DZJ-80型地鐵綜合檢測(cè)車(chē)空氣制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張乾宇　李博　邢佳　張媛萍

【摘? 要】根據(jù)用戶需求，綜合檢測(cè)車(chē)要同時(shí)滿足在與配備JZ-7型空氣制動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃軌道車(chē)和配備DK-1型電空制動(dòng)機(jī)的電力軌道車(chē)分別固定編組運(yùn)行的工況下，兩臺(tái)車(chē)上都可以單獨(dú)控制整列車(chē)輛的制動(dòng)與緩解，且換端后保持制動(dòng)操縱方式一致。經(jīng)過(guò)分析，綜合檢測(cè)車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)采用了一套完整的單端操縱JZ-7型空氣制動(dòng)機(jī)，并在車(chē)輛Ⅰ端操縱臺(tái)配備與電力軌道車(chē)相同的DK-1電空制動(dòng)控制器和后備制動(dòng)閥，當(dāng)與電力軌道車(chē)連掛后通過(guò)兩車(chē)電重聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)在不同編組工況下兩車(chē)的操作信號(hào)共享及控制。

【關(guān)鍵詞】地鐵綜合檢測(cè)車(chē);JZ-7空氣制動(dòng)機(jī);DK-1電空制動(dòng)系統(tǒng);重聯(lián)

引言

隨著國(guó)內(nèi)各大城市地鐵軌道交通的的迅速發(fā)展，地鐵工程車(chē)輛的種類不斷增多，作為車(chē)輛重要組成部分的各種制動(dòng)系統(tǒng)也要適應(yīng)各車(chē)輛的功能進(jìn)行匹配;在地鐵線路維護(hù)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)多工種同時(shí)操作的工況，要滿足此類工況需求，不同功能的車(chē)輛就要編組運(yùn)行;為了應(yīng)對(duì)多種作業(yè)方式和編組工況，配置不同制動(dòng)系統(tǒng)的兩種車(chē)輛重聯(lián)編組運(yùn)行的新需求隨之出現(xiàn)，所以，開(kāi)發(fā)滿足上述需求的制動(dòng)系統(tǒng)重聯(lián)方式勢(shì)在必行。

1.設(shè)計(jì)要求及難點(diǎn)

1.1設(shè)計(jì)要求

DZJ-80型地鐵綜合檢測(cè)車(chē)是為徐州地鐵公司設(shè)計(jì)的一種工程車(chē)。根據(jù)用戶需求，綜合檢測(cè)車(chē)要同時(shí)滿足在與配備JZ-7型空氣制動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃軌道車(chē)和配備DK-1型電空制動(dòng)機(jī)的電力軌道車(chē)單獨(dú)固定編組運(yùn)行的工況下，兩臺(tái)車(chē)上都可以單獨(dú)控制整列車(chē)輛的制動(dòng)與緩解。其編組方式如圖1、圖2所示。

圖1內(nèi)燃軌道車(chē)編組

圖2電力軌道車(chē)編組

1.2設(shè)計(jì)難點(diǎn)及解決方案

（1）設(shè)計(jì)難點(diǎn)。目前的車(chē)輛，單車(chē)雙端操縱都配備為JZ-7制動(dòng)閥或DK-1制動(dòng)控制器，此類配置無(wú)法滿足我們所需要的使用要求;

單車(chē)上同時(shí)配備兩套不同的制動(dòng)系統(tǒng)，雖然可以滿足使用要求，但是整車(chē)成本會(huì)大幅增加，同時(shí)會(huì)造成司機(jī)的操作困擾，容易發(fā)生因混淆操作引起的制動(dòng)事故。

（2）解決方案。通過(guò)以往對(duì)地鐵工程車(chē)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及用戶固定編組的運(yùn)行方式，結(jié)合理論分析，要實(shí)現(xiàn)在綜合檢測(cè)車(chē)和電力軌道車(chē)上都可以單獨(dú)控制整列車(chē)輛的制動(dòng)與緩解，兩車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)就需要通過(guò)制動(dòng)軟管連接器和電重聯(lián)連接器進(jìn)行重聯(lián)，使綜合檢測(cè)車(chē)具備遠(yuǎn)程控制電力軌道車(chē)的功能。要實(shí)現(xiàn)在綜合檢測(cè)車(chē)上遠(yuǎn)程控制電力軌道車(chē)DK-1型制動(dòng)系統(tǒng)，需要在配備JZ-7制動(dòng)機(jī)的綜合檢測(cè)車(chē)上同時(shí)具備一套DK-1型電空制動(dòng)系統(tǒng)的控制設(shè)備及關(guān)鍵管路的壓力表，包含一個(gè)與電力軌道車(chē)電氣系統(tǒng)重聯(lián)的制動(dòng)控制器、兩個(gè)雙針壓力表（分別接總風(fēng)管與列車(chē)管、均衡風(fēng)缸與制動(dòng)缸）、一個(gè)后備制動(dòng)閥、兩個(gè)數(shù)字壓力表（用于兩車(chē)讀取均衡風(fēng)缸與制動(dòng)缸的壓力）、一個(gè)緊急制動(dòng)按鈕、一個(gè)停放制動(dòng)施加按鈕和一個(gè)停放制動(dòng)緩解按鈕。同時(shí)，為保證兩車(chē)停放制動(dòng)施加與緩解的同步性，在綜合檢測(cè)車(chē)停放制動(dòng)緩解管路上設(shè)置一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)共享。

2.方案解析

綜合檢測(cè)車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)包含了一套完整的單端操縱JZ-7型空氣制動(dòng)機(jī)和一套單端操縱DK-1型電空制動(dòng)控制器等設(shè)備;在綜合檢測(cè)車(chē)兩端司機(jī)臺(tái)上分別是JZ-7型制動(dòng)閥和DK-1型電空制動(dòng)控制器，分別滿足與配備JZ-7制動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃軌道車(chē)和DK-1電空制動(dòng)機(jī)的電力軌道車(chē)編組運(yùn)行的要求。

2.1風(fēng)源系統(tǒng)

綜合檢測(cè)車(chē)配置了容積為280L的總風(fēng)缸，由于綜合檢測(cè)車(chē)不帶動(dòng)力且配備的發(fā)電機(jī)組功率有限，所以綜合檢測(cè)車(chē)不配置空氣壓縮機(jī)，所需風(fēng)源由與之編組運(yùn)行的電力軌道車(chē)或內(nèi)燃軌道車(chē)上的空氣壓縮機(jī)通過(guò)兩車(chē)連接處的總風(fēng)軟管來(lái)提供。這種方式既可以滿足綜合檢測(cè)車(chē)制動(dòng)用風(fēng)需求，又可以減少一臺(tái)空氣壓縮機(jī)和一臺(tái)壓縮空氣凈化單元（包含冷卻器、油水分離器、干燥器），整車(chē)節(jié)省了成本，降低了整車(chē)重量，同時(shí)優(yōu)化了整車(chē)空間配置。

2.2制動(dòng)系統(tǒng)工作原理

（1）內(nèi)燃軌道車(chē)與綜合檢測(cè)車(chē)重聯(lián)編組。如圖1所示，當(dāng)內(nèi)燃軌道車(chē)與綜合檢測(cè)車(chē)重聯(lián)編組運(yùn)行時(shí)，因兩車(chē)都各自配備了一套完整的JZ-7空氣制動(dòng)機(jī)，且兩車(chē)之間通過(guò)總風(fēng)軟管及列車(chē)軟管重聯(lián)，所以制動(dòng)原理完全符合JZ-7空氣制動(dòng)系統(tǒng)，操作方式也符合JZ-7制動(dòng)機(jī)的相關(guān)要求。

（2）電力軌道車(chē)與綜合檢測(cè)車(chē)重聯(lián)編組。如圖2所示，當(dāng)電力軌道車(chē)與綜合檢測(cè)車(chē)重聯(lián)編組運(yùn)行時(shí)，車(chē)輛兩端司機(jī)臺(tái)上都是DK-1制動(dòng)控制器，但由于綜合檢測(cè)車(chē)只是單獨(dú)配置了DK-1制動(dòng)控制器及后備制動(dòng)閥，所以在連接兩車(chē)總風(fēng)管和列車(chē)管的同時(shí)還需要電重聯(lián)，使綜合檢測(cè)車(chē)上的DK-1型制動(dòng)控制器的操作信號(hào)可傳導(dǎo)到電力軌道車(chē)上，達(dá)到共用一套DK-1制動(dòng)柜的目的，綜合檢測(cè)車(chē)與電力軌道車(chē)空氣連接原理如圖3所示。

當(dāng)操縱綜合檢測(cè)車(chē)上的DK-1制動(dòng)控制器時(shí)，通過(guò)兩車(chē)之間重聯(lián)的電信號(hào)遠(yuǎn)程操縱電力軌道車(chē)上的DK-1制動(dòng)柜，進(jìn)而控制電力軌道車(chē)的列車(chē)管減壓或增壓;由于兩車(chē)列車(chē)管是聯(lián)通的，電力軌道車(chē)列車(chē)管壓力變化的同時(shí)綜合檢測(cè)車(chē)列車(chē)管的壓力也相應(yīng)變化，然后通過(guò)各自的分配閥控制各自車(chē)上制動(dòng)缸的充風(fēng)或排風(fēng)，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩車(chē)的制動(dòng)、緩解與保壓;當(dāng)操縱電力軌道車(chē)上的DK-1制動(dòng)控制器時(shí)，車(chē)輛的制動(dòng)與緩解的工作原理同上所述;在車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)，為保證司機(jī)能接收到兩車(chē)的停放制動(dòng)完全緩解的信號(hào)，避免帶閘運(yùn)行造成車(chē)輪擦傷，綜合檢測(cè)車(chē)與電力軌道車(chē)停放模塊部件有雙脈沖電磁閥，調(diào)壓閥，壓力開(kāi)關(guān)，電聯(lián)鎖塞門(mén)。編組運(yùn)行時(shí)，電力軌道車(chē)與綜合檢測(cè)車(chē)的停放制動(dòng)的施加與緩解應(yīng)同步。電力軌道車(chē)司機(jī)臺(tái)及綜合檢測(cè)車(chē)的司機(jī)臺(tái)上各布置有2個(gè)停放控制按鈕，且綜合檢測(cè)車(chē)上的壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定值為600kPa。按下停放施加按鈕，停放模塊電磁閥失電，停放管到蓄能制動(dòng)單元管路的壓縮空氣會(huì)通過(guò)電磁閥排出，此時(shí)壓力值為0kPa，停放施加;此時(shí)壓力開(kāi)關(guān)通過(guò)電氣重聯(lián)輸出信號(hào)給電力軌道車(chē)CCU（中央控制單元），實(shí)現(xiàn)牽引封鎖。

按下停放緩解按鈕，緩解電磁閥得電，管路暢通，蓄能制動(dòng)單元管路升壓，當(dāng)綜合檢測(cè)車(chē)停放管壓力大于600kPa時(shí)，停放指示燈亮，停放緩解;同時(shí)壓力開(kāi)關(guān)通過(guò)電氣重聯(lián)輸出信號(hào)給電力軌道車(chē)CCU（中央控制單元），解除牽引封鎖。

當(dāng)DK-1電空制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常，無(wú)法實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的制動(dòng)與緩解時(shí)，可操作后備制動(dòng)閥控制兩車(chē)列車(chē)管的壓力變化，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的制動(dòng)和緩解。后備制動(dòng)閥及模塊控制原理如右圖4所示。

為提高車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，對(duì)制動(dòng)操作方式進(jìn)行冗余設(shè)計(jì);在制動(dòng)閥下操作臺(tái)柜子內(nèi)設(shè)置了手動(dòng)緊急制動(dòng)閥，在操作臺(tái)面上設(shè)置了緊急制動(dòng)按鈕，當(dāng)列車(chē)出現(xiàn)緊急情況，且制動(dòng)控制器失效時(shí)，可拍下操作臺(tái)面上的緊急制動(dòng)按鈕或打開(kāi)柜子內(nèi)的手動(dòng)緊急制動(dòng)閥，使列車(chē)管迅速減壓實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的緊急制動(dòng)，保障車(chē)輛與線路安全。

3.結(jié)語(yǔ)

在DZJ-80型地鐵綜合檢測(cè)車(chē)空氣制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，充分利用了JZ-7空氣制動(dòng)機(jī)和DK-1電空制動(dòng)系統(tǒng)列車(chē)管減壓制動(dòng)的共性，減少了DK-1電空制動(dòng)系統(tǒng)的一套制動(dòng)柜;同時(shí)，滿足了用戶對(duì)地鐵綜合檢測(cè)車(chē)與配備不同制動(dòng)系統(tǒng)的內(nèi)燃軌道車(chē)和電力軌道車(chē)分別編組運(yùn)行的要求;而且，采用上述配置方式，整車(chē)成本降低了約20萬(wàn)元;更重要的是，這種制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為以后不同系統(tǒng)之間的聯(lián)合控制提供了新的思路。目前，該地鐵綜合檢測(cè)車(chē)已交付使用且運(yùn)行良好，后續(xù)將進(jìn)一步了解開(kāi)發(fā)各種不同制動(dòng)系統(tǒng)之間聯(lián)合控制的方式，以此適應(yīng)不同用戶日漸豐富的需求。

參考文獻(xiàn)

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