TWI382938B - 用以控制供應至制動氣缸之加壓空氣的氣動制動氣缸控制電路 - Google Patents
用以控制供應至制動氣缸之加壓空氣的氣動制動氣缸控制電路 Download PDFInfo
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Description
[0001]本發明係有關於一種可懸吊一車輪滑動控制操作的車輪滑動控制安全計時器。
[0002]在制動控制技術中，習知的火車制動控制系統基本上係使用一中央控制器單元，俾以控制包括火車的軌道車之制動器。位在前方駕駛室中由一火車操作者操作制動桿，或類似的火車裝置，俾以如所欲地施加及釋放在各軌道車輛上的車箱或罐車的制動器。來自制動把手的輸入基本上係藉由一駕駛室控制單元處理，並進入中央控制單元中。為回應這些及其他輸入，該中央控制單元沿著一火車線發出一剎車命令信號至各軌道車輛，而該信號可為氣壓信號，或電子信號或該兩種信號。在各軌道車輛上的制動設備依據接收的特定制動命令信號，施加或釋放制動。該中央控制單元沿著一氣壓式火車線，或一電子火車線，送出命令信號至各軌道車輛。
[0003]依據火車的種類，在各軌道車輛上的制動設備可包括完全的氣壓式設備或電子及氣壓式(即電子－氣壓式)的混合設備。各軌道車輛基本上包括一局部控制系統，其構造及操作大體上在制動控制技藝中是習知的。在各軌道車輛上的局部控制系統接收制動命令信號，及各種其他信號，且依據制動控制系統中的習知原則回應該等信號，而直接控制電子－氣壓式設備。尤其是，該局部控制系統產生電子信號，該等信號打開或關閉供應壓力或自制動氣缸中排出壓力的各閥。因此，在各軌道車輛上的剎車施加及釋放。
[0004]習知制動控制系統基本上備置一般制動，緊急制動，以及車輛滑動控制的功能。該局部控制系統包括一以微處理器為主的裝置，其執行一般剎車控制，有限度的緊急控制，以及車輪滑動控制。與在各罐車上的制動有關的是一制動氣缸控制單元(BCCU)，其依據局部控制單元的氣壓式以及/或電子輸入操作制動氣缸壓力。它備置一般及緊急制動氣缸壓力控制，以及車輪滑動制動氣缸壓力調節。該BCCU具有為局部控制單元控制的整合的磁閥及變換器。
[0005]BCCU的一常見元件為車輪滑動閥，其功能為調節車輪及軌道之間的附著力所承受的制動氣缸空氣壓力。基本上，一外感應裝置傳輸電子信號至控制駕駛壓力的磁閥阻氣門，俾以維持及釋放閥。當釋放阻氣門起動後，供應至制動氣缸的空氣被切斷，而來自制動氣缸的空氣排至大氣中。當制動的力量降下一相當的量時，外部車輪滑動感應裝置會藉由起動餘面阻氣門維持制動氣缸壓力。
[0006]在本發明之前，車輪滑動狀況的制動控制壓力之減少係藉由一硬體電子安全計時器抑制或監控。用於車輪滑動控制的安全計時器已揭露在美國專利第6,698,848號案中。最好可依據一般制動構件及車輪滑動構件之構形改良習知的安全計時器。
[0007]本發明的一目的是備置一種系統，其可確保制動氣缸壓力可在車輪滑動控制由於硬體以及/或軟體構件故障而無效，或無法操作時產生。本發明的另一目的是備置一氣壓式確保模組，俾以獨立地如車輪滑動閥控制一般地監控及控制制動氣缸壓力。本發明的次一目的是確保車輪滑動控制減壓時間不至於過長，且不須要在正常的期間內剎車。
[0008]簡言之，依據本發明，其備置一氣壓式制動氣缸控制電路的改良，而該電路係用來控制供應加壓空氣至制動氣缸中。在用以控制供應加壓空氣至制動氣缸的一氣壓式制動氣缸控制電路中，該電路具有一加壓空氣主要源，以及一車輪滑動電路，該車輪滑動電路包括一車輪滑動閥，該閥具有用以自一引導壓力口引導氣流至氣壓起動的釋放及維持閥。該車輪滑動閥連接一制動控制壓力源至制動氣缸，排空氣缸，或回應來自一車輪滑動感應單元的電子信號，維持在氣缸中的壓力。
[0009]依據本發明的改良為一氣壓計時電路，其為車輪滑動閥的輸出的壓力所控制。車輪滑動閥輸出的氣壓壓力起動及停止該氣壓計時電路。當在氣壓計時電路中的壓力為車輪滑動閥控制時，計時電路會送出一氣壓或電子信號，以停止允許一般或緊急剎車的車輪滑動閥之車輪滑動操作。
[00010]依據本發明的一實施例之改良包括為一引導口控制的一轉換閥。該轉換閥以一第一位置連接車輪滑動閥的引導壓力口至加壓空氣的主要源，且以一第二位置連接車輪滑動閥的引導壓力口至一排氣口。該轉換閥在該制動位置偏動，以連接車輪滑動閥的引導接口，進而排空，俾以停止控制維持及釋放閥。在此狀況下，車輪滑動閥被偏動，俾以施加制動壓力至制動氣缸。一計時儲存槽與轉換閥的引導口相聯通。一止回閥及阻氣門電路備置在車輪滑動閥及計時儲存槽之間的平行連接，且具有一第一連接路徑，該路徑包括一止回閥及充氣阻氣門，以及一第二連接路徑，該路徑包括一耗散阻氣門，使得當制動氣缸加壓時，車輪滑動閥輸出的氣流通過止回閥及充氣阻氣門，以填充儲存槽，而當制動氣缸排空時，相反的氣流通過耗散阻氣門，以允許該儲存槽排空。因此，若儲存槽的壓力下降至支持轉換閥在啟動位置的引導壓力下，則車輪滑動閥的引導壓力會排出，而滑動控制會中斷。
[0011]本發明的其他特徵及其目的、優點將在下文配合圖式的說明中更加清楚，在圖式中：[0012]第1圖為本發明可在其中實施的一運輸車輪上的一例示制動系統的簡化概略圖；[0013]第2圖為依據本發明的車輪滑動制動確保模組的一概略圖；[0014]第3圖為依據本發明的車輪滑動制動確保模組的另一實施例的概略圖；以及[0015]第4圖為通過可與本發明併用的一車輪滑動閥的一概略截面圖。
[0016]現在參看第1圖，該運輸車輛具有在各端上的一耦合器10，該耦合器機械性地耦合毗鄰車輛，並備置緊急制動管32，主要儲存槽管30，以及電火車纜線的耦合。該主要儲存槽及緊急(剎車)管為用以實施一般及緊急剎車的氣壓壓力源。該管以及電火車纜線可作電子及氣壓(電子－氣壓)制動控制。
[0017]如第1圖所示，該運輸車輛的各車廂具有制動氣缸12、14，俾以起動與各輪軸相關的剎車，如碟剎，或鏈式剎車。各車廂的剎車主要為一制動氣缸控制單元(BCCU)16、18控制，該BCCU回應局部控制系統產生的一般制動命令，以及緊急制動命令，譬如習知的緊急管控制單元(EPCU)20，摩擦制動控制單元，以及火車纜線控制信號。這些構件回應來自火車纜線控制及局部控制的電子及氣壓信號。該BCCU連接至局部供應儲存槽22、24，且該等槽為主要儲存槽管30所填充。該BCCU的輸出為傳輸至制動氣缸的制動氣缸壓力。來自EPCU的緊急管壓力用以作緊急制動操作。主要儲存槽管30為空氣供應單元28，譬如壓縮機以及主要儲存槽26所填充。以上配合第1圖所作的詳細說明僅係備置以下所述車輪滑動制動確保模組織功能的設定。這些細節非為本發明的主要部份。
[0018]BCCU的一基本控制裝置為一車輛滑動控制閥。車輛滑動控制閥是習知的。車輛滑動控制閥的一實例為本發明的受讓人所製造及販售的〝D－1〞Decelostat車輪滑動閥。
[0019]現在參看第4圖，車輪滑動閥具有四個氣壓口；亦即，制動壓力供應口33，制動氣缸口34，制動氣缸的排氣口38，連接至控制壓力的主要源的一引導壓力口36，譬如控制儲存槽30。車輪滑動閥具有餘面閥40以及釋放閥42，該等閥為餘面磁力閥44(以螺線管操作)以及釋放磁力閥46控制，而該餘面磁力閥44及釋放磁力閥46控制引導壓力，俾以起動餘面及釋放閥。該釋放閥具有一活塞桿48，該桿為一彈簧50偏動，以移動釋放閥42至允許來自供應口33的供應量流動至制動氣缸的一第一位置。此為車輪滑動閥的正常模式。施加至供應口的氣壓壓力為BCCU的其他元件控制。在一第二位置下，釋放閥42移動至定位在關閉供應口33及打開制動氣缸口34至排氣室54的一位置下。一第二活塞桿56為彈簧58偏動，俾以允許在排氣室54及排氣口38之間的相聯通。
[0020]起動後，釋放磁力閥46施加引導壓力至一滾動薄膜，以克服在活塞桿48上的偏動，因而轉換釋放閥42至排氣位置(釋放位置)。當餘面磁力閥44起動後，排氣室54與排氣口38分隔開。因此，依據磁力閥的起動狀態，制動氣缸可連接至一制動壓力供應源，排空或維持在非充滿氣體或完全排空的壓力下。
[0021]現在參看第2圖，其中顯示依據本發明的一實施例的一車輪滑動制動確保模組圖中的車輪滑動閥60與各制動壓力供應口33，制動氣缸口34，排氣口38及引導壓力口36相連接。
[0022]轉換閥62為一引導口64所控制。轉換閥以一第一位置連接車輪滑動閥60的引導口36至加壓空氣66的主要源，且以一第二位置連接車輪滑動閥的引導壓力口至排氣口。該轉換閥在該第一位置下偏動，俾以連接車輪滑動閥的引導壓力口36至該排氣口，進而停止車輪滑動閥60的餘面及釋放閥的控制。在此狀況下，車輪滑動閥被偏動，使制動壓力進入制動氣缸中。
[0023]一計時儲存槽70與轉換閥62的引導口64相聯通。一止回閥及阻氣門電路備置在車輪滑動閥60的制動氣缸口34及計時儲存槽70之間的平行連接，而該計時儲存槽70具有一第一連接路徑，該路徑包括一止回閥72及充氣阻氣門74，以及一第二連接路徑，該路徑包括一耗散阻氣門76，使得當制動氣缸被加壓時，來自車輪滑動閥的制動氣缸口34之氣流通過止回閥72及充氣阻氣門74以填充計時儲存槽70，而當制動氣缸排空時，相反的氣流通過耗散阻氣門76，俾以允許儲存槽排氣。因此，若儲存槽壓力下降至低於支持轉換閥62在第一位置的引導壓力下，車輪滑動閥的引導壓力會排出，而滑動控制中斷。
[0024]在釋放狀況下，計時儲存槽70以一可預測的速率耗損。在制動命令狀況下，計時器儲存槽被填充，而車輪滑動控制器被隨著制動控制壓力的增加而可改變地再設定。該再設定速率及使用時間為制動控制壓力量及計時儲存槽容量的變數。該計時構件，儲存槽尺寸，阻氣門，以及轉換閥中的彈簧力量，或用以控制滑動閥的一壓力開關設定均可被選擇，以配合車輛的需求及所欲的制動功能。該構件之選擇可界定再設定速率，而該再設定速率確保在滑動閥導致的制動壓力減少之延長期間之後達成可被接受的制動壓力程度。轉換閥彈簧壓力開關設定的感應性界定制動控制壓力可被減少的程度。計時器儲存槽的容量界定被允許的連續壓力減少的時間。
[0025]一計時電路的例示細節列在下表中。
[0026]現在參看第3圖，其中顯示依據本發明的另一實施例的一車輪滑動制動確保模組。在第3圖中使用與第2圖中的元件對應的標號。控制車輪滑動閥之壓力的引導閥62已以一以壓力起動控制壓力開關80取代，當在一控制口中的壓力下降至造成滑動控制中斷的一控制壓力之下時，該開關中斷供應至磁力閥的電力。
[0027]本發明在一段有限時間內備置制動程度的下降，並確保制動回復的一段時間(應用)。本發明另備置一非電子系統，其回復制動壓力至所須程度。
[0028]以上為本發明的詳細說明，而本發明為以下申請專利範圍所界定。
10．．．耦合器
12．．．制動氣缸
14．．．制動氣缸
16．．．制動氣缸控制單元
18．．．制動氣缸控制單元
20．．．緊急管控制單元
22．．．局部供應儲存槽
24．．．局部供應儲存槽
26．．．主要儲存槽
28．．．空氣供應單元
30．．．主要儲存槽管
32．．．緊急制動管
33．．．供應口
34．．．制動氣缸口
36．．．引導壓力口
38．．．排氣口
40．．．餘面閥
42．．．釋放閥
44．．．餘面磁力閥
46．．．釋放磁力閥
48．．．活塞桿
50．．．彈簧
54．．．排氣室
56．．．活塞桿
58．．．彈簧
60．．．車輪滑動閥
62．．．轉換閥
64．．．引導口
66．．．加壓空氣
68．．．排氣口
70．．．計時儲存槽
72．．．止回閥
74．．．充氣阻氣門
76．．．耗散阻氣門
80．．．以壓力起動控制壓力開關
第1圖為本發明可在其中實施的一運輸車輪上的一例示制動系統的簡化概略圖；第2圖為依據本發明的車輪滑動制動確保模組的一概略圖；第3圖為依據本發明的車輪滑動制動確保模組的另一實施例的概略圖；以及第4圖為通過可與本發明併用的一車輪滑動閥的一概略截面圖。
33．．．供應口
34．．．制動氣缸口
36．．．引導壓力口
38．．．排氣口
60．．．車輪滑動閥
62．．．轉換閥
64．．．引導口
66．．．加壓空氣
68．．．排氣口
70．．．計時儲存槽
72．．．止回閥
74．．．充氣阻氣門
76．．．耗散阻氣門
Claims (3)
- 一種用以控制供應至制動氣缸之加壓空氣的氣動制動氣缸控制電路，該電路具有一主要加壓空氣源及一車輪滑動電路，該車輪滑動電路包括具有釋放及餘面閥的一車輪滑動閥，該車輪滑動閥連接一制動控制壓力源至該制動氣缸，回應來自一車輪滑動感應單元之電氣信號而排空該氣缸或維持該氣缸中的壓力，該改良包括：用以使該車輪滑動閥失能的構件；與該失能構件相聯通的一計時儲存槽；以及在該車輪滑動閥出口及該計時儲存槽之間備置平行連接的一止回閥及阻氣門電路，該計時儲存槽具有一第一連接路徑及一第二連接路徑，該第一連接路徑包括一止回閥及充氣阻氣門且該第二連接路徑包括一耗散阻氣門，使得當該制動氣缸加壓時，來自該車輪滑動閥出口的氣流通過該止回閥及充氣阻氣門以填充該儲存槽，而當該制動氣缸排空時，相反的氣流通過該耗散阻氣門以允許該儲存槽排空，藉此，若該儲存槽的壓力下降至一控制壓力之下時，該失能裝置將使該車輪滑動閥失能且滑動控制將被中斷。
- 一種用以控制供應至制動氣缸之加壓空氣的氣動制動氣缸控制電路，該電路具有一主要加壓空氣源及一車輪滑動電路，該車輪滑動電路包括具有兩個磁力閥的一車輪滑動閥，該等磁力閥係用以將來自一引導壓力口的氣流引導至以氣壓起動的釋放及餘面閥，該車輪滑動閥連接一制動控制壓力源至該制動氣缸，回應來自一車輪滑動感應單元之電氣信號而排空該氣缸或維持該氣缸中的壓力，該改良包括：為一引導口所控制的一轉換閥，該轉換閥於第一位置時，連接該車輪滑動閥的引導壓力口至該主要加壓空氣源，該轉換閥於第二位置時，連接該車輪滑動閥的引導壓力口至一排氣口，該轉換閥在該第二位置時被偏動以連接該主要加壓空氣源至一排氣口，該轉換閥藉由在該引導口的一預設引導壓力而被迫進入該第一位置；與該轉換閥的引導壓力口相聯通一計時儲存槽；以及在該車輪滑動閥出口及該計時儲存槽之間備置平行連接的一止回閥及阻氣門電路，該計時儲存槽具有一第一連接路徑及一第二連接路徑，該第一連接路徑包括一止回閥及充氣阻氣門且該第二連接路徑包括一耗散阻氣門，使得當該制動氣缸加壓時，來自該車輪滑動閥出口的氣流通過該止回閥及充氣阻氣門以填充該儲存槽，而當該制動氣缸排空時，相反的氣流通過該耗散阻氣門以允許該儲存槽排空，藉此，若該儲存槽的壓力下降至低於支持該轉換閥在該第一位置的引導壓力時，該車輪滑動閥的引導壓力將排空且滑動控制將被中斷。
- 一種用以控制供應至制動氣缸之加壓空氣的氣動制動氣缸控制電路，該電路具有一主要加壓空氣源及一車輪滑動電路，該車輪滑動電路包括具有兩個磁力閥的一車輪滑動閥，該等磁力閥係用以將來自一引導壓力口的氣流引導至以氣壓起動的釋放及餘面閥，該車輪滑動閥連接一制動控制壓力源至該制動氣缸，回應來自一車輪滑動感應單元之電氣信號而排空該氣缸或維持該氣缸中的壓力，該改良包括：一控制壓力開關，其具有一控制口及構件，當該控制口的壓力下降至低於一控制壓力時，該構件會打開一電氣開關；與該控制壓力開關之控制口相聯通的一計時儲存槽；以及在該車輪滑動閥出口及該計時儲存槽之間備置平行連接的一止回閥及阻氣門電路，該計時儲存槽具有一第一連接路徑及一第二連接路徑，該第一連接路徑包括一止回閥及充氣阻氣門且該第二連接路徑包括一耗散阻氣門，使得當該制動氣缸加壓時，來自該車輪滑動閥出口的氣流通過該止回閥及充氣阻氣門以填充該儲存槽，而當該制動氣缸排空時，相反的氣流通過該耗散阻氣門以允許該儲存槽排空，藉此，若該儲存槽的壓力下降至低於該控制壓力時，用以起動該磁力閥的電力被阻止流至該磁力閥且滑動控制將被中斷。
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