動車組制動控制裝置與基礎制動裝置匹配試驗研究

摘 要：制動系統是高速動車組的重要組成部分，其性能的好壞直接影響動車組的安全。制動控制裝置及基礎制動裝置是制動系統的重要單元，通過研究制動控制裝置與基礎制動裝置的工作原理以及結構特性，確定匹配試驗的試驗方法以及試驗數據的采集，驗證兩者間的實際匹配關系，確認滿足設計要求。

關鍵詞：制動控制裝置；基礎制動；匹配試驗

制動系統是高速動車組的重要組成部分，其性能的好壞直接影響動車組的安全。制動系統主要由制動指令裝置、制動控制裝置和基礎制動裝置以及供風裝置組成。風源裝置主要是給動車組制動系統以及門機構等設備供風。制動指令裝置給制動控制裝置提供制動指令信號。制動控制裝置及基礎制動裝置是制動系統的重要單元，制動控制裝置接收到制動指令裝置發出的制動指令后，根據制動級位、速度、空簧壓力等參數計算并分配制動力，向基礎制動裝置輸出應有的壓力空氣，最終通過閘片向制動盤面施加空氣制動，使動車組在規定的距離內停車。為此，制動控制裝置與基礎制動之間的匹配關系就顯得尤為重要。通過研究制動控制裝置與基礎制動裝置的工作原理以及結構特性，確定匹配試驗的試驗方法以及試驗數據的采集，可以根據需要進行兩者的地面組合試驗，驗證兩者間的實際匹配關系，確認滿足設計要求。

1 試驗目的

通過制動控制裝置與基礎制動裝置匹配試驗，確認制動控制單元的控制特性，驗證制動響應以及滑行控制響應特性，主要測試以下內容：

1.1 制動響應時間測試

響應時間即制動控制裝置接收到制動指令到基礎制動壓力施加的整個過程的響應時間。對于響應時間，采用的標準不盡相同，TSI（《跨歐高速鐵路系統鐵路車輛子系統方面的可互操作性技術規范》）中要求緊急制動響應時間小于3s，響應時間為指令延遲時間和一半制動力產生時間的總和，其中制動力產生時間定義為達到所要求制動力的 95% 所需的時間。響應時間過長，制動的響應靈敏度降低，制動距離會延長。

1.2 滑行控制測試

制動系統的滑行控制一直是制動控制的重點研究內容，滑行控制不良，最惡劣的情況下可能會造成動車組的擦輪，影響列車的運行安全。

2 試驗數據的采集

2.1 試驗接線

制動控制裝置、防滑閥及基礎制動裝置之間的管路按照設計圖紙進行布置，管路可以根據計算的容積用等容積的風缸替代。電氣控制以及需要采集參數的信號根據實際情況進行。

2.3 試驗用主要設備和儀器

主要試驗設備和測試設備見表2，具體的數量根據試驗要求自行確定。

3 試驗

3.1 制動響應時間測試

響應時間即制動控制裝置接收到制動指令到基礎制動壓力施加的整個過程的響應時間。通過系統試驗臺以及數據采集系統，記錄時間以及BC壓力。該測試根據需要可在空車、定員等規定的載重條件下，在規定的制動級位下進行，進行3次試驗，對試驗結果取平均值。響應時間的取值方法按照相關的標準執行。試驗結束后，可從采集的圖形中（舉例：附圖4）直接讀取數據，也可對采集的數據進一步細化分析。

3.2 滑行測試

滑行測試即測試防滑閥檢測到滑行信號后，防滑閥的動作特性是否符合設計要求。

制動指令發出后，制動控制裝置接受到制動指令輸出BC壓力，然后通過速度信號發生裝置模擬各軸速度信號和設定減速度值模擬各軸滑行狀況，滑行軸按照防滑控制策略進行響應的排氣，通過系統試驗臺以及數據采集系統記錄BC壓力值以及時間。確認BC壓力的下降特性與設計目標的符合性。

4 結論

4.1 制動控制裝置與基礎制動裝置匹配試驗通過對響應時間以及防滑閥的動作進行測試，在系統裝車前地面驗證實際動作與設計目標的符合性，所以匹配試驗是非常必要的，同時具有可操作性。

4.2 通過制動控制裝置與基礎制動裝置匹配試驗，可研究各種載荷、制動級位等不同工況下的響應時間，可研究響應時間不同的標準及計算方法的差異，可研究防滑閥的動作特性，積累切實的一手資料，為制動系統的設計積累了寶貴的經驗。

4.3 通過制動控制裝置與基礎制動裝置匹配試驗，可以對單獨的動車或拖車進行試驗，同時也可以整個制動單元進行試驗，具有廣泛的應用。

4.4 制動控制裝置與基礎制動裝置匹配試驗的試驗方法可以在所有軌道車輛上進行應用，應用范圍很廣，尤其是制動控制裝置與基礎制動裝置非同一生產商。