HXD1C型機車備份空氣制動探討

摘要：文章對HXD1C型機車CCBⅡ制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障后能夠?qū)崿F(xiàn)空氣制動進行探討，通過對HXD1C型機車空氣管路原理以及CCBⅡ作用原理分析，利用CCBⅡ的空氣作用部件并對管路做少量的增加實現(xiàn)備份空氣制動。

關(guān)鍵詞：HXD1C型機車；CCBⅡ制動系統(tǒng)；備份；空氣制動；空氣管路 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U269 文章編號：1009-2374（2015）16-0062-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.030

1 概述

HXD1C機車制動控制系統(tǒng)主要采用裝克諾爾（Knorr）公司的CCBⅡ制動系統(tǒng)，該制動控制系統(tǒng)是引進具有微機控制功能并能實現(xiàn)遠程控制，即Locotrol控制功能的先進制動控制系統(tǒng)，但目前的HXD1C型機車還尚不具備Locotrol控制功能，因此如果不用其Locotrol控制功能，先進性也就體現(xiàn)不出。正因為采用了微機系統(tǒng)受軟件、散熱、強大的電磁場干擾，目前在段運用的HXD1C型機車時常會發(fā)生因CCBⅡ制動系統(tǒng)的計算機M-IPM故障及電空制動EPCU故障導(dǎo)致機破，甚至出現(xiàn)D21事故，影響鐵路運輸?shù)臅惩ê桶踩Ｈ绻鸋XD1C機車裝有一套備用的純空氣制動系統(tǒng)，當(dāng)CCBⅡ制動系統(tǒng)發(fā)生故障時就可以轉(zhuǎn)換到純空氣制動系統(tǒng)，確保機車能牽引列車運行，不至于出現(xiàn)機破或D21事故，保證鐵路運行線路的暢通和安全。

2 HXD1C機車后備空氣制動的實現(xiàn)

當(dāng)機車CCBⅡ系統(tǒng)中的M-IPM出現(xiàn)故障時，電子制動閥手柄位置信號不能通過CCBⅡ內(nèi)部總線Lonworks傳到EPCU各模塊，也即是此時Lonworks總線失去控制，于是EPCU將會產(chǎn)生制動，同時進行動力切除。由于失去了均衡的控制也就失去對列車管的控制，機車就無法充風(fēng)緩解。因此要實現(xiàn)空氣備用制動，就要設(shè)計一套能控制均衡風(fēng)缸減壓或充風(fēng)。

2.1 均衡風(fēng)缸壓力控制的實現(xiàn)

機車司機室電子制動閥處增加一個空氣制動閥，制動閥的型號可利用DK-1單閥做一定的改進。

該閥改進方案如下：（1）取消定位柱塞；（2）作用柱塞的接口為三個，一個是接經(jīng)調(diào)壓閥（按定壓）后的總風(fēng)壓力，一個是均衡風(fēng)缸接口，一個是排氣口。其作用原理是需緩解充風(fēng)時總風(fēng)（經(jīng)調(diào)壓閥后）通過柱塞內(nèi)通路進入均衡風(fēng)缸管，減壓制動時均衡風(fēng)缸壓力空氣經(jīng)柱塞內(nèi)通路排大氣；（3）將轉(zhuǎn)換柱塞改成緊急柱塞，兩個接口，一個是列車管，一個是大氣，在緊急位時將列車管壓力排大氣；（4）改進后的空氣制動閥設(shè)運轉(zhuǎn)位，中位、制動位和緊急位。

2.2 空氣制動閥與CCBⅡ之間的管路聯(lián)接

（1）根據(jù)CCBⅡ失電作風(fēng)源分析，均衡風(fēng)缸的壓力是通過13#模塊ERBU二位三通閥A3-A1排入大氣，因此在該排氣閥口應(yīng)增加一段引導(dǎo)管并裝上截止塞門。當(dāng)CCBⅡ工作正常時該塞門開啟，當(dāng)CCBⅡ故障時，實現(xiàn)空氣制動閥控制均衡風(fēng)缸時，此塞門處于關(guān)閉位；（2）需要從CCBⅡ的均衡風(fēng)缸處增加引導(dǎo)管并與空氣制動閥作用柱塞口連接，管路需增加截止塞門，正常使用時該塞門關(guān)閉，使用空氣備份制動時打開塞門；（3）增加總風(fēng)管經(jīng)調(diào)壓閥連接至空氣制動閥作用柱塞的總風(fēng)接口處，管路需增加截止塞門，正常使用時該塞門關(guān)閉，使用空氣備份制動時打開塞門；（4）列車、均衡風(fēng)壓表采用雙針壓力表，并增加均衡壓力表管；（5）增加從NB11（D49）處列車管連接至緊急柱塞的列車管連接口，管路需增加截止塞門，正常使用時該塞門關(guān)閉，使用空氣備份制動時打開塞門。

3 電氣與網(wǎng)絡(luò)接口

機車按上述改進后可實現(xiàn)在CCBⅡ系統(tǒng)故障時轉(zhuǎn)為空氣制動系統(tǒng)。在進行空氣制動操作前應(yīng)先將CCBⅡ上在低壓柜上M-IPM和EPCU電源開關(guān)（即28-F131、28-F132）置斷開位；將M-IPM的J7和J8插頭插座取下對接，將BCU從機車拓撲網(wǎng)絡(luò)中斷開；機車緩解后加載邏輯需進行適當(dāng)修改，去掉以下約束條件：（1）BCU請求牽引封鎖；（2）BCU故障；（3）本務(wù)機車28-F130、28-F131、28-F132的一個斷開或重聯(lián)機車28-F130斷開。

4 后備空氣制動原理

4.1 充風(fēng)緩解

空氣制動閥手柄置運轉(zhuǎn)位。

4.1.2 列車管：由于MV53電磁閥在正常使用時處于失電狀態(tài)，因此斷開EPCU電源MV53電磁閥仍正常工作，列車管的充風(fēng)緩解與正常狀態(tài)一致，只是各傳感器無法檢測壓力值，制動顯示屏無法顯示。

4.1.3 作用管回路：由于EPCU處于失電狀態(tài)，此時三通閥DBTV就成為一個標(biāo)準(zhǔn)的二壓力機構(gòu)，列車管BP增壓通過DBTV向輔助風(fēng)缸（工作風(fēng)缸），同時將16#管（作用管）壓力排大氣，從而緩解制動。

4.1.4 制動缸回路：與正常位一致。

4.2 減壓制動

將空氣制動閥手柄置制動位控制均衡風(fēng)缸減壓，配合中立位可實現(xiàn)階段制動。

4.2.2 列車管：與正常減壓制動回路一致。

4.2.3 作用管回路：與正常減壓制動回路一致。

4.2.4 制動缸回路：與正常位一致。

4.3 緊急制動

將空氣制動閥手柄推至緊急位，此時空氣制動閥的緊急柱塞接通列車管通大氣回路，同時帶動作用柱塞移動接通均衡風(fēng)缸排大氣回路。列車管的排風(fēng)速度能可靠觸發(fā)NB11閥動作，進而觸發(fā)N97閥動作，快速排盡列車管壓力，從而保證緊急制動的靈敏度。作用柱塞以常用速度減壓將均衡風(fēng)缸壓力降為0，緊急管（21#）壓力經(jīng)BP模塊內(nèi)縮孔后到PVEM匯入列車管一同排入大氣。

4.3.1 列車管：與EBV緊急位不同處在于空氣制動閥推至緊急位通過緊急柱塞接通列車管通大氣回路來觸發(fā)NB11閥動作；而EBV緊急位直接觸發(fā)NB11閥動作。第二不同處在于EBV緊急位時MV53得電，空氣制動閥推至緊急位，MV53仍處于失電狀態(tài)。

4.3.2 均衡回路：與空氣位減壓制動一致，只是將均衡壓力降為0。

4.3.3 作用管回路：與空氣位減壓制動一致，緊急限壓回路不會動作。

4.3.4 制動缸回路：與空氣位減壓制動一致，制動缸壓力只能達到420±15kPa。

5 結(jié)語

（1）通過對管路的簡單改造，利用CCBⅡ系統(tǒng)的原有部件即可實現(xiàn)HXD1C型機車CCBⅡ系統(tǒng)出現(xiàn)故障時轉(zhuǎn)為后備空氣制動，能有效降低機破事故，確保運輸線路的暢通；（2）該系統(tǒng)對裝用CCBⅡ系統(tǒng)都能實現(xiàn)后備空氣制動，只是針對不同車型在緩解后加載邏輯需作適當(dāng)?shù)男薷模唬?）該系統(tǒng)由于是對CCBⅡ系統(tǒng)故障后的空氣備份制動，且要利用原CCBⅡ系統(tǒng)的部件并盡量不做大的增改，因此該系統(tǒng)不具備機車獨立制動和緩解，也不能實現(xiàn)常用制動后的單緩，不響應(yīng)懲罰制動。

參考文獻

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[3] 張曙光.HXD3型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

作者簡介：徐鵬，男，重慶人，成都鐵路局重慶機務(wù)段整備車間助理工程師，研究方向：CCBII制動機。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）