一种内燃机车的电空真空双模式制动系统的制作方法

1.本发明属于内燃机车技术领域，尤其涉及一种内燃机车的电空真空双模式制动系统。


背景技术：

2.国内内燃机车上安装的制动系统绝大多数基于空气制动机或电空制动机来制定整机应用技术，用于牵引装备了空气制动机的车辆(简称空气车辆)；国内仍有少量装备了真空制动机的车辆(简称真空车辆)，负责牵引这种车辆的机车所安装的制动系统，是基于真空制动机而制定的整机应用技术。
3.这种一对一式的制动系统方案在具有空气车辆和真空车辆混用线路的国家或地区是有局限性的，无法实现空气车辆编组和真空车辆编组的互换牵引，且真空制动系统不具备数字化、网络化显示及诊断等功能，例如：牵引空气车辆的机车，安装空压机、干燥器、总风缸和空气制动机(或电空制动机)，通过控制列车管内的压力变化来控制空气车辆的制动与缓解，当列车管排风导致压力下降时，车辆制动，而牵引真空车辆的机车，安装真空泵、真空风缸和真空制动机，通过真空列车管的压力变化来控制真空车辆的制动与缓解，当真空列车管连通大气导致压力(负压，绝对值)下降时，车辆制动，可得知由于原理不同，牵引空气车辆的机车无法牵引真空车辆，牵引真空车辆的机车无法牵引空气车辆，从而导致空气制动系统或电空制动系统仅用于牵引空气车辆，真空制动系统仅用于牵引真空车辆。
4.现有的这几种制动系统均无法满足既能实现牵引空气车辆又能实现牵引真空车辆的要求以及具备牵引空气车辆或真空车辆的制动机属于机械式空气-真空制动机，是由机械阀组成，通过管路压力变化推动阀体内鞲鞴进行活塞式往复移动，不具备电气接口或网络接口，无法实现数字化、网络化的数据搜集、传输、显示及自我诊断等功能的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种内燃机车的电空真空双模式制动系统，旨在解决现有的制动系统均无法满足既能实现牵引空气车辆又能实现牵引真空车辆的要求。
6.本发明是这样实现的，一种内燃机车的电空真空双模式制动系统，包括制动控制系统、辅助用风系统和风源净化系统，所述制动控制系统的内部包括有电空制动机、制动单元、停放制动系统与真空制动机，所述制动单元与所述电空制动机信号连接，所述停放制动系统与所述制动单元信号连接，所述真空制动机与所述电空制动机相互连通，所述风源净化系统的内部包括有空气风源系统和真空风源系统，所述真空风源系统与所述真空制动机相互连通，所述空气风源系统与所述电空制动机相互连通，所述空气风源系统与所述停放制动系统信号连接，所述辅助用风系统的内部包括有撒砂系统、鸣笛系统和电子燃油显示系统，且所述撒砂系统、所述鸣笛系统和所述电子燃油显示系统均通过信号连接，所述空气风源系统与所述鸣笛系统相连通。
7.优选的，所述空气风源系统的内部包括有空气压缩机组，所述空气压缩机组上通
过管道连通第一扣压胶管，所述第一扣压胶管上通过管道连通有第一单向止回阀，所述第一单向止回阀上通过管道连通有第一总风缸，所述第一总风缸上通过管道连通有安全阀，所述第一总风缸上通过管道连通有第一自动排水阀。
8.优选的，所述安全阀上通过管道连通有第一截断塞门，所述安全阀上通过管道连通有最小压力阀，所述第一截断塞门上通过管道连通有第二单向止回阀，所述第二单向止回阀上通过管道连通有第二总风缸，所述第二总风缸上通过管道连通有第二自动排水阀，所述第二自动排水阀上通过管道连通有电磁阀，所述电磁阀上与所述第二总风缸相互连通，所述电磁阀与所述第二总风缸前侧的输送管均与所述电空制动机和制动机支路相互连通。
9.优选的，所述第一截断塞门上通过管道连通有第二截断塞门，所述第二截断塞门上与所述辅助用风系统相互连通，所述第二截断塞门上设置有相互连通的后置过滤器，所述后置过滤器上设置有相互连通的空气干燥器，所述空气干燥器上通过管道连通有第三截断塞门，所述第三截断塞门与所述最小压力阀相连通。
10.优选的，所述第一截断塞门上通过管道连通有第四截断塞门，所述第四截断塞门上通过管道连通有前置过滤器，所述前置过滤器上通过管道连通有第一压力开关与第二压力开关，所述前置过滤器、第一压力开关和第二压力开关上通过管道相连通有压力测试点。
11.优选的，所述真空风源系统的内部包括有第一连接管，所述第一连接管的一端与所述真空制动机相连通，所述第一连接管的后端设置有相互连通的第二扣压胶管。
12.优选的，所述第二扣压胶管上通过管道连通有真空泵，所述真空泵上通过管道连通有第三扣压胶管，所述第三扣压胶管上通过管道连通有油滤器，所述油滤器上设置有第五截断塞门。
13.优选的，所述油滤器上通过管道连通有消音器，所述消音器上通过管道连通有第二连接管，所述第二连接管的另一端与排气口相连通。
14.优选的，所述电空制动机的内部包括有电子制动阀ebv、制动显示屏lcd、集成处理器模块m-ipm、继电器接口模块rim和电空控制单元epcu。
15.优选的，所述电子制动阀ebv与所述电空控制单元epcu之间通过电路连接，所述制动显示屏lcd和集成处理器模块m-ipm之间通过电路连接，所述集成处理器模块m-ipm和继电器接口模块rim之间通过电路连接。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种内燃机车的电空真空双模式制动系统，通过设置风源净化系统、辅助用风系统和制动控制系统，使得风源净化系统：为列车上各种风动的阀及装置提供符合要求的干燥、洁净、稳定的风源，辅助用风系统：除了风源净化系统和制动控制系统外的其他气动装置或系统，用于可以改善机车的运行条件，为司机的操控提供更好的体验以及制动控制系统：可当制动控制系统具备充足的干燥风源后，即可以通过对制动管或真空制动管内介质的充排风实现机车和列车的制动和缓解，实现其他的制动控制功能，可在高标准电气化的内燃机车既可牵引空气车辆，又可牵引真空车辆，提高内燃机车面向国际市场的适应性，避免了现有的制动系统均无法满足既能实现牵引空气车辆又能实现牵引真空车辆的要求的问题。
附图说明
17.图1为本发明的内燃机车的电空真空双模式制动系统的原理框图；
18.图2为本发明空气风源系统气路原理图；
19.图3为本发明真空风源系统原理图；
20.图4为本发明制动控制系统结构拓扑框图。
21.图中：1-空气压缩机组、2-第一扣压胶管、3-第一单向止回阀、4-第一总风缸、5-第一自动排水阀、6-安全阀、7-第一截断塞门、8-第二截断塞门、9-后置过滤器、10-第二单向止回阀、11-空气干燥器、12-第二自动排水阀、13-第二总风缸、14-电磁阀、15-最小压力阀、16-第三截断塞门、17-第四截断塞门、18
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前置过滤器、19-压力测试点、20-第一压力开关、21-第二压力开关、22-第一连接管、23-真空泵、24-消音器、25-第五截断塞门、26-第二连接管、27-制动控制系统、28-辅助用风系统、29-风源净化系统、30-空气风源系统、31-真空风源系统、32-第二扣压胶管、33-油滤器、34-第三扣压胶管。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种内燃机车的电空真空双模式制动系统，包括制动控制系统27、辅助用风系统28和风源净化系统29。
24.制动控制系统27的内部包括有电空制动机、制动单元、停放制动系统与真空制动机，制动单元与电空制动机信号连接，停放制动系统与制动单元信号连接，真空制动机与电空制动机相互连通。
25.风源净化系统29的内部包括有空气风源系统30和真空风源系统31，真空风源系统31与真空制动机相互连通，空气风源系统30与电空制动机相互连通，空气风源系统30与停放制动系统信号连接。
26.辅助用风系统28的内部包括有撒砂系统、鸣笛系统和电子燃油显示系统，且撒砂系统、鸣笛系统和电子燃油显示系统均通过信号连接，空气风源系统30 与鸣笛系统相连通。
27.在本实施方式中，通过设置风源净化系统、辅助用风系统和制动控制系统，使得风源净化系统：为列车上各种风动的阀及装置提供符合要求的干燥、洁净、稳定的风源，辅助用风系统：除了风源净化系统和制动控制系统外的其他气动装置或系统，用于可以改善机车的运行条件，为司机的操控提供更好的体验以及制动控制系统：可当制动控制系统具备充足的干燥风源后，即可以通过对制动管或真空制动管内介质的充排风实现机车和列车的制动和缓解，实现其他的制动控制功能，可在高标准电气化的内燃机车既可牵引空气车辆，又可牵引真空车辆，提高内燃机车面向国际市场的适应性，避免了现有的制动系统均无法满足既能实现牵引空气车辆又能实现牵引真空车辆的要求的问题。
28.进一步的，空气风源系统30的内部包括有空气压缩机组1，空气压缩机组 1上通过管道连通第一扣压胶管2，第一扣压胶管2上通过管道连通有第一单向止回阀3，第一单向止回阀3上通过管道连通有第一总风缸4，第一总风缸4 上通过管道连通有安全阀6，第一总风
缸4上通过管道连通有第一自动排水阀5。
29.在本实施方式中，第一扣压胶管2两端的管道管径为35mm，壁厚为2mm，第一单向止回阀3与第一总风缸4之间的管道管径为35mm，壁厚为2mm，第一总风缸4与安全阀6之间的管道管径为28mm，壁厚为2mm，第一总风缸4 与第一自动排水阀5之间的管道管径为12mm，壁厚为1.5mm。
30.进一步的，安全阀6上通过管道连通有第一截断塞门7，安全阀6上通过管道连通有最小压力阀15，第一截断塞门7上通过管道连通有第二单向止回阀 10，第二单向止回阀10上通过管道连通有第二总风缸13，第二总风缸13上通过管道连通有第二自动排水阀12，第二自动排水阀12上通过管道连通有电磁阀14，电磁阀14上与第二总风缸13相互连通，电磁阀14与第二总风缸13前侧的输送管均与电空制动机和制动机支路相互连通。
31.在本实施方式中，安全阀6与第一截断塞门7之间的管道管径为28mm，壁厚为2mm，第一截断塞门7与后置过滤器9之间的管道管径为28mm，壁厚为2mm，电磁阀14与制动机支路之间的管道管径为12mm，壁厚为1.5mm，第二总风缸13与制动机支路之间的管道管径为35mm，壁厚为2mm。
32.进一步的，第一截断塞门7上通过管道连通有第二截断塞门8，第二截断塞门8上与辅助用风系统28相互连通，第二截断塞门8上设置有相互连通的后置过滤器9，后置过滤器9上设置有相互连通的空气干燥器11，空气干燥器11 上通过管道连通有第三截断塞门16，第三截断塞门16与最小压力阀15相连通。
33.在本实施方式中，第二截断塞门8、后置过滤器9、空气干燥器11和第三截断塞门16之间的管道管径均为28mm，壁厚为2mm，第三截断塞门16进水管的管径为辅助用风系统28mm，壁厚为2mm，最小压力阀15的进水管的管径为22mm，壁厚为2mm。
34.进一步的，第一截断塞门7上通过管道连通有第四截断塞门17，第四截断塞门17上通过管道连通有前置过滤器18，前置过滤器18上通过管道连通有第一压力开关20与第二压力开关21，前置过滤器18、第一压力开关20和第二压力开关21上通过管道相连通有压力测试点19。
35.在本实施方式中，第四截断塞门17的进水管径为12mm，壁厚为1.5mm，前置过滤器18、第一压力开关20和第二压力开关21之间的管道管径均为12 mm，壁厚为1.5mm。
36.空气风源系统30逻辑及气路工作原理按图2所示，空气风源系统30的工作远离是由一台空气压缩机组1作为动力源产生压缩空气，经过第一单向止回阀3后进入第一总风缸4进行冷却、粗滤和稳压，压缩空气经过第一单向止回阀3后主要分成两个支路，一路供给到重联管路，另外一路则进入空气干燥器 11过滤后，随后供给到辅助用风系统28的内部，另外一路进入第二总风缸13 进行储存，并最终供给制动机使用，两个总风缸里的积水均通过排水口处的第一自动排水阀5和第二自动排水阀12进行定期排出。
37.进一步的，真空风源系统31的内部包括有第一连接管22，第一连接管22 的一端与真空制动机相连通，第一连接管22的后端设置有相互连通的第二扣压胶管32。
38.进一步的，第二扣压胶管32上通过管道连通有真空泵23，真空泵23上通过管道连通有第三扣压胶管34，第三扣压胶管34上通过管道连通有油滤器33，油滤器33上设置有第五截断塞门25。
39.进一步的，油滤器33上通过管道连通有消音器24，消音器24上通过管道连通有第
二连接管26，第二连接管26的另一端与排气口相连通。
40.真空风源系统31工作原理如图3所示，由一台空气压缩机组1，连续不断地运转为真空制动机提供动力源，其从真空管路中抽出的空气经由辅助用风系统28进行过滤，将空气中大部分油气过滤掉，油污从第五截断塞门25排出，过滤后的空气则经消音器24降噪后通过第二连接管26排到大气中。
41.进一步的，电空制动机的内部包括有电子制动阀ebv、制动显示屏lcd、集成处理器模块m-ipm、继电器接口模块rim和电空控制单元epcu。
42.进一步的，电子制动阀ebv与电空控制单元epcu之间通过电路连接，制动显示屏lcd和集成处理器模块m-ipm之间通过电路连接，集成处理器模块m-ipm和继电器接口模块rim之间通过电路连。
43.在本实施方式中，制动控制系统27由多个部件组成，它们相互之间存在多种控制或通讯接口，电空制动机内部采用lonworks网络进行通讯，制动机与显示屏之间通过rs422进行数据传输，制动机与机车微机之间通过mvb网络进行通讯，如图4及表1所示，通过采用制动机mvb端口向tcms输出的网络通讯协议，制动系统可与机车微机网络控制系统配合实现多个压力包括列车管压力、总风管压力、平均管压力、制动缸管压力、停放制动缓解压力、真空风缸压力以及真空列车管压力等的显示及监测、分析诊断功能。
44.在本实施方式中，制动控制系统27具有mvb的通讯端口，可与机车微机网络控制系统tcms进行网络通讯，用于显示制动机的主要状态参数信息如制动管压力、总风压力、均衡风缸压力、制动缸压力和停放制动等信息，实现对制动系统的状态监测与分析诊断。
[0045][0046]
表1制动系统输出mvb网络的部分通讯协议
[0047]
本发明的工作原理及使用流程：空气风源系统控制逻辑及气路工作原理按图2所示，由一台空气压缩机组1作为动力源产生压缩空气，经过第一单向止回阀3后进入第一总风缸4进行冷却、粗滤和稳压.随后压缩的空气经过第一总风缸4后主要分成两个支路，一路供给到重联管路中，另外一路则进入空气干燥器11过滤后，供给到辅助用风系统28，另外一路进入第二总风缸13进行储存，并最终供给制动机，第一总风缸4与第二总风缸13里的积水通过排水口处的第一自动排水阀5或第二自动排水阀12进行定期排出。
[0048]
真空风源系统工作原理如图3所示。由一台真空泵23连续不断地运转为真空制动机提供动力源，其从真空管路中抽出的空气经由辅助用风系统28进行过滤，将空气中大部分油气过滤掉，油污从第五截断塞门25排出，过滤后的空气则经消音器24降噪后通过第二连接管26排到大气中。
[0049]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。