[发明专利]一种用于轮轨制动的控制系统和控制方法

说明书

一种用于轮轨制动的控制系统，包括控制计算单元；包括控制计算单元、防滑阀和制动缸；所述控制计算单元被设置有速度差的门限值，所述速度差的门限值的取值设置为使制动过程中的黏着力系数值能够进入在第一峰值点之后的黏着再上升阶段；当制动过程中实际所述速度差大于等于所述速度差的门限值时，触发所述系统执行制动防滑，所述控制计算单元发出指令，所述指令为打开防滑阀，使得制动缸压力下降，进入排风阶段。通过设置速度差的门限值，使黏着曲线随着蠕滑率的增加出现黏着再上升阶段，动车可利用黏着再上升阶段中的黏着力系数值来进行制动，更好的降低了制动距离，又能有效避免车轮踏面擦伤。

技术领域

本发明涉及动车控制领域，特别是涉及一种用于轮轨制动的控制系统和控制方法。

背景技术

目前国内外动车组制动以轮轨黏着制动为主，即利用车轮与轨面之间的黏着力进行制动，实际制动力的发挥取决于轮轨之间黏着力的大小，随着动车组运行速度的提高，轮轨之间的可利用黏着力系数降低，车轮滑行概率增大。在轨面潮湿情况下，当轮轨之间的黏着力小于动车组实际需要的制动力时，轮对将产生滑行甚至擦伤，并导致制动距离延长甚至产生动车组冒进风险。

制动防滑控制就是为了有效利用轮轨间黏着以缩短不利黏着条件下的制动距离、并尽可能避免轮对擦伤而采取的控制技术，是动车组制动系统的核心技术，也是制动系统开发的重点和难点。

具体来说，在未判断为“滑行”的状态下，制动防滑系统不动作；在制动力即将超过黏着力时(此时制动防滑系统判断为“滑行”状态)，则触发防滑器对制动缸排风减压，降低制动力，使车轮继续处于滚动(或滚滑)状态，避免车轮滑行；并且，防滑器采用微处理器的控制手段，被触发后通过对制动缸压力反复进行减压、保压和升压控制，调节制动力的变化，最大限度地利用轮轨间黏着，从而，制动防滑系统对制动力的控制既要能防止滑行，又要不致使制动力损失过大。

因此，关键是制动防滑系统在什么时候判断为“滑行”，判断早了，会使制动力损失过大，无法充分利用轮轨间黏着，使制动距离延长较大；判断晚了，就会产生滑行，造成踏面擦伤，起不到防滑作用。动车组的制动防滑系统在判断是否存在“滑行”时，主要依据的是速度差、减速度、滑移率、减速度微分等，其中速度差采用得较为普遍，所述速度差指的是列车的车速与轮对轴速的差值，可以表示为Δv＝v_车-v_轮。当该速度差超过作为滑行判断依据的速度差门限值，则判断为“滑行”，进而触发防滑器执行防滑动作。

然而，目前制动防滑系统的开发基于轮轨黏着特性，将滑行判断依据的速度差的门限值设置过小，一般限制在30km/h-40km/h以内，不能充分利用时速 300公里以上速度下的轮轨黏着以缩短制动距离。

未来下一代时速400公里高速动车组将在既有高速铁路上运行，为保证行车安全，要求以400km/h运行时的紧急制动距离与既有复兴号动车组350km/h 运行时的指标相当，即6500m。这对时速400公里高速动车组制动系统研制和黏着利用提出了挑战。高速列车雨、雪天气下制动黏着及利用是属于大蠕滑问题，然而，目前对于时速400公里速度下制动大蠕滑黏着行为的特点和产生机理研究几乎是空白。

发明内容

(一)申请目的

有鉴于此，本发明提出了一种用于轮轨制动的控制系统，以解决现有技术中动车在潮湿轨面特别是后期动车车速大幅提升的情况下的制动过程中，已经不能再满足制动距离的技术要求的问题。

(二)技术方案

本申请公开了一种用于轮轨制动的控制系统，包括控制计算单元、防滑阀和制动缸；所述控制计算单元被设置有速度差的门限值，并检测和计算制动过程中实际的所述速度差;当制动过程中实际所述速度差大于等于所述速度差的门限值时，触发所述系统执行制动防滑，所述控制计算单元发出指令，所述指令用于打开防滑阀，使得制动缸压力下降，进入排风阶段。