WO2023046215A1 - 机车制动控制系统及控制方法 - Google Patents

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夏军
王帅帅
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Definitions

  • the locomotive brake control system controls the braking and relief of the train, the locomotive itself, and the double-connected locomotive respectively by controlling the train pipe, brake cylinder and average pipe pressure in the duty mode; in the double-connection mode, responds to other duty locomotives through the average pipe
  • the braking and release control of the double-connected locomotive should be coordinated with the braking release of the lead locomotive; in the non-power return mode, the train management should respond to the braking and release control of other lead locomotives. If the pressure of the brake cylinder of the double locomotive is inconsistent with the pressure of the brake cylinder of the lead locomotive, the coupler between the double locomotive and the lead locomotive will increase, which in turn will cause the longitudinal impulse of the train. In severe cases, the coupler may break and affect the Train operation is safe.
  • the embodiment of the present application provides a locomotive brake control system, including a brake cylinder control system, an average pipe control system and a conversion plug;
  • the average pipe pressure control system includes an average pipe pressure pre-control unit, a second solenoid valve and an average pipe relay valve, and the air inlet of the average pipe pressure pre-control unit is connected to the conversion
  • the air outlet of the plug valve is connected
  • the air outlet of the average pipe pressure pre-control unit is connected with the first air inlet of the second electromagnetic valve
  • the second air inlet of the second electromagnetic valve is connected with the first air inlet of the second electromagnetic valve.
  • the switching plug when the first solenoid valve, the second solenoid valve, and the third solenoid valve are all de-energized, and the switching plug is set to the conduction position, the The pressure of the mechanical distribution valve is input to the first air inlet of the two-way valve through the first solenoid valve, and is also input to the averaging pipe relay valve through the second solenoid valve through the first solenoid valve, so The total air pressure of the main air pipe enters the pre-control port of the air control valve through the switching plug and the third electromagnetic valve, and controls the conduction of the air control valve, and the average pipe relay valve After the pressure of the mechanical distribution valve is amplified, the average pipe pressure is output through the air control valve, and the average pipe pressure is input to the second air inlet of the two-way valve through the average pipe.
  • the switching plug when the first solenoid valve, the second solenoid valve, and the third solenoid valve are all energized, and the switching plug is set to the cut-off position, the The average pipe pressure of the lead locomotive is input to the pre-control port of the brake cylinder relay valve through the average pipe through the second air inlet of the two-way valve, and the brake cylinder relay valve The pipe pressure is amplified to output the brake cylinder pressure.
  • the switching plug When the locomotive braking control system is in the no-power return mode, the switching plug is set to the conduction position, the average pipe control system outputs the average pipe pressure according to the pressure of the mechanical distribution valve, and the braking The cylinder control system outputs the brake cylinder pressure according to the mechanical distribution valve pressure and the average pipe pressure;
  • the locomotive brake control system When the locomotive brake control system is in the reconnection mode, set the switching plug to the cut-off position. If the locomotive brake control system is normal, the brake cylinder control system controls the pressure of the electronic distribution valve to drop to 0kPa, the brake cylinder control system outputs the brake cylinder pressure according to the average pipe pressure from the lead locomotive; if the locomotive brake control system is powered off or fails, the brake cylinder control system The distribution valve pressure and the average pipe pressure from the lead locomotive output the brake cylinder pressure.
  • the locomotive brake control system and control method proposed in this application can realize the brake control system power failure, the brake control system is in the air position, and the brake cylinder control part and the average tube control part fail at the same time in the duty mode.
  • the average tube is in harmony with the brake cylinder pressure of the lead locomotive.
  • the brake system is powered off and the brake cylinder control part and the average pipe control part fail at the same time, so that the pressure of the brake cylinder of the double connection locomotive is coordinated with the average pipe pressure, thereby improving the relationship between the main locomotive and the heavy duty locomotive.
  • the consistency of braking relief between the connected trains enhances the smoothness of train operation.
  • the non-power return mode there is no need to discharge the average pipe pressure, no need to increase the interface between the locomotive and the brake system, no need to add valve components, and no increase in the complexity of the brake control system.
  • Fig. 1h is a schematic structural diagram of an air control valve of a locomotive brake control system provided by an embodiment of the present application;
  • Fig. 3 is a structural schematic diagram II of the locomotive brake control system provided by an embodiment of the present application, wherein the switching plug is in the conduction position;
  • the brake cylinder pressure is connected to the brake cylinder through the brake cylinder tube.
  • the logic program in the brake cylinder pressure pre-control unit controls the output pressure to simulate the response relationship between the pressure of the mechanical distribution valve and the pressure change of the train pipe.
  • the brake cylinder pressure pre-control unit is equivalent to the electronic distribution valve, and its output pressure is the electronic distribution valve pressure.
  • the logic program in the average pipe pressure pre-control unit controls the output of the average pipe pre-control pressure to respond to changes in the train pipe pressure, the train pipe pressure drops, the average pipe pre-control pressure increases, the train pipe pressure rises, and the average pipe pre-control pressure decreases.

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Abstract

一种机车制动控制系统，包括制动缸控制系统（001）、平均管控制系统（002）与转换塞门（101）；当转换塞门（101）处于导通位时，若机车制动控制系统断电或发生故障或处于无动力回送模式，平均管控制系统（002）根据机械分配阀压力输出平均管压力，制动缸控制系统根据机械分配阀压力与平均管压力输出制动缸压力；转换塞门（101）处于切除位时，若机车制动控制系统断电或发生故障，制动缸控制系统根据机械分配阀压力与来自本务机车的平均管压力输出制动缸压力。还涉及一种机车制动控制方法。

Description

机车制动控制系统及控制方法
本申请要求在2022年05月30日提交中国专利局、申请号为202210596432.8、申请名称为“机车制动控制系统及控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及铁路机车制动技术领域，尤其涉及一种机车制动控制系统及控制方法。
背景技术
机车制动控制系统本务模式下通过控制列车管、制动缸和平均管压力来分别控制列车、机车本身和重联机车的制动与缓解；重联模式下通过平均管响应其他本务机车的制动和缓解控制，重联机车的制动缓解应与本务机车的制动缓解协调一致；无动力回送模式下通过列车管响应其他本务机车的制动和缓解控制。若重联机车的制动缸压力与本务机车的制动缸压力不一致，会造成重联机车和本务机车之间车钩增大，进而造成列车纵向冲动，严重时可能会造成断钩，影响列车运行安全。
目前国内主型机车制动控制系统均可以实现正常工况情况下的以上功能，部分型号的机车制动控制系统可以通过冗余设计实现本务模式平均管控制部分故障时对平均管压力的控制，但是在本务模式下，制动控制系统断电、制动控制系统处于空气位以及制动缸控制部分和平均管控制部分同时故障时，无法实现平均管与本务机车制动缸压力协调一致。中国申请CN111661025A的专利公开了一种机车制动控制系统平均管压力控制方法及装置，该装置需要在机车上以及既有制动控制系统上额外设置空气后备联锁装置，改变了机车既有设计，并且增加了阀类部件，增加了制动控制系统复杂程度。
发明内容
本申请的目的在于解决上述技术问题之一，提供一种机车制动控制系统及控制方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种机车制动控制系统，包括制动缸控制系统、平均管控制系统与转换塞门；
当所述转换塞门处于导通位时，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统根据电子分配阀压力输出制动缸压力，所述平均管控制系统根据平均管预控压力输出平均管压力；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述平均管控制系统根据机械分配阀压力输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述平均管压力输出所述制动缸压力；
当所述转换塞门处于导通位时，若所述机车制动控制系统处于无动力回送模式，所述 平均管控制系统根据机械分配阀压力输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述平均管压力输出所述制动缸压力；
当所述转换塞门处于切除位时，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统根据所述电子分配阀压力与来自本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与来自所述本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力。
在本申请其中一些实施例中，所述转换塞门为两位三通塞门，当所述转换塞门为所述导通位时，所述转换塞门的进气口与出气口连通；当所述转换塞门为所述切除位时，所述转换塞门的出气口与排气口连通；所述转换塞门的进气口与总风管连接，所述转换塞门的出气口与所述平均管控制系统连接，所述转换塞门的排气口与大气连通。
在本申请其中一些实施例中，所述制动缸控制系统包括制动缸压力预控单元、第一电磁阀、双向阀与制动缸中继阀，所述制动缸压力预控单元的进气口与所述总风管连接，所述制动缸压力预控单元的出气口与所述第一电磁阀的第一进气口连接；所述第一电磁阀的第二进气口与所述机械分配阀压力连通，所述第一电磁阀的出气口与所述双向阀的第一进气口连接；所述双向阀的出气口与所述制动缸中继阀的预控口连接，所述制动缸中继阀的进气口与所述总风管连接，所述制动缸中继阀的出气口与制动缸管连接，所述制动缸中继阀的排气口与大气连通。
在本申请其中一些实施例中，所述平均管控制系统包括平均管压力预控单元、第二电磁阀与平均管中继阀，所述平均管压力预控单元的进气口与所述转换塞门的出气口连接，所述平均管压力预控单元的出气口与所述第二电磁阀的第一进气口连接，所述第二电磁阀的第二进气口与所述第一电磁阀的出气口连接，所述第二电磁阀的出气口与所述平均管中继阀的预控口连接，所述平均管中继阀的进气口与所述总风管连接，所述平均管中继阀的排气口与大气连通。
在本申请其中一些实施例中，所述平均管控制系统还包括第三电磁阀与气控阀，所述第三电磁阀的进气口与所述转换塞门的出气口连接，所述第三电磁阀的出气口与所述气控阀的预控口连接；所述气控阀的进气口与所述平均管中继阀的出气口连接，所述气控阀的出气口与平均管连接，所述平均管还连接于所述双向阀的第二进气口。
在本申请其中一些实施例中，当所述第一电磁阀、所述第二电磁阀得电，所述第三电磁阀断电，所述转换塞门设置为所述导通位时，所述总风管向所述制动缸压力预控单元提供总风压力，所述制动缸压力预控单元根据列车管压力变化输出所述电子分配阀压力，所述电子分配阀压力经第一电磁阀、双向阀后输入制动缸中继阀，所述制动缸中继阀将所述 电子分配阀压力进行流量放大后输出制动缸压力；同时，所述总风管的总风压力通过所述转换塞门与所述第三电磁阀进入所述气控阀的预控口，控制所述气控阀导通，所述平均管压力预控单元通过所述转换塞门接收所述总风管的总风压力，并输出所述平均管预控压力，所述平均管预控压力经所述第二电磁阀后输入至所述平均管中继阀，所述平均管中继阀将所述平均管预控压力进行流量放大后经所述气控阀输出所述平均管压力。
在本申请其中一些实施例中，当所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均失电，所述转换塞门设置为所述导通位时，所述机械分配阀压力通过所述第一电磁阀输入所述双向阀的第一进气口，同时还通过所述第一电磁阀经所述第二电磁阀输入至所述平均管中继阀，所述总风管的总风压力通过所述转换塞门与所述第三电磁阀进入所述气控阀的预控口，控制所述气控阀导通，所述平均管中继阀将所述机械分配阀压力进行流量放大后经所述气控阀输出所述平均管压力，所述平均管压力通过所述平均管输入至所述双向阀的第二进气口，所述双向阀根据所述双向阀第一进气口输入的所述机械分配阀压力与所述双向阀第二进气口输入的所述平均管压力输出双向阀出气口压力，所述制动缸中继阀对所述双向阀出气口压力进行流量放大后输出所述制动缸压力。
在本申请其中一些实施例中，当所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均得电，所述转换塞门设置为所述切除位时，来自所述本务机车的平均管压力通过所述平均管经所述双向阀的第二进气口输入至所述制动缸中继阀的预控口，所述制动缸中继阀将所述平均管压力进行流量放大后输出所述制动缸压力。
在本申请其中一些实施例中，当所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均失电，所述转换塞门设置为所述切除位时，所述机械分配阀压力通过所述第一电磁阀输入所述双向阀的第一进气口，来自所述本务机车的平均管压力通过所述平均管输入所述双向阀的第二进气口，所述双向阀根据所述双向阀第一进气口输入的所述机械分配阀压力与所述双向阀第二进气口输入的所述平均管压力输出所述双向阀出气口压力，所述制动缸中继阀对所述双向阀出气口压力进行流量放大后输出所述制动缸压力。
本申请第二方面提供一种机车制动控制方法，应用于上述的机车制动控制系统，所述机车制动控制方法包括：
当所述机车制动控制系统处于本务模式时，设置转换塞门为导通位，若所述机车制动控制系统正常，所述机车制动控制系统中的制动缸控制系统根据电子分配阀压力输出制动缸压力，所述平均管控制系统根据平均管预控压力输出平均管压力；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述平均管控制系统根据机械分配阀压力输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述平均管压力输出所述制动缸压力；
当所述机车制动控制系统处于无动力回送模式时，设置所述转换塞门为导通位，所述平均管控制系统根据所述机械分配阀压力输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述平均管压力输出所述制动缸压力；
当所述机车制动控制系统处于重联模式时，设置所述转换塞门为切除位，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统控制所述电子分配阀压力降至0kPa，所述制动缸控制系统根据来自本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力；若所述机车制动控制系统断电或故障，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述来自本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力。
与现有技术相比，本申请的优点和积极效果在于：
本申请提出的机车制动控制系统及控制方法，能够在本务模式下，制动控制系统断电、制动控制系统处于空气位以及制动缸控制部分和平均管控制部分同时故障时，实现平均管与本务机车制动缸压力协调一致。另外，在重联模式下，制动系统断电以及制动缸控制部分和平均管控制部分同时故障，实现重联机车制动缸压力与平均管压力协调一致，从而提高了本务机车与重联机车之间的制动缓解一致性，增强了列车运行的平稳性。而且，在无动力回送模式下，不需要排放平均管压力，不需要增加机车与制动系统之间的接口，不需要增加阀类部件，不会增加制动控制系统复杂程度。
附图说明
图1a为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的转换塞门的结构示意图；
图1b为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的第一电磁阀的结构示意图；
图1c为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的双向阀的结构示意图；
图1d为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的制动缸中继阀的结构示意图；
图1e为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的第二电磁阀的结构示意图；
图1f为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的第三电磁阀的结构示意图；
图1g为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的平均管中继阀的结构示意图；
图1h为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的气控阀的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的结构示意图一，其中转换塞门处于导通位；
图3为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的结构示意图二，其中转换塞门处于导通位；
图4为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的结构示意图三，其中转换塞门处于 切除位；
图5为本申请一实施例提供的机车制动控制系统的结构示意图四，其中转换塞门处于切除位；
其中，附图标记为：
001、制动缸控制系统；1、总风管；2、机械分配阀压力；3、大气；5、制动缸压力；101、转换塞门；1011、转换塞门的进气口；1012、转换塞门的出气口；1013、转换塞门的排气口；102、制动缸压力预控单元；1021、制动缸压力预控单元进气口；1022、制动缸压力预控单元的出气口；103、第一电磁阀；1031、第一电磁阀的第一进气口；1032、第一电磁阀的第二进气口；1033、第一电磁阀的出气口；104、双向阀；1041、双向阀的第一进气口；1042、双向阀的第二进气口；1043、双向阀的出气口；105、制动缸中继阀；1051、制动缸中继阀的预控口；1052、制动缸中继阀的进气口；1053、制动缸中继阀的出气口；1054、制动缸中继阀的排气口；002、平均管控制系统；106、平均管压力预控单元；1061、平均管压力预控单元的进气口；1062、平均管压力预控单元的出气口；107、第二电磁阀；1071、第二电磁阀的第一进气口；1072、第二电磁阀的第二进气口；1073、第二电磁阀的出气口；108、第三电磁阀；1081、第三电磁阀的进气口；1082、第三电磁阀的出气口；1083、第三电磁阀的排气口；109、平均管中继阀；1091、平均管中继阀的预控口；1092、平均管中继阀的进气口；1093、平均管中继阀的排气口；1094、平均管中继阀的出气口；110、气控阀；1101、气控阀的进气口；1102、气控阀的预控口；1103、气控阀的出气口；8、平均管。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
下面结合附图所示的各实施方式对本申请进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本申请的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本申请的保护范围之内。
本务机车与重联机车之间连接有平均管，机车与列车之间连接有列车管。本务模式(lead mode)，本务机车的制动控制系统的运行模式，本务机车提供运行动力并实施整列制动控制，该模式下制动控制系统可控制输出制动缸、平均管和列车管的压力，分别控制本务机车、重联机车以及列车的制动缓解。
补机模式或重联模式(trail mode)，重联模式是双节或多节机车连挂时，重联机车的制动控制系统的运行模式；此时重联机车的制动控制系统受控于本务机车，重联机车制动缸通过平均管响应本务机车的制动与缓解控制。
无动力回送模式(loss of power mode)，机车失去动力，以类似货车的形式与列车连接，此时无动力机车的制动控制系统通过响应本务机车的列车管压力来控制其本身的制动和缓解。
实施例一：
图2为本申请提供的机车制动控制系统的结构示意图；如图2所示，机车制动控制系统包括制动缸控制系统001、平均管控制系统002与转换塞门101。
如图1a所示，所述转换塞门101为两位三通塞门，两位包括导通位、切除位，当机车制动控制系统在本务模式或无动力回送模式下设为导通位，当机车制动控制系统在重联模式下设为切除位。三通包括转换塞门的进气口1011、转换塞门的出气口1012、转换塞门的排气口1013。所述转换塞门101处于所述导通位时所述转换塞门的进气口1011与所述转换塞门的出气口1012连通，所述转换塞门101处于所述切除位时所述转换塞门的出气口1012与所述转换塞门的排气口1013连通，所述转换塞门101的进气口1011与总风管1连接，所述转换塞门的出气口1012与所述平均管控制系统002连接，所述转换塞门的排气口1013与大气3连通。
如图1b-1h和图2所示，在其中一些实施例中，所述制动缸控制系统001包括制动缸压力预控单元102、第一电磁阀103、双向阀104与制动缸中继阀105；所述平均管控制系统002包括平均管压力预控单元106、第二电磁阀107、第三电磁阀108、平均管中继阀109与气控阀110；
所述制动缸压力预控单元的进气口1021与所述总风管1连接，所述制动缸压力预控单元的出气口1022与所述第一电磁阀的第一进气口1031连接；所述第一电磁阀的第二进气口1032与机械分配阀压力2连通，所述第一电磁阀的出气口1033与所述双向阀的第一进气口1041、所述第二电磁阀的第二进气口1072连接；其中，所述制动缸压力预控单元102根据列车管压力变化输出的电子分配阀压力与所述机械分配阀压力2相同。所述双向阀的出气口1043与所述制动缸中继阀的预控口1051连接，所述制动缸中继阀的进气口1052与所述总风管1连接，所述制动缸中继阀的出气口1053与制动缸管连接，所述制动缸中继阀的排气口1054与大气3连通。机械分配阀与列车管连接，机械分配阀压力作为机械分配阀输出的压力，其受列车管控制，列车管压力下降，机械分配阀压力升高，列车管压力上升，机械分配阀压力下降。列车管压力变化受本务机车制动控制系统的列车管控制装置的控制。制动缸压力通过制动缸管连接至制动缸。制动缸压力预控单元内的逻辑程序控制其输出的压力模拟机械分配阀压力与列车管压力变化的响应关系。制动缸压力预控单元相当于电子分配阀，其输出的压力即为电子分配阀压力。平均管压力预控单元内的逻辑程序控制其输出的平均管预控压力响应列车管压力变化，列车管压力下降，平均管预控压力升高，列车管压力上升，平均管预控压力下降。
所述平均管压力预控单元的进气口1061与所述转换塞门的出气口1012连接，所述平均管压力预控单元的出气口1062与所述第二电磁阀的第一进气口1071连接，所述第二电磁阀的第二进气口1072与所述第一电磁阀的出气口1033连接，所述第二电磁阀的出气口1073与所述平均管中继阀的预控口1091连接，所述平均管中继阀的进气口1092与所述 总风管1连接，所述平均管中继阀的排气口1093与大气3连接，所述平均管中继阀的出气口1094与所述气控阀的进气口1101连接；
所述第三电磁阀的进气口1081与所述转换塞门的出气口1012连接，所述第三电磁阀的出气口1082与所述气控阀的预控口1102连接，所述第三电磁阀的排气口1083与大气3连通；所述气控阀的进气口1101与所述平均管中继阀的出气口1094连接，所述气控阀的出气口1103与平均管8连接，所述平均管8还连接于所述双向阀的第二进气口1042。
在一些实施例中，如图2所示，当所述转换塞门101处于所述导通位时，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统001根据所述制动缸压力预控单元102输出的所述电子分配阀压力输出制动缸压力5，所述平均管控制系统002根据所述平均管压力预控单元106输出的平均管预控压力输出平均管压力；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述平均管控制系统002根据所述机械分配阀压力2输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统001根据所述机械分配阀压力2与所述平均管压力输出所述制动缸压力5。机车制动控制系统为本务模式，可以实现平均管压力与制动缸压力相协调，从而实现重联机车的制动缸压力与本务机车的制动缸压力相一致。
其中一些实施例中，如图2所示，当所述转换塞门101处于所述导通位，所述机车制动控制系统供电正常、所述制动缸控制系统001、所述平均管控制系统002无故障，此时所述第一电磁阀103、所述第二电磁阀107得电，所述第三电磁阀108断电。所述第一电磁阀103得电时，所述第一电磁阀第一进气口1031和所述第一电磁阀的出气口1033导通；所述第二电磁阀107得电时，所述第二电磁阀的第一进气口1071和所述第二电磁阀的出气口1073导通；所述第三电磁阀108断电时，所述第三电磁阀的进气口1081与所述第三电磁阀的出气口1082导通。所述总风管1向所述制动缸压力预控单元102提供总风压力，所述制动缸压力预控单元102根据列车管压力变化输出所述电子分配阀压力，所述电子分配阀压力经所述第一电磁阀103、所述双向阀104后输入所述制动缸中继阀105，所述制动缸中继阀105将所述电子分配阀压力进行流量放大后输出所述制动缸压力5；同时，来自所述总风管1的总风压力通过所述转换塞门101与所述第三电磁阀108进入所述气控阀的预控口1102，控制所述气控阀110导通，所述平均管压力预控单元106通过所述转换塞门101接收所述总风管1的总风压力，并输出所述平均管预控压力，所述平均管预控压力经所述第二电磁阀107后输入至所述平均管中继阀109，所述平均管中继阀109将所述平均管预控压力进行流量放大后经所述气控阀110输出所述平均管压力。
在其中一些实施例中，如图3所示，当所述转换塞门101处于所述导通位，所述机车制动控制系统断电或所述制动缸控制部分和所述平均管控制部分同时故障(主要为异常断 电、网络通讯故障)或所述机车制动控制系统处于空气位(又称后备制动模式)或所述机车制动控制系统处于无动力回送模式时，所述第一电磁阀103、所述第二电磁阀107、所述第三电磁阀108均失电，此时，所述机械分配阀压力2响应列车管压力变化而变化，所述机械分配阀压力2通过所述第一电磁阀103输入所述双向阀的第一进气口1041，与此同时，来自所述总风管1的总风压力通过所述转换塞门101与所述第三电磁阀108进入所述气控阀的预控口1102，控制所述气控阀110导通，所述机械分配阀压力2还通过所述第一电磁阀103经所述第二电磁阀107输入至所述平均管中继阀109，所述平均管中继阀109将所述机械分配阀压力2进行流量放大后经所述气控阀110输出所述平均管压力，所述平均管压力一方面进入重联机车，另一方面通过所述平均管8输入至所述双向阀的第二进气口1042，所述双向阀104根据所述双向阀第一进气口1041输入的所述机械分配阀压力2与所述双向阀的第二进气口1042输入的所述平均管压力输出双向阀出气口压力，所述制动缸中继阀105对所述双向阀出气口1043压力进行流量放大后输出所述制动缸压力5。双向阀出气口压力等于机械分配阀压力和平均管压力中压力值较大的一个，由于机械分配阀压力和平均管压力差值较小，在误差允许范围内，通常认为机械分配阀压力等于平均管压力。若机车制动控制系统处于本务模式，则实现了平均管压力与本务机车制动缸压力5的协调一致。若机车制动控制系统处于无动力回送模式，无动力机车无需排放平均管压力即可响应本务机车的列车管压力来控制其本身的制动和缓解。
在其中一些实施例中，如图4所示，当所述转换塞门101处于所述切除位时，所述机车制动控制系统处于重联模式，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统001根据来自本务机车的平均管压力输出制动缸压力5；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述制动缸控制系统001根据所述机械分配阀压力2与来自本务机车的平均管压力输出制动缸压力5。机车制动控制系统处于重联模式时，所述机车制动控制系统控制重联机车的制动缸压力与平均管压力的协调一致。
在其中一些实施例中，如图4所示，当所述转换塞门101处于所述切除位，所述机车制动控制系统处于重联模式，所述机车制动控制系统供电正常、所述制动缸控制系统001、所述平均管控制系统002无故障，此时所述第一电磁阀103、所述第二电磁阀107、所述第三电磁阀108均得电；所述制动缸压力预控单元102控制所述电子分配阀压力降低至0kPa，经过所述第一电磁阀103进入所述双向阀的第一进气口1041；所述平均管压力预控单元106控制所述平均管预控压力降低至0kPa，所述气控阀的预控口1102的压力通过所述第三电磁阀108、所述转换塞门101排向大气3，因此所述气控阀110处于关闭状态；来自于本务机车的平均管压力通过所述平均管8进入所述双向阀的第二进气口1042，由 于所述双向阀第一进气口1041压力为0kPa，因此所述双向阀的第二进气口1042的压力进入所述制动缸中继阀的预控口1051，经所述制动缸中继阀105流量放大后通过所述制动缸中继阀的出气口1053将所述制动缸压力5输出至重联机车的制动缸，因此可以实现重联机车的制动缸压力与来自于本务机车的平均管压力协调一致。
在其中一些实施例中，如图5所示，当所述转换塞门101设置为所述切除位，所述机车制动控制系统处于重联模式，且所述机车制动控制系统断电或所述制动缸控制系统001和所述平均管控制系统002同时故障，此时所述第一电磁阀103、所述第二电磁阀107、所述第三电磁阀108均失电，所述机械分配阀压力2响应列车管压力变化而变化，所述机械分配阀压力2通过所述第一电磁阀103一方面进入所述双向阀的第一进气口1041，另一方面通过所述第二电磁阀107进入所述平均管中继阀的预控口1091，由于所述气控阀预控口1102压力经所述第三电磁阀108、所述转换塞门101排向大气3，因此所述气控阀110处于关闭状态，可以切断所述平均管中继阀109与所述平均管8之间的通路。所述来自本务机车的平均管压力通过所述平均管8进入所述双向阀的第二进气口1042，所述双向阀104输出双向阀出气口压力，所述双向阀出气口压力等于所述机械分配阀压力和所述平均管压力中压力值较大的一个，由于所述机械分配阀压力和所述平均管压力差值较小，在误差允许范围内，通常认为所述机械分配阀压力等于所述平均管压力。由于所述机械分配阀压力2与所述本务机车的平均管压力一致，所述双向阀出气口压力进入所述制动缸中继阀的预控口1051，经流量放大后输出重联机车制动缸压力，因此可以实现重联机车的制动缸压力与来自于本务机车的平均管压力协调一致。
结合实施例一所揭示的一种机车制动控制系统，本实施例揭示了一种应用于上述机车制动控制系统的机车制动控制方法(以下简称“方法”)的具体实施示例。
所述机车制动控制方法包括：
当所述机车制动控制系统处于本务模式时，设置转换塞门101为导通位，若所述机车制动控制系统正常，所述机车制动控制系统中的制动缸控制系统001根据电子分配阀压力输出制动缸压力5，所述平均管控制系统002根据平均管预控压力输出平均管压力；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述平均管控制系统002根据机械分配阀压力2输出平均管压力，所述制动缸控制系统001根据所述机械分配阀压力2与所述平均管压力输出制动缸压力5；
当所述机车制动控制系统处于无动力回送模式时，设置所述转换塞门101为所述导通位，所述平均管控制系统002根据所述机械分配阀压力2输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统001根据所述机械分配阀压力2与所述平均管压力输出所述制动缸压力5；
当所述机车制动控制系统处于重联模式时，设置所述转换塞门101为切除位，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统001控制所述电子分配阀压力降至0kPa，根据来自本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力5；若所述机车制动控制系统断电或故障，所述制动缸控制系统001根据所述机械分配阀压力2与所述来自本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力5。
具体来说，当机车制动控制系统处于本务模式且系统正常，即供电正常、制动缸控制部分、平均管控制部分无故障时，系统使第一电磁阀103、第二电磁阀107均得电，第三电磁阀108断电，所述转换塞门101在本务模式下需人为设置为导通位，制动缸压力预控单元102根据列车管压力变化输出所述电子分配阀压力经制动缸中继阀105的流量放大后输出所述制动缸压力5；与此同时，来自总风管1的总风压力通过所述转换塞门101进入气控阀110的预控口，控制所述气控阀110导通，平均管压力预控单元106输出的所述平均管预控压力经平均管中继阀109的流量放大后经所述气控阀110输出所述平均管压力。
当机车制动控制系统处于本务模式且机车制动控制系统断电或机车制动控制系统处于空气位或机车制动控制系统制动缸控制部分和平均管控制部分同时故障(主要为异常断电、网络通讯故障)，或机车制动控制系统处于无动力回送模式时，将所述转换塞门101设为所述导通位，所述第一电磁阀103、所述第二电磁阀107和所述第三电磁阀108均失电，所述机械分配阀压力2响应列车管压力变化而变化，并进入所述双向阀的第一进气口1041；与此同时，来自所述总风管1的总风压力通过所述转换塞门101进入所述气控阀的预控口1102，控制所述气控阀110导通，所述机械分配阀压力2经过所述平均管中继阀109的流量放大经所述气控阀110输出所述平均管压力，所述平均管压力一方面进入重联机车，另一方面还会进入所述双向阀的第二进气口1042，所述双向阀的第一进气口1041和所述双向阀的第二进气口1042压力相等，所述双向阀的出气口1043压力经所述制动缸中继阀105的流量放大输出所述制动缸压力5，实现了平均管压力与制动缸压力的协调一致。在不对机车既有设计进行改变并且不会增加制动控制系统复杂程度的前提下，例如不需要额外设置制动缸向平均管充风阀及相关的控制装置的前提下，实现平均管压力与本务制动缸压力的协调一致。无动力回送模式下不需要排放平均管压力。
当机车制动控制系统处于重联模式且系统正常(供电正常、制动缸控制部分、平均管控制部分无故障)时，将所述转换塞门101设为所述切除位，使所述第一电磁阀103、所述第二电磁阀107、所述第三电磁阀108均得电，所述制动缸压力预控单元102控制所述电子分配阀压力降低至0kPa，进入所述双向阀的第一进气口1041。所述平均管压力预控单元106控制所述平均管预控压力降低至0kPa，所述气控阀的预控口1102压力通过所述 转换塞门101排向大气3，因此所述气控阀110处于关闭状态，所述来自于本务机车的平均管压力进入所述双向阀的第二进气口1042，由于所述双向阀第一进气口1041压力为0kPa，因此所述双向阀的第二进气口1042的压力进入所述制动缸中继阀的预控口1051，经所述制动缸中继阀105流量放大后通过将所述制动缸压力输出至重联的制动缸，因此可以实现重联机车的制动缸压力与来自于本务机车的平均管压力协调一致。
当机车制动控制系统处于重联模式且制动控制系统断电或制动缸控制部分和平均管控制部分同时故障，将所述转换塞门101设为所述切除位，所述第一电磁阀103、所述第二电磁阀107、所述第三电磁阀108均失电，所述机械分配阀压力2响应列车管压力变化而变化，一方面进入所述双向阀的第一进气口1041，另一方面进入所述平均管中继阀的预控口1091，由于所述气控阀预控口1102压力经所述转换塞门101排向大气3，因此所述气控阀110处于关闭状态，可以切断所述平均管中继阀109与平均管之间的通路。所述来自本务机车的平均管压力进入所述双向阀的第二进气口1042，由于所述机械分配阀压力2与所述本务机车的平均管压力一致，所述双向阀的出气口1043压力进入制动缸中继阀的预控口1051，经流量放大后输出重联机车制动缸压力，因此可以实现重联机车的制动缸压力与来自于本务机车的平均管压力协调一致。
综上所述，在本务模式下，制动控制系统断电、制动控制系统处于空气位以及制动缸控制部分和平均管控制部分同时故障时，实现平均管与本务机车制动缸压力协调一致；在重联模式下，制动控制系统断电以及制动缸控制部分和平均管控制部分同时故障，实现重联机车制动缸压力与平均管压力协调一致；在无动力回送模式下，不需要排放平均管压力，在上述特殊工况下，本申请提高了本务机车与重联机车之间的制动缓解一致性，增强了列车运行的平稳性，减少了无动力回送操作步骤，有利于使用维护。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

  1. 一种机车制动控制系统，其特征在于，包括制动缸控制系统、平均管控制系统与转换塞门；
    当所述转换塞门处于导通位时，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统根据电子分配阀压力输出制动缸压力，所述平均管控制系统根据平均管预控压力输出平均管压力；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述平均管控制系统根据机械分配阀压力输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述平均管压力输出所述制动缸压力；
    当所述转换塞门处于导通位时，若所述机车制动控制系统处于无动力回送模式，所述平均管控制系统根据机械分配阀压力输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述平均管压力输出所述制动缸压力；
    当所述转换塞门处于切除位时，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统根据所述电子分配阀压力与来自本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与来自所述本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力。
  2. 根据权利要求1所述的机车制动控制系统，其特征在于，所述转换塞门为两位三通塞门，当所述转换塞门为所述导通位时，所述转换塞门的进气口与出气口连通；当所述转换塞门为所述切除位时，所述转换塞门的出气口与排气口连通；所述转换塞门的进气口与总风管连接，所述转换塞门的出气口与所述平均管控制系统连接，所述转换塞门的排气口与大气连通。
  3. 根据权利要求2所述的机车制动控制系统，其特征在于，所述制动缸控制系统包括制动缸压力预控单元、第一电磁阀、双向阀与制动缸中继阀，所述制动缸压力预控单元的进气口与所述总风管连接，所述制动缸压力预控单元的出气口与所述第一电磁阀的第一进气口连接；所述第一电磁阀的第二进气口与所述机械分配阀压力连通，所述第一电磁阀的出气口与所述双向阀的第一进气口连接；所述双向阀的出气口与所述制动缸中继阀的预控口连接，所述制动缸中继阀的进气口与所述总风管连接，所述制动缸中继阀的出气口与制动缸管连接，所述制动缸中继阀的排气口与大气连通。
  4. 根据权利要求3所述的机车制动控制系统，其特征在于，所述平均管控制系统包括平均管压力预控单元、第二电磁阀与平均管中继阀，所述平均管压力预控单元的进气口与所述转换塞门的出气口连接，所述平均管压力预控单元的出气口与所述第二电磁阀的第一进气口连接，所述第二电磁阀的第二进气口与所述第一电磁阀的出气口连接，所述第二电 磁阀的出气口与所述平均管中继阀的预控口连接，所述平均管中继阀的进气口与所述总风管连接，所述平均管中继阀的排气口与大气连通。
  5. 根据权利要求4所述的机车制动控制系统，其特征在于，所述平均管控制系统还包括第三电磁阀与气控阀，所述第三电磁阀的进气口与所述转换塞门的出气口连接，所述第三电磁阀的出气口与所述气控阀的预控口连接；所述气控阀的进气口与所述平均管中继阀的出气口连接，所述气控阀的出气口与平均管连接，所述平均管还连接于所述双向阀的第二进气口。
  6. 根据权利要求5所述的机车制动控制系统，其特征在于，当所述第一电磁阀、所述第二电磁阀得电，所述第三电磁阀断电，所述转换塞门设置为所述导通位时，所述总风管向所述制动缸压力预控单元提供总风压力，所述制动缸压力预控单元根据列车管压力变化输出所述电子分配阀压力，所述电子分配阀压力经第一电磁阀、双向阀后输入制动缸中继阀，所述制动缸中继阀将所述电子分配阀压力进行流量放大后输出制动缸压力；同时，所述总风管的总风压力通过所述转换塞门与所述第三电磁阀进入所述气控阀的预控口，控制所述气控阀导通，所述平均管压力预控单元通过所述转换塞门接收所述总风管的总风压力，并输出所述平均管预控压力，所述平均管预控压力经所述第二电磁阀后输入至所述平均管中继阀，所述平均管中继阀将所述平均管预控压力进行流量放大后经所述气控阀输出所述平均管压力。
  7. 根据权利要求5所述的机车制动控制系统，其特征在于，当所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均失电，所述转换塞门设置为所述导通位时，所述机械分配阀压力通过所述第一电磁阀输入所述双向阀的第一进气口，同时还通过所述第一电磁阀经所述第二电磁阀输入至所述平均管中继阀，所述总风管的总风压力通过所述转换塞门与所述第三电磁阀进入所述气控阀的预控口，控制所述气控阀导通，所述平均管中继阀将所述机械分配阀压力进行流量放大后经所述气控阀输出所述平均管压力，所述平均管压力通过所述平均管输入至所述双向阀的第二进气口，所述双向阀根据所述双向阀第一进气口输入的所述机械分配阀压力与所述双向阀第二进气口输入的所述平均管压力输出双向阀出气口压力，所述制动缸中继阀对所述双向阀出气口压力进行流量放大后输出所述制动缸压力。
  8. 根据权利要求5所述的机车制动控制系统，其特征在于，当所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均得电，所述转换塞门设置为所述切除位时，来自所述本务机车的平均管压力通过所述平均管经所述双向阀的第二进气口输入至所述制动缸中继阀的预控口，所述制动缸中继阀将所述平均管压力进行流量放大后输出所述制动缸压力。
  9. 根据权利要求5所述的机车制动控制系统，其特征在于，当所述第一电磁阀、所述 第二电磁阀、所述第三电磁阀均失电，所述转换塞门设置为所述切除位时，所述机械分配阀压力通过所述第一电磁阀输入所述双向阀的第一进气口，来自所述本务机车的平均管压力通过所述平均管输入所述双向阀的第二进气口，所述双向阀根据所述双向阀第一进气口输入的所述机械分配阀压力与所述双向阀第二进气口输入的所述平均管压力输出所述双向阀出气口压力，所述制动缸中继阀对所述双向阀出气口压力进行流量放大后输出所述制动缸压力。
  10. 一种机车制动控制方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-9所述的机车制动控制系统，所述机车制动控制方法包括：
    当所述机车制动控制系统处于本务模式时，设置转换塞门为导通位，若所述机车制动控制系统正常，所述机车制动控制系统中的制动缸控制系统根据电子分配阀压力输出制动缸压力，所述平均管控制系统根据平均管预控压力输出平均管压力；若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述平均管控制系统根据机械分配阀压力输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述平均管压力输出所述制动缸压力；
    当所述机车制动控制系统处于无动力回送模式时，设置所述转换塞门为导通位，所述平均管控制系统根据所述机械分配阀压力输出所述平均管压力，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述平均管压力输出所述制动缸压力；
    当所述机车制动控制系统处于重联模式时，设置所述转换塞门为切除位，若所述机车制动控制系统正常，所述制动缸控制系统控制所述电子分配阀压力降至0kPa，所述制动缸控制系统根据来自本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力；若所述机车制动控制系统断电或故障，所述制动缸控制系统根据所述机械分配阀压力与所述来自本务机车的平均管压力输出所述制动缸压力。
  11. 根据权利要求10所述的机车制动控制方法，其特征在于：
    当所述机车制动控制系统处于所述本务模式时，设置所述转换塞门为所述导通位，若所述机车制动控制系统正常，第一电磁阀、第二电磁阀均得电，第三电磁阀断电，制动缸压力预控单元根据列车管压力变化输出所述电子分配阀压力经制动缸中继阀的流量放大后输出所述制动缸压力；同时，来自总风管的总风压力通过所述转换塞门进入气控阀的预控口，控制所述气控阀导通，平均管压力预控单元输出的所述平均管预控压力经平均管中继阀的流量放大后经所述气控阀输出所述平均管压力。
  12. 根据权利要求11所述的机车制动控制方法，其特征在于：
    当所述机车制动控制系统处于所述本务模式时，设置所述转换塞门为所述导通位，若所述机车制动控制系统断电或发生故障，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述第三电 磁阀均失电，所述机械分配阀压力响应列车管压力变化而变化，并进入双向阀的第一进气口；同时，来自所述总风管的总风压力通过所述转换塞门进入所述气控阀的预控口，控制所述气控阀导通，所述机械分配阀压力经过所述平均管中继阀的流量放大经所述气控阀输出所述平均管压力；所述平均管压力一方面进入重联机车，另一方面进入所述双向阀的第二进气口，所述双向阀的出气口压力经所述制动缸中继阀的流量放大输出所述制动缸压力。
  13. 根据权利要求10所述的机车制动控制方法，其特征在于，当所述机车制动控制系统处于所述无动力回送模式时，设置所述转换塞门为所述导通位，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均失电，所述机械分配阀压力响应列车管压力变化而变化，并进入双向阀的第一进气口；同时，来自总风管的总风压力通过所述转换塞门进入气控阀的预控口，控制所述气控阀导通，所述机械分配阀压力经过平均管中继阀的流量放大经所述气控阀输出所述平均管压力；所述平均管压力一方面进入重联机车，另一方面进入所述双向阀的第二进气口，所述双向阀的出气口压力经所述制动缸中继阀的流量放大输出所述制动缸压力。
  14. 根据权利要求10所述的机车制动控制方法，其特征在于，当所述机车制动控制系统处于重联模式时，设置所述转换塞门为切除位，若所述机车制动控制系统正常，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均得电，制动缸压力预控单元控制所述电子分配阀压力降低至0kPa，进入双向阀的第一进气口；平均管压力预控单元控制所述平均管预控压力降低至0kPa，气控阀的预控口压力通过所述转换塞门排向大气，所述气控阀处于关闭状态；所述来自于本务机车的平均管压力进入所述双向阀的第二进气口，所述双向阀的第二进气口的压力进入制动缸中继阀的预控口，经所述制动缸中继阀流量放大后通过将所述制动缸压力输出至重联的制动缸。
  15. 根据权利要求14所述的机车制动控制方法，其特征在于，当所述机车制动控制系统处于重联模式时，设置所述转换塞门为切除位，若所述机车制动控制系统断电或故障，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均失电，所述机械分配阀压力响应列车管压力变化而变化，一方面进入所述双向阀的第一进气口，另一方面进入所述平均管中继阀的预控口；所述气控阀预控口压力经所述转换塞门排向大气，所述气控阀处于关闭状态；所述来自本务机车的平均管压力进入所述双向阀的第二进气口，所述双向阀的出气口压力进入制动缸中继阀的预控口，经流量放大后输出重联机车制动缸压力。
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