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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