有轨电车制动系统方案设计(5)

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3.1.3模拟型EP阀及其控制

模拟制动控制阀EP电空变换阀属于控制阀的一种，其作用是把制动控制单元BCU所发出的对应制动力的电流指令变换为空气压力，由于受电磁阀的控制，其空气压力能连续且无级的变化，此压力作为控制信号控制中继阀的供风、排风的工作空气压力。

EP电空变换阀由电磁铁部、供气部和排气部够成，电流通过电磁铁线圈时产生吸引力打开供气阀，而供给压力空气，同时压力空气返回到电空变换阀的膜板室，将呈出与电磁阀的吸引力平衡状态时会关闭供气阀，只要改变经过电磁铁线圈的电流大小，就能控制电磁阀吸引力的大小，进而可以任意设定空气压力。 3.1.3.1作用原理 1.制动位

当接受到电气指令，电磁阀励磁，柱塞动作使排气活塞上升，排气活塞在上升过程中，使供排气阀接触排气阀座而关闭排气孔后，压力空气从上部将供、排气阀顶开，供排气阀由供气阀脱离，从供气管路a输送过来的空气流到中继阀管路b，称为中继阀的预控压力。同时，压力空气流入到膜板上面的气室，将达到电气指令所需的压力，膜板及排气活塞被它下压，接触到排气阀座，而关闭供气通路，达到平衡位置。

到平衡状态后，若增加指令电流，电磁阀的输出力使柱塞克服膜板承受的压力，上顶排气活塞，产生上述相同作用，空气流到b口通向中继阀，当中继阀管的压力达到指令电流对应的压力，就关闭供气管路，再回到平衡位置，形成阶段制动。

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1-电磁阀 2-柱塞 3-排气活塞 4-供排气阀 5-膜板

图3-5 EP阀原理图

图3-6 EP阀动作示意（充气制动位）

2.保压位

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在平衡状态，输出侧平衡腔有与输出相同的空气压力，因此，电磁阀向上的压力大于膜板上方的空气压力，故供排气阀经过排气活塞被柱塞上顶，同时自动开始供气，直到平衡腔的压力达到规定值，形成保压位，在该位，如果出现泄露，能够自动补风。 3.缓解位

达到平衡状态后，若指令电流下降，电磁阀的输出力小于膜板承受的压力，下压排气活塞，与供排气阀脱离，中继阀管b的空气经过排气活塞内的通路d以及c，经过排气管路排到大气，形成阶段缓解。

中继阀管的压力，即平衡腔的压力降低到等于指令电流对应的压力，排气活塞就开始上升，排气阀座落到供排气阀，使排气管路关闭，重新回到平衡位置。若指令电流归零，电磁阀的输出也为零，排气活塞受到膜板上方压力，下移使排气阀座脱离供排气阀，中继阀管路b得压力空气通过d、c通路排入大气，形成一次彻底缓解。

图3-7 EP阀动作示意（保压位）

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图3-8 EP阀动作示意（排气缓解位）

3.1.3.2模拟型EP阀的控制

控制模拟型EP阀的驱动电流，就能够控制电空制动力，模拟型EP阀的特点是必须有驱动电流控制装置，在制动控制单元BCU，这是由微机进行精确的电流控制的。

模拟型EP阀的优点是只要提供驱动电流，就能够产生与电流大小成比例的空气压力，很容易形成不通过微机就能够实现的备用制动。

模拟型EP阀的缺点表现在两个方面，一是其响应、控制精度与EP阀的结构及性能关系很大，必须完善控制方法才能得到较好的控制精度和响应特性；二是存在特性滞后。

由于模拟型EP阀的结构中存在多方面的非线性因素，如移动间隙、干摩擦、膜板和弹簧弹性的非线性等，引起控制电流增大行程和减小的返回行程，同样电流对应的输出空气压力不等的现象。滞后特性引起的制动力与制动指令的不唯一性，可以采用输出电流值补偿方法，消除电空变换阀的自身带来的滞后，通过这种补偿控制，同时也能消除后续空气压力控制阀尤其是中继阀结构特性的滞后。

制动缓解时，为了使电空变换阀准确的处于缓解位，系统对电空变换阀电磁阀励

西南交通大学本科毕业设计（论文） 磁电流进行电流偏差控制。

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3.1.4中继阀原理

在制动控制单元BCU中，计算机完成了电气控制量到空气空置量的转换后，需要一个空气通路断面较大，能够通过较大风量的输出元件，这个功能通常由一个专用的空气压力控制阀——中继阀来完成。

图3-9为只具有完成比例放大，并不具备压力运送功能的中继阀。该中继阀为双膜板结构，上膜板的下腔引入来自EP阀的常用制动预控压力，下膜板的下腔引入来自紧急电磁阀的紧急制动预控压力，两张扁平膜板的有效面积相同，具有高位优先功能。由于这样两种压力（高位优先压力和二次压力）的相差，供排气阀杆滑动，从而执行供气阀的开闭以及二次压力的供给或排气。

制动位：控制信号压力（AC1、AC2）通到下膜板的上下腔，供排气阀杆上移打开供气阀，来自制动风缸的压力空气（一次压力），经供气阀和供气阀座开口部变为二次压力空气（BC）流出送往制动缸管，制动缸压力上升，供排气阀为供气位，中继阀处于制动位，如图3-10所示。

图3-9 中继阀原理图