高速動(dòng)車組相互救援不切除制動(dòng)的試驗(yàn)研究

錢(qián)耀東

(太原鐵路局 大西高速綜合試驗(yàn)段指揮部， 山西忻州 034000)

當(dāng)高速動(dòng)車組線上故障無(wú)法運(yùn)行時(shí)，又無(wú)法依靠自身動(dòng)力獨(dú)立運(yùn)行，就需要由機(jī)車或其他動(dòng)車組牽引進(jìn)行救援回送操作。在動(dòng)車組牽引模式下，如果僅由救援車承擔(dān)全列所有制動(dòng)力，救援車輪軌間的制動(dòng)黏著利用在一定速度條件下將很快趨近黏著上限，這會(huì)直接影響救援回送時(shí)的安全和運(yùn)行效率。

按照目前《中國(guó)鐵路總公司CRH系列動(dòng)車組相互救援暫行作業(yè)辦法》(鐵總運(yùn)[2016]37號(hào))要求，CRH2系列動(dòng)車組被其他系列動(dòng)車組救援時(shí)，須切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)；救援其他系列動(dòng)車組時(shí)，被救援動(dòng)車組須切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)。從動(dòng)車組應(yīng)急處置和救援來(lái)分析，主要存在問(wèn)題是：一應(yīng)急處置時(shí)間長(zhǎng)。切除動(dòng)車組全列制動(dòng)，而后還要進(jìn)行人工滾動(dòng)試驗(yàn)確認(rèn)，需增加用時(shí)50 min。二應(yīng)急處置步驟繁瑣。需關(guān)閉多個(gè)閥門(mén)、開(kāi)關(guān)旋鈕及手動(dòng)緩解停放制動(dòng)，對(duì)隨車機(jī)械師素質(zhì)要求較高，處置不當(dāng)易發(fā)生"軸抱死"故障。三救援限速低。因被救援動(dòng)車組不參與制動(dòng)，需限速60 km/h，救援過(guò)程中嚴(yán)重影響救援效率。

目前太原局配屬的動(dòng)車組型號(hào)是CRH2A統(tǒng)型、CRH380A統(tǒng)型(屬CRH2系列短編組)和CRH5A(屬CRH5系列短編組)動(dòng)車組，為驗(yàn)證CRH2系列短編動(dòng)車組在不切除制動(dòng)的情況下與其它車型動(dòng)車組相互救援的可行性，我們利用CRH380A統(tǒng)型和CRH5A型動(dòng)車組，對(duì)被救援動(dòng)車組不切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)進(jìn)行研究，并在大西高鐵進(jìn)行了相互救援線路實(shí)踐驗(yàn)證試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)依據(jù)及方案

1.1 技術(shù)依據(jù)

CRH2系列動(dòng)車組救援其他動(dòng)車組時(shí)，總風(fēng)管供風(fēng)，司機(jī)采取制動(dòng)時(shí)，CRH2系列動(dòng)車組通過(guò)救援指令器控制，將風(fēng)壓持續(xù)穩(wěn)定總風(fēng)供風(fēng)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)變化風(fēng)壓的列車管供風(fēng)，通過(guò)列車管供風(fēng)變化控制CRH5A型動(dòng)車組制動(dòng)。CRH2系列動(dòng)車組被CRH5A型動(dòng)車組救援時(shí)，CRH2系列動(dòng)車組通過(guò)制動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置將列車管風(fēng)壓變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，控制列車制動(dòng)。

CRH380A統(tǒng)型與CRH5A型動(dòng)車組相互救援時(shí)，機(jī)械車鉤可直接連掛，并且相互之間通過(guò)電氣車鉤正常連掛、網(wǎng)絡(luò)能夠正常配置、安全環(huán)路和硬線控制電路建立互通以及救援制動(dòng)指令傳輸正確，當(dāng)救援動(dòng)車組能控制被救援動(dòng)車組常用制動(dòng)時(shí)，被救援動(dòng)車組可不切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)。

1.2 試驗(yàn)方案

為充分驗(yàn)證CRH380A統(tǒng)型與CRH5A型動(dòng)車組相互救援不切除制動(dòng)的可行性，特制定了兩套相互救援工況的方案：

方案1：CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組救援CRH5A動(dòng)車組試驗(yàn)，CRH5A動(dòng)車組不切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)；

方案2：CRH5A動(dòng)車組救援CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組試驗(yàn)，CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組不切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)。

2 試驗(yàn)及分析

2.1 試驗(yàn)概況

2017年8月11至12日在太原南至祁縣東區(qū)段進(jìn)行了CRH380A 2847動(dòng)車組與CRH5A5084動(dòng)車組連掛相互救援時(shí)不切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)的線路試驗(yàn)，在60,90,120 km/h不同速度等級(jí)下試驗(yàn)動(dòng)車組相互救援的牽引制動(dòng)工況及自動(dòng)過(guò)分相裝置的可靠性，監(jiān)測(cè)連掛端車鉤的運(yùn)行狀態(tài)。制動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行1個(gè)往返7次試驗(yàn)，對(duì)CRH380A 2847動(dòng)車組1車、2車、7車、8車進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集，檢測(cè)動(dòng)車組總風(fēng)、停放缸、制動(dòng)供給風(fēng)缸以及列車管壓力情況，同時(shí)對(duì)CRH5A5084動(dòng)車組1車、3車(拖車)、6車(拖車)、8車進(jìn)行了制動(dòng)缸壓力數(shù)據(jù)采集，檢測(cè)動(dòng)車組列車管、制動(dòng)缸壓力情況。

2.2 試驗(yàn)驗(yàn)證及分析

2.2.1CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組救援CRH5A型動(dòng)車組試驗(yàn)

具體試驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容如表1所示。

(1)試驗(yàn)項(xiàng)目為11‰下坡道60 km/h制動(dòng)初速度的B7制動(dòng)級(jí)位試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如圖1、2所示，CRH5A5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力如表2所示：

表1 CRH380A 2847動(dòng)車組救援CRH5A 5084動(dòng)車組試驗(yàn)*

*CRH380A 2847(1→8)+CRH5A5084(1→8)動(dòng)車組重聯(lián)，CRH380A 2847列1車主控。

圖1 CRH380A 2847 1、2車數(shù)據(jù)

圖2 CRH380A 2847 7、8車數(shù)據(jù)

表2 CRH5A 5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力 kPa

(2)試驗(yàn)項(xiàng)目為14.7‰下坡道90 km/h制動(dòng)初速度的B7制動(dòng)級(jí)位試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如圖3、4所示，CRH5A5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力如表3所示。

(3)試驗(yàn)項(xiàng)目為平直道120 km/h制動(dòng)初速度的B7制動(dòng)級(jí)位試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如圖5、圖6所示，CRH5A5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力如表4所示。

圖3 CRH380A 2847 1、2車數(shù)據(jù)

圖4 CRH380A 2847 7、8車數(shù)據(jù)

表3 CRH5A 5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力 kPa

(4)試驗(yàn)項(xiàng)目為5.8‰下坡道120 km/h制動(dòng)初速度的B7制動(dòng)級(jí)位試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如圖7、8所示，CRH5A5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力如表5所示。

圖5 CRH380A 2847 1、2車數(shù)據(jù)

圖6 CRH380A 2847 7、8車數(shù)據(jù)

表4 CRH5A 5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力 kPa

圖7 CRH380A 2847 1、2車數(shù)據(jù)

圖8 CRH380A 2847 7、8車數(shù)據(jù)

表5 CRH5A 5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力 kPa

從數(shù)據(jù)圖分析得知，以上4項(xiàng)試驗(yàn)在不同坡度和不同速度條件下，在試驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組司機(jī)施加B7級(jí)制動(dòng)停車，停車過(guò)程中總風(fēng)壓力、停放制動(dòng)壓力保持平穩(wěn)狀態(tài)，制動(dòng)缸壓力根據(jù)制動(dòng)手柄發(fā)出的制動(dòng)級(jí)位進(jìn)行控制，壓力上升較快，BP管減壓量根據(jù)制動(dòng)手柄控制，減壓量控制正常，減壓速度較制動(dòng)缸壓力上升速度略慢，列車速度下降平穩(wěn)，無(wú)突變現(xiàn)象。

對(duì)應(yīng)CRH5A型動(dòng)車組列車管壓力均可減壓約180 kPa，輸出最大常用制動(dòng)力。根據(jù)前方CRH380A統(tǒng)型救援車輛的BP管減壓控制，CRH5A型動(dòng)車組均可根據(jù)對(duì)應(yīng)減壓量逐漸施加對(duì)應(yīng)級(jí)別制動(dòng)，列車速度下降平穩(wěn)，無(wú)突變現(xiàn)象，過(guò)程中未報(bào)出任何故障信息。

CRH380A統(tǒng)型救援CRH5A：在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，車輛無(wú)明顯異常，但制動(dòng)初期車鉤有明顯壓縮，但無(wú)明顯跳頭現(xiàn)象，這說(shuō)明：通過(guò)BP救援轉(zhuǎn)換裝置將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為空氣信號(hào)存在一定滯后現(xiàn)象。

2.2.2CRH5A型動(dòng)車組救援CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組試驗(yàn)

具體試驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容如表6所示。

(1)試驗(yàn)項(xiàng)目為9.5%下坡道60 km/h制動(dòng)初速度的最大減壓量(180 kPa)制動(dòng)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如圖9、圖10所示，CRH5A5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力如表7所示。

表6 CRH5A 5084動(dòng)車組救援CRH380A 2847動(dòng)車組試驗(yàn)*

注：CRH380A 2847(1→8)+CRH5A5084(1→8)動(dòng)車組重聯(lián)，CRH5A5084列8車主控。

圖9 CRH380A 2847 1、2車數(shù)據(jù)

圖10 CRH380A 2847 7、8車數(shù)據(jù)

表7 CRH5A 5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力 kPa

(2)試驗(yàn)項(xiàng)目為平直道90 km/h制動(dòng)初速度的最大減壓量(180 kPa)制動(dòng)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如圖11、12所示，CRH5A5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力如表8所示。

圖11 CRH380A 2847 1、2車數(shù)據(jù)

圖12 CRH380A 2847 7、8車數(shù)據(jù)

表8 CRH5A 5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力 kPa

(3)試驗(yàn)項(xiàng)目為4.5‰下坡道120 km/h制動(dòng)初速度的最大減壓量(180 kPa)制動(dòng)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如圖13、14所示，CRH5A5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力如表9所示。

圖13 CRH380A 2847 1、2車數(shù)據(jù)

圖14 CRH380A 2847 7、8車數(shù)據(jù)

表9 CRH5A 5084動(dòng)車組制動(dòng)缸壓力 kPa

從數(shù)據(jù)圖分析得知，以上3項(xiàng)試驗(yàn)在不同坡度和不同速度條件下，試驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)CRH5A動(dòng)車組司機(jī)拉動(dòng)備用制動(dòng)手柄使列車管減壓約180 kPa時(shí)，施加最大常用制動(dòng)力，制動(dòng)停車過(guò)程中，列車速度下降平穩(wěn)，無(wú)突變現(xiàn)象，過(guò)程中未報(bào)出任何故障信息。

對(duì)應(yīng)CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組均輸出了B7級(jí)制動(dòng)，總風(fēng)壓力、停放制動(dòng)壓力保持平穩(wěn)狀態(tài)，制動(dòng)缸壓力跟隨BP管減壓量來(lái)進(jìn)行控制，跟隨性校好，制動(dòng)列車速度下降平穩(wěn)，無(wú)突變現(xiàn)象。

CRH5A救援CRH380A統(tǒng)型：在整個(gè)試試過(guò)程中車輛制動(dòng)較平穩(wěn)，未出現(xiàn)沖動(dòng)及跳頭現(xiàn)象，這說(shuō)明：通過(guò)救援轉(zhuǎn)換裝置將空氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，CRH380A統(tǒng)型各車同時(shí)制動(dòng)，無(wú)滯后現(xiàn)象。

3 結(jié)論及建議

3.1 試驗(yàn)結(jié)論

以上試驗(yàn)得知，CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組與CRH5A型動(dòng)車組相互救援功能正常，整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中列車減速平穩(wěn)，僅在兩列車初始制動(dòng)及停車時(shí)因制動(dòng)響應(yīng)及減速度設(shè)定差異導(dǎo)致產(chǎn)生一定的沖擊,運(yùn)行過(guò)程中車鉤無(wú)異常沖擊、擺動(dòng)及沖擊的情況。通過(guò)此次試驗(yàn)驗(yàn)證，認(rèn)為CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組與CRH5A型動(dòng)車組相互救援不切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)的方案可行，限速能提高至120 km/h,可縮短救援時(shí)間，提高救援效率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組的安全高效救援。

3.2 運(yùn)用建議

CRH380A統(tǒng)型與CRH5A型動(dòng)車組相互救援時(shí)，提出以下建議：

(1)CRH5A型動(dòng)車組、CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組被救援時(shí)，均不必切除空氣制動(dòng)和停放制動(dòng)。

(2)相互救援時(shí)，前端機(jī)械車鉤可直接連掛，且救援動(dòng)車組能控制被救援動(dòng)車組常用制動(dòng)，救援限速可提高至120 km/h。

(3)救援過(guò)程中救援動(dòng)車組司機(jī)應(yīng)避免制動(dòng)與牽引之間快速切換，做到平穩(wěn)操縱，應(yīng)盡量避免實(shí)施最大常用制動(dòng)及緊急制動(dòng)。

(4)優(yōu)化CRH380A統(tǒng)型與CRH5A型動(dòng)車組相互救援操作步驟，進(jìn)一步提高動(dòng)車組救援效率。