專利名稱：貨運列車制動系統(tǒng)的制動壓力分級緩解的氣動控制裝置及方法
本申請基于2000年6月28日提交的系列號為60/214,511的臨時專利申請。
本申請總體上涉及貨運列車制動控制系統(tǒng)，尤其涉及一種對貨運列車制動控制系統(tǒng)中的制動缸壓力進行分級緩解的氣動控制裝置和方法。
傳統(tǒng)的貨運列車制動系統(tǒng)由氣動控制閥進行控制，由壓力流體對列車每節(jié)車廂的制動效能進行控制。一個或多個機車與各節(jié)車廂通過一個制動管相互連接，制動管從機車上的主儲氣罐向每節(jié)車廂的儲氣罐提供壓力流體。在標準的氣動貨運制動系統(tǒng)中，每節(jié)車廂上有一個車載儲氣罐，典型的儲氣罐分成緊急制動單元和輔助制動單元兩部分，它們通過制動管、氣動控制閥(PCV)及制動缸流體壓力觸發(fā)裝置進行充壓。氣動控制閥選擇性地將制動管、每個儲氣罐單元、制動缸裝置和大氣相連通。氣動控制閥通過控制壓力流體在制動缸與儲氣罐、大氣之間的連通關(guān)系來對制動工作進行控制。氣動控制閥的工作由司機在機車通過調(diào)節(jié)制動管中的壓力進行控制?；緛碇v，制動管中壓力減少的信號會通知氣動控制閥使壓力流體從儲氣罐進入制動缸裝置以進行制動。相反地，制動管中壓力增加的信號會使得氣動控制閥將制動缸與大氣連通以緩解制動壓力。
總體上，已經(jīng)證明采用氣動控制閥的傳統(tǒng)氣動制動系統(tǒng)是十分安全可靠的系統(tǒng)。但是，氣動控制閥控制系統(tǒng)存在兩個缺點壓力的變化從機車傳至所有車廂—或許是成百個車廂需要一段時間。因此，每節(jié)車廂上的氣動控制閥檢測到壓力發(fā)生改變是順序的，這樣，每節(jié)車廂就是順序制動的，而不是同時制動的?？拷鼨C車的車廂上的氣動控制閥可以很快檢測到壓力的改變，因而，這些車廂將會比后面的車廂提前制動。
另一個缺點是一旦施加了制動，緩解制動力的唯一方法是將制動缸與大氣連通，使壓力完全從制動缸釋放出來。換句話說，制動缸的壓力不能部分地減少?；蛘呤潜３秩康闹苿恿?、或者是緩解全部的制動力。而且，一旦制動缸的壓力被緩解，當需要重新制動時，就要在制動管和儲氣罐中充壓，這也需要時間。
現(xiàn)有技術(shù)中使用了帶有ABDW、ABDX型裝備的保壓閥裝置，ABDX型在直接緩解壓力時能保持制動缸中的一部分壓力。
新近研制的一種貨運列車制動控制系統(tǒng)是電控氣動(ECP)制動控制系統(tǒng)。在通常的ECP系統(tǒng)中，每節(jié)車廂上除了設(shè)置控制制動缸和儲氣罐或大氣之間的壓力交換的電磁線圈閥外，還都同時設(shè)置了一個電子控制器(EC)，其基本上取代了PCV的功能。這樣，該EC可直接控制制動缸，可被稱為制動缸控制(BCC)型ECP系統(tǒng)。
最初，這種BCC型ECP系統(tǒng)是作為傳統(tǒng)氣動系統(tǒng)的一個冗余系統(tǒng)進行測試的，而PCV的功能則作為制動控制裝置的備份。然而，所有的電子BCC型ECP制動控制系統(tǒng)都正被安裝使用著，且美國鐵路協(xié)會(American Association ofRailroads，AAR)正在推進關(guān)于這種ECP系統(tǒng)的最少設(shè)備和最低工作條件具體要求的制定工作。
BCC型系統(tǒng)的一個優(yōu)點是EC從機車獲得電子信號，而對制動缸裝置進行操縱的。這樣，制動信號基本上可以即時傳播，每節(jié)車廂上的制動實際上可以同時進行。另一個優(yōu)點是由于電磁閥不必將制動缸壓力完全緩解成大氣壓力，可以部分緩解制動缸中的壓力，所以制動缸的壓力可以調(diào)節(jié)。因此，司機可以根據(jù)需要適當增加或減少制動力來向EC發(fā)出指令。
但是，BCC型系統(tǒng)的一個不利條件是安裝這樣一個ECP系統(tǒng)的成本。例如，AAR制定的最低要求包括且不論其它的要求，機車上必須要有一個2500W的電源、一條230V的列車風管直流電纜以及每節(jié)車廂上一個帶有電池作為備用電源的通信設(shè)備。這些要求顯著地增加了成本因素。
因此，需要一種能夠提供氣動控制地逐步緩解制動缸壓力、以具有ECP系統(tǒng)分級緩解壓力的優(yōu)點、且不需要相關(guān)電子設(shè)備和成本的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的分級緩解閥(RGV)最好與氣動控制閥制成一體，其中的氣動控制閥例如是用在傳統(tǒng)氣動制動貨運列車或具有類似裝備的專列貨車的車廂上的其它標準ABDX、或ABDX-L閥。
在貨運列車的通常工作中，RGV進行直接緩解時必須與列車上所有其他車廂一致，而這些其它車廂的一些或大部分都未裝備RGV。因此，RGV最好包括一個轉(zhuǎn)換閥部分，用來在分級緩解方式和直接緩解方式之間進行選擇轉(zhuǎn)換。
在傳統(tǒng)的直接緩解方式中，轉(zhuǎn)換閥將RGV的分級緩解部分隔離，以便允許PCV以傳統(tǒng)的方式緩解制動缸的壓力。在分級緩解方式中，轉(zhuǎn)換閥接入了一個配壓閥部分，它基本與制動管中壓力降低成比例地緩解制動缸中的壓力。
轉(zhuǎn)換閥可以響應于次級列車風管中的壓力選擇性地動作，其中的次級列車風管例如為一個由遠端氣源提供壓力流體的主儲氣管。作為選擇，轉(zhuǎn)換閥也可以響應于制動管的壓力進行動作，這樣就不需要設(shè)置次級列車風管。在這種情況下，可另外設(shè)置一個制動管傳感器閥部分，以控制RGV的動作。
作為可轉(zhuǎn)換操作結(jié)構(gòu)的一種替換方案，RGV也能設(shè)計成“固定”形式。固定RGV就是沒有允許可選成直接緩解的轉(zhuǎn)換閥部分的結(jié)構(gòu)。這樣，制動缸的壓力可以一貫地按逐級方式進行緩解。
無論如何，可轉(zhuǎn)換操作的RGV是目前更提倡的類型。任何裝有可轉(zhuǎn)換操作RGV的車廂都可以通過轉(zhuǎn)換操作、設(shè)備定位操作而用在標準車廂(未裝備RGV)的列車上，而不經(jīng)過特定的操縱過程、在任何工作中都簡單地充分且最經(jīng)濟地利用車廂也是合適的。
在由裝備條件類似的這種車廂組成的專列貨車上，各節(jié)車廂的分級緩解操作有幾點好處，這大概是“固定”式RGV的一種應用。例如，在列車下坡需要減速至某一車速時，為了更多地利用動力制動使列車減速，部分緩解制動壓力可以減少摩擦制動，這樣有利于減少摩擦制動瓦的磨損。另外，分級緩解制動可以對列車的串動提供更加穩(wěn)定的控制，減少車廂之間的作用力及因此而引起的損壞。特別是將列車牽引通過一沉降路段時情況更是這樣。而且，可以節(jié)省壓縮空氣和機車燃料。該效果是由于減少了在起伏路段的制動；并避免了對列車進行不必要的減速或為避免緩解制動而施加無用的動力制動。這種情況發(fā)生在列車減速至所需的車速之下、但是火車司機知道在前方的下坡處需要更進一步制動的情況下。完全緩解制動因可實施分級緩解而成為不必要的了，因此節(jié)省了在更大下坡時進行更高程度的再次制動所消耗的壓縮空氣和時間。此處所述的裝有分級緩解閥車廂的專列貨車能夠利用分級緩解特性提供改進的制動性能。
本發(fā)明更詳細的內(nèi)容、目的和益處通過下面的詳細描述和關(guān)于某些實施例的附圖將變得很清楚。
參考下面的附圖和詳細描述可以更充分地理解本發(fā)明，其中
附

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的貨運列車氣動制動系統(tǒng)的示意圖；附圖2是貨運列車氣動制動系統(tǒng)和一個ECP組合結(jié)構(gòu)的示意圖，其中ECP是附圖1中所示傳統(tǒng)氣動制動系統(tǒng)的冗余系統(tǒng)；附圖3是現(xiàn)有技術(shù)中完全由ECP控制的直接控制制動缸的貨運列車制動系統(tǒng)示意圖；附圖4是帶有分級緩解閥的圖1所示氣動制動系統(tǒng)的示意圖；附圖5示出了可轉(zhuǎn)換操作的分級緩解閥的一個實施例；附圖6示出了附圖5所示的實施例在分級緩解位置時的情況；附圖7示出了可轉(zhuǎn)換操作的分級緩解閥的另一種實施例；附圖8示出了附圖5所示實施例在直接緩解位置和帶有制動管傳感器閥時的情況；附圖9示出了附圖8中的傳感器閥在臨界位置時的情況；附圖10示出了附圖9中傳感器閥將轉(zhuǎn)換閥改變到分級緩解位置的情況；附圖11示出了“固定”式分級緩解閥的一個實施例；附圖12是制動缸壓力對時間的變化關(guān)系圖，該圖示出了分級緩解閥所能實現(xiàn)的制動控制類型；附圖13是制動缸壓力對時間的變化圖，該圖示出了用傳統(tǒng)制動系統(tǒng)實現(xiàn)的制動控制；附圖14示出了用來操縱連接分級緩解閥與ABD型氣動閥的連接盤的一個實施例。
為了幫助理解本發(fā)明的優(yōu)選實施例，首先描述附圖1和2所示現(xiàn)有技術(shù)的貨運列車制動控制系統(tǒng)將是有幫助的。
附圖1中示出了一種傳統(tǒng)的貨運列車氣動操作制動控制系統(tǒng)，其中例如為ABDX、ABDW或DB-60型的氣動控制閥10(PCV)與制動管13(BP)、輔助儲氣罐(AUX)15和緊急儲氣罐(EMER)17連接。每個儲氣罐通常由BP13通過PCV中的輔助部分11和緊急部分12提供壓力流體進行充壓。PCV10還與流體壓力觸發(fā)的制動缸裝置(BC)19相連，該裝置使制動瓦與車輪摩擦控制車速。PCV10還有一個用來將BC19連通大氣的排氣部分21。作為選擇，PCV10可以連接到一個保持器(RET)13上，通過該保持器可以按限定的速度將制動缸的氣壓緩解到大氣中。
在工作中，PCV10檢測制動管中壓力的變化，基于這樣的壓力變化，或者用來自兩個儲氣罐15、17或其中之一的流體增加制動缸的壓力，或者排出制動缸19的壓力緩解制動。按照慣例，制動管中的壓力減少會指令控制PCV10根據(jù)制動管中的壓力減少成比例施加制動，而制動管中的壓力增加超過預定的最小設(shè)定值是連通BC將制動完全緩解的信號。
附圖2中示出了現(xiàn)有技術(shù)中組合ECP和貨運列車氣動制動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)帶有一個電子控制器(EC)25，它與一對用來控制壓力流體從儲氣罐到制動缸19供應以施加制動的電磁動作執(zhí)行閥(APPS、APPE)27、29一道連接AUX儲氣罐15和EMER儲氣罐17。EC25還與電磁動作緩解閥(SOL REL)27相連接，該閥能夠?qū)⒅苿痈?9與大氣連通。如附圖1中所示，也可設(shè)置RET23。
在該系統(tǒng)中，PCV10作為制動控制裝置的備份，而EC25通常直接控制制動缸的壓力。由于AUX儲氣罐15和EMER儲氣罐17從制動管13直接充入壓力流體，在每個儲氣罐和BP13之間可提供逆止閥33。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員知道防止從儲氣罐到制動管的回流也可以采用其他方式。
EC25通過一個壓力傳感器(P)35能檢測制動缸的壓力。在操作中，EC25能從指示施加或緩解制動的機車接收電子指令信號(CS)26。制動增加或減少的程度能被CS26和/或BP13傳遞。在一些安裝位置的BP13(未示出)將制動指令傳遞給PCV10，這樣，在有ECP系統(tǒng)的任何情況下，PCV10都能操作制動。在通常的情況下，為了施加制動，EC25可以驅(qū)動執(zhí)行閥27、29或兩者之一，將壓力流體從儲氣罐供至BC19。EC25可以控制BC19中壓力的緩解，提供內(nèi)部壓力減少(分級緩解)，而不是像傳統(tǒng)的氣動系統(tǒng)那樣，完全緩解制動缸。
附圖3示出了一個完全ECP制動控制系統(tǒng)，除了沒有應用PCV10，該系統(tǒng)與附圖2中所示的ECP系統(tǒng)相似。在這種系統(tǒng)中，有兩個理由促使使用單個的單元儲氣罐14。首先，PCV10需要分開的AUX儲氣罐15和EM儲氣罐17進行操作。沒有PCV10，雙儲氣罐就不需要了。而且，在完全ECP系統(tǒng)中，由于所有的制動指令都是通過CS26傳送到EC25的，BP13中的壓力始終保持全壓。另外，由于使用單儲氣罐，僅僅需要一個執(zhí)行閥(APPN)28。類似于附圖2的ECP系統(tǒng)，該ECP系統(tǒng)是其中EC25能直接控制BC19的壓力的BCC型。同樣，EC25也能提供制動壓力的分級緩解。
在附圖1中所示的控制貨運列車氣動制動系統(tǒng)中，制動功能由PCV10完成，無論何時信號通知制動緩解(受保持系統(tǒng)的限制)，BC19的壓力將完全緩解。明顯的缺點是，制動不能部分減少，只能完全緩解。如果制動力使列車減速過多，司機只能有兩個選擇完全緩解制動或使用動力制動。完全緩解制動意味著緩解制動后、在制動管和儲氣罐完全充滿之前會有一段時間，而在這段時間內(nèi)需要有適當?shù)闹苿恿?。在第二種情況下，動力制動的效率很低并造成浪費。動力制動是在司機保持制動狀態(tài)，同時施加動力增加列車速度抵抗制動。這明顯是一個不需要的程序，然而這可能是唯一的選擇。例如，當列車減速過多而司機知道，在再次需要制動之前沒有足夠的時間使制動管和儲氣罐充滿時。
現(xiàn)在參見附圖4，分級緩解的優(yōu)點可以通過使用氣動作用分級緩解閥(RGV)40得以實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，RGV40可以與貨運列車制動控制系統(tǒng)相結(jié)合，通過將RGV40簡單地連接到如附圖1所示的PCV10。這樣，無論何時信號通知緩解制動，PCV10通過RGV40釋放制動壓力，RGV40以逐級方式將制動壓力緩解到大氣中。
RGV40可以設(shè)計成連續(xù)操作或轉(zhuǎn)換操作的。目前，可轉(zhuǎn)換執(zhí)行的RGV41、43的優(yōu)選實施例在附圖5-10中示出。連續(xù)分級緩解式的“固定”RGV45的優(yōu)選實施例在附圖11中示出。不同的實施例將在下面與相應的附圖結(jié)合進行更充分的描述。
可轉(zhuǎn)換執(zhí)行的RGV41、43目前能以幾種優(yōu)選的方式操作。第一種方式是，專列貨車上的車廂可以裝備前述的鐵路的AP37。配壓閥42中將被轉(zhuǎn)換閥44所調(diào)控，轉(zhuǎn)換閥的動作響應于AP37中的壓力變化的。這樣，就不需要BPS閥了。
作為選擇，專列貨車可以裝第二個機車或位于列車后部用無線或直接用電線來控制的壓縮空氣車，以提高制動管壓力，如同現(xiàn)有的遙控機車那樣。RGV41包括用來操作轉(zhuǎn)換閥44調(diào)控配壓閥42的BPS閥90。額外的壓縮空氣源將允許BP13的壓力信號更快地傳播，而且，RGV41、43提供的分級緩解將改進制動控制和動力制動的利用。在這種情況下，不必要有列車風管AP37。
同剛剛描述的轉(zhuǎn)換情況相似的另一種選擇是在專列貨車足夠短的情況下，不需要額外的機車或壓縮車在遠離前部機車的位置提供對BP13的控制。RGV41可以通過前述的BPS閥被BP13操作。雖然BP13的信號傳播不很快，但是RGV41仍然能提供制動的平穩(wěn)緩解及動力制動更好的利用。
使RGV40起動的另一個選擇是利用制動管控制單元(BPCU)，其在沿著BP13的多個遠離機車的選擇位置上連接著的電控裝置。BPCU包括電磁閥，用來響應于CS26局部調(diào)節(jié)制動管壓力以加速信號從BP13到每節(jié)車廂PCV10傳播速度。BPCU可以與AP37一起使用或者如前所述只與BP13一起使用。好處就是BP19的信號傳播得非常快，使得每節(jié)車廂由PCV10操作的制動更迅速、與列車上其他車廂的制動更一致。簡單地說，每個BPCU裝置有電磁閥或控制電磁閥，響應制動施加指令將一定量的壓力從BP13排出或響應制動緩解指令向BP13加壓。在該系統(tǒng)中，多個遠程BPCU沿著專列貨車在間隔的位置與BP13相連。每個BPCU在其沿著BP13的位置上接收從機車來的電指令信號CS，減少或增加BP13的壓力。這樣，BP13的信號比獨立傳播的速度快得多地傳遍整個列車。由于BP13的壓力—與制動缸的壓力相反地受到控制，因此這種類型的系統(tǒng)被稱作制動管控制(BPC)型ECP系統(tǒng)。BCC基本上是電子輔助的氣動控制系統(tǒng)，它能準確地完成BCC型ECP系統(tǒng)快速而統(tǒng)一的制動請求。重要的是，BPC系統(tǒng)仍然使用目前所有的貨運列車上都有、并已經(jīng)證明是可靠而通用的PCV10。而且，RGV40的使用，提供了進一步的制動壓力分級緩解特性，更增強了BPC系統(tǒng)。因此，BCC系統(tǒng)基本上是在傳統(tǒng)的氣動系統(tǒng)增加BPCUs，并利用一個RGV40提供幾乎與BCC型ECP系統(tǒng)相同的實際制動性能。此外，這種系統(tǒng)只需要BPCUs所需有限的電子裝備。
在附圖5-7所示的實施例中，RGV41、43可以選擇性地安裝在采用AP37的系統(tǒng)中。再參看附圖4，由于AP37是供選擇的，所以用虛線示出，或許是一個由機車提供壓力流體的主儲氣罐管。壓力的改變、特別是AP37中壓力的改變超過預定值，可以用來激活RGV41、43。當AP37中的壓力低于預定值時，BC19將通過PCV10以傳統(tǒng)的方式進行緩解。
基本上，可轉(zhuǎn)換操作的RGV41、43可以有兩個分開的閥部分。第一部分是配壓閥部分42，第二部分是轉(zhuǎn)換閥部分44。如附圖5-7中所示，轉(zhuǎn)換閥部分44由AP37的壓力激活，在分級緩解位置和直接緩解位置之間進行轉(zhuǎn)換。雖然圖中所示的轉(zhuǎn)換閥部分44利用了一個簡單的滑閥47，但其他形式的轉(zhuǎn)換閥也能令人滿意地使用。
在分級緩解位置，根據(jù)BP13的壓力連通BC19進行緩解的過程中，轉(zhuǎn)換閥44介入配壓閥42控制BC19。在直接緩解位置，配壓閥42與BC19分開，這樣，PCV10以傳統(tǒng)的方式控制BC19壓力的緩解。
配壓閥42的主要組成包括一逐級活塞60，一逐級彈簧62以及一逐級限制器64。在傳統(tǒng)的直接緩解方式中，如圖5所示，逐級活塞60在其一端68受到來自EMER儲氣罐17的壓力，另一端66受到來自BP13的壓力。除了BP13的壓力，BC19的壓力也可以通過制動缸在PCV10的緩解口72(見附圖7)傳至同一端66。在這種特別的配置中，BC19的壓力，只在PCV10移動到使BC19的壓力通過PCV10的緩解口72連接到配壓閥42的位置時，才與逐級活塞60連通。
如圖5所示，由于在AP37中沒有空氣，RGV41以傳統(tǒng)的直接緩解操作方式進行配置。這允許轉(zhuǎn)換滑閥47被轉(zhuǎn)換彈簧46壓緊。在這種情況下，EMER儲氣罐17，如通常情況從操作部分的緊急充壓部分被充滿，并且在要求加速緩解時，空氣可以從EMER儲氣罐17通過緊急充壓部分流回。在配壓閥42中，BP13的空氣被轉(zhuǎn)換滑閥47的上表面50阻塞，EMER儲氣罐17的空氣通過轉(zhuǎn)換滑閥47的上環(huán)狀通路56連通到逐級活塞60的左側(cè)66。由于EMER儲氣罐17的空氣總在逐級活塞60的右側(cè)，活塞60基本平衡。如圖所示，逐級彈簧62使逐級限制器64離開其底座，允許操作部分的緩解口72和保持管不受限制的連通，這樣，要求進行制動緩解時，它將不受限制，除非由RET23以通常的方式進行限制。
當主AP37中有空氣時，這種情況在附圖6中示出。如圖所示，AP37中的壓力使轉(zhuǎn)化滑閥47向上運動。在這個位置，滑閥47的上表面50打開與BP13的連接，而中間表面52切斷了EMER儲氣罐17與逐級活塞60左側(cè)66的連接。
因此，BP13通過滑閥47的上環(huán)狀通路56與活塞的左側(cè)連通，通過閥44的內(nèi)部通路和一個控制孔70與緊急儲氣罐充壓控制閥75的下側(cè)相連。
最終，滑閥47的下表面54阻塞操作部分緊急儲氣罐充壓口72的連通，這樣，使得EMER儲氣罐17在操作緩解過程中不能轉(zhuǎn)儲至BP13，以便允許控制分級緩解操作必需的BP13的壓力進行逐級存儲。
這種阻塞也會防止EMER儲氣罐17充壓，除非閥75的充壓檢查允許EMER儲氣罐17儲氣罐的壓力超過BP13中的壓力的任何時間進行充壓。
從車廂的角度來看，儲氣罐的充壓和施加制動與傳統(tǒng)的氣動系統(tǒng)沒有不同。但是，施加制動后進行制動緩解時，逐級隔膜65左側(cè)66的壓力比右側(cè)68的壓力低12-30帕，允許作用在隔膜65右側(cè)68的EMER儲氣罐17的壓力克服逐級彈簧62的力，使逐級活塞60向左并且使逐級限制器64保持在其底座上。
而在這時，由于PCV10轉(zhuǎn)換至緩解位置，全部的制動缸壓力連通到逐級限制器64的下側(cè)，作用到限制器64的底座區(qū)，幫助逐級彈簧62使限制器64離開底座。底座直徑、彈簧力和膜片區(qū)被選擇成力使得逐級限制器64離開底座。在這種情況下，膜片的力會稍有過平衡，這樣，允許限制器64抬起，稍稍減少制動缸壓力，直至離開底座的力(隨制動缸壓力的降低而減小)剛好被逐級活塞60的力平衡，這時，逐級限制器64將落座在底座上并防止更進一步的制動缸緩解。
注意，在這種平衡條件下，逐級活塞60的軸力只受EMER儲氣罐17與BP13壓力微分(或在制動緩解過程中獲得的緊急儲氣罐穩(wěn)態(tài)條件下，只受BP13壓力)的影響。這樣BP13中壓力增加將減少微分值，干擾使逐級限制器64保持在底座的平衡，直至制動缸的壓力再一次減少到如前述的限制器64關(guān)閉，但更低的BC19的壓力。
這種動作將在整個制動緩解的過程中持續(xù)，與BP19壓力的逐級升高相一致提供BC19壓力的逐級減少。而且，由于最初的緩解比制動缸的壓力值低5帕，這個差值將保持，完成制動壓力緩解發(fā)生在BP13的壓力比初始值低5-8帕時。這樣可以保證每節(jié)車廂的制動管壓力恢復到初始值時所有的制動將被緩解，允許在帶有逐漸變細制動管的列車操作而不會阻止后部的制動。
由于一些帶有這種系統(tǒng)的列車上有增加的制動管壓力控制，后一特征在一些操作中將比其他的特征重要，將能保證可靠的制動緩解。
在附圖7所示的RGV43的實施例中，BP13可以通過一對充壓控制閥75、77與AUX儲氣罐15及EMER儲氣罐17相連。這就可以保證EMER儲氣罐17的壓力總是相同或高于BP13的壓力，而且AUX儲氣罐15在施加制動后可以更快地充壓。儲氣罐充壓控制閥75、77只允許壓力流體從BP13到儲氣罐15、17沿著一個方向運送。每個充壓控制閥75、77包括一個控制盤79、81，該盤被控制彈簧83、85偏壓到BP13的通口處?？刂茝椈?3、85產(chǎn)生一定的壓力差，在壓力流體傳送到儲氣罐15、17之前，BP13的壓力必須克服該壓力差。特別是，AUX儲氣罐15的控制閥77的控制彈簧85可以是變剛度的以完成其控制PCV10位置的重要功能，關(guān)于施加和緩解的模式，將與RGV43的操作相結(jié)合在下面進行更充分的描述。
如前述的RGV41、43，響應AP37中的壓力和分級緩解方式中的壓力，轉(zhuǎn)換閥44可選擇地介入配壓閥42，或與之分離，將以同樣的方式結(jié)合附圖5-6進行描述。
逐級活塞60每側(cè)的表面，與逐級彈簧62的剛度一起，最好設(shè)計成使得作用在逐級活塞60每側(cè)的力在制動施加的過程中基本平衡，這樣，逐級限制器64在底座中，并且無論何時BC13的壓力減少制動缸中的壓力也不會緩解。如前面結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)所述，BP13的壓力減少將信號通知PCV10施加制動。這樣，當BP13的壓力減少時，PCV10改變到施加位置，并從AUX儲氣罐15提供給BC19一定量的與BP13中的壓力減少成比例的壓力。由于BP13的壓力已經(jīng)減少，EMER儲氣罐17繼續(xù)保持逐級限制器64關(guān)閉，這樣，施加制動時沒有壓力緩解。而隨后BP13中的壓力增加將信號通知PCV10轉(zhuǎn)換到緩解位置，在逐級限制器64之后連通BC19的壓力。BC19的壓力加到了增加的BP13的壓力之上，導致作用在逐級活塞60上制動管側(cè)68的力大于緊急儲氣罐側(cè)66的力。這導致配壓閥42緩解BC19中一定量的壓力。BC19的壓力一直被緩解到逐級活塞兩側(cè)的力再一次相同且逐級限制器64回到其關(guān)閉位置。RGV43緩解BC19的壓力通常作為BP13的一個功能，因為BP13中增加的壓力大約是克服EMER儲氣罐17打開逐級限制器64的壓力差值。當從BC19中緩解了一定量的壓力時，逐級活塞60保持其基本平衡的狀態(tài)。如果，在BC19的壓力分級緩解后，需要更高的制動力，BP13的壓力可以被再次減少，以信號通知PCV10為BC19成比例地提供更多的壓力。當PCV10仍然在施加模式時，BP13中壓力的減少不會影響逐級活塞60，因為EMER儲氣罐17的壓力通常仍保持恒定，且逐級限制器64仍在關(guān)閉位置，這樣，BC19的壓力不會緩解。因此，BC19中的壓力被保持，在不需要每次從BC19排出所有壓力的任何時候，允許制動以遞增量減少或增加制動。
如前面提到的，關(guān)于施加和緩解模式，可以通過利用輔助儲氣罐控制閥77的彈簧系數(shù)，在分級緩解的過程中，對PCV10的位置進行控制。這樣是由于PCV10可以被配置成，響應AUX儲氣罐15和BC19和/或BP13之間的壓力差值，在緩解和施加模式之間轉(zhuǎn)換。通常，PCV10及特別是其上的操作部分，可以通過連接BP13與AUX儲氣罐15防止緩解。但是，在這種情況下，制動缸緩解口72必須直接連接到配壓閥部分42。這種配置中RGV40的操作將在下面結(jié)合固定RGV45進行更詳細的描述。另外，將結(jié)合RGV45的描述對如何利用AUX儲氣罐15的控制閥彈簧85的彈簧系數(shù)控制PCV10的位置進行詳細的說明。
在使用遠端機車或壓縮單元車廂作為制動管控制增加裝置的情況下，車廂上或許沒有鐵路線AP37來操作轉(zhuǎn)換發(fā)布分44。在這種情況下轉(zhuǎn)換將受到BP13壓力改變的影響，如圖3和4所示，BP13將通過線14被連接到RGV40。特別地，BP13的壓力高于貨運列車負載壓力(最大90帕)的部分可被用來信號通知車廂，轉(zhuǎn)換閥部分44應當設(shè)定成分級緩解操作。
如果BP13的壓力在110帕，超過臨界值，譬如95至105帕，圖8-10中所示的操作轉(zhuǎn)換特性的壓力可以被用來改變轉(zhuǎn)換滑閥47到逐級位置，并且不會回到直接緩解操作位置，直至BP13的壓力下降比完全操作制動所需值的大，低于臨界值。
假設(shè)使用完全充滿的BP13的壓力110帕，完全操作平衡將發(fā)生在78.5帕，并且應當允許減少超過15帕。這樣，滑閥47應當在BP13壓力100帕時向上移動，并且不會向下移回，直至壓力減小到低于63帕。附圖8-10所示的配置可以完成這種操作。
參見附圖8，配壓閥部分42與轉(zhuǎn)換閥部分44保持與前述結(jié)合附圖5-7描述其操作的例子一樣。但是，前面用到的連接AP37至滑閥47下側(cè)的通道，在這種情況下，與制動管傳感器(BPS)閥90相連。圖8示出了初始充壓的情況，此時上述通道先通過BPS90閥的導向軸92，進入檢測彈簧94腔單元連通到大氣，在圖中通過上述腔單元的永久連接的排出口標有EX。
注意BP13的壓力通到檢測閥90，在此處壓力作用在檢測膜片96的右手側(cè)，要求軸92向左抵抗預加的檢測彈簧94。在100帕時，來自檢測膜片96的力將克服彈簧94的力向右移動軸92，直至其端部接觸止動導向98，如圖9所示。
附圖9示出軸92已經(jīng)移動到接觸止動導向98的右表面，這樣阻止了至轉(zhuǎn)換滑閥47底部的通道和大氣的連通。任何通過止動導向98的泄漏將被止住，并將沿著上述腔單元在翻轉(zhuǎn)鎖定膜片100的右側(cè)填充到該通道，該通道與上述膜片保持連通。
BP13中壓力進一步稍有增加將克服導向止動彈簧102的力，并開始離開止動導向98，止動導向?qū)⒁疬M一步的動作。這種情況發(fā)生時，翻轉(zhuǎn)鎖定膜片100將增加其對檢測膜片96的力，使止動導向98更加離開其底座并導致軸92快速移動至分級緩解導向位置，如圖10所示。
在該位置上，BP13的空氣既流向翻轉(zhuǎn)鎖定膜片100表面，也流向到轉(zhuǎn)換滑閥47表面的通道，在轉(zhuǎn)換滑閥47的表面克服轉(zhuǎn)換彈簧48的力，將轉(zhuǎn)換閥44變換到分級緩解位置。
如前所述，在逐級位置利用轉(zhuǎn)換滑閥47是分級緩解得以實現(xiàn)，EMER儲氣罐17通過配壓閥部分42的充壓控制閥75進行充壓，并在緩解操作無效期間將料返回BP13。
當BP13的壓力在轉(zhuǎn)換點已經(jīng)被超過后減少時，如前簡述的，必須在施加制動期間，BPS閥90將不會回到其最初的直接緩解位置。只有BP13的壓力已經(jīng)減少到檢測膜片96與翻轉(zhuǎn)鎖定膜片100上力的和低于檢測彈簧94預加值時，BPS閥90才能重新回到直接緩解位置。
由于翻轉(zhuǎn)鎖定膜片100的面積等于或大于檢測膜片96的面積，作用在這對膜片上的壓力必須減至50％或小于引起轉(zhuǎn)換的壓力值。這樣如果100帕的BP13改變BPS閥90至分級緩解位置，BP13的壓力將減小到50帕以下使BPS閥90重新回到直接緩解位置。由于這低于從100帕制動管而來的78帕的完全操作均衡值，見不會發(fā)生無意識地將車廂變換到直接緩解操作。而且，通過增加翻轉(zhuǎn)鎖定膜片100的尺寸，從分級緩解至直接緩解的轉(zhuǎn)換點可以設(shè)定成所需的低值。
上述的BPS閥90可以方便地安裝在操作部分和PCV10的管支架表面之間的填充片上，如圖14所示。
現(xiàn)在，參見附圖11，氣動控制貨運列車制動系統(tǒng)中設(shè)有一個持續(xù)分級緩解RGV45，該閥與可轉(zhuǎn)換操作的RGVs41、43以同樣的方式連接到PCV10。但是，在這種配置中，沒有可選擇的直接緩解方式，且來自BC19的壓力總是以逐級的方式緩解。這樣一個RGV45沒有可供選擇安裝在配壓閥部分42的轉(zhuǎn)換閥46。無論何時信號通知進行緩解時，RGV45總是以逐級方式與BC連通。在這種配置中，AUX儲氣罐15充壓控制閥77可以取消。另外，BC19排出可以沿著從PCV10開始的制動缸排出口72直接設(shè)在配壓閥部分42。在其他方面，RGV45可以如圖5-10所示的可轉(zhuǎn)換操作的RGVs一樣以同樣的方式完成各種功能。例如，逐級活塞60同樣受到BP13的壓力、活塞制動管側(cè)66BC19的排出壓力，以及另一側(cè)68的EMER儲氣罐17的壓力。但一點不同是，BC19的壓力與活塞制動管側(cè)66直接相連。這與可選擇的RGVs41、43相反，逐級限制器64通常只在PCV10在緩解位置，并且通過PCV10的制動缸排出口72將BC19的壓力與配壓閥部分42連通時才受到BC19的壓力作用?？梢詫GV45進行這種改變，使得無論PCV10是否在緩解位置，RGV45都能控制BC19的壓力緩解。這是必要的，由于可能要防止PCV10在BP13的壓力增加以便允許RGV45緩解BC19時緩解。但是，如前面指出的，在可轉(zhuǎn)換操作的RGV43中的輔助充壓控制閥77可以被設(shè)計成，在分級緩解期間，防止PCV10到緩解位置。在這種情況下，由于前述的同樣原因，BC19的緩解必須直接到圖7中的RGV43，類似于圖11中所示的固定RGV45。
如果需要，固定RGV45可以提供一個孔108，該孔將體積相對較小，最好是約90立方英寸，的壓力流體與PCV10操作部分的緊急儲氣罐孔73相連。若操作加速的緩解功能需要，PCV10可以將該部分流體傳送到BP13，這樣，可以在局部將BP13的壓力增加1或2帕并提供緩解保證。
通常，配壓閥部分42緩解的BC19的壓力與BP13壓力的增加成正比。特別是，逐級活塞60通常由EMER儲氣罐17的壓力保持在BC19的壓力可以被緩解的位置上。在逐級活塞60的另一側(cè)，BP13的壓力和BC19的緩解壓力要求活塞60抵抗EMER儲氣罐17的壓力。最初，活塞60每一側(cè)的力基本平衡，這樣，逐級限制器64被緊緊地固定，使得BC19與大氣分離。RGV40設(shè)計成使得逐級限制器64在施加制動的過程中保持在基座上。當由BP13的壓力減少信號通知施加制動時，PCV10從AUX儲氣罐15向BC19提供成比例的壓力流體。
與可轉(zhuǎn)換操作的RGVs不同，在RGV45中，BC19是直接連接到配壓閥42的制動管側(cè)68的。但是，由于BC19的壓力通常與BP13的壓力減少成正比，作用在逐級活塞60兩側(cè)的力仍然保持平衡。一旦已經(jīng)施加制動，如果需要減少BC19的壓力，BP13的壓力可以被提高，這樣為BC19壓力的比例減少輸出信號。BP13中壓力的增加破壞了平衡，克服了EMER儲氣罐17的壓力，使BC19的壓力被緩解。但是，逐級限制器64只將帶開狀態(tài)保持到BC19中的壓力緩解量已經(jīng)與BP13的壓力增加成比例時。發(fā)生這種情況時，由于BP13與BC19的壓力的和再一次與EMER儲氣罐17的壓力相等，逐級限制器64再次回到底座上。這樣，可以看到，從BC19中緩解出來的壓力通常是BP13增加的壓力的函數(shù)。
除了只緩解出BC19壓力的選擇部分以外，RGV40也可以使BC19的壓力在分級緩解之后以遞增的方式增長。例如，隨后需要BC19的壓力增加，BP13壓力的減少可以信號通知PCV10為BC19提供更多的壓力流體。如前所述，BP13壓力減少不會導致BC19壓力緩解。這樣，BC19的壓力通過PCV10也能以遞增的方式增加。而且，由于BC19中已經(jīng)由RGV40保留了一定量的壓力，提供給BC19以增加BC19壓力的額外的壓力流體可以少一些。這種壓力增加之后，若認為再一次需要較少的BC19的壓力，簡單地增加BP13的壓力可以按上述方式完成成比例緩解BC19的壓力。因此，RGV40允許BC19的壓力，根據(jù)需要，向上或向下，以遞增的方式進行調(diào)整。另外，通過保留BC19中一定的壓力，減少了需要來自儲氣罐的壓力流體。
根據(jù)本發(fā)明通過RGV40提供的改進的制動控制以BC壓力與時間關(guān)系圖在附圖12和13中示出。附圖12中的線110實際示出了RGV40如何能以遞增的方式無需完全將BC19連通到大氣地減少BC19的壓力。該圖只示出了通過RGV40緩解BC19的壓力的情況。應當知道，BC19的壓力也能逐步增加(利用PCV10)并再一次逐步降低。在附圖13中，曲線112、114示出了將BC19排放到大氣的兩種傳統(tǒng)方法。曲線112表示將BC19的壓力直接緩解到大氣?？梢?，在幾秒鐘內(nèi)BC19的壓力被完全緩解。在使用RET23的情況下，如曲線114所示，雖然時間長了些，例如，大約6秒，但是最后仍將BC19的壓力完全緩解了。
因此，很容易理解RGV40如何能極大地提高氣動控制貨運列車制動控制系統(tǒng)的制動能力。而且，帶有RGV40的BPC型ECP系統(tǒng)目前具有BCC型ECP系統(tǒng)的優(yōu)點，包括在保證已經(jīng)證明了的氣動控制制動系統(tǒng)的安全性和可靠性的同時，由RGV40提供對制動缸的壓力進行遞增式控制。
附圖14示出了RGV40如何可操作地連接到ABDX(或ABDX-L)型氣動控制閥120上。同樣，也可以使用DB-60閥。由Westinghouse Airbrake Company制造的ABDX型控制閥120包括一個中央管支架部分123，在其一側(cè)連接一個操作部分126，另一側(cè)連接一個緊急部分129。操作部分126控制施加制動的操作，即將施加制動所要求的BC19的壓力將低到預定值之下。來自AUX儲氣罐15的壓力流體通常是施加這種制動操作的壓力流體的來源。緊急部分129和EMER儲氣罐17通常只儲備在列車必須盡可能快地停下的緊急情況所需的量。因此，RGV40設(shè)計成主要用來連接施加制動操作。最好在操作部分126和管支架123之間提供一個接觸盤132。接觸盤132提供所需的全部相互接觸部分，這樣，RGV40只需簡單地連接到接觸盤上。美國專利5,451,099中描述了接觸盤132的例子，該專利已委派給代理人并將在此結(jié)合作為參考。帶有接觸盤和RGV的控制閥可以如附圖3中所示的，結(jié)合到貨運列車制動控制系統(tǒng)中。
系統(tǒng)工作情況例如，附圖7中所示的RGV43的操作，當它被連接到一個帶有如AP37的列車線主儲氣罐管的專列貨車ABDX閥時的操作，將在下面進行更詳細的描述。下述詳細描述只是作為一個例子，使得這樣的RGV的操作可以被更好的理解，但不會限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由說明書后的權(quán)利要求書的全部范圍確定。
RGV45連接到一個ABDX閥，AP37作為一個主儲氣罐管，除非AP37充壓至主儲氣罐的壓力，否則列車制動將自動地以傳統(tǒng)的直接緩解的方式操作。當AP37充到超過105帕時，轉(zhuǎn)換閥44自動加入分級緩解閥43。因此，在需要以分級緩解方式進行操作時，AP37可以被充到主儲氣罐的壓力(約為135帕)。AP37也可以不充壓或充壓到BP13的壓力(最大100帕)，而以直接緩解方式進行操作。
分級緩解當轉(zhuǎn)換閥44激活分級緩解方式時會發(fā)生三件事(1)制動缸緩解通道52的路線從操作部分到RGV閥43，允許RGV閥43根據(jù)BP13的壓力的任何遞增式增加控制緩解；(2)BP13的壓力加入EMER儲氣罐17充壓控制閥75處理緊急狀況后的重新充壓，加入AUX儲氣罐15充壓控制閥77在分級緩解過程中增加對AUX儲氣罐15重新充壓的速度；(3)EMER儲氣罐17與ABDX操作部分斷開，使EMER儲氣罐17與BP13的緩解連接無效，并且使操作加速緩解無效。這就使得在整個列車上BP13壓力的小改變可以從機車和ECP BP13壓力控制單元進行控制(將AP37的壓力作為連續(xù)高壓空氣源)。
當以分級緩解方式操作時，為了增加操作制動缸的壓力，任何時候都可能產(chǎn)生遞增式BP13壓力減少。雖然，初步的快速操作排氣每次進行重復操作將排出BP13的壓力，使壓力至少減少1.5到2帕，BC19的壓力的持續(xù)存在將使任何快速操作限制閥的動作無效。
在此例中，分級緩解操作過程期間控制ABDX閥操作位置，至少有兩種選擇。輔助儲氣罐控制閥彈簧83可以設(shè)為約2.5帕，隨著施加制動，BP13的壓力的最初增加，這將引起操作部分向緩解方向移動。在這種情況下，AUX儲氣罐15能隨BP13壓力增加更快地充壓，但在開始緩解后，壓力差值低于2.5帕時，將通過更加限制的充壓阻流口。
換句話說，AUX儲氣罐15充壓控制閥77的差值可以設(shè)為約0.5帕，低于操作部分的緩解差值，因此允許將BP13的壓力連接到AUX儲氣罐15，以防止PCV10移動到緩解位置。在這種情況下，實際的BC19的壓力線路指向配壓閥部分42和轉(zhuǎn)換閥44，當BC19的壓力減少到約12帕時，也需要切斷與輔助儲氣罐充壓控制閥77的聯(lián)系。這將使PCV10隨著BP13壓力的增加而緩解。目前，人們相信，允許操作部分緩解將是更簡單且更可靠的選擇。
在應用中，整個列車上多個遠距離BPCUs38的分布將允許合理地快速完成制動緩解，即使PCV10設(shè)定在分級緩解操作模式。BPCUs可由AP37的壓力支持。需要進行測試，決定具體的完全緩解的時間，但是這不是一個決定性因素，因為所有的制動將同時緩解，除去了產(chǎn)生不需要的空隙動作的可能性。
在主儲氣罐和BP13之間以及BP13與AUX儲氣罐之間提供的重新充壓阻流器將提供快速反應，但是不會使一個長列車后部主儲氣罐的壓力低于105帕的分級緩解臨界壓力值。AP37使用1-1/2英寸管將增大流量，減少高流量需求期間的壓力梯度。如果必要，分級緩解臨界值可以減小到95帕，而不是105帕，在以直接緩解方式操作時，將BP13的壓力限制到90帕。另一方面，在轉(zhuǎn)換閥部分44可以設(shè)計成帶有較大的滯后，這樣，只要AP37的壓力超過轉(zhuǎn)換壓力，為了使轉(zhuǎn)換閥部分44重新回到直接緩解狀態(tài)，需要將壓力減少到充分低于轉(zhuǎn)換壓力值。
不衰減性由于BP13的壓力將被減少以施加制動，通常不能象直接操作ECP制動那樣、例如BCC型系統(tǒng)，保持儲氣罐完全充滿。在分級緩解過程中，沿著BP13的充壓，在AUX儲氣罐15是逐級性且較快的，系統(tǒng)的不衰減性仍然有所增強。
用于氣動控制閥的GRV接觸面參見附圖14，RGV40，在此例中可以是RGV43，最好安裝在一個位于管支架122和ABDX閥120的操作部分126之間的接觸盤132上，截斷RET23和EMER儲氣罐17端口，并與其他需要的端口相連。轉(zhuǎn)換閥部分44通過作用在轉(zhuǎn)換滑閥47上AP37的壓力操作。當AP37的壓力低于105帕時，轉(zhuǎn)換閥部分保持在直接緩解位置，保持通常情況下到操作部分126全部的氣動連接，包括將BC19的壓力排出到大氣，或RET23的連接。當AP37的壓力高于105帕時，克服轉(zhuǎn)換彈簧48的力，轉(zhuǎn)換滑閥47移動到分級緩解位置，在逐級模式下，該位置測量部分42以BP13壓力的函數(shù)方式控制BC19壓力的排放。
在分級緩解時，幾個端口的連接會發(fā)生改變。EMER儲氣罐17切斷了與操作部分126的連接，以防止隨著緩解，EMER儲氣罐向BP13回流。這也會使加速的緩解操作無效。而且，BP13的壓力會進入緊急和輔助充壓控制閥75、77。這允許EMER儲氣罐17無需通過PCV10就可以進行重新充壓，并且，在操作部分126緩解后，AUX儲氣罐15可以比平常情況更快地充壓。最后，制動缸排出端口73的路線從操作部分126到配壓閥部分42。配壓閥42將BC19的壓力與BP13壓力的遞增式增加成比例地截留或排放。
如果需要，可以如圖6所示，將體積約90立方英寸的少量流體連接到ABDX閥120的操作部分126的EMER儲氣罐端口73。特別是，使用固定RGV45的情況需要如此。如果操作部分126觸發(fā)了加速緩解操作，這些流體會流到BP13，通過局部地補充1或2帕增加BP13的壓力并作為緩解保證特征。
制動缸壓力制動缸壓力圖表—表1示出了對應多種制動管壓力減少，從90帕和110帕起，一些典型的制動缸壓力。
表1分級緩解閥平衡壓力差值控制閥
表中包括用來進行比較的是針對同樣的制動管壓力減少，分級緩解比例閥壓力和控制閥通常提供的標準制動缸壓力。這些壓力非常匹配，這表示制動缸的壓力將通過分級緩解閥，其緩解路徑與為BP13的壓力減少通過控制閥施加壓力時的路徑相同，沒有大的滯后。這允許制動缸壓力進行無差別的遞增式增加和減少，在轉(zhuǎn)變期間不會帶來任何破壞性的步驟。由于本發(fā)明不同的實施例會利用其他的閥，這些閥將根據(jù)特別設(shè)計的配置使用。
隨著緊急氣動制動的施加，緊急儲氣罐將為分級緩解提供一個較低的參考壓力，在比通常情況低的BP13壓力時，將制動缸的壓力完全緩解。隨后儲氣罐需要充分地重新充壓，以存儲通常的分級緩解模式。這不會引起任何大的問題，因為列車在施加緊急緩解過程中一定會停住，在任何情況下系統(tǒng)必須重新充壓。
雖然已經(jīng)詳細敘述了本發(fā)明的某些實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，根據(jù)本發(fā)明所公開的內(nèi)容可以對那些細節(jié)進行各種修改。因此，在此公開的詳細的實施例只是示意性的并不會限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍應當通過下面的權(quán)利要求及其中的任何或全部實施例進行判斷。
權(quán)利要求
1.用于鐵路列車的分級緩解閥，所說鐵路列車帶有一個氣動控制閥、一個制動管、至少一個從上述制動管充壓的儲氣罐以及一個制動缸。上述分級緩解閥包括a.一個配壓閥，控制通常響應制動管壓力改變的制動缸壓力緩解；b.一個轉(zhuǎn)換閥，選擇性地在直接緩解位置和分級緩解位置進行轉(zhuǎn)換；c.上述配壓閥用來在分級緩解位置以分級緩解方式控制制動缸壓力緩解；d.上述轉(zhuǎn)換閥在上述直接緩解位置與上述制動缸分離，這樣上述氣動控制閥控制上述制動缸的壓力緩解。
2.如權(quán)利要求1的分級緩解閥，其還包括一個與上述轉(zhuǎn)換閥和制動管相連的制動管傳感器閥，上述傳感器閥控制位于上述直接緩解位置和分級緩解位置之間的可選擇開關(guān)的轉(zhuǎn)換閥。
3.如權(quán)利要求2的分級緩解閥，還包括上述傳感器閥響應上述制動管中的壓力。
4.如權(quán)利要求3的分級緩解閥，其中的傳感器閥響應第一制動管壓力開關(guān)上述轉(zhuǎn)換閥至上述分級緩解位置，響應第二制動管壓力開關(guān)上述轉(zhuǎn)換法制上述直接緩解位置。
5.如權(quán)利要求4的分級緩解閥，其中的第一制動管壓力大于通常情況下貨運列車制動管壓力，對于典型的貨運列車制動操作系統(tǒng)第二制動管壓力小于通常情況下的制動管壓力。
6.如權(quán)利要求1的分級緩解閥，其中的鐵路列車還有一個帶有流體壓力供應的鐵路線空氣管，并且上述位于上述直接緩解位置和分級緩解位置之間的可選擇開關(guān)的轉(zhuǎn)換閥，響應上述空氣管中的壓力。
7.如權(quán)利要求1的分級緩解閥，其中的至少一個的儲氣罐還包括一個緊急儲氣罐和一個輔助儲氣罐，上述配壓閥排出制動缸的壓力通常作為上述制動管和緊急儲氣罐的壓力差的函數(shù)。
8.如權(quán)利要求7的分級緩解閥，其中的配壓閥還包括一個逐級活塞，逐級活塞在制動管側(cè)至少與制動管壓力連通，逐級活塞在緊急儲氣罐側(cè)至少與緊急儲氣罐壓力連通。
9.如權(quán)利要求8的分級緩解閥，還包括制動缸壓力與上述逐級活塞的制動管側(cè)通過在上述氣動控制閥的一個制動缸緩解口連通。
10.如權(quán)利要求9的分級緩解閥，還包括a.一個逐級彈簧，該彈簧作用在上述逐級活塞制動管側(cè)，逐級活塞的緊急儲氣罐和制動管側(cè)都有相應壓力連通的表面積；b.上述相應表面積上的力與上述逐級彈簧設(shè)計的基本平衡，這樣上述逐級活塞保持在關(guān)閉位置，沒有壓力響應上述制動管壓力減少從上述制動缸裝置中緩解；并且c.上述配壓閥部分響應制動管的壓力以逐級方式緩解制動缸壓力。
11.如權(quán)利要求1的分級緩解閥，還包括位于上述輔助儲氣罐和制動管之間的一個輔助儲氣罐充壓控制閥。
12.如權(quán)利要求11的分級緩解閥，其中的輔助儲氣罐充壓控制閥用來允許上述氣動控制閥在制動管壓力隨著制動施加產(chǎn)生最初的增加時移動到緩解位置。
13.如權(quán)利要求12的分級緩解閥，其中的輔助儲氣罐控制閥壓力值設(shè)為約2.5帕。
14.如權(quán)利要求11的分級緩解閥，其中的輔助儲氣罐控制閥用來防止上述氣動控制閥通過將制動管連接到輔助儲氣罐而緩解。
15.如權(quán)利要求14的分級緩解閥，其中的輔助儲氣罐控制閥壓力值設(shè)為約0.5帕。
16.如權(quán)利要求2的分級緩解閥，其中的轉(zhuǎn)換閥包括帶有一個線圈件的滑閥，一個轉(zhuǎn)換彈簧作用在滑閥的一端，通過制動管傳感閥可轉(zhuǎn)換地開關(guān)位于分級緩解位置和直接緩解位置之間的上述轉(zhuǎn)換閥，制動管壓力連通滑閥的另一端。
17.如權(quán)利要求5的分級緩解閥，其中的轉(zhuǎn)換閥包括帶有一個線圈件的滑閥，一個轉(zhuǎn)換彈簧作用在滑閥的一端，空氣管壓力連通滑閥另一端，用來選擇開關(guān)位于分級緩解位置和直接緩解位置之間的上述轉(zhuǎn)換閥。
18.如權(quán)利要求1的分級緩解閥，其中的氣動控制閥是一個帶有一個管支架、一個緊急部分和一個操作部分的ABDX型氣動控制閥，上述逐級閥部分是可選擇地連接在一個連接盤上的，該連接盤連接在上述操作部分和管支架之間。
19.如權(quán)利要求18的分級緩解閥，還包括一個制動管傳感器閥，該閥可操作地連接到上述轉(zhuǎn)換閥部分以控制其位置。
20.用于鐵路列車的分級緩解閥，上述鐵路列車帶有一個氣動控制閥、一個制動管、至少一個從上述制動管充壓的儲氣罐以及一個制動缸。上述分級緩解閥包括一個配壓閥，該配壓閥與上述制動缸相連并控制其相應于制動管中壓力增加的壓力排放。
21.如權(quán)利要求20的分級緩解閥，還包括上述配壓閥與一個來自于上述至少一個儲氣罐，體積相對較小的流體相連通，當上述氣動控制閥觸發(fā)了加速緩解操作時，上述體積的流體與上述制動管相連。
22.如權(quán)利要求20的分級緩解閥，其中的至少一個的儲氣罐還包括一個緊急儲氣罐和一個輔助儲氣罐，上述配壓閥排出制動缸的壓力通常作為上述制動管和緊急儲氣罐的壓力差的函數(shù)。
23.如權(quán)利要求22的分級緩解閥，其中的配壓閥還包括一個逐級活塞，逐級活塞在制動管側(cè)至少與制動管壓力連通，逐級活塞在緊急儲氣罐側(cè)至少與緊急儲氣罐壓力連通。
24.如權(quán)利要求23的分級緩解閥，還包括制動缸壓力與上述逐級活塞的制動管側(cè)連通。
25.如權(quán)利要求24的分級緩解閥，還包括作用在上述逐級活塞制動管側(cè)的逐級彈簧。
26.如權(quán)利要求25的分級緩解閥，還包括a.逐級活塞的緊急儲氣罐和制動管側(cè)都有相應壓力連通的表面積；b.上述相應表面積上的力與上述逐級彈簧設(shè)計的基本平衡，這樣上述逐級活塞保持在關(guān)閉位置，沒有壓力響應上述制動管壓力減少從上述制動缸裝置中緩解；并且c.上述配壓閥部分響應制動管的壓力以逐級方式緩解制動缸壓力。
27.一種控制列車制動的方法，以產(chǎn)生制動壓力的分級緩解，上述列車帶有一個氣動控制閥、一個制動管、至少一個從上述制動管充壓的儲氣罐以及一個制動缸。上述方法包括a.響應制動管中壓力減少，利用上述氣動控制閥控制上述制動缸的壓力；并b.響應制動管中壓力增加，通過測量上述排放產(chǎn)生制動缸壓力的分級緩解，控制上述制動缸的排放。
28.如權(quán)利要求27的方法，還包括通常將上述排放作為上述至少一個儲氣罐和制動管之間壓力差的函數(shù)進行測量。
29.如權(quán)利要求28的方法，其中的至少一個的儲氣罐還包括一個緊急儲氣罐和一個輔助儲氣罐，上述配壓閥排出制動缸的壓力通常作為上述制動管和緊急儲氣罐的壓力差的函數(shù)。
30.一種控制列車制動的方法，以選擇性地產(chǎn)生制動壓力的分級緩解，上述列車帶有一個氣動控制閥、一個制動管、至少一個從上述制動管充壓的儲氣罐以及一個制動缸。上述方法包括a.響應制動管中壓力減少，利用上述氣動控制閥控制上述制動缸的壓力；以及b.分級緩解方式和直接緩解方式之間選擇生地開關(guān)，分級緩解方式，測量產(chǎn)生制動缸壓力分級緩解，直接緩解方式，氣動控制閥以傳統(tǒng)的方式緩解制動缸壓力。
31.如權(quán)利要求30的方法，還包括通過檢測上述制動管中的壓力，控制在直接緩解位置和分級緩解位置之間的選擇性開關(guān)。
32.如權(quán)利要求30的方法，還包括響應列車提供給鐵路線空氣管的壓力，控制在直接緩解位置和分級緩解位置之間的選擇性開關(guān)。
33.如權(quán)利要求30的方法，其中通過測量產(chǎn)生的制動壓力的分級緩解包括緩解的制動壓力通常作為至少一個儲氣罐和制動管之間的壓力差的函數(shù)。
34.如權(quán)利要求33的方法，其中的至少一個的儲氣罐還包括一個緊急儲氣罐和一個輔助儲氣罐，上述配壓閥排出制動缸的壓力通常作為上述制動管和緊急儲氣罐的壓力差的函數(shù)。
35.如權(quán)利要求30的方法，還包括在制動管壓力增加過程中將上述氣動控制閥保持在施加位置，這樣在測量制動缸的緩解產(chǎn)生制動壓力分級緩解時，可以防止上述氣動控制閥移動到緩解位置。
36.如權(quán)利要求34的方法，其中的氣動控制閥響應上述制動管和輔助儲氣罐之間的壓力差開關(guān)到緩解位置，上述方法還包括a.通過上述配壓閥中的充壓控制閥連通制動管和輔助儲氣罐；且b.提供低于上述壓力差的充壓切斷壓力以防止氣動控制閥開關(guān)到緩解位置。
37.如權(quán)利要求36的方法，還包括提供一個大于上述壓力差的充壓切斷壓力以允許氣動控制閥在施加制動后制動管中的壓力最初增加時開關(guān)到緩解位置。
38.用于鐵路列車的分級緩解閥，上述鐵路列車帶有一個氣動控制閥、一個制動管、至少一個從上述制動管充壓的儲氣罐以及一個制動缸。上述分級緩解閥包括a.一個配壓閥，控制通常響應制動管壓力改變的制動缸壓力緩解；b.一個轉(zhuǎn)換閥，選擇性地在直接緩解位置和分級緩解位置進行轉(zhuǎn)換；c.上述配壓閥用來在分級緩解位置以分級緩解方式控制制動缸壓力緩解；d.上述轉(zhuǎn)換閥在上述直接緩解位置與上述制動缸分離，這樣上述氣動控制閥控制上述制動缸的壓力緩解；且e.一個緊急儲氣罐充壓控制閥允許緊急儲氣罐充壓，緊急儲氣罐的壓力小于制動管中的壓力。
39.如權(quán)利要求38的分級緩解閥，還包括一個與上述轉(zhuǎn)換閥和制動管連通的制動管傳感器閥，該傳感器閥控制在直接緩解位置和分級緩解位置之間可轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)換閥。
40.如權(quán)利要求38的分級緩解閥，其中的鐵路列車還有一個帶有流體壓力供應的鐵路線空氣管，并且上述位于上述直接緩解位置和分級緩解位置之間的可選擇開關(guān)的轉(zhuǎn)換閥，響應上述空氣管中的壓力。
41.如權(quán)利要求38的分級緩解閥，其中的配壓閥還包括一個逐級活塞，逐級活塞在制動管側(cè)至少與制動管壓力連通，逐級活塞在緊急儲氣罐側(cè)至少與緊急儲氣罐壓力連通。
全文摘要
用于貨運列車制動系統(tǒng)的分級緩解閥,適用于鐵路列車,該列車帶有氣動控制閥、緊急儲氣罐和輔助儲氣罐,每個儲氣罐通常通過一個制動管充入壓力流體,流體壓力激活制動缸裝置,對列車施加制動。一個可轉(zhuǎn)換操作的分級緩解閥可包括一個分級緩解閥和一個可選擇介入分級緩解閥響應制動管的上壓力以逐級方式緩解制動缸壓力的轉(zhuǎn)換閥。換句話說,轉(zhuǎn)換閥可以分離分級緩解閥并使氣動控制閥緩解以傳統(tǒng)方式緩解制動缸壓力。轉(zhuǎn)換閥可以響應由遠程氣源的壓力流體供氣的空氣管中的壓力進行操作。在沒有轉(zhuǎn)換閥的情況下,可以提供一個固定分級緩解閥,這時制動缸的緩解總是由分級緩解閥控制。任何一種分級緩解閥的配置都可以應用在ECP貨運列車制動控制系統(tǒng)中。
文檔編號B60T17/04GK1359821SQ0112484
公開日2002年7月24日 申請日期2001年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月28日
發(fā)明者J·E·哈特, T·恩格爾 申請人:西屋氣剎車技術(shù)股份有限公司