出口突尼斯內燃動車組制動系統(tǒng)

劉 兵，劉云峰，印建明

（南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 客車設計部，江蘇南京210031）

出口突尼斯內燃動車組制動系統(tǒng)

劉 兵，劉云峰，印建明

（南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 客車設計部，江蘇南京210031）

突尼斯內燃動車組采用液力、空氣混合制動，液力制動優(yōu)先。介紹了該動車組制動系統(tǒng)模塊化、集成化的技術特點。闡述了風源系統(tǒng)，微機控制直通電空制動系統(tǒng)，停放制動系統(tǒng)，備用制動系統(tǒng)以及輔助用風系統(tǒng)的結構組成和原理。

動車組；液力制動；模塊化；集成化

突尼斯內燃動車組（簡稱DMU）是南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司自主研制首次出口的動力分散型液力傳動式動車組。該動車組分準軌和米軌兩種類型，制動形式完全一樣，最小編組由一輛舒適型車和一輛經(jīng)濟型車組成，最多可三列重聯(lián)。制動系統(tǒng)的技術特點是采用空氣制動器和液力制動器兩種設備共同作用實施制動。鑒于該動車組零部件繁多和安裝空間的局限性，因此制動系統(tǒng)采用模塊化、集成化技術。

1 主要技術參數(shù)

最大運行速度 160 km/h

制動距離

最大常用制動力工況 988 m

緊急制動工況 790 m

制動減速度

最大常用制動力工況 1.00 m/s

緊急制動工況 1.25 m/s

總風管定壓 750～900 k Pa

列車管定壓 500 kPa

制動系統(tǒng)控制電壓 DC 24 V

2 制動系統(tǒng)的組成

制動系統(tǒng)主要由風源系統(tǒng)、微機控制直通電空制動系統(tǒng)、轉向架制動裝置、停放制動系統(tǒng)、備用制動系統(tǒng)及輔助用風系統(tǒng)組成，制動系統(tǒng)組成及控制如圖1所示。

2.1 風源系統(tǒng)

風源系統(tǒng)是列車空氣供給的源頭。主要由空氣壓縮機、空氣干燥器、調壓閥、安全閥、壓力開關、測試接口、總風缸等零部件組成，各部件集成一個模塊，整體吊裝在車體底架上，對外只留空氣管路和電氣接口，如圖2所示。

圖1 制動系統(tǒng)組成圖

圖2 風源模塊組成圖

每輛動車配有一套風源系統(tǒng)，隨列車起動同時工作，正常工作時采用主輔控制模式，互為備份。當總風管壓力小于750 kPa時，主空壓機工作；當總風管欠壓嚴重（總風管壓力小于700 k Pa）時，為了使總風管快速充風，輔助空壓機和主空壓機同時工作；當總風管壓力達到900 k Pa時，主、輔助空壓機均停止工作。

空壓機是風源系統(tǒng)的核心部件，該動車組使用的空壓機為VV120T活塞式空壓機，額定功率為6 k W，由9 k VA交流電機（AC 380 V/50 Hz）驅動，在1 000 k Pa工作壓力下的出風量為845 dm3/min，產(chǎn)生的高壓空氣流經(jīng)空氣冷卻器和干燥器，輸出不高于進口溫度15℃的壓縮空氣，存儲在總風缸里，并通過總風管向列車所有用風設備供給高壓空氣?？諝飧稍锲鬟x為LZT015.OH型雙塔再生干燥器，使用活性氧化鋁作為干燥劑，最大工作壓力為1 050 kPa。

2.2 微機控制直通電空制動系統(tǒng)

微機控制直通電空制動系統(tǒng)由制動控制系統(tǒng)、液力制動器、電空（EP：Electrical Pneumatic）制動單元和防滑保護系統(tǒng)等組成。該系統(tǒng)作用于列車所有制動過程，包括常用制動，緊急制動和電子防滑保護。

（1）常用制動

常用制動是由BCU（Brake Control Unit：制動控制單元）控制的液力制動和EP制動組成，BCU根據(jù)制動動作請求優(yōu)先實施液力制動；當液力制動力不足時，先由拖車轉向架（簡稱拖轉向架）EP制動補充；若總制動力還不能達到主控制器手柄要求的值時，再由動車轉向架（簡稱動轉向架）EP制動補充。當需要緩解常用制動時，把主控制器手柄推向惰行位，當空氣制動完全緩解時，所有空氣制動緩解綠色指示燈亮起，此時才允許列車牽引。

液力制動由集成在T212bre傳動箱內的液力制動器實施。該傳動箱為液力控制3段式無級變速傳動裝置，由1個液力變矩器、2個液力耦合器、1個液力制動器、1個彈性聯(lián)軸器和電子控制器（VTDC：Voith Turbo Drive Control）等組成，如圖3所示。傳動箱通過傳動油的循環(huán)，液力變矩器和液力耦合器的動作，實現(xiàn)無級自動轉矩變換；在車速一定范圍內，制動器提供液力制動力；換向器由液力操縱換向汽缸等組成，當列車停止時，通過操縱換向器實現(xiàn)列車運行方向的改變。VTDC對傳動箱實施監(jiān)控。在制動狀態(tài)下，變矩器、耦合器I、耦合器II 3個液力元件內的油排空，制動器充油，傳動箱輸出端帶動制動器泵輪轉動，泵輪帶動制動器內的油轉動產(chǎn)生液力制動力，同時制動所產(chǎn)生的能量以熱能形式通過熱交換器傳遞給柴油機冷卻水予以散發(fā)。

液力制動受控于一個制動力設置值，它可以被設置在0到100%之間。BCU控制液力制動設定值，根據(jù)制動動作請求優(yōu)先實施液力制動，首先BCU將模擬輸出信號“液力制動設置值”傳給液力制動器；接著根據(jù)當前運行的狀態(tài)和可獲得的液力制動力（跟油溫和車輛速度有關），VTDC將一個“液力制動力實際值”的反饋信號傳給BCU；然后傳動箱向BCU發(fā)出“液力制動準備就緒”信號，反饋給BCU其所能實現(xiàn)的液力制動力（4～20 m A控制信號對應0～100%實際液力制動力）。當液力制動力不足時，先由拖轉向架空氣制動補充，若總制動力還不能達到要求值時，再由動轉向架空氣制動補充，液力制動信號傳輸關系見圖4。

圖3 傳動箱結構圖

圖4 液力制動信號傳輸關系圖

復合制動以液力制動為基礎，當液力制動失效時會實施EP制動，當液力制動力增大時EP制動力會減小，當車速低于某一數(shù)值時液力制動力被切除。液力制動力和車速關系如圖5所示，其中曲線2，3分別是動車組在坡度為10‰和14‰線路上向下運行的滑動力。

圖5 液力制動力和車速變化曲線圖

（2）緊急制動

緊急制動時液力制動被切除，只使用EP制動。

（3）電子防滑保護

防滑系統(tǒng)由車輪防滑保護（WSP：Wheel Slide Pro-tection）控制單元、速度傳感器及防滑排風閥組成，如圖6所示。WSP控制單元負責計算、判斷、控制等功能，與BCU集成在一起；速度傳感器負責速度信號采集；防滑排風閥根據(jù)WSP控制單元提供的控制信號動作，控制制動力大小，實現(xiàn)防滑控制功能。

圖6 防滑系統(tǒng)組成圖

2.3 備用制動系統(tǒng)

當微機控制直通電空制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者列車需要回送、救援時，列車采用備用制動系統(tǒng)限速運行。備用制動系統(tǒng)采用間接制動形式，通過備用制動手柄控制列車管的壓力，使列車制動或緩解；主要由分配閥、控制風缸、緊急制動蘑菇按鈕及備用制動控制手柄等組成，其中分配閥和控制風缸等安裝在制動控制柜集成模塊上，如圖7所示，緊急制動蘑菇按鈕和備用制動控制手柄安裝在司機臺左側。

圖7 制動控制柜集成模塊圖

2.4 停放制動系統(tǒng)

停放制動系統(tǒng)由停放制動控制模塊、壓力開關、帶電觸點的截斷塞門、停放制動缸、制動按鈕、顯示燈等部分組成，其中停放制動缸裝在拖轉向架對角的兩個輪上。控制模塊由電磁閥、雙向閥、減壓閥、壓力測試接口組成，減壓閥將總風管的壓力由750～900 k Pa減到500 k Pa；電磁閥有3個氣路接口和一個電氣接口，氣路接口分別與總風缸、停放制動缸及大氣連接，電氣接口與司機臺上控制按鈕連接，能夠使列車發(fā)生停放制動或緩解功能；雙向閥設在停放制動缸進氣口前，與制動缸壓力相關聯(lián)，防止空氣制動與停放制動產(chǎn)生疊加使制動力過大，引起制動裝置或相關部件損壞。

2.5 輔助用風系統(tǒng)

輔助用風系統(tǒng)主要由撒沙系統(tǒng)和解鉤系統(tǒng)組成。

（1）撒沙系統(tǒng)

撒沙系統(tǒng)由沙箱組成裝置、電磁閥、按鈕、管路、控制信號線等組成，如圖8所示。撒沙系統(tǒng)的壓力空氣來源于總風管，壓力空氣通過撒沙管路，經(jīng)空氣過濾器、帶電觸點的截斷塞門、減壓閥、測試接口、電磁閥進入沙箱組成裝置，電磁閥得電動作使沙子在壓力空氣作用下從噴嘴噴出，實施撒沙。

撒沙采用自動和手動兩種控制方式。當列車發(fā)生滑行時，由BCU發(fā)出自動撒沙信號或手動撒沙；當司機認為路況需要撒沙時，可以手動撒沙；當列車發(fā)生空轉時，不允許撒沙。

圖8 撒沙系統(tǒng)結構組成圖

（2）解鉤系統(tǒng)

司機頭端安裝VOITH提供的全自動車鉤，主要由機械鉤頭、電氣連接器、總風管接口、制動管接口、解鉤電磁閥、氣路塞門、緩沖裝置等組成。解鉤在列車重聯(lián)編組后需解編時實施。解鉤前，列車實施緊急制動，分別打開總風管路和列車管路的折角塞門，實施解鉤；解鉤后，將兩個折角塞門關閉。

（3）坡道起動

當列車停在坡道上時，為了防止起動列車時制動緩解而溜車，制動系統(tǒng)設計了坡道起動的功能。當列車在坡道上停車狀態(tài)（制動緩解以前）需要起動時，按下司機臺上坡道起動按鈕，同時將牽引制動手柄推到牽引位，坡道起動按鈕紅色燈亮起，列車可按正常起動車輛方式激活列車，正常牽引；等列車起動后，需再次按下坡道起動按鈕，坡道起動按鈕紅色燈熄滅，坡道起動信號斷開，制動緩解；如果司機忘記第2次按下坡道起動按鈕，或者列車速度大于5 km/h時，BCU會自動忽略坡道起動信號，列車自動緩解。

3 結束語

制動系統(tǒng)是動車組的關鍵設備，動力分散式液力傳動是突尼斯DMU的主要技術特點。該動車組經(jīng)過在突尼斯國營鐵路公司線路上近一年的運行驗證，制動系統(tǒng)使用效果很好。

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［3］ 趙靜一.液力傳動（第1版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

［4］ 嚴雋耄，傅茂海.車輛工程（第3版）［M］.北京：中國鐵道出版社，2008.

［5］ 彭俊彬.動車組牽引與制動［M］.北京：中國鐵道出版社，2007.

［6］ UIC 540－2006.制動機－旅客列車、貨物列車空氣制動機［S］.

［7］ UIC 541－5－2003.制動機－電空制動（EP制動）－電空緊急制動超過量（EBO）［S］.

Braking System of Tunisia DMU

LIU Bing，LIU Yunfeng，YIN Jianming
（Passenger Coach Design Department，CSR Nanjing Puzhen Co.，Ltd.，Nanjing 210031 Jiangsu，China）

Braking system of Tunisia DMU adopts blending mode of hydrodynamic brake and electro-pneumatic brake，and hydrodynamic brake will be preferred.This paper introduces the technical characteristics of modularization and integration，and states the structure and mechanism of air supply system，microprocessor-controlled direct electro-pneumatic braking system，parking braking system，reserve braking system and auxiliary air supply system.

DMU；hydrodynamic brake；modularization；integration

U266.1.35

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.04.14

1008－7842（2014）04－0062－04

?）女，工程師（

2014－01－16）