基于和諧機車制動實訓平臺教學有效性提升研究

關洪亮

摘要：CCBⅡ制動系統具有穩定性、可靠性、網絡重聯等優點，目前裝車數量較多，但因其采用模塊化、集成設計，且采用微機網絡控制，很多設備能看見卻“摸”不著，在課程實施時，成效較差。通過借助建成的和諧機車制動實訓平臺，同時基于現有DK-1、JZ-7制動系統的閥件，采用思維導圖，有效的提升了制動類課程的效率。

關鍵詞：和諧機車;制動實訓;制動課程;有效性

0 ?引言

從1990年克諾爾公司承接的第一個國內地鐵項目開始，至2004年與機車車輛研究所簽署協議，伴隨著裝有CCBⅡ制動系統的HXD1、HXD3、HXN3、HXN5系列機車下線并投入運用，CCBⅡ制動系統以其穩定性、可靠性、具備微機網絡重聯等功能贏得了鐵路行業的青睞。CCBⅡ制動系統采用微機網絡控制、具有自診斷功能、模塊化設計，很多氣路上的電磁閥均封裝在一起，故障后整套更換。因傳統的DK-1、JZ-7無法實現重聯操縱，且現階段CCBⅡ制動系統裝車較多，制動系統發生輕微故障后可自動備份并轉換，且很多設備能看見卻“摸”不著，因此機車乘務員除操作界面外其他可處理的較少，故提升學生對CCBⅡ制動系統設備的認知，使學生更好的掌握克諾爾制動系統的基本原理、控制關系、操縱方式是課堂亟待解決的問題。

1 ?CCBⅡ制動系統的組成及控制思路

1.1 CCBⅡ制動系統的組成

CCBⅡ制動系統主要由電子制動閥（EBV）、制動顯示屏（LCDM）、電空控制單元（EPCU）、微處理器（IPM）、繼電器接口模塊（RIM）組成，各部分的關系見圖1所示。

1.1.1 EBV

作用相當于DK-1、JZ-7制動系統的大小閘，用來輸入制動指令，EBV與EPCU中的各模塊實時通訊。EBV上安裝有自動制動閥（大閘）和單獨制動閥（小閘）;自動制動閥有運轉、初制、制動區、全制、抑制、重聯、緊急位;單獨制動閥有運轉、制動區、全制、側緩位。EBV除自動制動閥上緊急位采用機械控制，其他均采用電子控制。

1.1.2 LCDM

制動顯示屏用來顯示制動系統相關參數并可進行相關參數的設定。顯示的參數主要有：制動機模式、列車管壓力、均衡風缸壓力、制動缸壓力、總風缸壓力、流量、故障信息等參數。在顯示屏上課進行列車管壓力、制動機模式、補風/不補風、客車/貨車等參數的設定，同時可對制動系統進行維護。

1.1.3 EPCU

EPCU是CCBⅡ制動系統的的核心部件，安裝有各電磁閥，用來控制和檢測空氣制動功能，采用封裝設計，其中有5各LRU是智能化的，可通過網絡與EBV和IPM進行通訊。

1.1.4 IPM

IPM是CCBⅡ制動系統的的中央處理器，進行制動系統各種功能的檢測、計算、控制、維護，它處理所有和LCDM相關的接口指令，并通過網絡傳遞給EPCU。如果具有無線重聯功能，其內部集成了DP軟件。

1.1.5 RIM

RIM的作用是接受ATP產生的信號、司機室操縱激活信號、電氣制動產生的懲罰制動和緊急制動信號，處理后輸出至EPCU，使機車產生懲罰制動或緊急制動。

1.2 CCBⅡ制動系統氣路控制策略

研究CCBⅡ制動系統氣路控制策略見圖2，其控制策略和DK-1型、JZ-7型制動機是有相似的地方。即控制全列車制動時，仍是大閘在不同位置時控制均衡風缸壓力，均衡風缸將壓力信號作用至BPCP（列車管壓力控制模塊），實現列車管壓力和均衡風缸的同步，最終通過車輛分配閥和機車16CP（機車分配閥）實現全列車制動、緩解。但CCBⅡ制動系統在控制手段上實現了計算機控制閉環控制，并且控制精度更高、響應速度更快，故障后可自動備份，如16CP故障后可通過DBTV備份。

2 ?制動課程有效性提升策略及實踐

2.1 和既有型號制動系統關聯

既有型號的制動機有DK-1和JZ-7，且目前還在SS系列、DF系列內燃機車上使用，并且其控制思路簡單，各閥拆裝可操作性強。課程實施載體有學院采購的SS4和DF11機車各一臺及大量的制動閥，通過講授講授及實踐，學生對制動系統有了初步的認識。在學生初步掌握了制動機的基本原理之后，再開展CCBⅡ制動系統原理的講授就相對容易，如EPCU上的ERCP（均衡風缸控制模塊）和DK-1制動系中緩解電空閥、制動電空閥、初制風缸、調壓閥55及JZ-7制動系統中自閥上調壓閥的作用時一致的，都是控制均衡風缸的壓力變化，但ERCP是智能化的，再通過講解其氣路控制關系，學生學習也相對容易的多。

2.2 基于“mind mapping”模式

制動課程前后關聯性較強，學生在學習過程中對設備前后關系、氣路控制較難理解，期末考試死記硬背。為了避免上述情況，運用思維導圖教學理念，列出中央關鍵詞，找出相關關聯項，用一句話總結關聯項和中央關鍵詞之間的關系及作用，同時基于實訓平臺，進行線上實踐認知。

2.3 利用好實訓平臺的動態功能

基于和諧機車制動實訓平臺采用了和真車一樣的制動系統，且配有真實的壓縮機、基礎制動裝置等，可實時操作并顯示各壓力儀表的變化，因此在進行機車及列車制動機試驗，學生可實時操作及實踐，大大提高了課堂教學效果。

3 ?結語

和諧機車制動實訓平臺投入運用以來，機車專業500余名學生及職工培訓400余名學員進行了學習及實踐。以既有的設備進行對比，通過思維導圖的關聯記憶，學生不再畏懼難以理解的制動系統，對學習也變的輕松和熱帶，大大調動了學生積極性，課堂效率得以有效提升。

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