孫揚(yáng) 王宏志

摘要：近幾年來(lái)，隨著國(guó)家軌道車輛事業(yè)的高速發(fā)展，高速動(dòng)車組的運(yùn)行安全備受關(guān)注，作為影響行車過(guò)程中旅客舒適度的重要部件，空調(diào)系統(tǒng)越來(lái)越受到重視。本文通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)車組空調(diào)系統(tǒng)的淺析，對(duì)系統(tǒng)的原理、參數(shù)、通訊、控制、功能進(jìn)行分析及研究，加深對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)車組空調(diào)系統(tǒng)的理解。

關(guān)鍵詞：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組;空調(diào);制冷

隨著生活水平的提高，人們對(duì)舒適性的要求越來(lái)越高了?？照{(diào)系統(tǒng)是控制列車舒適性指標(biāo)的一個(gè)重要的功能性系統(tǒng)，對(duì)于高速列車而言，空調(diào)系統(tǒng)既是對(duì)“溫濕度”與“氣流速度”基本的空調(diào)舒適性指標(biāo)的控制，也對(duì)車內(nèi)“壓力變化率”的控制并成為高速列車不可忽視的舒適性指標(biāo)。

1.空調(diào)系統(tǒng)原理

為保證給旅客提供舒適的乘坐環(huán)境，空調(diào)系統(tǒng)將從外界引入的新風(fēng)，與車內(nèi)的循環(huán)空氣進(jìn)行混合后進(jìn)入空調(diào)機(jī)組，經(jīng)空調(diào)機(jī)組制冷或加熱處理后輸送和分配到客室，同時(shí)將客室內(nèi)一部分污濁的空氣經(jīng)廢排風(fēng)道和廢排單元排出到車外。為保證乘客的生命安全，由于動(dòng)車組為全封閉動(dòng)車組，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)的交流電源失效時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)由蓄電池通過(guò)逆變器給風(fēng)機(jī)供電，從而向車內(nèi)送入新風(fēng)。

動(dòng)車組的空調(diào)系統(tǒng)除了可以給乘客提供新鮮空氣外，它的另一項(xiàng)功能就是保證車廂內(nèi)維持適當(dāng)?shù)臍鈮?，即?dāng)動(dòng)車組在車外氣壓發(fā)生明顯變化時(shí)，如兩列動(dòng)車組匯車及進(jìn)入隧道時(shí)壓力波會(huì)緊急關(guān)閉外界風(fēng)門將車廂內(nèi)氣壓維持在一個(gè)讓乘客感到舒適的水平。

2.空調(diào)系統(tǒng)的通訊

每車設(shè)有一臺(tái)空調(diào)控制器，司機(jī)室空調(diào)控制與頭車客室空調(diào)控制集成在一個(gè)控制器內(nèi)，空調(diào)控制器通過(guò)MVB接口與中央車輛控制系統(tǒng)（CCU）進(jìn)行通訊，中央車輛控制系統(tǒng)（CCU）控制空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)與停止，空調(diào)控制器負(fù)責(zé)與中央車輛控制系統(tǒng)（CCU）進(jìn)行MVB通訊接收中央車輛控制系統(tǒng)（CCU）的控制命令，空調(diào)控制器根據(jù)車內(nèi)外溫度變化按照設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行客室內(nèi)的溫度及濕度調(diào)節(jié)，控制空調(diào)系統(tǒng)各部件的運(yùn)行，同時(shí)進(jìn)行故障記錄并通過(guò)MVB發(fā)送到中央車輛控制系統(tǒng)（CCU）。

3.空調(diào)系統(tǒng)的控制

3.1列車級(jí)控制

3.1.1全列空調(diào)的集中控制

當(dāng)列車運(yùn)行過(guò)程中空調(diào)控制器及網(wǎng)絡(luò)均處于正常狀態(tài)的情況下，司機(jī)及乘務(wù)員可通過(guò)司機(jī)室HMI屏或乘務(wù)員室的HMI屏進(jìn)行全列空調(diào)的集中控制，包括全列空調(diào)的自動(dòng)開啟、通風(fēng)、緊急通風(fēng)、緊急關(guān)閉、空調(diào)停機(jī)、溫度調(diào)節(jié)的功能。這里需要注意的是在HMI屏上控制的各個(gè)工況實(shí)際是網(wǎng)絡(luò)控制方式，是通過(guò)MVB線將信息傳遞給各個(gè)車廂的空調(diào)控制器，因此在這種集中控制方式上要保證各個(gè)車廂的網(wǎng)絡(luò)通訊及空調(diào)控制器是完好的。

3.1.2全列空調(diào)的緊急通風(fēng)控制

當(dāng)列車運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)中壓故障并且空調(diào)控制器失效的情況下，司機(jī)可通過(guò)司機(jī)室的全列緊急通風(fēng)硬線開關(guān)進(jìn)行全列緊急通風(fēng)運(yùn)行，保證車廂內(nèi)有新鮮的空氣供給，此時(shí)列車的新風(fēng)、廢排風(fēng)門處于打開狀態(tài)，回風(fēng)風(fēng)門處于關(guān)閉狀態(tài)，也就是說(shuō)車輛處于全新風(fēng)模式。

3.2車輛級(jí)控制

3.2.1單車客室空調(diào)手動(dòng)控制

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或空調(diào)控制器發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)各個(gè)車廂的空調(diào)工況選擇開關(guān)進(jìn)行控制，控制檔位有：全冷、半冷、自動(dòng)、通風(fēng)、半暖、全暖、空調(diào)關(guān)。

3.2.2單車客室空調(diào)自動(dòng)控制

單車空調(diào)系統(tǒng)的獨(dú)立自動(dòng)控制功能，主要包括預(yù)冷、預(yù)熱、制冷、制熱、通風(fēng)、緊急通風(fēng)、溫度調(diào)節(jié)等功能。

3.2.3司機(jī)室空調(diào)手動(dòng)控制

司機(jī)可根據(jù)自己需求通過(guò)司機(jī)室內(nèi)操作臺(tái)上的風(fēng)量調(diào)節(jié)開關(guān)及溫度調(diào)節(jié)開關(guān)控制風(fēng)量和溫度，風(fēng)量調(diào)節(jié)開關(guān)可進(jìn)行高、低兩檔調(diào)節(jié)，通風(fēng)機(jī)分別以高速和低速來(lái)運(yùn)行，溫度調(diào)節(jié)開關(guān)可以進(jìn)行+2℃、+1℃、0、-1℃、-2℃的調(diào)節(jié)。

4.空調(diào)系統(tǒng)的功能

4.1洗車模式功能

為防止在洗車過(guò)程中水進(jìn)入空調(diào)的風(fēng)道及空調(diào)機(jī)組中，當(dāng)列車完成運(yùn)行回到車庫(kù)進(jìn)行洗車時(shí)，司機(jī)可通過(guò)司機(jī)室HMI屏開啟列車的洗車模式，HMI屏通過(guò)MVB線將信息傳遞給各個(gè)車廂的空調(diào)控制器，各個(gè)車廂的空調(diào)控制器接受到信息后關(guān)閉本車廂的新風(fēng)、廢排風(fēng)門，各個(gè)車廂空調(diào)控制器在檢測(cè)到新風(fēng)、廢排風(fēng)門關(guān)閉完成后將洗車就緒狀態(tài)反饋給CCU，CCU接收到就緒信息后開始執(zhí)行洗車命令。

4.2隧道模式功能

為防止在兩列動(dòng)車組匯車或動(dòng)車組進(jìn)入隧道時(shí)產(chǎn)生的車廂內(nèi)外壓力過(guò)大導(dǎo)致的乘客不適設(shè)置了壓力波保護(hù)裝置，在兩列動(dòng)車組匯車或動(dòng)車組進(jìn)入隧道時(shí)，頭車兩側(cè)設(shè)置的壓力波傳感器將信息傳遞給壓力波控制單元，壓力波控制單元收到隧道模式指令，此時(shí)列車的回風(fēng)風(fēng)門處于打開位置，新風(fēng)、廢排風(fēng)機(jī)風(fēng)門處于關(guān)閉位置，同時(shí)各個(gè)車廂的空調(diào)控制器檢測(cè)空調(diào)各個(gè)風(fēng)門的位置是否正確。

4.3故障診斷功能

各個(gè)車廂的空調(diào)控制器具有故障診斷及記錄的功能，在列車正常運(yùn)行時(shí)，空調(diào)控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控空調(diào)系統(tǒng)各個(gè)器件的狀態(tài)，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)MVB線將故障信息傳遞給CCU，并在HMI屏上進(jìn)行故障的顯示。

4.4減載運(yùn)行功能

當(dāng)CCU檢測(cè)輔助變流器的輸出有問(wèn)題時(shí)，會(huì)使列車的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入減載模式，CCU通過(guò)MVB線將減載的信息傳遞給各個(gè)車廂的空調(diào)控制器，各個(gè)車廂的空調(diào)控制器控制相應(yīng)的器件減載運(yùn)行。

結(jié)論

隨著科技不斷發(fā)展、技術(shù)不斷成熟，高速列車將會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間。未來(lái)的幾年里，高鐵必將成為人們出行的重要交通工具之一。中國(guó)高鐵正逐漸趨于穩(wěn)定，當(dāng)安全性被人們普遍認(rèn)可后，列車的舒適性必將越來(lái)越受到人們的高度關(guān)注。隨著生活條件的逐漸改善、生活水平的日益提高，人們對(duì)舒適性的要求也會(huì)越來(lái)越高，因此，標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)車組空調(diào)系統(tǒng)不斷改進(jìn)和完善的工作，任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李向超，動(dòng)車組控制系統(tǒng)，西南交通大學(xué)出版社，2014年3月

[2]謝希仁，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第七版.電子工業(yè)出版社，2017年4月