動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)概述

程海鵬?吳連軍?劉佳朋?宋山

摘要：動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)列車的安全行駛具有重要影響，論文系統(tǒng)介紹了動(dòng)車組的制動(dòng)控制系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;制動(dòng)控制系統(tǒng);供風(fēng)系統(tǒng);制動(dòng)裝置

1.引言

動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)控制系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置三大部分組成。制動(dòng)系統(tǒng)采用復(fù)合制動(dòng)方式，單元內(nèi)優(yōu)先利用再生制動(dòng)，當(dāng)再生制動(dòng)不足時(shí)由空氣制動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)充，從而降低制動(dòng)盤和閘片的磨耗。列車干軌、平直軌道緊急制動(dòng)距離要求如表1所示：

2.制動(dòng)控制系統(tǒng)

動(dòng)車組的制動(dòng)系統(tǒng)采用微機(jī)控制的直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)控制裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，由構(gòu)架、制動(dòng)控制器（BCU）、各空氣閥類組件、電磁閥、安全閥、風(fēng)缸等設(shè)備組成。列車制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)模式包含常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)EB、緊急制動(dòng)UB、保持制動(dòng)、停放制動(dòng)、清潔制動(dòng)等。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)指令經(jīng)列車信息監(jiān)控系統(tǒng)傳送到每輛車的制動(dòng)控制裝置，由制動(dòng)控制裝置內(nèi)BCU結(jié)合速度、車重和制動(dòng)級(jí)別等信息進(jìn)行運(yùn)算，按制動(dòng)控制規(guī)律（減速度隨速度的變化）控制EP閥（電控轉(zhuǎn)換），并經(jīng)中繼閥送出壓縮空氣到基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，緊急電磁閥失電時(shí)，壓縮空氣直接到達(dá)中繼閥，產(chǎn)生制動(dòng)壓力。

2.1?常用制動(dòng)

常用制動(dòng)運(yùn)行時(shí)優(yōu)先使用電制動(dòng)，電制動(dòng)力不足時(shí)，由空氣制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)充，以滿足編組列車上所需要的制動(dòng)力，具有空重車載荷自動(dòng)調(diào)整功能，能夠保證不同車重條件下制動(dòng)減速度保持不變。

2.2?緊急制動(dòng)

緊急制動(dòng)系統(tǒng)包含“EB”和“UB”兩種。緊急制動(dòng)EB是制動(dòng)系統(tǒng)在設(shè)備正常的情況下實(shí)施的緊急制動(dòng)，按速度模式曲線實(shí)施制動(dòng)控制。緊急制動(dòng)UB是通過(guò)獨(dú)立安全環(huán)路執(zhí)行的緊急制動(dòng)。

列車可以檢測(cè)緊急制動(dòng)EB環(huán)路和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)觸發(fā)緊急制動(dòng)EB。緊急制動(dòng)EB采用電空復(fù)合制動(dòng)，充分利用電制動(dòng)能力，在施加時(shí)，如果制動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)到EB制動(dòng)力不足，便會(huì)通過(guò)硬線斷開(kāi)緊急制動(dòng)UB環(huán)路。對(duì)于緊急制動(dòng)EB的緩解，由司機(jī)控制器置EB位所觸發(fā)的緊急制動(dòng)，可以通過(guò)司控器手柄離開(kāi)EB位進(jìn)行緩解;由客室或乘務(wù)員室緊急制動(dòng)拉閘被拉下所觸發(fā)的緊急制動(dòng)，可以通過(guò)司機(jī)操縱臺(tái)“乘客報(bào)警旁路”按鈕進(jìn)行緩解。其他情況觸發(fā)的緊急制動(dòng)EB，制動(dòng)系統(tǒng)在列車完全停止前不允許緩解。列車停止后，觸發(fā)條件復(fù)位、緊急制動(dòng)EB環(huán)路建立后，緩解緊急制動(dòng)EB。

緊急制動(dòng)UB通過(guò)獨(dú)立的安全環(huán)路直接作用于緊急制動(dòng)電磁閥。緊急制動(dòng)電磁閥采用失電制動(dòng)的控制形式。當(dāng)安全環(huán)路斷開(kāi)或失電、EB制動(dòng)力不足、被救援等情況發(fā)生時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)施緊急制動(dòng)UB，在列車完全停止前不允許緩解緊急制動(dòng)UB。列車停止后，觸發(fā)條件復(fù)位，緊急制動(dòng)UB環(huán)路建立后，緩解緊急制動(dòng)UB。

2.3?停放制動(dòng)

停放制動(dòng)滿足動(dòng)車組在定員載荷下停放在20‰的坡道上不溜車，并具有不小于1.2倍的安全系數(shù)。制動(dòng)系統(tǒng)具有停放制動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)及診斷功能，可以對(duì)停放制動(dòng)的施加、緩解進(jìn)行集中控制。

在停車時(shí)，只需操作操縱臺(tái)上的停放制動(dòng)施加按鈕，使停放制動(dòng)缸中的空氣排出，便可施加停放制動(dòng);當(dāng)需緩解停放制動(dòng)時(shí)，操作停放制動(dòng)緩解按鈕，使停放制動(dòng)缸充氣到預(yù)定壓力，從而使停放制動(dòng)緩解。列車每個(gè)停放夾鉗單元設(shè)有兩個(gè)手動(dòng)緩解裝置，可通過(guò)手動(dòng)緩解裝置緩解該夾鉗單元的停放制動(dòng)。當(dāng)列車運(yùn)行速度5km/h以上，意外施加停放制動(dòng)時(shí)，動(dòng)車組自動(dòng)實(shí)施緊急制動(dòng)EB停車。

2.4?保持制動(dòng)

動(dòng)車組具有保持制動(dòng)功能，司機(jī)操縱臺(tái)設(shè)置保持制動(dòng)按鈕。保持制動(dòng)力滿足定員載荷動(dòng)車組在20‰坡道上靜止或啟動(dòng)時(shí)不溜車的要求，保持制動(dòng)力相當(dāng)于常用4級(jí)制動(dòng)力。

2.5?清潔制動(dòng)

為了改善冰雪潮濕天氣下制動(dòng)盤和閘片的摩擦系數(shù)，司機(jī)操縱臺(tái)設(shè)置清潔制動(dòng)按鈕，可通過(guò)清潔制動(dòng)按鈕手動(dòng)施加清潔制動(dòng)，此時(shí)每輛車均施加70kPa±20kPa的空氣制動(dòng)力。

2.6?乘客緊急制動(dòng)

在動(dòng)車組每節(jié)車的明顯位置處設(shè)緊急制動(dòng)拉閘。如果乘客拉下緊急制動(dòng)拉閘，列車自動(dòng)觸發(fā)緊急制動(dòng)EB，同時(shí)司機(jī)室蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音，在HMI屏彈出報(bào)警界面并顯示具體車輛位置。該緊急制動(dòng)可由司機(jī)按下乘客報(bào)警旁路開(kāi)關(guān)進(jìn)行忽略，以便司機(jī)選擇合適的位置停車。

3.?供風(fēng)系統(tǒng)

供風(fēng)系統(tǒng)主要由螺桿式空氣壓縮機(jī)組、膜式干燥器、以及貫穿全列的總風(fēng)管等組成。動(dòng)車組在有受電弓的3、6車各設(shè)置1臺(tái)主空氣壓縮機(jī)和輔助空氣壓縮機(jī)，當(dāng)主空氣壓縮機(jī)組不能供風(fēng)且總風(fēng)壓力不足時(shí)，輔助空氣壓縮機(jī)組可利用動(dòng)車組蓄電池啟動(dòng)輔助空氣壓縮機(jī)組為受電弓升降、真空斷路器（VCB）等提供風(fēng)源。

3.1?主空氣壓縮機(jī)控制

1）主空氣壓縮機(jī)控制協(xié)調(diào)列車中的各空氣壓縮機(jī)為動(dòng)車組提供壓縮空氣，各臺(tái)空壓機(jī)起動(dòng)時(shí)采用錯(cuò)時(shí)啟動(dòng)，避免同時(shí)起動(dòng)造成瞬間電流過(guò)大?？諌簷C(jī)車輛的EBCU將本車檢測(cè)的壓力值通過(guò)列車網(wǎng)絡(luò)傳送到頭車主控EBCU，由頭車主控EBCU通過(guò)列車網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一控制主空壓機(jī)的啟停，保證總風(fēng)壓力保持在800-950kPa之間。當(dāng)壓力值≤800kPa時(shí)，單列時(shí)主控端牽引單元內(nèi)的空壓機(jī)為首選空壓機(jī)啟動(dòng);重聯(lián)時(shí)主控車的主控端及從控車的重聯(lián)端牽引單元內(nèi)的空壓機(jī)為首選空壓機(jī)啟動(dòng);壓力值≥950kPa時(shí)，所有空壓機(jī)關(guān)閉;壓力值≤780kPa時(shí)，單列時(shí)兩臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)激活錯(cuò)時(shí)啟動(dòng)。當(dāng)EBCU故障時(shí)，空壓機(jī)可通過(guò)制動(dòng)控制裝置內(nèi)壓力開(kāi)關(guān)控制啟動(dòng)，保證系統(tǒng)安全。

2）診斷信號(hào)：油溫高報(bào)警信號(hào)開(kāi)關(guān)量直接輸出給本車EBCU;干燥器故障信號(hào)由供風(fēng)單元直接輸出給本車網(wǎng)絡(luò)用于故障顯示。

3）空壓機(jī)切除：司機(jī)室監(jiān)控屏可手動(dòng)切除每個(gè)供風(fēng)單元。

3.2?輔助空氣壓縮機(jī)控制

輔助空壓機(jī)采用無(wú)油活塞式壓縮機(jī)裝置，由車載蓄電池供，在車輛運(yùn)行準(zhǔn)備、總風(fēng)壓力不足時(shí)，為受電弓上升、EGS（保護(hù)接地開(kāi)關(guān)）動(dòng)作以及投入真空斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作提供壓縮空氣風(fēng)源。輔助空壓機(jī)的工作壓力范圍在640kPa-780?kPa?。

4.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置安裝于轉(zhuǎn)向架上，采用空氣卡鉗盤形制動(dòng)裝置。其中，M車每軸設(shè)置2輪盤，T車每軸設(shè)置2輪盤和2軸盤，制動(dòng)盤采用鑄鋼制動(dòng)盤，閘片采用浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)，提高盤片接觸均勻性，使制動(dòng)盤各部分熱負(fù)荷更加均勻。

5.小結(jié)

動(dòng)車組設(shè)有微機(jī)控制直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)，采用復(fù)合制動(dòng)方式。整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)包含制動(dòng)控制系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置三大部分，由BCU、各空氣閥類組件、電磁閥、風(fēng)缸、空氣壓縮機(jī)以及制動(dòng)盤、閘片等裝置共同組成。列車在運(yùn)行時(shí)，設(shè)備不同的工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)不同的制動(dòng)模式。

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