駱偉濤

（北京動車段 北京 100000）

淺談CRH2、CRH5型動車組制動系統(tǒng)特性

駱偉濤

（北京動車段 北京 100000）

隨著我國鐵路運輸事業(yè)飛速發(fā)展的全新開展，高速動車組以其安全、準(zhǔn)時、快速、舒適、節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點被廣泛推廣運行。高速動車組是在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，同時也帶動并促進科學(xué)技術(shù)發(fā)展，動車組各部件大量運用高新技術(shù)，特別是在轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)、車體輕量化、列車動力分配、電傳動控制技術(shù)、列車信息網(wǎng)絡(luò)及制動系統(tǒng)都具有各自的高科技含量。

動車組 高新技術(shù) 制動系統(tǒng)

1 CRH2型動車組制動系統(tǒng)特性

（1）動車組制動系統(tǒng)具有操作靈活，作用靈敏可靠，制動減速快，動車組前后車輛制動，緩解一致。動車組在兩端頭車的司機室設(shè)有制動控制器。當(dāng)轉(zhuǎn)動制動手柄時，同軸的凸輪組接通或斷開不同電接點從而形成制動指令，經(jīng)列車信息監(jiān)控系統(tǒng)傳送到每輛車的制動控制裝置，有制動控制裝置的制動控制單元運算，按制動控制規(guī)律控制EP閥電磁部，并經(jīng)中繼閥送出壓縮空氣到增壓氣缸，有基礎(chǔ)制動裝置完成制動作用，CRH2型高速動車組制動系統(tǒng)采用電氣指令是微機控制直通式電控制動，制動指令的接收、處理、電氣制動與空氣制動協(xié)調(diào)配合等，一般都是有微機來完成，動車組各車輛上的制動控制裝置由制動控制單元，EP閥，中繼閥，空重調(diào)整閥，緊急制動電磁閥等組成，載荷調(diào)壓裝置直接來自空氣簧空氣壓力，空氣彈簧壓力通過傳感器轉(zhuǎn)化為與車重相應(yīng)的電信號，制動控制單元根據(jù)制動指令及車重信號計算出所需的制動力，并向電氣制動控制裝置發(fā)出制動信號，電氣制動控制裝置控制電氣制動產(chǎn)生作用，并將實際制動力的等值信號反饋到制動控制器，制動控制器進行計算，并把與計算結(jié)果相應(yīng)的電信號送到中繼閥，中繼閥進行流量放大后，使制動缸獲得相應(yīng)的壓力，拖車常用制動時，制動控制裝置的動作過程與動車的基本相同，但是因為沒有電氣制動，所以不必進行電氣制動與空氣制動的協(xié)調(diào)，所需制動力全部通過EP閥轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的空氣壓力信號，然后由中繼閥使制動缸產(chǎn)生相應(yīng)的制動力。

（2）高速動車組具有動車制動能力，在正常制動過程中，應(yīng)盡量發(fā)揮動力制動能力，以降低運行成本。4M4T的列車編組中T車采用全空氣制動方式，M車，T車基礎(chǔ)制動裝置均采用帶氣壓—油壓變換的增壓氣缸和油壓盤式制動裝置，另外，為減輕閘瓦的磨損，空氣制動采用延遲投入控制方式，制動控制采用1M1T的基礎(chǔ)制動力控制單元，在單元內(nèi)設(shè)置延遲充氣控制，系統(tǒng)對再生制動和空氣制動進行協(xié)調(diào)控制，當(dāng)制動控制器檢測到所生產(chǎn)的制動力不足時，靠電一空聯(lián)合控制以空氣制動力進行補充。

（3）具有足夠的制動能力，保證高速動車組在規(guī)定的制動距離內(nèi)安全停車。動車組制動控制裝置針對于常用制動，快速制動，緊急制動，耐雪制動的制動指令，進行相應(yīng)的制動動作的控制，①常用制動的制動力分為7級控制，實用中使用次數(shù)最多，系統(tǒng)在制動時自動進行延遲充氣控制，M車上產(chǎn)生的電氣再生制動除滿足本車制動力要求外，多余制動力來代替T車的一部分制動力，T車不足時制動力由其空氣制動力補充，從而維持本動拖單元所需要的制動力，并實現(xiàn)和保持規(guī)定減速度。另外具有空重車載荷適應(yīng)功能，按需變化制動力，維持一定的減速度。②快速制動具有比常用制動高1.5倍的制動力，司機操作制動手柄時或動車組未能減速到在閉塞區(qū)間規(guī)定的出口速度時，控制裝置接受ATP，LKJ的指令發(fā)出快速制動動作。③緊急制動時在緊急情況下動車組分離，總風(fēng)壓力不足，制動手柄在取出位發(fā)出動作制動指令，緊急制動沒有空重車載荷調(diào)節(jié)功能。④輔助制動是制動控制裝置發(fā)生故障或制動指令線以及求援時使用，司機操作控制臺上的控制開關(guān)及TC車配電盤輔助開關(guān)便能發(fā)出動作，但與常用制動，快速制動不同，制動系統(tǒng)發(fā)出規(guī)定的制動力，與發(fā)出輔助制動時動車組的速度快慢有關(guān)。⑤耐雪制動是防止下雪時雪塊混進與制動盤和閘片之間而專門設(shè)置的，此時活塞推出，輕輕的壓住，從而消除閘片和制動盤面之間的間隙，防止雪塊進入。該制動作用是在速度110 Km/s以下，操作耐雪制動開關(guān)或操作制動手柄的條件下產(chǎn)生，制動缸壓力設(shè)定在60±20 KPa。

（4）高速動車組各車輛的制動力應(yīng)盡可能一致，制動系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)乘客量的變化，具有自動調(diào)整能力，以減少制動時縱向沖動。從司機室控制臺通過列車信息控制系統(tǒng)的中央裝置，終端裝置，經(jīng)由光纖傳送接收制動指令，以M--T單元制動力控制模式，再加上空重車載荷調(diào)整信號的電空制動控制用32位微機處理器數(shù)字運算方式進行調(diào)整，空氣彈簧壓力經(jīng)過半導(dǎo)體式壓力傳感器進行空電變換得到空重車載荷信號，制動力控制所采用的空重車載荷信息是把每車空氣簧壓力按前后進行比較，在進行空車信號的預(yù)設(shè)保證和重車信號的限幅器處理后使用，根據(jù)制動指令信號在上升，下降時，因為會導(dǎo)致動車組變化急劇的減速，引起列車沖動，為降低沖動，提高乘車舒適度，在制動力計算上采用了降低制動沖動的功能把制動指令信號處理后再輸出。

（5）高速動車組具有速度一黏著的模式控制，防滑保護控制。高速動車組在高速運行下制動時發(fā)生滑行概率相當(dāng)高，因此對動車組來說必須采用充分考慮制動力的控制方法，200 km/高速動車組為減少滑行的發(fā)生，專門采用能實現(xiàn)與黏著曲線相適應(yīng)的制動力控制方式應(yīng)預(yù)先充分考慮到黏著系數(shù)變化，采用較低的計算黏著系數(shù)，而實際黏著系數(shù)則受氣候，軌道面的狀態(tài)的影響會大幅度地降低，在這樣低黏著的條件下制動，輪軌之間很容易產(chǎn)生滑行甚至呈出現(xiàn)車輪被抱死的狀態(tài)，因此，因車輪固點接觸軌面滑行面嚴重磨損軌面，同時引起制動距離的增大，帶來安全問題，還會使乘坐舒適性下降，因此，對輪軌間產(chǎn)生的相對滑行狀態(tài)，應(yīng)盡快檢測到，同時減小制動力更是輪軌間盡快重新恢復(fù)黏著，以防止制動距離延長，為了滿足這一點，動車組采用滑行快速檢測和黏著迅速恢復(fù)的控制方法。

（6）高速動車組具有緊急制動性能，遇有緊急情況時，能使高速動車組在規(guī)定的距離內(nèi)安全停車。在運行中發(fā)生諸如列車分離，制動系統(tǒng)故障，等危及行車安全的事故時，應(yīng)能自動起緊急制動作用，高速動車組由于其高速度運行原因，一旦發(fā)生事故將是毀滅性的，因此，除了要具有高可靠性的設(shè)備外，還要求具備一套高效能制動系統(tǒng)一旦發(fā)生事故征兆，能迅速安全的停車。提高動車組平穩(wěn)操作水平，要認真學(xué)習(xí)和深刻理解高速動車組制動系統(tǒng)構(gòu)造，特性，原理是非常重要的，正確操作高速動車組制動系統(tǒng)是高速動車組平穩(wěn)運行的重要職業(yè)技能。通過在實踐中探索，高速動車組在運行中須降速運行或進側(cè)線時，在操作制動系統(tǒng)時應(yīng)根據(jù)其構(gòu)造原理特性，因優(yōu)先使用粘著特性好的再生制動，根據(jù)制動指令對制動不足部分用空氣制動來補充的原理，動車組再通過分相點無電區(qū)時，（因分相無電區(qū)基本上設(shè)置在進站前閉塞分區(qū)內(nèi)），制動系統(tǒng)將再生制動全部轉(zhuǎn)換為空氣制動，此時若再制動過程中，將產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)換沖動，所以要盡量在分相無電區(qū)前提前制動，使高速動車組在無制動情況下通過分相無電區(qū)。

2 CRH5型動車組制動系統(tǒng)特性

（1）CRH5型動車組制動系統(tǒng)由以下部分組成：基礎(chǔ)制動裝置、常用制動系統(tǒng)、緊急制動系統(tǒng)、乘客報警后備制動。列車上裝有自動測試裝置。司機可從司機室執(zhí)行自動測試，并在監(jiān)視器上查看測試結(jié)果。列車還配有手動制動測試的指示器裝置。

（2）一個由TCMS（列車監(jiān)控系統(tǒng)）控制的直通式電空常用制動系統(tǒng).該系統(tǒng)的制動力取決于制動指令信號和電空制動性能。一個用于救援運行的自動式間接制動系統(tǒng)，提供冗余緊急制動。通過自動制動管（間接制動）可實現(xiàn)列車在救援模式下運行。制動系統(tǒng)是一個微處理器，具有廣泛的管理功能，用于控制、管理和診斷制動過程中所涉及的所有設(shè)備（除停放制動設(shè)備外）。間接制動適用于本地要求，直接緩解控制器可在常用制動和緊急制動中實現(xiàn)救援功能。該系統(tǒng)完全獨立于由制動管理系統(tǒng)通過微處理器控制的主常用制動系統(tǒng)。制動管理系統(tǒng)控制以下制動系統(tǒng)：微處理器控制的直接電空常用制動。電制動優(yōu)先使用。車輪防滑保護，常用制動應(yīng)優(yōu)先采用電制動，以使摩擦制動的磨損最小化。根據(jù)輪軌粘著力限值下要求達到的制動力，消耗的制動力最好應(yīng)施加在非動力拖車軸上。

（3）列車常用制動系統(tǒng)采用電空混合制動模式，電制動優(yōu)先。當(dāng)列車施加常用制動時，可控制減速并通過將制動手柄至預(yù)設(shè)位置將列車停車。作用于驅(qū)動軸上的電制動屬于再生制動。該類制動僅在施加常用制動或列車以設(shè)定速度運行時執(zhí)行。制動系統(tǒng)與車載列車監(jiān)控系統(tǒng)接口。緊急制動情況下。牽引和電制動器被隔離?？諝庵苿悠魍ㄟ^將制動管內(nèi)壓力排入大氣施加最大制動力。所有車輛均裝有一個乘客報警制動系統(tǒng)，每個客室設(shè)有兩個制動手柄。司機可屏蔽乘客報警動作。電子控制單元故障情況下，列車可通過間接后備制動管施加制動。之后可由制動管內(nèi)的壓力控制制動，可通過安裝在司機臺上的時間控制制動閥調(diào)節(jié)壓力?？赏ㄟ^后備制動器的手動操作杠桿激活制動。

On the Performance of the Brake System of the CRH2 and CRH5

LUO Wei-tao
(Beijing EMU Depot Beijing 100000 China)

As China’s railway industry develops, the high speed EMUs are widely promoted because they are safer, punctual, fast, comfortable, energy efficient and greener. The high speed EMUs are developed on the basis of modern technologies, and at the same time have also promoted the development of technologies. The parts of the EMUs have adopted many new technologies, especially in the bogie structure, car weight lightening, power distribution, electric drive control, and train network and brake system.

high speed EMUs new technology brake system

A

1673-1816(2014)04-0051-03

2014-10-17

駱偉濤（1985－），男，漢，學(xué)士，工程師，研究方向車輛動車組。