CRH6F型城際動車組輔助制動系統

唐建明，蘇 超

（中國中車集團 中車南京浦鎮車輛有限公司 設計開發部，江蘇南京210031）

CRH6F型城際動車組輔助制動系統

唐建明，蘇 超

（中國中車集團 中車南京浦鎮車輛有限公司 設計開發部，江蘇南京210031）

介紹了CRH6F型城際動車組輔助制動系統的技術特點，并從電氣控制和氣動執行方面著重分析了輔助制動系統的工作原理。

動車組；輔助制動系統；工作原理

CRH6F型城際動車組按其牽引系統的不同分為“國產牽引”和“進口牽引”兩個車種，文中提及的CRH6F型城際動車組均是指采用進口牽引系統的CRH6F型城際動車組。

CRH6F型城際動車組采用了克諾爾公司提供的KBGM－P型制動系統，與整個CRH6型城際動車組系列中其他車種的制動系統均不相同。為滿足原鐵道部科學技術司印發的《CRH6型城際動車組技術條件》中對輔助制動系統的技術要求，CRH6F型城際動車組采用了一套全新的輔助制動系統。本文將從系統的構成和工作原理等方面進行重點分析與介紹。

1 概 況

1.1 動車組編組

CRH6F型城際動車組的車輛編組如圖1所示。

圖1 列車編組

1.2 車輛基本性能參數

最大運行速度： 160 km／h

平均常用制動減速度（160 km／h～0）≥1.0 m／s2

平均緊急制動減速度（160 km／h～0）≥1.2 m／s2

1.3 制動分級

（1）1～7 N常用制動

（2）緊急制動EB（快速制動）（3）緊急制動UB

2 系統功能

根據《CRH6型城際動車組技術條件》中對輔助制動的要求，輔助制動是當常用制動電路或各車中的制動控制裝置發生故障，不能實施常用制動時，使用的一種制動方式。輔助制動是為了在救援低速運行時而設置的，只在動車組兩端T1車上設置，所以8輛編組的動車組只有2輛車產生制動力，見圖2。

圖2 輔助制動配置示意圖

輔助制動設置了4種級別的制動力，分別為3，5，7 N和緊急制動EB，且與采用速度－黏著控制方式的常用制動、緊急制動不同，一旦制動級位確定，動車組將施加一恒定的輔助制動力。

考慮到高速區域黏著較低，施加輔助制動發生滑行的可能性較大，且高速時僅靠兩輛車的基礎制動來消耗整列動車組的制動能量，其熱容量超標將導致制動閘片的損毀，因此，其運行速度通常被限制在30 km／h內。

3 系統構成及工作原理

輔助制動系統由電氣控制部分和氣動執行部分構成。

3.1 電氣控制部分

電氣控制部分為一個獨立的輔助制動電子控制單元EBCU，該EBCU獨立于常用制動電子控制的EBCU，由單獨的電源板進行供電，即使在控制常用制動的EBCU斷電、故障的情況下，輔助制動電子控制單元EBCU也能正常工作。

圖3 輔助制動電子控制單元

（1）指令傳輸

人工駕駛時，制動指令主要由激活端司機室司機控制器發出，該制動指令為3～8 V的模擬電壓。正常情況下，來自司機控制器的制動指令被中央控制單元CCU和指令轉換裝置接收。中央控制單元CCU將轉化后的制動指令傳輸至MVB總線網絡上，繼而下達給各車制動控制單元。指令轉換裝置將來自司機控制器的模擬電壓指令轉換成七級硬線指令輸出，常用制動控制單元EBCU和輔助制動控制單元EBCU同步接收該硬線指令。當MVB總線網絡工作正常時，EBCU只識別來至MVB總線網絡的制動指令，控制EP閥施加相應級別的常用制動，但當EBCU檢測到MVB總線網絡不能正常工作時，EBCU只識別七級硬線的指令，控制EP閥施加常用制動，見圖4。

圖4 制動指令傳輸示意圖

（2）輔助制動控制

制動系統正常工作時，輔助制動電子控制單元處于失電狀態，輔助制動系統未激活。在制動控制裝置異常或接收不到制動指令等情況下，不能通過司機制動控制器正常的實施常用制動和緊急制動EB時，可閉合常閉的輔助制動斷路器SBCB（見圖5），以使輔助制動電子控制單元得電，此時輔助制動電子控制單元被激活，常用制動電子控制單元將忽略來自MVB總線網絡和七級硬線的制動指令，并默認不施加常用制動，常用制動功能將被屏蔽。

圖5 輔助制動電氣控制圖

同時，輔助制動繼電器SBNR勵磁，其常開觸點SBNR閉合。此時可操作激活端司機室司機制動控制器手柄，根據手柄位置，繼電器B13R、B45R、B67R或 BEBR之一得電，從而使其對應的常開觸點閉合，輔助制動電子控制單元根據其閉合情況，控制EP1閥施加3，5，7 N或緊急制動EB。

其中，司機控制器制動級位與輔助制動指令對應關系如表1。

表1 司機控制器制動級位與輔助制動指令對應關系

同時，輔助制動激活信號和輔助制動級位信號（3，5，7 N和緊急制動EB）將分別通過111、112、113、114、115號列車線傳遞至另一端T1車（該端司機室未激活），該車輔助制動電子控制單元接收到對應信號后，控制EP1閥，施加輔助制動。

當輔助制動系統激活后，如檢測到輔助制動電子控制單元故障，將通過一個繼電器口輸出輔助制動控制異常信號。

3.2 氣動執行部分

輔助制動時，常用制動功能被屏蔽，此時，輔助制動模塊將來自制動風缸的壓縮空氣調節成與輔助制動指令對應的預控制壓力供給中繼閥，經中繼閥放大流量后，壓力空氣通過防滑閥到達制動缸，產生制動作用。

圖6 氣路原理圖

（1）輔助制動模塊

輔助制動模塊由帶電觸點監控的截斷塞門（01），壓力調節裝置（02），減壓閥（03）和測試接頭（04）構成。見圖7。

帶電觸點監控的截斷塞門（01）用于在維護輔助制動模塊時，切斷來自制動風缸的壓縮空氣。其位置狀態被實時監控，以防止誤操作及維護后未復位。

壓力調節裝置（02）由充氣閥（02.1），排氣閥（02.2），以及壓力傳感器（02.3）組成，其功能是根據輔助制動指令調節出相對應大小的預控制壓力。

減壓閥（03）設置在壓力調節裝置（02）的下游，以防止其故障時，預控制壓力過大造成制動缸過壓。

測試接頭（04）在試驗及維護時使用。

（2）工作原理

輔助制動時，輔助制動電子控制單元控制壓力調節裝置（02）將來自制動風缸的壓縮空氣調節形成一個與輔助制動指令相對應大小的預控壓力。

具體調節過程為：輔助制動電子控制單元控制充氣閥（02.1）得電，其內部氣路打開，排氣閥（02.2）得電，其通向大氣的氣路關閉，使來自制動風缸的壓縮空氣經其流向壓力傳感器（02.3），該壓力傳感器實時監測經充氣閥（02.1）和排氣閥（02.2）調節出的預控制壓力，并將壓力信息實時傳遞給輔助制動電子控制單元，形成閉環控制。

當壓力傳感器反饋的實時預控制壓力小于目標壓力時，則壓力調節裝置（02）處于充氣狀態；當實時預控制壓力剛好滿足目標壓力時，充氣閥（02.1）失電，其內部氣路關閉，排氣閥（02.2）得電，其通向大氣的氣路關閉，壓力調節裝置（02）處于保持狀態；當實時預控制壓力大于目標壓力時，充氣閥（02.1）失電，其內部氣路關閉，排氣閥（02.2）失電，其氣路與大氣相通，壓力調節裝置（02）處于排氣狀態，直至預控制壓力滿足目標壓力時，排氣閥（02.2）得電，壓力調節裝置（02）處于保持狀態。

圖7 輔助制動模塊

調整好的輔助制動預控制壓力通過550 k Pa的減壓閥（03），流向中繼閥（10），經其按比例放大后產生制動壓力到制動缸，形成輔助制動力。

通過制動計算可以得出各制動級別下對應的制動缸壓力，如表2。

表2 制動級別下對應的制動缸壓力

4 結束語

CRH6F型城際動車組輔助制動系統與CRH6型城際動車組系列中其他車種的輔助制動系統在設備組成及工作原理上存在較大差異，但通過對其設備及工作原理的系統分析可以看出，其輔助制動系統可以滿足《CRH6型城際動車組技術條件》中對輔助制動系統的功能要求。CRH6F型城際動車組輔助制動系統的可靠性與穩定性則需在將來的試驗中進行驗證。

［1］ 張曙光.CRH2型動車組［M］.北京：中國鐵道出版社，2008.

［2］ 鐵道部科學技術司.CRH6型城際動車組技術條件［S］.2012.

圖7 CRH5型動車組坐姿PW測試結果散點

4 結 論

動車組在強橫風環境中運行，即便有擋風墻的防護，車體仍然容易產生瞬時橫向振動和側滾振動，在過渡段尤為劇烈。已有的乘坐舒適度指標不足以對其進行合理的評判。本文綜合考慮車體橫向和側滾兩方面的影響，提出了乘坐舒適度指標PW，基于乘坐舒適度評價高速列車受強橫風作用出現的車體瞬態振動，可以更全面地反映大風作用下的人體感覺。

參考文獻

［1］ 康 熊，侯福國，付連著.蘭新第二雙線大風條件下行車安全專項試驗研究報告［R］.TY字第3889號，2015.

［2］ 羅庚中，侯福國，劉 磊.蘭新第二雙線大風條件下行車安全專項試驗2015年研究報告［R］.TY字第4119號，2015.

［3］ EN 12299［2009］，Railway applications-Ride comfort for passengers－Measurement and evaluation［S］.2009.

［4］ 倪純雙，王悅明.淺析平穩性指標和舒適度指標［J］.鐵道機車車輛，2003，23（6）：1-3.

Abstract：Passengers will receive voilent vibrations when high-speed trains run in strong wind，and the reduction of speed will take place if the vibration is critical enough.However，there are no reasonable methods and index can be used.In this article，the vibration characteristic is summarized based on line test results，and then the ride comfort index is proposed on the basis of measurement＆evaluation methods of passenger comfort in EN 12299，which can better reflect passenger comfort of high-speed trains running in strong wind.

Key words：High-speed train；strong wind；ride comfort index

Auxiliary Brake System of CRH6F Intercity EMU

TANG Jianming，SU Chao
（Design and Development Department，CRRC Nanjing Puzhen Co.，Ltd.，Nanjing 210031 Jiangsu，China）

This paper introduces the technical characteristics of auxiliary brake system for CRH6F intercity EMU，and analyzes the working principle of auxiliary brake system from two aspects of electric control and pneumatic operation.

EMU；auxiliary brake system；working principle

Study on Transient Ride Comfort Index of High-speed Trains Caused by Strong Wind

WANG Lindong，WU Ning，WEN Bin
（Locomotive＆Car Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China）

U266.2.8

A

10.3969／j.issn.1008－7842.2016.06.09

1008－7842（2016）06－0035－04

6—）男，工程師（

2016－07－18）