[发明专利]货运列车制动系统的制动压力分级缓解的气动控制装置及方法

说明书

本申请基于2000年6月28日提交的系列号为60/214,511的临时专利申请。

本申请总体上涉及货运列车制动控制系统，尤其涉及一种对货运列车制动控制系统中的制动缸压力进行分级缓解的气动控制装置和方法。

传统的货运列车制动系统由气动控制阀进行控制，由压力流体对列车每节车厢的制动效能进行控制。一个或多个机车与各节车厢通过一个制动管相互连接，制动管从机车上的主储气罐向每节车厢的储气罐提供压力流体。在标准的气动货运制动系统中，每节车厢上有一个车载储气罐，典型的储气罐分成紧急制动单元和辅助制动单元两部分，它们通过制动管、气动控制阀(PCV)及制动缸流体压力触发装置进行充压。气动控制阀选择性地将制动管、每个储气罐单元、制动缸装置和大气相连通。气动控制阀通过控制压力流体在制动缸与储气罐、大气之间的连通关系来对制动工作进行控制。气动控制阀的工作由司机在机车通过调节制动管中的压力进行控制。基本来讲，制动管中压力减少的信号会通知气动控制阀使压力流体从储气罐进入制动缸装置以进行制动。相反地，制动管中压力增加的信号会使得气动控制阀将制动缸与大气连通以缓解制动压力。

总体上，已经证明：采用气动控制阀的传统气动制动系统是十分安全可靠的系统。但是，气动控制阀控制系统存在两个缺点：压力的变化从机车传至所有车厢—或许是成百个车厢需要一段时间。因此，每节车厢上的气动控制阀检测到压力发生改变是顺序的，这样，每节车厢就是顺序制动的，而不是同时制动的。靠近机车的车厢上的气动控制阀可以很快检测到压力的改变，因而，这些车厢将会比后面的车厢提前制动。

另一个缺点是一旦施加了制动，缓解制动力的唯一方法是将制动缸与大气连通，使压力完全从制动缸释放出来。换句话说，制动缸的压力不能部分地减少。或者是保持全部的制动力、或者是缓解全部的制动力。而且，一旦制动缸的压力被缓解，当需要重新制动时，就要在制动管和储气罐中充压，这也需要时间。

现有技术中使用了带有ABDW、ABDX型装备的保压阀装置，ABDX型在直接缓解压力时能保持制动缸中的一部分压力。

新近研制的一种货运列车制动控制系统是电控气动(ECP)制动控制系统。在通常的ECP系统中，每节车厢上除了设置控制制动缸和储气罐或大气之间的压力交换的电磁线圈阀外，还都同时设置了一个电子控制器(EC)，其基本上取代了PCV的功能。这样，该EC可直接控制制动缸，可被称为制动缸控制(BCC)型ECP系统。

最初，这种BCC型ECP系统是作为传统气动系统的一个冗余系统进行测试的，而PCV的功能则作为制动控制装置的备份。然而，所有的电子BCC型ECP制动控制系统都正被安装使用着，且美国铁路协会(American Association ofRailroads，AAR)正在推进关于这种ECP系统的最少设备和最低工作条件具体要求的制定工作。

BCC型系统的一个优点是：EC从机车获得电子信号，而对制动缸装置进行操纵的。这样，制动信号基本上可以即时传播，每节车厢上的制动实际上可以同时进行。另一个优点是：由于电磁阀不必将制动缸压力完全缓解成大气压力，可以部分缓解制动缸中的压力，所以制动缸的压力可以调节。因此，司机可以根据需要适当增加或减少制动力来向EC发出指令。

但是，BCC型系统的一个不利条件是安装这样一个ECP系统的成本。例如，AAR制定的最低要求包括：且不论其它的要求，机车上必须要有一个2500W的电源、一条230V的列车风管直流电缆以及每节车厢上一个带有电池作为备用电源的通信设备。这些要求显著地增加了成本因素。

因此，需要一种能够提供气动控制地逐步缓解制动缸压力、以具有ECP系统分级缓解压力的优点、且不需要相关电子设备和成本的装置。

根据本发明的分级缓解阀(RGV)最好与气动控制阀制成一体，其中的气动控制阀例如是用在传统气动制动货运列车或具有类似装备的专列货车的车厢上的其它标准ABDX、或ABDX-L阀。

在货运列车的通常工作中，RGV进行直接缓解时必须与列车上所有其他车厢一致，而这些其它车厢的一些或大部分都未装备RGV。因此，RGV最好包括一个转换阀部分，用来在分级缓解方式和直接缓解方式之间进行选择转换。

在传统的直接缓解方式中，转换阀将RGV的分级缓解部分隔离，以便允许PCV以传统的方式缓解制动缸的压力。在分级缓解方式中，转换阀接入了一个配压阀部分，它基本与制动管中压力降低成比例地缓解制动缸中的压力。