CRH380BL型動(dòng)車組制動(dòng)原理及常見故障處理

徐光致

摘要：中國(guó)目前已經(jīng)擁有全世界最大規(guī)模以及最高運(yùn)營(yíng)速度的高速鐵路網(wǎng)，CRH380BL型動(dòng)車組在各條高鐵線上廣泛使用，因制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障，造成后續(xù)交路動(dòng)車組晚點(diǎn)，影響運(yùn)營(yíng)秩序的情況時(shí)有發(fā)生。通過分析常見制動(dòng)故障，方便我們今后快速處置CRH380BL型動(dòng)車組制動(dòng)故障，盡快恢復(fù)運(yùn)行秩序。

關(guān)鍵詞：CRH380BL；動(dòng)車組；制動(dòng)；分析

中國(guó)經(jīng)過10多年的高速鐵路建設(shè)和對(duì)既有鐵路的高速化改造，目前已經(jīng)擁有全世界最大規(guī)模以及最高運(yùn)營(yíng)速度的高速鐵路網(wǎng)，如今“四縱”干線基本成型。我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程約占世界高鐵運(yùn)營(yíng)里程的45%，穩(wěn)居世界高鐵里程榜首。使用的動(dòng)車組主要以自主研發(fā)的新一代CRH380型動(dòng)車組為主，其中CRH380BL型動(dòng)車組在各條高鐵線上廣泛使用，因制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障，造成后續(xù)交路動(dòng)車組晚點(diǎn)，影響運(yùn)營(yíng)秩序的情況時(shí)有發(fā)生。因此，掌握了常見制動(dòng)故障，方便我們今后快速處置CRH380BL型動(dòng)車組制動(dòng)故障，盡快恢復(fù)運(yùn)行秩序。

1.制動(dòng)系統(tǒng)的原理

CRH380BL型動(dòng)車組采用的是微機(jī)控制的直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)，由貫穿全列車的電子制動(dòng)控制單元通過列車網(wǎng)絡(luò)和硬線等響應(yīng)列車控制指令，實(shí)現(xiàn)列車常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)等諸多功能。列車中每4輛車（2動(dòng)2拖）組成一個(gè)制動(dòng)控制單元，每個(gè)單元內(nèi)通過車輛總線（MVB）貫穿單元各車，各單元間通過列車總線（WTB）連接，完成列車級(jí)信息的傳遞。

CRH380BL型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)采用了直通電空制動(dòng)和備用自動(dòng)空氣制動(dòng)組合的控制系統(tǒng)。常用制動(dòng)通過直通電空制動(dòng)施加；緊急制動(dòng)通過直通電空制動(dòng)和自動(dòng)空氣制動(dòng)同時(shí)施加；當(dāng)救援時(shí)，使用自動(dòng)空氣制動(dòng)。

壓力模擬裝置觸發(fā)直通制動(dòng)，自動(dòng)制動(dòng)分配閥觸發(fā)間接制動(dòng)，這兩個(gè)部件通過一個(gè)小通徑產(chǎn)生制動(dòng)缸預(yù)控壓力。緊急制動(dòng)時(shí)，直通電空制動(dòng)和自動(dòng)空氣制動(dòng)同時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)缸預(yù)控壓力，下游的雙向止回閥能確保將較高的制動(dòng)缸預(yù)控壓力轉(zhuǎn)換為實(shí)際制動(dòng)力。

在制動(dòng)缸壓力控制回路中的壓力中繼閥通過一個(gè)大的通徑控制制動(dòng)缸壓力，其壓力值是通過小通徑的制動(dòng)缸預(yù)控壓力控制。為了防止摩擦制動(dòng)過熱和超過允許的最大輪軌粘著系數(shù)，根據(jù)不同的速度，緊急制動(dòng)力分步控制。即在高速運(yùn)行（v>約200km/h）時(shí)，制動(dòng)力比在低速時(shí)（v<約200km/h）的制動(dòng)力要低。在緊急制動(dòng)時(shí)，利用壓力中繼閥的切換控制壓力實(shí)現(xiàn)分步。切換控制壓力改變中繼閥的輸出壓力。

2.制動(dòng)系統(tǒng)的組成

CRH380BL型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)由電制動(dòng)系統(tǒng)（再生制動(dòng)為主）、空氣制動(dòng)系統(tǒng)（盤型制動(dòng)，包括風(fēng)源）、防滑系統(tǒng)和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等組成。

2.1.電制動(dòng)系統(tǒng)

CRH380BL型動(dòng)車組使用的電制動(dòng)以再生制動(dòng)為主。電制動(dòng)系統(tǒng)的組成與牽引系統(tǒng)一致，由受電弓、牽引變壓器、牽引變流器及牽引電機(jī)組成。電制動(dòng)僅在常用制動(dòng)和列車定速運(yùn)行時(shí)使用。

2.2.空氣制動(dòng)系統(tǒng)

2.2.1.直通電空制動(dòng)系統(tǒng)

CRH380BL型動(dòng)車組使用的直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)采用電子控制，動(dòng)車組直通式制動(dòng)系統(tǒng)可按制動(dòng)模式曲線（根據(jù)手柄位置或信號(hào)系統(tǒng)設(shè)定）控制列車減速或停車。安裝在每個(gè)車上的微機(jī)控制的制動(dòng)電子控制裝置負(fù)責(zé)執(zhí)行本車的制動(dòng)控制功能，包括接收和解碼制動(dòng)命令信號(hào)（從司機(jī)臺(tái)上的制動(dòng)手柄發(fā)生），以及其它用于列車制動(dòng)控制的重要信息。如果直通制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)應(yīng)故障導(dǎo)向安全，必要時(shí)實(shí)施緊急制動(dòng)停車，如直通制動(dòng)系統(tǒng)不能正常工作，通過手動(dòng)轉(zhuǎn)換后，啟動(dòng)備用空氣制動(dòng)系統(tǒng)。

2.2.2.自動(dòng)空氣制動(dòng)系統(tǒng)

CRH380BL型動(dòng)車組動(dòng)車組上的自動(dòng)式空氣制動(dòng)系統(tǒng)為備用制動(dòng)系統(tǒng)，其制動(dòng)指令由列車管傳遞。備用空氣制動(dòng)系統(tǒng)可由采用自動(dòng)式空氣制動(dòng)系統(tǒng)的中國(guó)既有線機(jī)車操縱控制（包括制動(dòng)與緩解），滿足動(dòng)車組在救援和回送時(shí)要求。自動(dòng)式空氣制動(dòng)系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)。

2.3.防滑系統(tǒng)

防滑系統(tǒng)由電控裝置、車軸速度傳感器以及防滑閥組成。氣動(dòng)防滑裝置采用高性能防滑裝置，以確保達(dá)到最高的輪軌粘著力，并在電子控制裝置、供風(fēng)、車輪速度傳感器等層面上配有采用冗余配置的微處理器。防滑系統(tǒng)的功能為防滑和車輪滑行控制。

2.4.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

考慮到高比例的電制動(dòng)對(duì)總制動(dòng)力的影響，動(dòng)車組在整列車上應(yīng)用了內(nèi)冷式盤形制動(dòng)。在動(dòng)力軸上采用鋼制輪裝制動(dòng)盤，在非動(dòng)力軸上采用鋼制軸裝制動(dòng)盤，并配有減壓通風(fēng)系統(tǒng)。每根拖車軸安裝3個(gè)軸裝制動(dòng)盤，每根動(dòng)軸安裝2個(gè)輪裝制動(dòng)盤。輪裝制動(dòng)盤和軸裝制動(dòng)盤使用的都是特殊的燒結(jié)制動(dòng)閘片，在制動(dòng)初速度為380km/h時(shí)也能夠保證接觸和承受負(fù)荷均勻。停放制動(dòng)缸為彈簧作用式，并配有防止混合作用裝置。

3.制動(dòng)系統(tǒng)的功能

3.1.常用制動(dòng)

司機(jī)室中的制動(dòng)手柄將向列車總線發(fā)送制動(dòng)命令，該制動(dòng)命令將被不同車輛的各制動(dòng)控制裝置讀取和編譯，并將制動(dòng)命令發(fā)送給牽引單元，進(jìn)行電制動(dòng)以及電空制動(dòng)空氣系統(tǒng)進(jìn)行摩擦制動(dòng)。在常用制動(dòng)模式下，電力制動(dòng)優(yōu)先。

3.2.緊急制動(dòng)

在緊急制動(dòng)時(shí)，牽引和電制動(dòng)被切斷，空氣制動(dòng)施加最大的制動(dòng)力。

3.3.停放制動(dòng)

動(dòng)車組配備有一個(gè)從總制動(dòng)風(fēng)缸供風(fēng)的彈簧作用的停放制動(dòng)，配有手動(dòng)緩解裝置，可以滿足在20‰坡道上安全停放。

3.4.備用制動(dòng)

如果電控裝置發(fā)生故障或處于救援模式，動(dòng)車組可啟動(dòng)備用制動(dòng)繼續(xù)運(yùn)行。之后，制動(dòng)將通過制動(dòng)管（600kPa）中的壓力進(jìn)行控制，該壓力將通過安裝在駕駛室中由時(shí)間控制的制動(dòng)控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)，這一控制器由手動(dòng)開關(guān)激活。

3.5.旅客緊急制動(dòng)

當(dāng)拉下乘客緊急制動(dòng)手柄時(shí)，乘客緊急制動(dòng)環(huán)斷開，觸發(fā)最大的常用制動(dòng)力。為避免列車停在不適宜的軌道段（隧道、橋），司機(jī)可以通過制動(dòng)控制手柄延遲制動(dòng)。

4.制動(dòng)故障處理

4.1.緊急制動(dòng)不緩解

如果發(fā)生緊急制動(dòng)不緩解應(yīng)通過安全環(huán)路是否建立判斷是何種類型的緊急制動(dòng)。安全環(huán)路建立只是緊急制動(dòng)緩解的必要條件，安全環(huán)路斷開列車必然起緊急制動(dòng)。列車管風(fēng)壓達(dá)到6.0bar，各車的緊急制動(dòng)電磁閥、兩頭車的警惕電磁閥和乘客報(bào)警電磁閥N07均得電，緊急制動(dòng)才能緩解。

4.1.1.故障原因

4.1.1.1.安全環(huán)路斷開觸發(fā)緊急制動(dòng)

4.1.1.2.緊急制動(dòng)控制單元、部件故障

4.1.2.故障處理

4.1.2.1.將ATP隔離，若列車管壓力恢復(fù)正常，則在沒有ATP控車的情況下運(yùn)行。

4.1.2.2.將轉(zhuǎn)向架檢測(cè)回路關(guān)閉，若列車管壓力恢復(fù)正常，檢查軸溫及轉(zhuǎn)向架狀態(tài)無(wú)異常后，在沒有轉(zhuǎn)向架監(jiān)控回路的情況下運(yùn)行。

4.1.2.3.將緊急制動(dòng)回路關(guān)閉，若列車管壓力恢復(fù)正常，則在沒有緊急制動(dòng)回路功能的情況下繼續(xù)運(yùn)行；否則，將緊急制動(dòng)閥關(guān)閉，若列車管壓力恢復(fù)正常，則在沒有緊急制動(dòng)回路功能和停用緊急制動(dòng)閥的情況下繼續(xù)運(yùn)行。

4.2.常用制動(dòng)不緩解

列車處于最大常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)時(shí)的壓力差別不大。區(qū)別在于列車管壓力和安全回路。在制動(dòng)手柄處于REL位的前提下，如果列車管風(fēng)壓為6.0bar，安全回路建立，則該故障現(xiàn)象就是最大常用制動(dòng)不緩解。

4.2.1.故障原因

4.2.1.1.制動(dòng)WTB網(wǎng)絡(luò)線不通。

4.2.1.2. 1車或0車主BCU故障（包括BCU卡板故障）。

4.2.1.3.ATP施加最大常用制動(dòng)并且不緩解。

4.2.1.4.保持制動(dòng)施加。

4.2.2.故障處理

4.2.2.1.出現(xiàn)常用制動(dòng)不緩解時(shí)，首先應(yīng)該檢查保持制動(dòng)是否施加，將制動(dòng)手柄推至REL位就可以緩解保持制動(dòng)。

4.2.2.2.檢查ASC（恒速）速度設(shè)定是否關(guān)閉，若關(guān)閉則查看ATP的是否正常。

4.2.2.3.對(duì)BCU進(jìn)行復(fù)位處理

4.3.停放制動(dòng)故障無(wú)法緩解

4.3.1.故障原因

4.3.1.1.停放制動(dòng)控制單元、部件故障

4.3.1.2.網(wǎng)絡(luò)故障

4.3.2.故障處理

根據(jù)HMI屏故障提示，隨車機(jī)械師到停放制動(dòng)不能緩解的故障車，重置停放制動(dòng)空氣開關(guān)，然后對(duì)BCU進(jìn)行復(fù)位處理，若故障不能消除，則下車將裙板內(nèi)車輛控制面板上制動(dòng)開關(guān)關(guān)閉，切除本車空氣制動(dòng)，并關(guān)閉該車H29截?cái)嗳T，然后通過停放制動(dòng)緊急緩解手柄，手動(dòng)緩解停放制動(dòng)。

5.結(jié)束語(yǔ)

CRH380BL型動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，涉及部件較多，發(fā)生故障對(duì)高鐵運(yùn)營(yíng)影響較大，掌握其基本原理和故障的基本處理后，對(duì)提高故障判斷處理效率，恢復(fù)高鐵運(yùn)營(yíng)秩序有一定幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)北車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司.CRH380BL型動(dòng)車組用戶文件.2011

[2]中華人民共和國(guó)鐵道部.CRH380BL型動(dòng)車組途中應(yīng)急故障處理手冊(cè).北京：中國(guó)鐵道出版社，2011.