机车制动缸和平均管压力控制系统及控制方法与流程

本发明属于机车制动控制技术领域，尤其涉及一种机车制动缸和平均管压力控制系统及控制方法。

背景技术：

随着社会的不断进步，国内铁路机车货物运输扮演着越来越重要的角色。根据货物运输量以及机车使用环境等多方面不同，会分别采用单节机车运输或重联机车运输等不同编组形式。

当采用重联机车运输时，两节重联机车分为本务机车和补机机车，其制动系统通常需要分别设置为本机模式和补机模式。目前，国内dk型制动系统或jz型制动系统，在本机与补机两个模式之间切换时，皆需要通过手动操作重联阀或重联塞门实现两个模式之间的气路切换，不利于乘务员的操作，而且，重联阀或重联塞门存在一定的故障概率，降低了制动系统的可用性和可靠性。

进一步，机车制动分为自动制动和单独制动两部分，分别通过操作制动控制器自动制动手柄和单独制动手柄实现两种制动缸压力输出，自动制动手柄控制输出的最大制动缸压力可达450kpa，单独制动手柄控制输出的最大制动缸压力可达300kpa。然而，当制动系统断电后，单独制动预控装置也无法输出单独制动制动缸预控压力，单独制动预控装置与自动制动制动缸预控压力输出装置没有实现真正冗余关系。而且，单独制动预控装置故障后，无法隔离单独制动功能，可能造成单独制动预控压力或单独制动制动缸压力一直输出，导致机车制动缸无法缓解。此外，机车单独制动制动缸预控压力的输出还需要配合容积风缸，将会占用一定的安装空间。

总之，现有机车制动控制系统存在本机模式和补机模式切换不便且制动控制可靠性低的问题。

技术实现要素：

针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种机车制动缸和平均管压力控制系统及控制方法，该控制系统多冗余、可靠性高，且便于进行本机模式和补机模式的切换，以解决现有机车制动控制系统存在本机模式和补机模式切换不便且制动控制可靠性低的问题。

本发明提供了一种机车制动缸和平均管压力控制系统，包括：

电子分配阀，用于响应自动制动手柄闸位变化输出自动制动制动缸预控压力；

紧急增压旁路装置，用于在紧急制动工况下响应列车管压力变化输出紧急制动制动缸预控压力；

单独制动预控装置，用于响应单独制动手柄闸位变化输出单独制动制动缸预控压力；

本机补机切换装置，用于本机模式与补机模式的切换，包括切换电磁阀，切换电磁阀的第2口与平均管相连通；在本机模式下，切换电磁阀失电，切换电磁阀的第1口与切换电磁阀的第2口导通；在补机模式下，切换电磁阀得电，以使切换电磁阀的第2口与切换电磁阀的第3口导通；

第一双向阀，用于输出自动制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者，第一双向阀的第一输入口与电子分配阀的输出端相连通，第一双向阀的第二输入口与紧急增压旁路装置的输出端相连通；

第二双向阀，用于传递自动制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者以及在补机模式下输出重联本务机车的平均管压力，第二双向阀的第一输入口与切换电磁阀的第3口相连通，第二双向阀的第二输入口与第一双向阀的输出口相连通；

第三双向阀，用于输出自动制动制动缸预控压力、单独制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者，第三双向阀的第一输入口与第二双向阀的输出口相连通，第三双向阀的第二输入口与单独制动预控装置的输出端相连通；

平均管中继阀，用于向平均管输出平均管压力，平均管中继阀的预控口与第三双向阀的输出口相连通，平均管中继阀的输入口与总风相连通，平均管中继阀的输出口与切换电磁阀的第1口相连通；

自动制动中继阀，用于输出自动制动制动缸压力，自动制动中继阀的预控口与第二双向阀的输出口相连通，自动制动中继阀的输入口与总风相连通；

单独制动中继阀，用于输出单独制动制动缸压力，单独制动中继阀的预控口与单独制动预控装置的输出端相连通，单独制动中继阀的输入口与总风相连通；

第四双向阀，用于将自动制动制动缸压力和单独制动制动缸压力中的较大者输出至制动缸，第四双向阀的第一输入口与单独制动中继阀的输出口相连通，第四双向阀的第二输入口与自动制动中继阀的输出口相连通，第四双向阀的输出口与制动缸相连通。

上述机车制动缸和平均管压力控制系统中，电子分配阀、单独制动预控装置以及紧急增压旁路装置三个装置都可以对制动缸预控压力进行控制，实现了系统功能冗余，最大程度上避免制动缸无压力输出的异常工况发生，可靠性高。而且，通过设置的本机补机切换装置可自动实现本机模式与补机模式的切换，避免手动操作重联阀或重联塞门进行本机模式和补机模式切换的麻烦，有利于简化乘务员的操作。

在其中一些实施例中，本机补机切换装置还包括切换辅助电磁阀，切换辅助电磁阀的第1口与切换电磁阀的第3口和第二双向阀的第一输入口均连通，切换辅助电磁阀的第2口与大气相连通，切换辅助电磁阀的第3口处于堵死状态；切换辅助电磁阀在本机模式下失电，失电时，切换辅助电磁阀的第1口和第2口导通，切换辅助电磁阀在补机模式下得电，得电时，切换辅助电磁阀的第2口和第3口导通。通过设置的切换辅助电磁阀，在本机模式下能够排空切换电磁阀、切换辅助电磁阀以及第二双向阀之间残留气体，避免因残留气体的存在而导致第二双向阀一直输出压力，造成本务机车无法缓解，而在补机模式下，能够保证重联本务机车输入补机机车的平均管压力无漏泄。

在其中一些实施例中，电子分配阀包括第一减压阀、第一充气电磁阀和第一排气电磁阀；第一减压阀的输入口与总风相连通；第一充气电磁阀的第1口与第一减压阀的输出口相连通，第一充气电磁阀的第2口与第一排气电磁阀的第2口和第一双向阀的第一输入口均分别连通，第一充气电磁阀的第3口处于堵死状态；第一排气电磁阀的第1口处于堵死状态，第一排气电磁阀的第3口与大气相连通；第一充气电磁阀和第一排气电磁阀均在电子分配阀实际输出的自动制动制动缸预控压力小于自动制动制动缸预控压力目标值时得电，得电时，第一充气电磁阀的第1口和第2口导通且第一排气电磁阀的第1口和第2口导通，第一充气电磁阀和第一排气电磁阀均在电子分配阀实际输出的自动制动制动缸预控压力大于自动制动制动缸预控压力目标值时失电，失电时，第一充气电磁阀的第2口和第3口导通且第一排气电磁阀的第2口和第3口导通；单独制动预控装置包括第二减压阀、第二充气电磁阀和第二排气电磁阀；第二减压阀的输入口与总风相连通；第二充气电磁阀的第1口处于堵死状态，第二充气电磁阀的第2口与第二排气电磁阀的第2口、第三双向阀的第二输入口和单独制动中继阀的预控口均分别连通，第二充气电磁阀的第3口与第二减压阀的输出口相连通；第二排气电磁阀的第1口与大气相连通，第二排气电磁阀的第3口处于堵死状态；第二充气电磁阀和第二排气电磁阀均在单独制动预控装置实际输出的单独制动制动缸预控压力小于单独制动制动缸预控压力目标值时失电，失电时，第二充气电磁阀的第2口和第3口导通且第二排气电磁阀的第2口和第3口导通，第二充气电磁阀和第二排气电磁阀均在单独制动预控装置实际输出的单独制动制动缸预控压力大于单独制动制动缸预控压力目标值时得电，得电时，第二充气电磁阀的第1口和第2口导通且第二排气电磁阀的第1口和第2口导通。电子制动阀与单独制动预控装置的充气电磁阀和排气电磁阀采用不同的连接方式，能够保证单独制动预控装置在系统失电时仍会有预控压力输出，实现了单独制动预控装置与电子分配阀的真正冗余。

在其中一些实施例中，单独制动中继阀的输出口与第四双向阀的第一输入口之间还设有用于隔离单独制动预控装置的单独制动隔离塞门。通过设置的单独制动隔离塞门，能够在单独制动预控装置失效时，隔离并排空已输出的单独制动制动缸压力，防止单独制动中继阀一直输出单独制动制动缸压力导致机车制动系统无法缓解。

在其中一些实施例中，单独制动预控装置中，第二充气电磁阀和第二排气电磁阀安装于同一块气路板上，通过气路板的内部气路形成用于平缓单独制动制动缸预控压力的预控容积，可避免为单独制动预控装置单独配置一容积风缸的不便。

在其中一些实施例中，紧急增压旁路装置包括紧急增压减压阀和紧急增压气控阀；紧急增压减压阀的输入口与总风相连通；紧急增压气控阀的第1口与第一双向阀的第二输入口相连通，紧急增压气控阀的第2口与紧急增压减压阀的输出口相连通，紧急增压气控阀的第3口与大气相连通，紧急增压气控阀的第4口与列车管相连通；当紧急增压气控阀的第4口处的压力小于或等于预设紧急压力时，紧急增压气控阀的第1口和第2口导通，当紧急增压气控阀的第4口处的压力高于预设紧急压力时，紧急增压气控阀的第1口和第3口导通。

在其中一些实施例中，第一双向阀的输出口与第二双向阀的第二输入口之间设有用于响应单独制动手柄单缓动作的单缓电磁阀，单缓电磁阀的第1口与第一双向阀的输出口相连通，单缓电磁阀的第2口与第二双向阀的第二输入口相连通，单缓电磁阀的第3口与大气相连通；单缓电磁阀在单独制动手柄进行单缓动作时得电，得电时，单缓电磁阀的第2口与第3口导通，单缓电磁阀在单独制动手柄离开单缓位时失电，失电时，单缓电磁阀的第1口与第2口导通。

在其中一些实施例中，控制系统还包括空电联锁控制装置，空电联锁控制装置包括用于响应电制动以隔离空气制动的空电联锁电磁阀以及用于隔离电制动的电制动隔离压力开关；空电联锁电磁阀的第1口与第二双向阀的输出口相连通，空电联锁电磁阀的第2口与自动制动中继阀的预控口相连通，空电联锁电磁阀的第3口与大气相连通，空电联锁电磁阀在机车进行电制动时得电，得电时，空电联锁电磁阀的第2口和第3口导通，空电联锁电磁阀在机车进行空气制动时失电，失电时，空电联锁电磁阀的第1口和第2口导通；电制动隔离压力开关设置于单独制动中继阀的输出口与第四双向阀的第一输入口之间，当单独制动中继阀输出的单独制动制动缸压力大于电制动隔离压力开关的设定压力时，电制动隔离压力开关发出隔离电制动信号。

本发明还提供了一种机车制动缸和平均管压力控制方法，应用上述机车制动缸和平均管压力控制系统进行控制，包括：

本机模式下自动制动手柄常用制动控制：当操作自动制动手柄进行常用制动时，电子分配阀响应自动制动手柄闸位变化输出自动制动制动缸预控压力，自动制动制动缸预控压力依次流经第一双向阀和第二双向阀并在通过第二双向阀后分为两路，一路输出至自动制动中继阀的预控口，另一路流经第三双向阀输出至平均管中继阀的预控口；自动制动中继阀根据自动制动制动缸预控压力输出自动制动制动缸压力，自动制动制动缸压力流经第四双向阀输出至制动缸；平均管中继阀根据自动制动制动缸预控压力输出平均管压力，平均管压力流经切换电磁阀输出至平均管；

本机模式下单独制动手柄制动控制：当操作单独制动手柄进行制动时，单独制动预控装置响应单独制动手柄闸位变化输出单独制动制动缸预控压力，单独制动制动缸预控压力分为两路，一路输出至单独制动中继阀的预控口，另一路流经第三双向阀输出至平均管中继阀的预控口；单独制动中继阀根据单独制动制动缸预控压力输出单独制动制动缸压力，单独制动制动缸压力流经第四双向阀输出至制动缸；平均管中继阀根据单独制动制动缸预控压力输出平均管压力，平均管压力流经切换电磁阀输出至平均管；

本机模式下自动制动手柄和单独制动手柄同时制动控制：当同时操作自动制动手柄和单独制动手柄进行制动时，电子分配阀响应自动制动手柄闸位变化输出自动制动制动缸预控压力，自动制动制动缸预控压力分为两路，一路输出至第三双向阀，另一路输出至自动制动中继阀的预控口，自动制动中继阀根据自动制动制动缸预控压力输出自动制动制动缸压力，自动制动制动缸压力输出至第四双向阀；同时，单独制动预控装置响应单独制动手柄闸位变化输出单独制动制动缸预控压力，单独制动制动缸预控压力分为两路，一路输出至第三双向阀，另一路输出至单独制动中继阀的预控口，单独制动中继阀根据单独制动制动缸预控压力输出单独制动制动缸压力，单独制动制动缸压力输出至第四双向阀；第三双向阀比较自动制动制动缸预控压力和单独制动制动缸预控压力的大小并将较大者输出至平均管中继阀的预控口以作为平均管预控压力，平均管中继阀根据平均管预控压力输出平均管压力，平均管压力流经切换电磁阀输出至平均管；第四双向阀比较自动制动制动缸压力和单独制动制动缸压力的大小并将较大者输出至制动缸；

本机模式下紧急制动控制：当自动制动手柄置于重联位或紧急位或存在外部紧急源时，紧急增压旁路装置输出紧急制动制动缸预控压力，第一双向阀比较紧急制动制动缸预控压力和电子分配阀输出的自动制动制动缸预控压力的大小并将较大者分别输出至自动制动中继阀和平均管中继阀，自动制动中继阀向制动缸输出自动制动制动缸压力，平均管中继阀向平均管输出平均管压力；

补机模式下制动控制：切换电磁阀得电，切换电磁阀的第2口与第3口导通，重联本务机车的平均管压力进入重联补机机车后再经切换电磁阀的第2口引入并经切换电磁阀的第3口输出至第二双向阀，进而输出至自动制动中继阀的预控口，自动制动中继阀向制动缸输出自动制动制动缸压力。

在其中一些实施例中，上述机车制动缸和平均管压力控制方法还包括本机模式下系统失电时的制动控制：

当系统失电时，列车管压力下降，紧急增压旁路装置响应列车管压力变化输出紧急制动制动缸预控压力，紧急制动制动缸预控压力输出至自动制动中继阀的预控口，自动制动中继阀根据紧急制动制动缸预控压力输出自动制动制动缸压力，自动制动制动缸压力输出至第四双向阀；

同时，系统失电时，第二充气电磁阀的第2口和第3口处于导通状态，且第二排气电磁阀的第2口和第3口也处于导通状态，总风流经第二减压阀、第二充气电磁阀输出单独制动制动缸预控压力，单独制动制动缸预控压力输出至单独制动中继阀的预控口，单独制动中继阀根据单独制动制动缸预控压力输出单独制动制动缸压力，单独制动制动缸压力输出至第四双向阀；

第四双向阀比较自动制动制动缸压力和单独制动制动缸压力的大小并将较大者输出至制动缸。

在其中一些实施例中，上述机车制动缸和平均管压力控制方法还包括本机模式下单独制动手柄单缓控制：当单独制动手柄进行单缓操作时，单缓电磁阀得电，单缓电磁阀的第2口与第3口导通，单缓电磁阀的第2口处的原有压力从单缓电磁阀的第3口排向大气，同时，自动制动中继阀的预控口处的压力流经第二双向阀输出至单缓电磁阀，并从单缓电磁阀的第3口排向大气。

在其中一些实施例中，上述机车制动缸和平均管压力控制方法还包括本机模式下空电联锁控制：当机车进行电制动时，若单独制动中继阀输出的单独制动制动缸压力小于或等于电制动隔离压力开关的设定压力，则空电联锁电磁阀得电，空电联锁电磁阀的第2口和第3口导通，空电联锁电磁阀的第2口处的原有压力从空电联锁电磁阀的第3口排向大气，且自动制动中继阀的预控口处的压力输出至空电联锁电磁阀并从空电联锁电磁阀的第3口排向大气，同时，系统控制单独制动预控装置排空单独制动制动缸预控压力，完成空气制动的隔离；若单独制动中继阀输出的单独制动制动缸压力大于电制动隔离压力开关的设定压力，则电制动隔离压力开关发出隔离电制动信号以隔离电制动，保持空气制动有效。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的机车制动缸和平均管压力控制系统，多冗余、可靠性高，且便于进行本机模式和补机模式的切换。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的机车制动缸和平均管压力控制系统的结构示意图。

图中：

1、电子分配阀；2、紧急增压旁路装置；3、单独制动预控装置；4、本机补机切换装置；5、第一双向阀；6、第二双向阀；7、第三双向阀；8、第四双向阀；9、平均管中继阀；10、自动制动中继阀；11、容积风缸；12、单独制动中继阀；13、单独制动隔离塞门；14、单缓电磁阀；15、空电联锁控制装置；

101、第一减压阀；102、第一充气电磁阀；103、第一排气电磁阀；104、第一压力传感器；105、第一减压阀压力测点；106、电子分配阀输出压力测点；

201、紧急增压减压阀；202、紧急增压气控阀；

301、第二减压阀；302第二充气电磁阀；303、第二排气电磁阀；304、第二压力传感器；305、第二减压阀压力测点；306、单独制动输出压力测点；

401、切换电磁阀；402、切换辅助电磁阀；403、平均管压力传感器；404、平均管压力测点。

1501、空电联锁电磁阀；1502、电制动隔离压力开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如附图1所示，本发明实施例提供了一种机车制动缸和平均管压力控制系统，包括电子分配阀1、紧急增压旁路装置2、单独制动预控装置3、本机补机切换装置4、第一双向阀5、第二双向阀6、第三双向阀7、平均管中继阀9、自动制动中继阀10、单独制动中继阀12和第四双向阀8。

电子分配阀1用于响应自动制动手柄闸位变化输出自动制动制动缸预控压力，其包括第一减压阀101、第一充气电磁阀102、第一排气电磁阀103、第一压力传感器104、第一减压阀压力测点105和电子分配阀输出压力测点106。

上述电子分配阀1中，第一减压阀101的输入口(s口)与总风相连通，用于将总风压力减压调节至设定压力，第一减压阀101的设定压力通常设定为480kpa，大于机车自动制动时的最大制动缸压力(即自动制动制动缸预控压力目标值450kpa)。第一减压阀101的输出口(o口)处设有第一减压阀压力测点105，以协助调节第一减压阀101的设定值。

上述电子分配阀1中，第一充气电磁阀102的第1口与第一减压阀101的输出口(o口)相连通，第一充气电磁阀102的第2口与第一排气电磁阀103的第2口和第一双向阀5的第一输入口(s1口)均分别连通，第一充气电磁阀102的第3口处于堵死状态。第一排气电磁阀103的第1口处于堵死状态，第一排气电磁阀103的第3口与大气相连通。第一充气电磁阀102和第一排气电磁阀103均在电子分配阀1实际输出的自动制动制动缸预控压力小于自动制动制动缸预控压力目标值时得电，得电时，第一充气电磁阀102的第1口和第2口导通且第一排气电磁阀103的第1口和第2口导通，从而保证电子分配阀1实际输出的自动制动制动缸预控压力能够上升至自动制动制动缸预控压力目标值；第一充气电磁阀102和第一排气电磁阀103均在电子分配阀1实际输出的自动制动制动缸预控压力大于自动制动制动缸预控压力目标值时失电，失电时，第一充气电磁阀102的第2口和第3口导通且第一排气电磁阀103的第2口和第3口导通，使自动制动制动缸预控压力经第一排气电磁阀103的第3口排向大气，从而使电子分配阀1实际输出的自动制动制动缸预控压力能够下降至自动制动制动缸预控压力目标值。

上述电子分配阀1中，第一压力传感器104设置于第一充气电磁阀102的第2口处，用于监测电子分配阀1实际输出的自动制动制动缸预控压力并反馈至控制系统。电子分配阀输出压力测点106位于第一充气电磁阀102的第2口、第一排气电磁阀103的第2口和第一双向阀5的第一输入口(s1口)之间，用于协助测量电子分配阀1实际输出的自动制动制动缸预控压力，乘务员或检修人员可以根据电子分配阀输出压力测点106的测量压力对第一压力传感器104进行校准。

紧急增压旁路装置2用于在紧急制动工况下响应列车管压力变化输出紧急制动制动缸预控压力，是紧急制动工况下电子分配阀1的冗余装置，可以保证电子分配阀1故障情况下，制动系统仍可输出450kpa紧急制动制动缸预控压力，其包括紧急增压减压阀201和紧急增压气控阀202。

上述紧急增压旁路装置2中，紧急增压减压阀201的输入口(s口)与总风相连通，用于将总风压力减压调节至设定压力，紧急增压减压阀201的设定压力通常设为450kpa，与机车自动制动时的最大制动缸压力450kpa保持一致。

上述紧急增压旁路装置2中，紧急增压气控阀202的第1口与第一双向阀5的第二输入口(s2口)相连通，紧急增压气控阀202的第2口与紧急增压减压阀201的输出口(o口)相连通，紧急增压气控阀202的第3口与大气相连通，紧急增压气控阀202的第4口与列车管相连通。

当列车管压力小于或等于100kpa时(即自动制动手柄置于重联位或紧急位、系统失电或存在外部紧急源等工况下)，紧急增压气控阀202的第4口处的压力小于或等于预设紧急压力(100kpa)，紧急增压气控阀202的第1口和第2口导通，将紧急增压减压阀201的设定压力450kpa输出至第一双向阀5；当列车管压力大于100kpa时，紧急增压气控阀202的第4口处的压力高于预设紧急压力，紧急增压气控阀202的第1口和第3口导通，排空输出至第一双向阀5的压力，即除紧急制动工况时，紧急增压旁路装置2无压力输出。

第一双向阀5用于输出自动制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者，第一双向阀5的第一输入口(s1口)与电子分配阀1的输出端相连通，第一双向阀5的第二输入口(s2口)与紧急增压旁路装置2的输出端相连通。

单独制动预控装置3用于响应单独制动手柄闸位变化输出单独制动制动缸预控压力，其包括第二减压阀301、第二充气电磁阀302、第二排气电磁阀303、第二压力传感器304、第二减压阀压力测点305和单独制动输出压力测点306。

上述单独制动预控装置3中，第二减压阀301的输入口(s口)与总风相连通，用于将总风压力减压调节至设定压力，第二减压阀301的设定压力通常设定为350kpa，大于机车单独制动时的最大制动缸压力(即单独制动制动缸预控压力目标值300kpa)。第二减压阀301的输出口(o口)处设有第二减压阀压力测点305，以协助调节第二减压阀301的设定值。

上述单独制动预控装置3中，第二充气电磁阀302的第1口处于堵死状态，第二充气电磁阀302的第2口与第二排气电磁阀303的第2口、第三双向阀7的第二输入口(s2口)和单独制动中继阀12的预控口(c口)均分别连通，第二充气电磁阀302的第3口与第二减压阀301的输出口(o口)相连通。第二排气电磁阀303的第1口与大气相连通，第二排气电磁阀303的第3口处于堵死状态。第二充气电磁阀302和第二排气电磁阀303均在单独制动预控装置3实际输出的单独制动制动缸预控压力小于单独制动制动缸预控压力目标值时失电，失电时，第二充气电磁阀302的第2口和第3口导通且第二排气电磁阀303的第2口和第3口导通，从而单独制动预控装置3实际输出的单独制动制动缸预控压力能够上升至单独制动制动缸预控压力目标值；第二充气电磁阀302和第二排气电磁阀303均在单独制动预控装置3实际输出的单独制动制动缸预控压力大于单独制动制动缸预控压力目标值时得电，得电时，第二充气电磁阀302的第1口和第2口导通且第二排气电磁阀303的第1口和第2口导通，使单独制动制动缸预控压力经第二排气电磁阀303的第1口排向大气，从而使单独制动预控装置3实际输出的单独制动制动缸预控压力能够下降至单独制动制动缸预控压力目标值。当系统失电时，单独制动预控装置3仍会有预控压力输出，从而保证即使在紧急增压旁路装置2故障以及失电时电子分配阀1无法输出自动制动制动缸预控压力的情况下，机车制动缸仍有压力输出，实现了单独制动预控装置3与电子分配阀1、紧急增压旁路装置2的真正冗余。

上述单独制动预控装置3中，第二压力传感器304设置于第二充气电磁阀302的第2口处，用于单独制动预控装置3实际输出的单独制动制动缸预控压力并反馈至控制系统。单独制动输出压力测点306位于第二充气电磁阀302的第2口、第二排气电磁阀303的第2口、第三双向阀7的第二输入口(s2口)和单独制动中继阀12的预控口(c口)之间，用于协助测量单独制动预控装置3实际输出的单独制动制动缸预控压力，乘务员或检修人员可以根据单独制动输出压力测点306的测量压力对第二压力传感器304进行校准。

在一些实施例中，单独制动预控装置3中，第二充气电磁阀302和第二排气电磁阀303安装于同一块气路板上，通过气路板的内部气路形成用于平缓单独制动制动缸预控压力的预控容积，可避免为单独制动预控装置3单独配置一容积风缸的不便。

本机补机切换装置4用于本机模式与补机模式的切换，包括切换电磁阀401。切换电磁阀401为一两位三通电磁阀，切换电磁阀401的第1口与平均管中继阀9的输出口(o口)相连通，切换电磁阀401的第2口与平均管相连通，切换电磁阀401的第3口与第二双向阀6的第一输入口(s1口)相连通。在本机模式下，切换电磁阀401失电，切换电磁阀401的第1口与切换电磁阀401的第2口导通，以向平均管传递平均管压力；在补机模式下，切换电磁阀401得电，以使切换电磁阀401的第2口与切换电磁阀401的第3口导通，以使重联本务机车的平均管压力能够经平均管引入该补机的制动系统中。通过设置的本机补机切换装置4可自动实现本机模式与补机模式的切换，避免手动操作重联阀或重联塞门进行本机模式和补机模式切换的麻烦，有利于简化乘务员的操作。

在一些实施例中，本机补机切换装置4还包括切换辅助电磁阀402。切换辅助电磁阀402为一两位三通电磁阀，切换辅助电磁阀402的第1口与切换电磁阀401的第3口和第二双向阀6的第一输入口(s1口)均连通，切换辅助电磁阀402的第2口与大气相连通，切换辅助电磁阀402的第3口处于堵死状态。切换辅助电磁阀402在本机模式下失电，失电时，切换辅助电磁阀402的第1口和第2口导通，以排空切换电磁阀401、切换辅助电磁阀402以及第二双向阀6之间残留气体，避免因残留气体的存在而导致第二双向阀6一直输出压力，造成本务机车无法缓解。切换辅助电磁阀402在补机模式下得电，得电时，切换辅助电磁阀402的第2口和第3口导通，保证重联本务机车输入补机机车的平均管压力无漏泄。

此外，本机补机切换装置4还包括平均管压力传感器403和平均管压力测点404。其中，平均管压力传感器403设置于切换电磁阀401的第2口与平均管之间，用于监测平均管的实际压力并反馈至控制系统。平均管压力测点404设置于切换电磁阀401的第3口与切换辅助电磁阀402的第1口之间，用于则补机模式下协助测量平均管的压力。

第二双向阀6用于传递自动制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者以及在补机模式下输出重联本务机车的平均管压力，第二双向阀6的第一输入口(s1口)与切换电磁阀401的第3口相连通，在补机模式下，重联本务机车的平均管压力从此输入口引入，而在本机模式下时此输入口无压力。第二双向阀6的第二输入口(s2口)与第一双向阀5的输出口(o口)相连通，以传递自动制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者。

第三双向阀7用于输出自动制动制动缸预控压力、单独制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者，第三双向阀7的第一输入口(s1口)与第二双向阀6的输出口(o口)相连通以引入自动制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者，第三双向阀7的第二输入口(s2口)与单独制动预控装置3的输出端相连通以引入单独制动制动缸预控压力。

平均管中继阀9用于向平均管输出平均管压力，平均管中继阀9的预控口(c口)与第三双向阀7的输出口(o口)相连通，以从第三双向阀7的输出口(o口)引入自动制动制动缸预控压力、单独制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者作为预控压力；平均管中继阀9的输入口(s口)与总风相连通，以利用总风作为风源；平均管中继阀9的输出口(o口)与切换电磁阀401的第1口相连通，进而间接连接于平均管，以向平均管输出平均管压力。

自动制动中继阀10用于输出自动制动制动缸压力，自动制动中继阀10的预控口(c口)与第二双向阀6的输出口(o口)相连通，以从第二双向阀6的输出口(o口)引入自动制动制动缸预控压力和紧急制动制动缸预控压力中的较大者或在补机模式下引入重联本务机车的平均管压力作为预控压力；自动制动中继阀的输入口(s口)与总风相连通，以利用总风作为风源；自动制动中继阀10根据其预控口(c口)的压力将自动制动制动缸压力从其输出口(o口)输出。需要说明的是，为了平缓向自动制动中继阀10的预控口(c口)输入的预控压力，防止自动制动中继阀10工作中产生震动现象导致输出压力不稳定，自动制动中继阀10的预控口(c口)与第二双向阀6的输出口(o口)之间设有容积风缸11。

单独制动中继阀12用于输出单独制动制动缸压力，单独制动中继阀12的预控口(c口)与单独制动预控装置3的输出端相连通，以引入单独制动制动缸预控压力；单独制动中继阀12的输入口(s口)与总风相连通，以利用总风作为风源；单独制动中继阀12根据其预控口(c口)的压力将单独制动制动缸压力从其输出口(o口)输出。

第四双向阀8用于将自动制动制动缸压力和单独制动制动缸压力中的较大者输出至制动缸，第四双向阀8的第一输入口(s1口)与单独制动中继阀12的输出口(o口)相连通以引入单独制动制动缸压力，第四双向阀8的第二输入口(s2口)与自动制动中继阀10的输出口(o口)相连通以引入自动制动制动缸压力，第四双向阀8的输出口(o口)与制动缸相连通以向制动缸输出压力。

上述机车制动缸和平均管压力控制系统中，电子分配阀1、单独制动预控装置3以及紧急增压旁路装置2三个装置都可以对制动缸预控压力进行控制，实现了系统功能冗余，最大程度上避免制动缸无压力输出的异常工况发生，可靠性高。

进一步的，在一些实施例中，机车制动缸和平均管压力控制系统还包括用于隔离单独制动预控装置3的单独制动隔离塞门13，单独制动隔离塞门13设置于单独制动中继阀12的输出口(o口)与第四双向阀8的第一输入口(s1口)之间。在单独制动预控装置3失效时，可将单独制动隔离塞门13置于关闭位，以隔离并排空已输出的单独制动制动缸压力，防止单独制动中继阀12一直输出单独制动制动缸压力导致机车制动系统无法缓解。

进一步的，在一些实施例中，机车制动缸和平均管压力控制系统还包括用于响应单独制动手柄单缓动作的单缓电磁阀14，单缓电磁阀14设置于第一双向阀5的输出口(o口)与第二双向阀6的第二输入口(s2口)之间。单缓电磁阀14为一两位三通电磁阀，单缓电磁阀14的第1口与第一双向阀5的输出口(o口)相连通，单缓电磁阀14的第2口与第二双向阀6的第二输入口(s2口)相连通，单缓电磁阀14的第3口与大气相连通。单缓电磁阀14在单独制动手柄进行单缓动作时得电，得电时，单缓电磁阀14的第2口与第3口导通，以使单缓电磁阀14的第2口处的压力以及自动制动中继阀10的预控口(c口)处的压力排向大气；单缓电磁阀14在单独制动手柄离开单缓位时失电，失电时，单缓电磁阀的第1口与第2口导通。

进一步的，在一些实施例中，机车制动缸和平均管压力控制系统还包括空电联锁控制装置15，空电联锁控制装置15包括用于响应电制动以隔离空气制动的空电联锁电磁阀1501以及用于隔离电制动的电制动隔离压力开关1502。

空电联锁电磁阀1501为一两位三通电磁阀，空电联锁电磁阀1501的第1口与第二双向阀6的输出口(o口)相连通，空电联锁电磁阀1501的第2口与自动制动中继阀10的预控口(c口)相连通，空电联锁电磁阀1501的第3口与大气相连通。空电联锁电磁阀1501在机车进行电制动时得电，得电时，空电联锁电磁阀1501的第2口和第3口导通，以使自动制动中继阀10的预控口(c口)处的压力排空，实现隔离空气制动；空电联锁电磁阀1501在机车进行空气制动时失电，失电时，空电联锁电磁阀1501的第1口和第2口导通。

电制动隔离压力开关1502设置于单独制动中继阀12的输出口(o口)与第四双向阀8的第一输入口(s1口)之间，当单独制动中继阀12输出的单独制动制动缸压力大于电制动隔离压力开关1502的设定压力(90kpa)时，电制动隔离压力开关1502发出隔离电制动信号，以保持空气制动有效。

本发明实施例还提供了一种机车制动缸和平均管压力控制方法，应用上述机车制动缸和平均管压力控制系统进行控制，包括：

(1)本机模式下自动制动手柄常用制动控制

当操作自动制动手柄进行常用制动时，电子分配阀1响应自动制动手柄闸位变化输出自动制动制动缸预控压力，自动制动制动缸预控压力依次流经第一双向阀5和第二双向阀6并在通过第二双向阀6后分为两路，一路输出至自动制动中继阀10的预控口(c口)，另一路流经第三双向阀7输出至平均管中继阀9的预控口(c口)；

自动制动中继阀10根据自动制动制动缸预控压力输出自动制动制动缸压力，自动制动制动缸压力流经第四双向阀8输出至制动缸；

平均管中继阀9根据自动制动制动缸预控压力输出平均管压力，平均管压力流经切换电磁阀401输出至平均管。

(2)本机模式下单独制动手柄制动控制

当操作单独制动手柄进行制动时，单独制动预控装置3响应单独制动手柄闸位变化输出单独制动制动缸预控压力，单独制动制动缸预控压力分为两路，一路输出至单独制动中继阀12的预控口(c口)，另一路流经第三双向阀7输出至平均管中继阀9的预控口(c口)；

单独制动中继阀12根据单独制动制动缸预控压力输出单独制动制动缸压力，单独制动制动缸压力流经第四双向阀8输出至制动缸；

平均管中继阀9根据单独制动制动缸预控压力输出平均管压力，平均管压力流经切换电磁阀401输出至平均管。

(3)本机模式下自动制动手柄和单独制动手柄同时制动控制

当同时操作自动制动手柄和单独制动手柄进行制动时，电子分配阀1响应自动制动手柄闸位变化输出自动制动制动缸预控压力，自动制动制动缸预控压力分为两路，一路输出至第三双向阀7，另一路输出至自动制动中继阀10的预控口(c口)，自动制动中继阀10根据自动制动制动缸预控压力输出自动制动制动缸压力，自动制动制动缸压力输出至第四双向阀8；同时，单独制动预控装置3响应单独制动手柄闸位变化输出单独制动制动缸预控压力，单独制动制动缸预控压力分为两路，一路输出至第三双向阀7，另一路输出至单独制动中继阀12的预控口(c口)，单独制动中继阀12根据单独制动制动缸预控压力输出单独制动制动缸压力，单独制动制动缸压力输出至第四双向阀8；

第三双向阀7比较自动制动制动缸预控压力和单独制动制动缸预控压力的大小并将较大者输出至平均管中继阀9的预控口(c口)以作为平均管预控压力，平均管中继阀9根据平均管预控压力输出平均管压力，平均管压力流经切换电磁阀401输出至平均管；

第四双向阀8比较自动制动制动缸压力和单独制动制动缸压力的大小并将较大者输出至制动缸。

(4)本机模式下紧急制动控制

当自动制动手柄置于重联位或紧急位或存在外部紧急源时，列车管压力会下降到100kpa以下，紧急增压旁路装置2输出紧急制动制动缸预控压力(450kpa左右)，第一双向阀5比较紧急制动制动缸预控压力和电子分配阀1输出的自动制动制动缸预控压力的大小并将较大者分别输出至自动制动中继阀10和平均管中继阀9，自动制动中继阀10向制动缸输出自动制动制动缸压力，平均管中继阀9向平均管输出平均管压力。

(5)补机模式下制动控制

切换电磁阀401得电，切换电磁阀401的第2口与第3口导通，重联本务机车的平均管压力进入重联补机机车后再经切换电磁阀401的第2口引入并经切换电磁阀401的第3口输出至第二双向阀6，进而输出至自动制动中继阀10的预控口(c口)，自动制动中继阀10向制动缸输出自动制动制动缸压力。

在一些实施例中，机车制动缸和平均管压力控制方法还包括本机模式下系统失电时的制动控制，具有过程如下：

当系统失电时，列车管压力会下降到100kpa以下，紧急增压旁路装置2响应列车管压力变化输出紧急制动制动缸预控压力，紧急制动制动缸预控压力输出至自动制动中继阀10的预控口(c口)，自动制动中继阀10根据紧急制动制动缸预控压力输出自动制动制动缸压力，自动制动制动缸压力输出至第四双向阀8；

同时，系统失电时，单独制动预控装置3中，第二充气电磁阀302的第2口和第3口处于导通状态，且第二排气电磁阀303的第2口和第3口也处于导通状态，总风流经第二减压阀301、第二充气电磁阀302输出单独制动制动缸预控压力，单独制动制动缸预控压力输出至单独制动中继阀12的预控口(c口)，单独制动中继阀12根据单独制动制动缸预控压力输出单独制动制动缸压力，单独制动制动缸压力输出至第四双向阀8；

第四双向阀8比较自动制动制动缸压力和单独制动制动缸压力的大小并将较大者输出至制动缸。

在一些实施例中，机车制动缸和平均管压力控制方法还包括本机模式下单独制动手柄单缓控制，具体过程如下：

当单独制动手柄进行单缓操作时，单缓电磁阀得电，单缓电磁阀14的第2口与第3口导通，单缓电磁阀14的第2口处的原有压力从单缓电磁阀14的第3口排向大气，同时，自动制动中继阀10的预控口(c口)处的压力流经第二双向阀6输出至单缓电磁阀14，并从单缓电磁阀14的第3口排向大气。

在一些实施例中，机车制动缸和平均管压力控制方法还包括本机模式下空电联锁控制，具体过程如下：

当机车进行电制动时，若单独制动中继阀12输出的单独制动制动缸压力小于或等于电制动隔离压力开关的设定压力(90kpa)，则空电联锁电磁阀1501得电，空电联锁电磁阀1501的第2口和第3口导通，空电联锁电磁阀1501的第2口处的原有压力从空电联锁电磁阀1501的第3口排向大气，且自动制动中继阀10的预控口(c口)处的压力输出至空电联锁电磁阀1501并从空电联锁电磁阀1501的第3口排向大气，同时，系统控制单独制动预控装置3排空单独制动制动缸预控压力，完成空气制动的隔离；

若单独制动中继阀12输出的单独制动制动缸压力大于电制动隔离压力开关的设定压力(90kpa)，则电制动隔离压力开关1502发出隔离电制动信号以隔离电制动，保持空气制动有效。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。