既有设计保持一致；

11、按照第4～11条中的设计，由于设备变化和管路变化和系统耗风特性的变化，将总风缸设置成一端进气，另一端出气，充风发挥总风缸的稳压、降温、集水的功能；

12、基于上述4～12的内容，按照可分离车体的车辆特性，重新选择供风单元，使其净排气量满足车辆用风需求，不至于压缩机组工作符合率太低，影响其使用寿命，因此本公开使用无油压缩机组作为供风单元的设备；

13、由于配电箱位于车辆的两端，在系统设计时可以在两端都设计这个支路，如图4所示；

14、考虑到车辆底架上安装空间，可以采用一条支路，然后通过管路分配到4个配电箱，如图5所示；

15、第9条中涉及的各设备的作用具体如下：

16、截断球阀(带电触点信号)：用于控制该条支路的用风通路与否，当不需要用风时，只需要手柄处于截断位即可，同时当下游设备需要维护更换时，也可以使用该球阀进行截断，避免过程中不必要的总风泄露；当球阀位置不同时，电触点信号会有高低电平不同的信号，用于提示车上人员该支路的通断；

17、过滤器：确保该支路空气质量，不至于压缩空气中有太多的杂质、油、水汽等，确保配电箱内设备工作环境；

18、溢流阀：溢流阀设置成一定的压力，当总风压力没有超过该设定值时，可以优先确保总风压力和制动用风需求，当总风压力超过该设定值时，压力才会通过该溢流阀通往配电箱内；

19、减压阀：通过溢流阀的压缩空气会有太大的压力，避免对配电内设备产生影响，需要将溢流过后的压力进行减压，确保该支路的压力不至于太大；

20、单向阀：通过减压阀后的压缩空气再通过单向阀进入配电箱之前的管路然后进入各个配电箱，避免支路的压力反向回流造成总风压力的波动；

21、可调流量缩堵：用于调节通往配电箱内的压缩空气流量；

22、基于上述制动系统方案设计，考虑后期设备的安装便利性，将系统设计中的部分零散组件集成在一个大的模块化框架下，形成一个模块化的集成化辅助控制模块设备，设计成统一的机械接口和电气接口，提高车下设备的集成度，更适合可分离车体轨道车辆的车下安装空间紧凑特性；

23、将上述步骤22涉及到的模块化的集成化辅助控制模块设备包括：总风缸、部分总风管路、新的辅助控制单元(包括辅助控制设备、单向阀、双向阀)、制动风缸、截断球阀、过滤器、溢流阀、减压阀、单向阀、可调流量缩堵、牵引封锁压力开关集成在一个大模块中；

24、基于上述分析，针对图4、图5的设计原理，设计集成化辅助控制模块化设备总成如图6至图7所示，图中管路的位置所示具体是；1号位置为接入制动控制单元的用风支路接口，通往制动控制单元的接入口；2号位置为总风管路接口，接供风单元的出口支路；3号位置为散热支路的单向阀出口支路，接通往配电箱的散热支路；5号位置为接入制动控制单元的制动管路接口；6号位置为接入转向架上的停放制动管路接口；7号位置为空气簧管路接口，接入两端转向架的高度阀用风接入口；

25、上述设计集成的辅助控制大模块总成在车底架上的大概示意图如图8所示，各个设备的布置需要考虑设备间的转向架的动态运动轮廓不能和固定安装设备有干涉、电器设备散热、电磁干扰、可拆卸及维护性等。其中编号为1的是车底架配电箱、编号为2的是新设计的辅助控制大模块总成(23那一堆)、编号为3的是制动控制单元、编号为4的是供风单元，供风单元产生的压缩空气通过管路连接到辅助控制大模块，经过集成化辅助控制模块的分流，将压缩空气送往各个用风设备，包括制动控制单元的制动缸、转向架区域的空气簧、配电箱用风、泄露等。

在本公开的第二方面，提供了一种适配可分离车体的轨道车辆的制动系统的集成设计方法。该集成设计方法包括：

在所述车底架上配置集成一体化辅助控制与散热模组，所述集成一体化辅助控制与散热模组包括：集成化辅助控制模块、总风缸、制动风缸、散热支路；

所述集成一体化辅助控制与散热模组的工作步骤如下：

所述集成化辅助控制模块接收所述总风缸提供的气体，将所述总风缸提供的气体分流至所述制动风缸和/或转向架；

所述制动风缸根据所述集成化辅助控制模块提供的气体辅助进行空气制动；

所述散热支路将所述总风缸或所述集成化辅助控制模块提供的气体供给至所述配电箱，以使所述配电箱进行散热。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在两个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。