某型城際動車組制動力分級控制方式

2014-12-31 00:00:00穆俊斌孫景輝

電子世界 2014年10期

【摘要】介紹了某型城際動車組制動系統(tǒng)的功能，并詳細(xì)分析了制動力的三個分級控制方式，各分級方式的功能、觸發(fā)方式以及制動力分配原則。該動車組制動系統(tǒng)滿足城際車快速乘降、大載客量、快起快停以及準(zhǔn)確停車的要求。

【關(guān)鍵詞】城際動車組；常用制動；緊急制動EB；緊急制動UB

隨著區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，城際鐵路在促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和構(gòu)建城市軌道交通網(wǎng)中具有重要的作用，因此，各地對發(fā)展城際鐵路的積極性很高。本文分析的城際動車組車體采用鋁合金材料，設(shè)計最高運行速度為160 km/h，列車為四輛編組，兩輛動車兩輛拖車的配置方式，暫不考慮重聯(lián)，但預(yù)留重聯(lián)裝置的安裝位置及接口。制動系統(tǒng)作為列車運行的安全保障，必須嚴(yán)格遵循故障導(dǎo)向安全的原則。

1.制動系統(tǒng)功能

該動車組制動系統(tǒng)采用車控方式，即每車一個BCU，全列各車BCU之間，以及BCU與網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)之間通過MVB網(wǎng)絡(luò)進行通訊，制動力在一個牽引單元范圍內(nèi)進行復(fù)合，兩輛動車和兩輛拖車。列車的制動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

列車不設(shè)主BCU功能，每個BCU都是平等的。每個BCU都具有以下功能：

（1）根據(jù)制動減速度曲線、車重和空氣制動以及電制動的可用值進行空電復(fù)合計算，計算出本車所需要施加的空氣制動力和電制動力（僅動車有電制動）；

（2）控制空氣制動的施加；

（3）對停放制動、車輪防滑控制、空簧等功能進行監(jiān)視；

（4）制動試驗；

（5）對本車的車輛狀態(tài)進行診斷；

（6）主供風(fēng)單元的控制與診斷。

2.常用制動

常用制動根據(jù)預(yù)先設(shè)定的制動減速度曲線控制動車組的減速或停車。為了減小制動盤和閘片的磨損，該型動車組常用制動采用空電復(fù)合制動，優(yōu)先使用再生制動，在整車范圍內(nèi)進行制動力的分配與控制。每個BCU根據(jù)制動指令和其它車的復(fù)合信息計算和施加本車空氣制動力和電制動力。

網(wǎng)絡(luò)正常情況下，每車的BCU能夠同時采集到常用制動指令請求，判斷并讀取網(wǎng)絡(luò)上的制動指令，通過MVB網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)BCU間的通信。BCU根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的制動指令和BCU間的通訊，以及通過硬線和網(wǎng)絡(luò)與TCU之間的通訊，最終實現(xiàn)可用的再生制動和電空制動復(fù)合。

常用制動的觸發(fā)方式：

（1）司機通過操作牽引制動手柄，網(wǎng)絡(luò)或者硬線指令方式，施加常用制動；

（2）通過列車保護系統(tǒng)或LKJ2000，硬線指令方式來觸發(fā)；

（3）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)指令，向BCU請求常用制動；

（4）回送＼救援時，通過回送裝置，采用硬線指令方式發(fā)出的常用制動指令。

常用制動時制動力的分配原則：

（1）優(yōu)先使用電制動，使所有動車的電制動力達(dá)到最大，BCU根據(jù)電制力可用值分配電制力。如果在單節(jié)動車電制動力部分或全部失效時，首先用足其它動車的電制動力，不足部分再依次由拖車和動車的空氣制動力來補充。

（2）如果動車制動力不足時，空氣制動優(yōu)先平均分配到拖車的每個制動盤，但受粘著的限制。

（3）如果拖車已經(jīng)達(dá)到粘著限制，剩余的空氣制動力將被平均分配到所有車的制動盤上，直到某個車達(dá)到的熱功率極限值，盡量使各制動盤的熱功率接近。

（4）各車制動力受粘著系數(shù)的限值。

3.緊急制動EB

緊急制動EB是在設(shè)備正常情況下實施的緊急制動，由電子制動控制單元進行空-電復(fù)合制動控制，充分利用電制動，按恒減速度模式控制方式實施制動控制。緊急制動EB采用單車空電復(fù)合制動方式，在動車優(yōu)先使用電制動力，不足的部分由空氣制動補充。列車設(shè)緊急制動EB安全環(huán)路控制，當(dāng)安全環(huán)路斷開時，動車組將產(chǎn)生相應(yīng)的緊急制動EB命令。電制動力的大小，需考慮充分利用粘著限制，盡量降低擦輪的風(fēng)險，緊急制動EB施加和緩解過程中不考慮沖動限制。

網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，BCU檢測到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木o急制動EB指令但緊急制動EB環(huán)路未斷開時，將狀態(tài)反饋給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，延時一段時間后，如果網(wǎng)絡(luò)的緊急制動EB指令仍然存在，BCU將施加緊急制動EB，同時向TCU請求電制動。若在此制動過程中，網(wǎng)絡(luò)緊急制動EB指令撤銷且緊急制動EB環(huán)路閉合，BCU將緩解此制動。

緊急制動EB的觸發(fā)方式：

（1）司機控制器在緊急制動EB位；

（2）列車非靜止條件下停放制動意外施加；

（3）司機警惕裝置觸發(fā)緊急制動請求；

（4）乘客緊急制動手柄被拉下。

緊急制動EB時制動力分配原則：

緊急制動EB由BCU控制，采用單車空電復(fù)合制動方式，在動車優(yōu)先使用電制動力，如果電制力故障，則施加空氣制動力；拖車使用空氣制動實現(xiàn)本車目標(biāo)減速度。

4.緊急制動UB

緊急制動UB由緊急制動UB環(huán)路控制，當(dāng)緊急制動UB環(huán)路斷開時，動車組將觸發(fā)緊急制動UB。緊急制動UB請求可不經(jīng)列車網(wǎng)絡(luò)獨立傳送到所有的相關(guān)控制設(shè)備。列車緊急制動UB環(huán)路低電平觸發(fā)緊急制動，保證故障導(dǎo)向安全的實施緊急制動UB。實施緊急制動UB時，車輪防滑保護系統(tǒng)起作用。緊急制動UB為純空氣制動，不施加電制動。

一旦緊急制動UB被觸發(fā)，緊急制動電磁閥將失電產(chǎn)生緊急制動，其將保持直到列車完全停止，在此期間不能被緩解。緊急制動UB通過獨立的安全制動回路實施。緊急制動UB回路直接作用于列車上的緊急制動電磁閥。

緊急制動UB的觸發(fā)方式：

（1）轉(zhuǎn)向架監(jiān)控報警；

（2）緊急制動蘑菇頭被按下；

（3）列車保護系統(tǒng)發(fā)出的緊急制動；

（4）緊急制動EB減速度不足；

（5）EB旁路后所有的EB觸發(fā)源；

（6）總風(fēng)管壓力過低。

緊急制動UB時制動力分配原則：

緊急制動UB時是通過緊急制動電磁閥失電產(chǎn)生預(yù)控壓力，不受BCU的控制，不考慮沖擊極限的限制，首先保證制動距離。

BCU將監(jiān)測緊急制動UB環(huán)路狀態(tài)以及接收來自網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的對緊急制動EB環(huán)路監(jiān)測信息，用于故障診斷。

5.結(jié)論