一种长大列车尾部充排风装置和方法与流程

1.本发明涉及列车充排风控制领域，具体讲是一种长大列车尾部充排风装置和方法。


背景技术：

2.目前万吨或两万吨长大列车在实际运行过程中，受制于充风模式的限制，在需要循环制动时，均在一定程度上存在充风不足,管压波动大等问题。副风缸压力不足导致车辆制动缸压力偏低，再次制动时制动力偏弱，有超速和列车失控的风险。同时列车前后缓解不同步，造成列车缓解时间长，车钩力较大。均会给行车带来安全隐患。
3.为解决长大列车在实际运行中存在的尾部充风不足问题，减少列车的纵向冲动，使长大列车运用在各种工况下的车钩力控制在允许限度之内，同时缩短列车充风时间，提升缓解的同步性。目前若在尾部加挂一个机车，能较好地解决该问题，但尾部增加一台机车，具备以下缺点：1、机车采购和后期维护成本高；2、需要增加专门的司机操作；3、列车尾部加挂一台机车，运输组织、列车编组也不方便，经济效益低。


技术实现要素：

4.因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种长大列车尾部充排风装置和方法；能够利用既有运营车辆，通过对车辆进行改造，在长大列车尾部安装本发明所述充排风装置，可以解决长大列车尾部充风不足问题，同时也具备既有可控列尾装置功能，满足长大列车缓解、制动同步要求。要实现对长大列车首尾同步充风，解决长大列车尾部充风不足，缓解时车钩力大，制动时不同步的问题。
5.一方面，本发明提供了一种长大列车尾部充排风装置，包括采集传输设备、通信控制主机、空气压缩机、充排风控制组件、风源缸和供电组件，所述采集传输设备安装于车机端采集机车制动、缓解指令信息；所述通信控制主机安装于所述车辆端，与所述采集传输设备通过无线网络连通；所述空气压缩机受控于所述通信控制主机；所述充排风控制组件受控于所述通信控制主机；所述风源缸受控于所述通信控制主机，并通过所述充排风控制组件与车辆的列车管连接；所述供电组件，安装于车辆为整个装置供电。
6.在一方面，所述一种长大列车尾部充排风装置还包括干燥过滤器，该干燥过滤器连接于所述空气压缩机与所述风源缸之间。
7.在一方面，所述一种长大列车尾部充排风装置还包括流量计和数个压力传感器，在所述风源缸、充排风控制组件和列车管安装有压力传感器；所述流量计安装于所述列车
管。
8.可选的，所述充排风控制组件包括均衡缸和执行阀，所述均衡缸与所述风源缸连接，所述均衡缸通过执行阀与所述列车管连接，在所述均衡缸上安装有压力传感器。
9.可选的，所述供电组件包括发电机、动力电池和电源管理系统，所述发电机安装在尾部车辆上，所述动力电池与所述发电机连接，所述电源管理系统管理所述动力电池以及为整个装置供能管理。
10.在另一方面，本发明还提供了一种长大列车尾部充排风方法，包括在长大列车的车尾部上安装所述长大列车尾部充排风装置；通过机车端的采集传输设备采集机车制动、缓解指令信息，并通过无线网络发送给车辆端控制主机，控制主机根据指令，结合尾部压力、流量信息，控制空气压缩机、风缸、均衡缸和执行阀协调工作，完成对列车的同步充风或排风。
11.通过上述一种长大列车尾部充排风装置和方法，一是解决长大列车运行过程中列车后部充风不足，缓解时车钩力大的问题；二是解决长大列车运行中充风时间长，循环制动时制动力不足的问题，比在长大列车尾部通过增加机车的方式更经济。
附图说明
12.图1是所述长大列车尾部充排风装置的结构框性示意图；图2是所述长大列车尾部充排风方法的流程示意图；图3是所述通信控制主机结构框性示意图；图中： 100、通信控制主机；200、采集传输设备；300、供电组件；400、空气压缩机；500、干燥过滤器；600、风源缸；700、充排风控制组件；701、均衡缸；702、执行阀；800、流量计；900、车辆；901、列车管。
具体实施方式
13.下面将结合附图1-图2对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
14.为解决长大列车在实际运行中存在的尾部充风不足问题，减少列车的纵向冲动，使长大列车运用在各种工况下的车钩力控制在允许限度之内，同时缩短列车充风时间，提升缓解的同步性。
15.如图1所示，本发明提供了一种长大列车尾部充排风装置，该装置主要安装在长大列车尾部，一是解决长大列车运行过程中列车后部充风不足，缓解时车钩力大的问题；二是解决长大列车运行中充风时间长，循环制动时制动力不足的问题，比在长大列车尾部通过增加机车的方式更经济。
16.具体的，该充排风装置包括采集传输设备200、通信控制主机100、空气压缩机400、充排风控制组件700、风源缸600和供电组件300，所述采集传输设备安装于车机端采集机车制动、缓解指令信息；
所述通信控制主机安装于所述车辆端，与所述采集传输设备通过无线网络连通；所述空气压缩机受控于所述通信控制主机，风源风缸压力低于空气压缩机开启阀值时，空气压缩机开启对风缸进行充风；风源风缸压力达到关闭阀值时，关闭空气压缩机停止充风；所述充排风控制组件受控于所述通信控制主机；所述风源缸受控于所述通信控制主机，并通过所述充排风控制组件与车辆900的列车管901连接；所述供电组件，安装于车辆为整个装置供电。
17.在一个实施例中，所述一种长大列车尾部充排风装置还包括干燥过滤器500，该干燥过滤器500连接于所述空气压缩机400与所述风源缸600之间。
18.在一个实施例中，所述一种长大列车尾部充排风装置还包括流量计800和数个压力传感器703，在所述风源缸、充排风控制组件和列车管安装有压力传感器；所述流量计安装于所述列车管901。通过在总风缸、充排风控制组件均衡风缸、列车管等位置上安装压力传感器，对压力进行实时采集；所述流量计提供充风或者排风时的流量信息，通信控制主机据此掌握充排风组件的工作情况及充排风量。
19.在一个实施例中，所述充排风控制组件700包括均衡缸701和执行阀702等，所述均衡缸701与所述风源缸600连接，所述均衡缸701通过执行阀702与所述列车管901连接，在所述均衡缸上安装有压力传感器。该充排风控制组件为列车管充风和排风实际执行机构，通信控制主机根据无线接收到的机车工况信息，控制该组件对列车管进行充风或者排风，达到列车首尾同步缓解或制动的目的。
20.在一个实施例中，所述供电组件包括发电机、动力电池和电源管理系统，所述发电机安装在尾部车辆上，所述动力电池与所述发电机连接，所述电源管理系统管理所述动力电池以及为整个装置供能管理。上述供电组件为装置个部件提供工作电源，采用大容量数字锂离子；其中发电机安装在尾部车辆上，通过车轴的转动发电，给动力电池提供充电电源。
21.在一个实施例中，如图3所示，所述通信控制主机包括通信模块、处理模块、信息采集模块等；通过无线网络与机车端设备通信，获取机车缓解或制动指令；根据指令信息控制充排风控制组件对列车进行充风或者排风；控制主机对各部件的工作状态进行在线监测，发现故障后实时向机车和地面进行报警提示。
22.上述的长大列车尾部充排风装置的各部件主要安装在尾部货车车辆上，自动根据机车操作的指令信息，自动控制实现对列车管的充排风动作；在使用时，所述机车端的采集传输设备采集机车制动、缓解指令信息，通过无线网络发送给车辆端控制主机，控制主机根据指令，结合尾部压力、流量等信息，控制各组件（如空气压缩机、风缸、均衡缸、执行阀等）协调工作，完成对列车的同步充风或排风。
23.上述的长大列车尾部充排风装置可以利用既有运营车辆，通过对车辆进行改造，在车辆上安装上述充排风装置，可以解决长大列车尾部充风不足问题，同时也具备既有可控列尾装置功能，满足长大列车缓解、制动同步要求。又实现对长大列车首尾同步充风，解决长大列车尾部充风不足，缓解时车钩力大，制动时不同步的问题。
24.在另一实施例中，如图2所示，一种长大列车尾部充排风方法，包括
s01、在长大列车的车尾部上安装所述长大列车尾部充排风装置；s02、通过机车端的采集传输设备采集机车制动、缓解指令信息，并通过无线网络发送给车辆端控制主机，s03、控制主机根据指令，结合尾部压力、流量信息，控制空气压缩机、风缸、均衡缸和执行阀协调工作，完成对列车的同步充风或排风。
25.其中充风的方法如下：当通信控制主机接收到机车发送的充风指令时，向充排风控制组件发送充风指令，充排风控制组件通过高速电磁阀调节均衡风缸的压力，使均衡风缸的压力为列车管欲达到的压力值，当均衡风缸的压力变化后执行阀会动作，使风源缸与列车管连通，风源缸向列车管充风，列车管压力上升，当列车管压力与均衡风缸压力一致时，执行阀会关闭风源缸与列车管的连接，充风结束。在充风过程中，风源缸压力会减小，若风源缸压力低于设定的750kpa时，压缩机会自动启动，风源缸的压力达到900kpa时，压缩机停止，若风源缸的压力高于950kpa，风源缸上的安全阀动作。
26.所述排风的方法如下：当通信控制主机接收到机车发送的排风指令时，向充排风控制组件发送排风指令，充排风控制组件通过高速电磁阀调节均衡风缸的压力，使均衡风缸的压力为列车管欲达到的压力值，当均衡风缸的压力变化后执行阀会动作，使列车管与大气连通，列车管向大气排风，列车管压力降低，当列车管压力与均衡风缸压力一致时，执行阀会关闭，排风结束。
27.上述的一种长大列车尾部充排风装置和方法，可解决长大列车因充风不足，下次制动时制动力偏弱的问题，可解决列车缓解时前后不同步，车钩力大的问题并大幅缩短列车的充风时间，同时也能解决长大列车制动同步问题。比在尾部加装一台机车实现尾部充排风更经济，也不需要增加司机。
28.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种长大列车尾部充排风装置，其特征在于：包括采集传输设备，安装于车机端采集机车制动、缓解指令信息；通信控制主机，安装于所述车辆端，与所述采集传输设备通过无线网络连通；空气压缩机，受控于所述通信控制主机；充排风控制组件，受控于所述通信控制主机；风源缸，受控于所述通信控制主机，并通过所述充排风控制组件与车辆的列车管连接；以及供电组件，安装于车辆为整个装置供电。2.根据权利要求1所述一种长大列车尾部充排风装置，其特征在于：还包括干燥过滤器，该干燥过滤器连接于所述空气压缩机与所述风源缸之间。3.根据权利要求1所述一种长大列车尾部充排风装置，其特征在于：还包括流量计和数个压力传感器，在所述风源缸、充排风控制组件和列车管安装有压力传感器；所述流量计安装于所述列车管。4.根据权利要求3所述一种长大列车尾部充排风装置，其特征在于：所述充排风控制组件包括均衡缸和执行阀，所述均衡缸与所述风源缸连接，所述均衡缸通过执行阀与所述列车管连接，在所述均衡缸上安装有压力传感器。5.根据权利要求1所述一种长大列车尾部充排风装置，其特征在于：所述供电组件包括发电机、动力电池和电源管理系统，所述发电机安装在尾部车辆上，所述动力电池与所述发电机连接，所述电源管理系统管理所述动力电池以及为整个装置供能管理。6.一种长大列车尾部充排风方法，其特征在于，包括在长大列车的车辆上安装如权利要求1-5任一权利要求所述长大列车尾部充排风装置；通过机车端的采集传输设备采集机车制动、缓解指令信息，并通过无线网络发送给车辆端控制主机，控制主机根据指令，结合尾部压力、流量信息，控制空气压缩机、风缸、均衡缸和执行阀协调工作，完成对列车的同步充风或排风。7.根据权利要求6所述一种长大列车尾部充排风方法，其特征在于，充风的方法如下：当通信控制主机接收到机车发送的充风指令时，向充排风控制组件发送充风指令，充排风控制组件通过高速电磁阀调节均衡风缸的压力，使均衡风缸的压力为列车管欲达到的压力值，当均衡风缸的压力变化后执行阀会动作，使风源缸与列车管连通，风源缸向列车管充风，列车管压力上升，当列车管压力与均衡风缸压力一致时，执行阀会关闭风源缸与列车管的连接，充风结束；在充风过程中，风源缸压力会减小，若风源缸压力低于设定值时，压缩机会自动启动，风源缸的压力达到指定值时，压缩机停止，若风源缸的压力高于设定阈值时，风源缸上的安全阀动作。8.根据权利要求6所述一种长大列车尾部充排风方法，其特征在于，排风的方法如下：当通信控制主机接收到机车发送的排风指令时，向充排风控制组件发送排风指令，充排风控制组件通过高速电磁阀调节均衡风缸的压力，使均衡风缸的压力为列车管欲达到的
压力值，当均衡风缸的压力变化后执行阀会动作，使列车管与大气连通，列车管向大气排风，列车管压力降低，当列车管压力与均衡风缸压力一致时，执行阀会关闭，排风结束。

技术总结
本发明属于重载长大列车制动技术领域，公开了一种长大列车尾部充排风装置和方法，具体是通过对货车车辆进行改造，加装列车尾部充排风装置，主要包括大功率发电机、大容量动力电池、空气压缩机、风缸、通信控制主机、列车管充排风控制装置、压力及流量传感器等设备，系统在通信控制主机的控制下实现对列车制动主管进行充排风。系统主要安装在长大列车尾部，一是解决长大列车运行过程中列车后部充风不足，缓解时车钩力大的问题；二是解决长大列车运行中充风时间长，循环制动时制动力不足的问题，比在长大列车尾部通过增加机车的方式更经济。比在长大列车尾部通过增加机车的方式更经济。比在长大列车尾部通过增加机车的方式更经济。


技术研发人员：范云锋 刘欢 袁陈 邓金 冉曙光 黄宁
受保护的技术使用者：成都威奥轨道科技有限公司
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/6/28